目 录 第一章概论 、,·,非; 性质……… 第一节大气及大气污染 、主要气象要素… 大气及大气圈… 二、大气的基本物理性质…… 大气的组成 ………3第二节大气的热力过程… 三、大气污染 、气温的垂直变化 ……………47 第二节大气污染的发生和发展 6二、大气静力稳定度 51 大气污染的回顾 6第三节大气污染与气象的关系 二、中国的大气污染状况 边界层的风与湍流对大气污染的影响…5 三、当代世界面临的主要大气环境问题 、大气稳定度与大气污染… 第三节大气污染源及主要污染物……10 大气温度层结与大气污染 大气污染源… 、降水与大气污染 、主要的大气污染物及其危害 ……10 五、辐射和云对大气污染的影响…… 三、大气污染物的计量……………………13 六、天气形势与大气污染 第四节大气污染综合防治 14 七、大气污染指数… 、大气污染综合防治的意义……………14第四节大气扩散模式… 、大气污染综合防治的方法和步骤…14 、高斯模式的建立 三、大气污染综合防治措施 二、几个常用的大气扩散模式 第五节大气环境质量控制标准 三、非点源扩散模式 66 大气环境质量标准 、大气污染物排放标准 1804 四、特殊气象条件下的扩散模式 笫五节污染物浓度估算 第二章燃烧与大气污染 、有效源高… 第一节燃料及燃烧过程…… 、大气扩散参数估算 777 燃料 ,计算举例 二、燃料燃烧过程 27第六节厂址选择和烟囪高度估算 第二节燃烧计算 、厂址选择 燃烧所需理论空气量 一、烟囱高度估算 烟气量 34第四章除尘技术基础……… 三、污染物排放量 37第一节颗粒物的捕集机理 篥三节燃烧污染物的形成与控制 、理想气体及气体流动基本方程式 一、烟尘的形成与控制 、含尘气体的流体阻力… 硫氧化物的形成与控制 三、粉尘粒子的沉降 氮氧化物的形成与控制 41第二节粉尘的粒径和粒径分布 第三章污染气象学基础知识… 一、单一颗粒粒径……… 第一节主要气象要素及大气的基本物理 、颗粒群的平均粒径
三、粒径分布 四、粒径分布函数…… 滤料 第三节粉尘的物理性质 二、结构型式 粉尘的形状及形状系数 三、常用袋式除尘器及其清灰 二、粉尘的密度…… 110 四、袋式除尘器的选型 三、粉尘的比表面积 110第八章电除尘器 四、粉尘的润湿性 111第一节电除尘器的分类和特点 五、粉尘的电学性能 、按集尘电极的结构形式分类………162 六、粉尘的安息角与滑动角… 按气流流动方式分类 七、粉尘粘附性 …112 三、按电极在除尘器内的布置分类…………164 八、粉尘的爆炸性 四、孩清灰方式分类……… 第四节除尘装置的分类和性能 112第二节电除尘器的工作原理 除尘装置的分 、气体电离和电晕放电 二、除尘装置的性能 12二、粉尘粒子荷电… 第五章机械式除尘器 …118 三、荷电粒子的迁移和捕集 170 第一节重力沉降室 118 四、被捕集粉尘的清除 、沉降室的捕集效率… 118第三节电除尘效率的影响因素 、重力沉降室的设计步骤…… l19 、颗粒特性对除尘效率的影响 172 第二节惯性除尘器 120 除尘器结构对除尘效率的影啊… 第三节旋风除尘器 、静电除尘器供电质量的影响 、旋风除尘器的工作原理… 四、气流速度及分布的影响 二、旋风除尘器的压力损失… 第四节电除尘器的结构与供电………174 三、旋风除尘器的除尘性能 电除尘器结构 四、旋风除尘器的类型和尺寸 127 、电除尘器的供电 五、旋风除尘器的选型…… …131第五节电除尘器的选择设计与应用…179 六、旋风除尘器的卸灰装置 、电除尘器的选型… 179 第六章湿式除尘器 二、电除尘器的设计 第一节湿式除尘器概述 电除尘器的应用 湿式除尘器的分类和性能… 134第九章吸收法净化气态污染物… 、湿式除尘器的理论基础 135第一节吸收净化基本理论………186 第二节各类湿式除尘器举例……138 吸收过程的气液平衡 186 、重力喷雾除尘器… 、吸收过程的物料平衡……… 193 二、湿式旋风除尘器…… 、伴有化学吸收的吸收动力学 196 三、自激喷雾除尘器 篤二节吸收设备及计算 四、文丘里除尘器… 、吸收设备 …204 第七章袋式除尘器 吸收设备的设计 ….207 第一节袋式除尘器的除尘原理……149第三节吸收法净化二氧化硫废气 216 、袋式除尘器的除尘机理 149 、概述 二、影响滤尘效率的主要因素 二、燃煤锅炉烟气脱硫工艺…… ……218 袋式除尘器的压力损失 燃煤锅炉烟气除尘脱硫设计计算 第二节袋式除尘器的滤料结构及选型 四、吸收法净化生产工艺含硫尾气
第四节吸收法净化其他尾气 236第二节冷凝净化…… 吸收法净化含氮氧化物尾气 、羚凝净化原理 二、吸收法净化含氟废气 240 二、冷凝类型与设备 三、吸收法净化含氯废气… 244第三节生物净化……………………306 第十章吸附法净化气态污染物 ……247 、废气微生物净化原理…… 第一节吸附过程与吸附剂……………247 、生物净化设备 物理吸附和化学吸附 第四节电子束照射净化法 吸附剂及其再生 ……………248 、电子束照射法脱硫脱氮机理…………309 第二节吸附理论 249 电子束发生装置… 310 、吸附平衡…………… 249 三、电子束照射净化法的工艺特点 吸附速率 第五节膜分离法 311 第三节吸附操作方式与设计 253 、气体分离膜的特性参数………………311 吸附过程与工艺流程… 二、气体的膜分离机理 吸附性能参数的测定……………… 三、气体的膜分离装置…… 314 三、吸附装置的设计………………257第十三章净化装置的选择、设计和运行 第四节吸附法净化气态污染物的应用 管理 316 265第一节净化系统及其选择原则……316 、吸附法净化烟气中SO2 、净化系统……………… 316 、吸附法净化有机蒸气……… 净化系统的选择原 17 三、吸附法净化含氟废气 270第二节集气罩的设讨 318 四、吸附法净化含氮氧化物尾气 密闭罩 318 第十一章气态污染物的催化净化 二、排气柜 320 第一节催化作用和催化剂… 276 三、外部吸气罩………321 催化作用… 四、接受式排气罩…… 、催化剂 277 五、吹吸式排气罩及空气幕 第二节气固催化反应动力学…278第三节管道系统设计 、气固催化反应过程 278 、管道系统配置… 、气固催化反应动力学方程式…… 279 、管道系统的设计计算 第三节气固催化反应器及计算……284第四节净化装置的选择 、气圊催化反应器的类型与选择………284 净化工艺及净化装置的选择依据和程序 固定床反应器的计算 341 第四节气态污染物的催化净化工艺…289 、净化装置和系统的选择 、催化净化法的一般工艺 三、净化装置的费用 几种主要污染物的催化净化…291第五节净化系统的运行管理…348 第十二章气态污染物的其他净化方法…300 试运行……… …348 第一节燃烧净化 300 二、净化系统的正常运行管理 …349 、燃烧转化原理 三、净化系统的防腐、防磨与防爆 350 、燃烧过程与装置…… …301 附录 353 三、热能回收与安全… …….03参考文献
第一章概 论 本章主要介绍大气的组成,大气污染的含义,大气污染的发生和发展,大气污染源及主要的 大气污染物,大气污染控制途径,大气环境质量控制标准等方面的知识。 第一节大气及大气污染 大气及大气圈 (一)大气与空气 按照国际标准化组织(IsO)给大气和空气下的定义:大气是指地球环境周围所有空气的总 和( The entire mass of air which surrounds the earth);环境空气是指暴露在人群、植物、动物和建 筑物之外的室外空气( Qutdoor air to which people, plants, animals and structures are exposed)根 据上述定义及大气污染的实际情况,1996年中国将原来的《大气环境质量标准》(GB3095-82) 名称改为(环境空气质量标准》(GB3095-1996),并作了修改补充。修改的目的在于强调环境空 气质量标准,主要规定的是与人类活动关系最密切的近地层空气中的污染物浓度限值。 目前国内外出版的大多数《大气污染控制工程》或《空气污染控制工程》类教材所涉及的内容 和范围,基本上都是环境空气的污染与防治,可见“大气”和“空气”是作为同义词使用的,其组成 成分在均质层也是一样的;它们的区别仅在于“大气”指的范围更大,“空气”的范围相对小些。本 书在以后各章节中,除描述特定场所的空气时加定语界定外,无论“大气”或“空气”主要是指“环 境空气”。即使研究大环境的大气物理学,大气气象学等,主要研究范围也是对流层空气,很难把 大气和空气截然区分开。 )大气圈及其垂直结构 地球是大阳系至今知道唯一有生命的行星,它上面有适于人类生存和发展的自然环境。地 球表面环绕着一层很厚的气体称为环境大气或地球大气,简称大气。大气是自然环境的重要组 成部分,是人类赖以生存必不可少的物质。 自然地理学把受地心引力而随地球旋转的大气叫做大气圈。大气圈层厚度大约有10000 km①。由于大气圈层与宇宙空间很难确切划分,在大气物理学和污染气象学研究中,常把大气 圈层上界定为1200-1400km。1400km以外,气体已非常稀薄,就是宇宙空间了。 大气圈中的空气分布是不均匀的。海平面上的空气密度最大,近地层的空气密度随高度上 升而减小。在地球表面上空400~1400km的大气层里,空气是逐渐变稀薄的。地球表面的大 气温度不仅随纬度、季节变化,而且随高度变化。世界气象组织(wMO根据大气温度垂直分布 ①林鼙信,大气污染控制工程,北京:高等教育出版社,1991
特点,并考虑大气垂直运动等情况将大气分为5层:对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层(图 1-1)。从地球表面向上到大约80~85km高度,大气的主要成分氮和氧的组成比例几乎不变, 称作均质大气层(简称均质层)。均质层按气温在垂直方向上的变化情况分为对流层、平流层和 中间层。均质层以上的大气层,其气体组成随高度变化很大,称为非均质层。非均质层又分为暖 层(电离层)和散逸层(外层)。大气圈中的对流层和平流层与大气污染关系密切,尤其是对流层, 大气污染主要涉及的是对流层空气污染。 宇宙火箭 极光 人造地球卫星 极光 113℃ 无线电探空气球 低纬度地区的对 流层顶一83 珠穆朗玛峰 高纬度地区的对流层顶一53℃ 图1-1大气垂直方向的分层 1.对流层 对流层是地球大气的最低层,底部直接与地面接触,受地面影响最大,厚度最薄。观测表明, 它的厚度随纬度和季节变化而变化,低纬度地区平均为17~8km,中纬度地区平均为10~ 12km,高纬度地区平均为8~9km,夏季的厚度大于冬季。整个大气质量的3/4以及几乎全部水 蒸气都集中在对流层中。 对流层内既有大规模的空气水平运动,又有强烈的空气垂直运动(即对流运动)以及不规则 的湍流运动,从而使不同地区和不同层次的空气得以交换。近地层热量、水蒸气和杂质通过对流 作用向上输送导致出现一系列的天气现象(风、云、雨、雪等)。通常所讲的大气污染主要发生在 这一层里。对流层温度随高度升高而降低,平均每升高100m,气温降低0.65℃。 1500m以下的对流层称为摩擦层或行星边界层(简称边界层)。该层受地表性质的影响很 大,特别是50~100m以下的贴地层,主要受地表热力性质和摩擦力影响。这一层是人类活动的 主要场所,进入大气中的污染物绝大部分在该层活动。气象条件对大气污染物迁移扩散影响很