《大气污染控制》PPT课件.ppt

大气污染控制工程(AIR POLLUTION CONTROL ENGINEERING)华中科技大学环境科学与工程学院 胡 辉,胡 辉：男，教授，博士，博士生导师,环境工程系主任；主持和参加国家自然科学基金项目、国家科技支撑项目、国家科技攻关项目和高等学校博士点（博导类）基金等项目8项；主持和参加湖北省自然科学基金，湖北省“八.五”重点科技攻关和武汉市“九.五”重大科技攻关等5项；以及校企联合项目多项。Journal of Applied Catalyst B:Environment和化学物理学报（英文版）等刊物审稿人。与大气相关的部分在研课题：1、高等学校博士点（博导类）基金：活性炭表面基团与其高选择性吸附功能间的关联性研究；2、国家科技支撑项目：生物燃气净化提纯技术装备及城市公交系统应用研究；3、磁场协同稀土复合物催化还原同时脱硫脱硝应用研究；4、东莞市大气复合污染颗粒物的形成机制研究；5、生物质燃气中CO2选择性吸附剂研制及其吸附特性实验研究。部分代表作：Hui Hu,Xi Lu,Feng Wang,Junjia He,Jin Li,Maohong Fan.Activated Carbon Based Selective Purification of Medical Grade NO Starting From Arc Discharge Method.J.Carbon.2011,49:2197-2205.(2010年影响因子IF:4.854)Hui Hu,Qi Yang,Xi Lu,Wenchao Wang,Shanshan Wang,Maohong Fan.Air Pollution and Control in Different Areas of China.A Review.J.J.Critical Reviews in Environmental Science and Technology.2010,40:452-518.（影响因子：2009年IF:7.091）Hu hui,Liang Haiyan,Li Jin,ZhaoQuanzhong,He Junjia.Study on Production of Inhaled Nitric Oxide for Medical Applications by Pulsed Discharge.J.IEEE Transactions on Plasma Science.2007,35(3):619-625.Hu Hui,Wang Shuxia,Zhang Xiaoling,Zhao Quanzhong,Li jin.Study on Simultaneous Catalytic Reduction of Sulfur Dioxide and Nitric Oxide on Rare Earth Mixed Compounds.J Journal of RARE EARTHS.2006,24(6):695-698.胡 辉,李胜利,张顺喜,李 劲.CeO2-La2O3/-Al2O3混合物催化还原SO2反应机理研究.J.催化学报.2004,25(2):115-119.,曾获湖北省科学技术进步三等奖一项。现代城市环境保护获华中科技大学优秀教材二等奖。2008年获华中科技大学师德模范奖；2009年获华中科技大学三育人积极分子奖。2010年获校教学质量成果二等奖。曾三次获得湖北省人民政府学位委员会颁发的省级优秀学士学位论文一等奖优秀指导老师证书，以及省大学生优秀科研成果优秀指导教师证书。研究方向：偏重应用基础研究，注重学科交叉，理论联系实际。1、大气污染控制：脱硫脱硝、碳减排（CO2的吸附及利用，N2O催化分解）、城市大气复合污染物形成机制及控制等2、环境催化材料：高选择性吸附材料的研制3、环境影响评价及清洁生产审核（国家注册清洁生产审核师）4、等离子体技术及应用,第一章 概论（2学时）基本概论、污染源、主要污染物及对人体健康的影响第二章 燃烧与大气污染（4学时）燃料性质、燃烧过程、烟气体积与污染物排放量计算第三章 大气污染气象基本知识（2学时）气象要素、大气的热力过程和动力过程、地方性风场第四章 大气扩散浓度估算模式（8学时）高斯模式及特殊条件下的扩散模式、污染物浓度估算、烟囱高度设计等,课程教学内容,第五章 颗粒污染物控制技术基础（4学时）粉尘的物理性质、净化装置性能第六章 除尘装置（4学时）四类典型除尘装置的特性与设计第七章 气态污染物控制技术基础（2学时）基本概论和理论简介第八章 硫氧化物的污染控制（4学时）二氧化硫的污染控制技术第九章 氮氧化物的污染控制（4学时）固定源和移动源氮氧化物的污染控制第十章 碳减排技术措施简介（2学时）典型温室气体减排措施,课程教学内容,第一章 大气污染概况,第一节 大气污染概述一.为什么要进行大气污染控制 人体健康与大气的关系人一刻也离不开空气 人的需要量 每天需要的食物约1.5kg 每天需要的空气约15kg 人的极限耐力 断食,断水5天 可以生存 断绝空气5分钟 死亡 获取较洁净的空气比获取较洁净的水要难得多,第一章 大气污染概况,第一节 大气污染概述二.大气污染控制什么?,go8,2012-6-11日灰霾（华科大东九楼摄）,第一章 大气污染概况,第一节 大气污染概述三.大气与空气 大气：环绕地球的全部空气总和。环境空气：把人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的 室外空气。环境空气的组成 干燥洁净的空气 水汽 悬浮微粒,第一节 大气污染概述四.大气污染与污染类型 1什么是大气污染 通常指由于人类活动和自然过程引起某些物质进入大 气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，从而 危害人体的舒适、健康和福利或危害了环境 2.大气污染形成的条件 大量的污染物排入大气中 有不利的气象条件等影响 污染物在大气中积累或变化，以及有些污染物的协同 作用，使其浓度达到危害的程度,第一章 大气污染概况,图 大气污染流程图,BACK5,波波卡特佩特火山,上海浦东金茂大厦,第一节 大气污染概述四.大气污染与污染类型 3大气污染类型 煤烟型污染 指由于煤燃烧过程中排放的各种污染物而造成的污染 氧化型污染 指由于机动车尾气排放和燃油锅炉的排气中含有的氮 氧化物和碳氢化合物，造成的二次污染 混合型污染 指由于燃煤和燃油过程中产生的污染物互相结合在一 起造成的污染,第一章 大气污染概况,第二节 污染源及其主要污染物一.大气污染源 通常是指向空气中排放出足以对环境产生有害影响的 有毒或有害物质的生产过程，设备或场所等二.人为污染源的分类 1按人们的社会活动功能分类 生活污染源 工业污染源(表1.3）(9)交通污染源 2按污染源的几何形态分类(3),第一章 大气污染概况,表1.2 各类工业企业向大气中排放的主要污染物,BACK8,第二节 污染源及其主要污染物三.大气中的主要污染物及其危害 一)气溶胶状态污染物 1.粉尘 是指悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用可发生沉降，但在一定的时间内能保持悬浮状态 2.烟尘 是燃料和其它物质燃烧的产物 3.雾 是气体中液滴悬浮体的总称TSP PM10、PM2.5、PM1.,第一章 大气污染概况,表1.3 各种工业窑炉的粉尘排放情况,back10,第一章 大气污染概况,第二节 污染源及其主要污染物三.大气中的主要污染物及其危害 二)气体状态污染物 一次污染物：从污染源直接排入空气中的原始污染物；二次污染物：一次污染物进入空气后，经过一系列化学或光化学反应生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。,第二节 污染源及其主要污染物三.大气中的主要污染物及其危害 二)气体状态污染物 1硫氧化物(SOX)和硫酸雾 催化氧化反应 SO2催化氧化步骤：A.SO2由气相扩散进入雾滴；B.SO2从雾滴表面向内部扩散；C.在雾滴内部进行催化反应。光化学氧化反应,第一章 大气污染概况,第二节 污染源及其主要污染物三.大气中的主要污染物及其危害 二)气体状态污染物 2.氮氧化物(NOX)3.碳氧化物 4.有机化合物 5.光化学烟雾 在强烈阳光作用下，空气中的NOX、HC之间发生的 一系列光化学反应，生成的一种呈淡蓝色(有的呈紫 色或黄褐色)烟雾。,第一章 大气污染概况,5.光化学烟雾 光化学反应 是指原子、分子、自由基或离子吸收光子的反应 a.离解：A*B1+B2+b.直接参与反应：A*+B C1+C2+c.发出萤光：A*A十h d.碰撞减少活化能：A*+M A+M 其 中：A*是激发态分子或原子，A是激发态分子或原子的基态，B、C为其它分子或化合物等，M为吸收能量的分子、原子等，h为辐射光能,第一章 大气污染概况,5.光化学烟雾 光化学反应主要有三个过程：a.臭氧生成:NO2 NO+O（紫外光作用）O+O2 O3 O3NONO2O2 b.HC氧化成自由基，HO基等生成 由烃类氧化生成的自由基主要有：R-(烷基)；RO-(烷氧基，包括HO基)；RCO-(酰基)c.过氧乙酰基硝酸系列（PAN）及乙醛等的生成,第一章 大气污染概况,图1.1 1965年7月19日美国洛杉矾NO、NO2和O3浓度日变化,5.光化学烟雾 光化学烟雾形成的条件:汽车排放的一次污染物：NOX和HC的浓度 太阳光的强度 气象条件:大气稳定度、气温、风速和相对湿度等 其它因素:地形、地貌、海陆位置、城镇分布 危 害：大气能见度降低 有特殊气味,刺激眼睛和喉粘膜,使户外活动人的呼吸困难 对植物的叶片产生伤害，甚至组织坏死 使橡胶开裂老化，涂料腿色,第一章 大气污染概况,第二节 污染源及其主要污染物四.大气污染物对人体健康的影响 1.颗粒物对人体健康的影响 飘尘对人体的危害作用(PM10,PM2.5)2.气体状态污染物对人体健康的影响 具有很强的刺激性的SO2气体 NOX的毒性 O3的刺激性作用 挥发性有机化合物(VOCs)中的有毒有害 3.对城市环境中的植物、器物和材料的损失,第一章 大气污染概况,总悬浮颗粒物(Total Supended Particulates，简称TSP)是指悬浮于空气中，空气动力学当量直径100m的所有固体颗粒物，包括可吸入颗粒物和可入肺颗粒；可吸入颗粒物(Particles with Diameters of 10m or Less，简称PM10)是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径10m，通过呼吸系统可以吸入人体的颗粒；可入肺颗粒(PM2.5)是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径2.5m，能够进入人体肺泡的颗粒。,第一章 大气污染概况,第三节 我国大气污染的特点 多数城市大气污染较重 主要污染物：颗粒物 二氧化硫和酸雨主要分布在华中、西南、华东和 华南地区;固定源排放的空气污染物的浓度逐渐趋于稳定,移动源排放污染的影响逐渐显现;城市大气污染比郊区的污染重;大气污染类型从煤烟型向氧化性转化.,第四节 大气污染防治概述 一.大气污染防治概述 二.大气污染防治管理措施 编制环境中的污染物排放清单 加快能源结构调整 调整产业结构，从源头上控制空气污染 鼓励企业建立环境管理体系 强化对机动车污染排放的监督管理 对现行排污收费制度进行重大改革 合理布局电厂，大力发展清洁发电技术 加强监督检查和具体指导 三.环境空气污染指数API,第一章 大气污染概况,如何计算API？,PM10=0.215mg/m3,Concentration of PM10(mg/m3),API,第四节 大气污染防治概述三.大气污染控制的技术方法 颗粒污染物控制技术 气态污染物控制技术 思考题：1.大气污染形成的必备条件有哪些？2大气污染的类型有哪些？3大气污染源的类型有哪些？4光化学烟雾的形成条件和危害有哪些？5二氧化硫和二氧化碳的排污权交易是什么？6.请调查你所在地区的2011年大气环境质量状况？7.P27:1.2+1.4,第一章 大气污染概况,