3大气污染控制化学
3 大气污染控制化学
3大气污染控制化 3.1大气污染 3.1.1大气污染源和大气污染物 3.1.2大气污染控制的主要内容 3.2气态污染物控制 3.2.1硫氧化物的污染控制 3.2.2氮氧化物的污染控制 3.2.3含挥发性有机物废气净化 3.2.4其他废气净化技术
3 大气污染控制化学 ◼ 3.1 大气污染 ◼ 3.1.1 大气污染源和大气污染物 ◼ 3.1.2 大气污染控制的主要内容 ◼ 3.2 气态污染物控制 ◼ 3.2.1 硫氧化物的污染控制 ◼ 3.2.2 氮氧化物的污染控制 ◼ 3.2.3 含挥发性有机物废气净化 ◼ 3.2.4 其他废气净化技术
大气污染 般说,从自然科学的观点来看,“空气”和“大 两者并无实质性的差别。仅在研究近地层 染规律时 往将室外空气称为“大气”,将室外地区性空气污染称 为“大气污染”,而对室内或车间内 染称“ 污染”,亦有人将大气污染理解为这两种污染的总称 国际化标推组织(Is0认为,“大气污染,通常是指由于 人类活动和自然过程引起某些物质进人大气中,呈现出足 够的浓度,达到了足够的时间,并因此而危害了人体的舒 适、健康和福利或危害了环境。 成分 清洁空气 污染空气 成分 清洁空气 污染空气 SO2含量/×1060.01-0.010.02-2 NO2含量/×10-6 0.001-001001~0.5 OO2含量/×10-6 310-330 350~370 碳氢物含量/×10-6 1~20 CO含量/×10-6 <1 5~200 颗粒物质含量/(pg/m3) 10~20 70~700 清洁与污染空气的成分含量对比
大气污染 ◼ 一般说，从自然科学的观点来看，“空气”和“大气” 两者并无实质性的差别。仅在研究近地层空气污染规律时， 往往将室外空气称为“大气”，将室外地区性空气污染称 为“大气污染”，而对室内或车间内的空气污染称“空气 污染”，亦有人将大气污染理解为这两种污染的总称。 ◼ 国际化标推组织(IS0)认为，“大气污染，通常是指由于 人类活动和自然过程引起某些物质进人大气中，呈现出足 够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒 适、健康和福利或危害了环境。” 清洁与污染空气的成分含量对比
大气污染的形成条 污染源 大气状态 污染汇 大量的污染物 排放 散布 接受体反应 受当地不利 排放速率、类型 垂直和水平散布 健康影响 污染物不能在源的细湾 定度,湍流、风 植物损害 污染、腐蚀 污染物在大气 转化 化学反应 污染物的协同 排除 度达到危害的 城建、清洗、吸收 碰撞 大气污染流程图 大气污染控制的内容: ①查明污染物的来源; ②查明污染物在大气中的物理化学行为及其对人体、动 物、食品等的影响;③制定大气污染物监测手段,查明 污染物在大气中的存在状态与存在浓度;④研究控制途 径与治理方法; ⑤提供立法管理的依据
大气污染流程图 大气污染的形成条件： 一、大量的污染物排人大气中； 二、受当地不利气象条件的影响，使这些 污染物不能在大气中及时扩散稀释； 三、污染物在大气中积累或变化，以及有些 污染物的协同作用，使这些污染物的浓 度达到危害的程度。 大气污染控制的内容： ①查明污染物的来源； ②查明污染物在大气中的物理化学行为及其对人体、动 物、食品等的影响；③制定大气污染物监测手段，查明 污染物在大气中的存在状态与存在浓度；④研究控制途 径与治理方法； ⑤提供立法管理的依据
大气污染物 按照sO的定义,“大气污染物,系指由于人类活动或自 然过程排人大气的并对人或环境产生有害影响的物质。” 气溶胶状态污染物和气态污染物 1.气溶胶状态污染物:沉降速度可以忽略的固体粒子、液体 一粒子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮体 次气溶胶:从排放源排放的微粒(烟囱排出的烟粒、风刮起一 的灰尘以及海水溅起的浪花等 次气溶胶:从源排放的气体,经过某地大气化学过程所形成 的微粒(火力发电厂、钢铁厂、金属冶炼厂、化丁厂、水泥厂 及工业和民用锅炉排放出的H2S和S2O气体,经过大气氧化 过程,最终转化为硫酸盐微粒
按照ISO的定义，“大气污染物，系指由于人类活动或自 然过程排人大气的并对人或环境产生有害影响的物质。” 大气污染物 1．气溶胶状态污染物：沉降速度可以忽略的固体粒子、液体 粒子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮体。 一次气溶胶：从排放源排放的微粒（烟囱排出的烟粒、风刮起 的灰尘以及海水溅起的浪花等。 二次气溶胶：从源排放的气体，经过某地大气化学过程所形成 的微粒（火力发电厂、钢铁厂、金属冶炼厂、化丁厂、水泥厂 及工业和民用锅炉排放出的H2S和S2O气体，经过大气氧化 过程，最终转化为硫酸盐微粒。 气溶胶状态污染物和气态污染物
(1)粉尘(dust):系指悬浮于气体介质中的微小固体粒子,受重 力作用能发生沉降,但在某段时间内也能保持悬浮状态。通常 是由于固体物质的破碎、分级、研磨等机械过程或土壤、岩石 风化等白然过程形成的一。粒子的形状往往是不规则的。粒子 的尺寸一般为1~200m左右 (2)降尘:系指大气中的粒秆大于10μm的固体粒子,靠重力作 用能在较短时间内沉降到地面 (3)飘尘:系指大气中的粒径在01—10μm的固体粒子。它能 长期地在大气中飘浮故又称其为浮游粒子或可吸人颗粒物。 (4)总悬浮微粒(TSP):系指大气中的粒径小于100pm的固 体粒子,它能较长时间地悬浮于大气中。这是为适应我国目前 普遍采用的低容量(10m3/h)滤膜采样(重量)法而规定的指标
(1)粉尘(dust)：系指悬浮于气体介质中的微小固体粒子，受重 力作用能发生沉降，但在某段时间内也能保持悬浮状态。通常 是由于固体物质的破碎、分级、研磨等机械过程或土壤、岩石 风化等白然过程形成的—。粒子的形状往往是不规则的。粒子 的尺寸一般为1～200 μm左右。 (2)降尘：系指大气中的粒秆大于10 μm的固体粒子，靠重力作 用能在较短时间内沉降到地面。 (3)飘尘：系指大气中的粒径在0.1—10 μm的固体粒子。它能 长期地在大气中飘浮故又称其为浮游粒子或可吸人颗粒物。 (4)总悬浮微粒(T.S.P.)：系指大气中的粒径小于100 μm的固 体粒子，它能较长时间地悬浮于大气中。这是为适应我国目前 普遍采用的低容量(10m3/h)滤膜采样(重量)法而规定的指标
5)飞灰( fly ash):系指由燃料燃烧产生的烟气带走的灰分中分 散的较细的粒子。灰分(ash)系含碳物质燃烧后残留的固体残渣。 (6)黑烟( smoke):通常系指由燃烧产生的能见气溶胶,是燃 料不完全燃烧的碳粒,粒径约为0.5μm。常以林格曼数、黑烟 的遮光率、沾污的黑度或捕集的沉降物的质量来定量地表示黑 烟 (7)液滴( droplet):系指在静止条件下能沉降、在紊流条件下 能保持悬浮,主要粒径范围在200μm以下的小液体粒子。 (⑧)轻雾或霜( moist):系指液态分散性和液态凝聚性气溶胶 的统称粒径范围5~100μm在气象学中它相当于能见度1 2km。 (9)重雾(fog):系指属于气体中的液滴悬浮体的总称,造成能 见度小于1km的小水滴的悬浮体。在工程中泛指小液体粒子的 悬浮体,是由液体蒸气的凝结、液体的雾化和化学反应等过程 形成的,如水雾、酸雾、碱雾等
(5)飞灰(fly ash)：系指由燃料燃烧产生的烟气带走的灰分中分 散的较细的粒子。灰分(ash)系含碳物质燃烧后残留的固体残渣。 (6)黑烟(smoke)：通常系指由燃烧产生的能见气溶胶，是燃 料不完全燃烧的碳粒，粒径约为0.5 μm。常以林格曼数、黑烟 的遮光率、沾污的黑度或捕集的沉降物的质量来定量地表示黑 烟。 (7)液滴(droplet)：系指在静止条件下能沉降、在紊流条件下 能保持悬浮，主要粒径范围在200 μm以下的小液体粒子。 (8)轻雾或霜(moist)：系指液态分散性和液态凝聚性气溶胶 的统称.粒径范围5～100μm在气象学中它相当于能见度1— 2km。 (9)重雾(fog)：系指属于气体中的液滴悬浮体的总称,造成能 见度小于1km的小水滴的悬浮体。在工程中泛指小液体粒子的 悬浮体，是由液体蒸气的凝结、液体的雾化和化学反应等过程 形成的，如水雾、酸雾、碱雾等
2.气态污染物: 含硫化合物、含氮化合物、碳氢化合物、碳氧化合物、卤素化合物 次污染物:从污染源直接排出的原始大气污染物质 二次污染物:由一次污染物与大气中原有成分或几种一次污染物之间经 过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物。 污染物 次污染物 二次污染物 含硫化合物 SO2、H2S SO3、H2SO4、MSO 含氮化合物 NO、NH2 NO2、HNO3、MNO2 碳的氧化物 CO、CO 无 碳氢化合物 醛、酮、过氧乙酰基硝酸酯、O3 卤素化合物 HF、HCl 无 气体状态污染物的种类 光化学烟雾: 光化学烟雾是在阳光照射下,大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化 剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾(有时带些紫色或黄褐色 其主要成分有臭氧、过氧乙酰基硝酸酯(PAN)、酮类和醛类等。光化学 烟雾的刺激性和危害要比一次污染物强烈得多
2．气态污染物： 含硫化合物、含氮化合物、碳氢化合物、碳氧化合物、卤素化合物 一次污染物：从污染源直接排出的原始大气污染物质； 二次污染物：由一次污染物与大气中原有成分或几种一次污染物之间经 过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物。 光化学烟雾： 光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化 剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾(有时带些紫色或黄褐色)， 其主要成分有臭氧、过氧乙酰基硝酸酯（PAN）、酮类和醛类等。光化学 烟雾的刺激性和危害要比一次污染物强烈得多。 气体状态污染物的种类
大气污染源分类:自然污染源和人为污染源 1,固定污染源:污染物由固定地点排出 按污染源(各种类型 火电厂、钢铁厂等的排烟或排气) 存在的形式2,移动污染源:污染物排放源可以移动 (如汽车行驶中排放废气等) 按污染物1)高架源:污染物通过垂直高度>15m的排气筒排放,主要污染源。 排放的方式2)面源;由多个垂直高度<15m的排气筒集合起来而构成的区域性污染源 3)线源:移动污染源,如汽车在街道上行驶造成的尾气污染 按污染物1连续源:污染物由排放源连续排放,如造纸厂排放制浆蒸煮废气的排气筒 排放的时间2)间歇源:排放源间歇排放污染物,如取暖锅炉的烟囱。 3)瞬时源:排放时间短暂,如工厂的事故排放 1)工业污染源: 按污染物_2)生活污染源:如烹调过程产生的废气 产生的类型3交通污染源:
大气污染源分类：自然污染源和人为污染源 按污染源 存在的形式 1，固定污染源：污染物由固定地点排出 （各种类型工厂、火电厂、钢铁厂等的排烟或排气） 2，移动污染源：污染物排放源可以移动 （如汽车行驶中排放废气等） 按污染物 排放的方式 1)高架源：污染物通过垂直高度＞15m的排气筒排放，主要污染源。 2)面源；由多个垂直高度＜15m的排气筒集合起来而构成的区域性污染源。 3)线源：移动污染源，如汽车在街道上行驶造成的尾气污染。 按污染物 排放的时间 1)连续源：污染物由排放源连续排放，如造纸厂排放制浆蒸煮废气的排气筒 2)间歇源：排放源间歇排放污染物，如取暖锅炉的烟囱。 3)瞬时源：排放时间短暂，如工厂的事故排放。 按污染物 产生的类型 1)工业污染源： 2)生活污染源：如烹调过程产生的废气 3)交通污染源：
发生量/(t/年) 物质 主要 自然源 大气中背景推算的在赶移中反应 污染源 大气中的 污染源自然源 浓度 备注 留存时间 和沉降 由于臭氧或固与NO和H O煤和油的 背大 体和液体气溶酸发生光化学氧 燃烧 火山活动146×10°未估计 02×10 4天 的吸收而被氧化化,使SO2迅速 为硫酸盐转化为C 浓中 化学过程大山活 HS污水处理动,沼泽地3×010410 0.2×10- 2天氧化为SO2 只有一组背景 和要 生物作用 浓度是可用的 机动车和森林火 CO其他燃烧过灾海洋304×10533×10° 0.1×10-4 <3年很可能是土壤海洋提供的自 程排气稀反应 中有机体 然源可能是小的 反污 由于 固体和液 应染 NO燃烧过程土填中的53×140×ieo0:2×0 体气溶胶的吸关于自然源做 658×106NO2(0.5-4)×10 反应被氧化为硝的工作夜少每 5天着HC和光化学 酸盐 与SO2反应形 NH废物处理生物腐烂4×10160×10(6-20)×107天成(NH)o,要是形成铵盐 NH2的消除主 被氧化为硝酸盐 物的来源发生 NO无 土壤中的 在平流层中光还未提出用植 生物作用 无90×100.25×10 4年离解在土壤中物吸收NO的 的生物作用报告 CH 燃烧和化生物 与NONO2 cH16×10°c41.5×10 从污染源排出 学过程 作用88×10 贴稀20010非CB<1xl0-4年/O发生光化学的”活情比为 反应,叫H4必然 大量消除 27×106t C0燃烧过程生物烂14×10-10 生物吸附和光大气中浓度增 320×102-4年合作用,海洋的长率为0.7 吸收 106库年
大气中主要气态污染物的来源、发生量、 背景浓度和主要反应