1、化工廢氣處理技術(shù)總復(fù)習(xí)第一章 工業(yè)廢氣處理概述1、工業(yè)廢氣的特點(diǎn)Q 種類繁多：行業(yè)多，原材料不同，工藝路線差異大，生產(chǎn)過程化學(xué)反應(yīng)繁雜，因此，造成工業(yè)廢氣種類繁多Q 組成復(fù)雜：從原料到產(chǎn)品，由于經(jīng)過許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，產(chǎn)生多種副產(chǎn)品，致使某些廢氣的組成非常復(fù)雜Q 污染物濃度高：不少工藝設(shè)備陳舊或管理不善，原材料流失嚴(yán)重，廢氣中污染物濃度高Q 污染面廣，危害性大：中小型占90%以上，遍布全國各地；工藝落后，設(shè)備陳舊，技術(shù)力量薄弱，污染防治所需要的技術(shù)、設(shè)備和資金難以解決。2、工業(yè)廢氣處理概念：是指是專門針對(duì)工業(yè)場所如工廠、車間產(chǎn)生的廢氣在對(duì)外排放前進(jìn)行預(yù)處理，以達(dá)到國家廢氣對(duì)外排放的標(biāo)準(zhǔn)的工

2、作。第二章 大氣污染氣象學(xué)1、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、露點(diǎn)的含義（1）氣溫：指距離地面1.5m高度、在百葉箱中觀測到的空氣溫度 （2）氣壓：指單位面積上所承受的大氣柱的壓力（3）相對(duì)濕度：空氣的絕對(duì)濕度與同溫度下飽和空氣的絕對(duì)濕度的百分比（4）露點(diǎn)：在一定氣壓下空氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度，F(xiàn)（）2、風(fēng)是一個(gè)矢量，具有大小和方向。風(fēng)向及風(fēng)速的概念（1）風(fēng)向：風(fēng)的來向（2）風(fēng)速：單位時(shí)間內(nèi)空氣在水平方向上運(yùn)動(dòng)距離（2或10min平均），um/s或km/h3、能見度概念及其等級(jí)劃分（1）概念：正常視力的人，在天空背景下能看清的最遠(yuǎn)水平距離（2）級(jí)別共10級(jí)：09級(jí)，相應(yīng)距離為5050000米（級(jí)數(shù)越高，

3、能見度越遠(yuǎn)）4、引起大氣作水平運(yùn)動(dòng)的作用力有哪些？Q 水平氣壓梯度力G：由于水平方向氣壓差的存在而作用在單位質(zhì)量空氣上的力，叫水平氣壓梯度力（水平氣壓梯度力是引起大氣水平運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力）Q 地轉(zhuǎn)偏向力（地球自轉(zhuǎn)偏向力）DN：由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的使運(yùn)動(dòng)著的空氣偏離氣壓梯度力方向的力，即DN = 2vsinQ 慣性離心力C：以曲率半徑r作曲線運(yùn)動(dòng)的單位質(zhì)量空氣所受的慣性離心力為：C= v2/r Q 摩擦力（或粘滯力）R5、近地層中風(fēng)隨高度的變化規(guī)律（指數(shù)律、對(duì)數(shù)律）（1）對(duì)數(shù)律（中性層結(jié)）：卡門常數(shù)k=0.4（2）指數(shù)律（非中性層結(jié)）：穩(wěn)定性參數(shù)m含義、取值及變化（農(nóng)村及城市） m 穩(wěn)定度參數(shù)參數(shù)m

4、的變化取決于溫度層結(jié)和地面粗糙度；層結(jié)越不穩(wěn)定，m越小6、干絕熱直減率（0.98K/100m）的概念（1）干空氣（或未飽和的濕空氣）在絕熱上升或下降過程中，每升高或降低單位高差(通常取100m)的溫度變化率的負(fù)值，稱為干空氣溫度絕熱垂直遞減率，簡稱干絕熱直減率，用d表示，/100m或K/100m7、氣溫垂直遞減率（1）定義：空氣每升高或降低單位高度（通常取100m），氣溫變化率的負(fù)值，用表示，單位為/100m或K/100m （2）溫度層結(jié)及其類型Q 氣溫沿垂直高度的分布曲線大氣污染控制工程P75 圖3-3Q 類型：8、大氣穩(wěn)定度及其判據(jù)（1）定義：大氣在垂直方向上穩(wěn)定的程度；反映其是否容易對(duì)流

5、（2）定性描述：（3）定量判斷的推導(dǎo)過程：Q 當(dāng)-d0，即d時(shí)，若Z0，則F0，若Z0則F0，即外力F始終與位移Z保持一致，那么氣塊受外力總要離開原來的位置，氣塊一旦開始上升就持續(xù)上升，一旦開始下降就持續(xù)下降，大氣湍流增加，處于不穩(wěn)定狀態(tài)；Q 當(dāng)-d0，即0，則F0，若Z0，即外力F與位移Z方向不一致，氣塊有返回原來位置的趨勢，此時(shí)湍流減弱，大氣穩(wěn)定；Q 當(dāng)-d=0，即=d時(shí)，則F=0，氣塊可停留在任何一個(gè)位置，或作等速直線運(yùn)動(dòng)，大氣處于中性狀態(tài)。 9、逆溫及其分類（1）定義：是指在大氣邊界層中，由于氣象或地形條件的影響，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)氣溫隨高度的增加而升高的現(xiàn)象，即0。（2）逆溫分為輻射逆溫、下

6、沉逆溫、平流逆溫、鋒面逆溫及湍流逆溫等五種10、輻射逆溫（五種逆溫圖形變化）和下沉逆溫的形成過程（1）輻射逆溫：地面白天加熱，大氣自下而上變暖；地面夜間變冷，大氣自下而上冷卻（2）下沉逆溫 （多在高空大氣中，高壓控制區(qū)內(nèi)）的形成過程：很厚的氣層下沉 壓縮變扁 頂部增溫比底部多11、煙流型與大氣穩(wěn)定度的關(guān)系（1）波浪型（不穩(wěn)）；錐型（中性or弱穩(wěn)）；扇型（逆溫）；爬升型（下穩(wěn)，上不穩(wěn)）；漫煙型（上逆、下不穩(wěn)）第三章 大氣污染物擴(kuò)散模式1、湍流擴(kuò)散的基本理論（1）風(fēng)和湍流是決定污染物在大氣中擴(kuò)散稀釋的最直接最本質(zhì)的因素（2）目前處理大氣擴(kuò)散的基本問題有三種廣泛應(yīng)用的理論是梯度輸送理論、湍流統(tǒng)計(jì)理論

7、和相似擴(kuò)散理論2、高斯模式（1）概念：應(yīng)用了湍流統(tǒng)計(jì)理論，對(duì)大量的實(shí)測資料進(jìn)行分析，在污染物濃度符合正態(tài)分布的前提下，得出了污染物在大氣中擴(kuò)散的使用模式。（2）右手坐標(biāo)系（3）建立高斯模式的四點(diǎn)假設(shè)Q 污染物濃度在y、z風(fēng)向上分布為正態(tài)分布Q 全部高度風(fēng)速均勻穩(wěn)定Q 源強(qiáng)是連續(xù)均勻穩(wěn)定的Q 擴(kuò)散中污染物是守恒的（不考慮轉(zhuǎn)化） （4）無界空間連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式（5）高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式Q 實(shí)際濃度： Q 地面濃度：Q 地面軸線濃度：Q 地面最大濃度：Q 地面源高斯模式：3、煙氣抬升高度H（1）有效源高H=HS+H（2）抬升的原因：初始動(dòng)量、煙氣溫度高于周圍溫度產(chǎn)生浮力4、擴(kuò)散參數(shù)的確定（1）大氣穩(wěn)

8、定度分為A、B、C、D、E、F，A為極不穩(wěn)定，F(xiàn)為穩(wěn)定；（2）只要風(fēng)速、云量和太陽高度角等資料，就可以客觀地確定大氣穩(wěn)定度的等級(jí)；（書P27）（3）擴(kuò)散參數(shù)的計(jì)算Q 平原地區(qū)和城市遠(yuǎn)郊區(qū)，D、E、F向不穩(wěn)定方向提半級(jí)Q 工業(yè)區(qū)和城市中心區(qū)，C提至B級(jí)，D、E、F向不穩(wěn)定方向提一級(jí)Q 丘陵山區(qū)的農(nóng)村或城市，同工業(yè)區(qū)Q 表達(dá)式為：5、特殊氣象下的擴(kuò)散模式（1）封閉式擴(kuò)散模式Q 當(dāng)xxD時(shí)，,地面軸線濃度Q 當(dāng)x2xD時(shí)，地面濃度（2）煙熏型大氣擴(kuò)散模式6、重點(diǎn)掌握按地面最大濃度、地面絕對(duì)最大濃度及P值法計(jì)算煙囪高度（1）按地面最大濃度計(jì)算（2） 按地面絕對(duì)最大濃度計(jì)算（3） P值法（國標(biāo)GB/T

9、13201-91）第四章 工業(yè)廢氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、凈化系統(tǒng)的組成：集氣罩、風(fēng)管、凈化設(shè)備、通風(fēng)機(jī)、排氣管等2、凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：捕集裝置設(shè)計(jì)、凈化設(shè)備選擇或設(shè)計(jì)、管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)（管道布置、管道內(nèi)氣體流速確定、管徑選擇、壓力損失計(jì)算、通風(fēng)機(jī)選擇以及各種管件確定等）、排氣管設(shè)計(jì)等3、集氣罩（1）概念：是煙氣凈化系統(tǒng)污染源的收集裝置，可將粉塵及氣體污染源導(dǎo)入凈化系統(tǒng)，同時(shí)防止其向生產(chǎn)車間及大氣擴(kuò)散，造成污染。（2）形式：按罩口氣流流動(dòng)方式分為：吸氣式集氣罩和吹吸式集氣罩（3）形式：按集氣罩與污染源的相對(duì)位置及適用范圍，吸氣式集氣罩分為：密閉罩、排氣柜、外部集氣罩、接受式集氣罩（4）密閉罩的作用原

10、理及排氣量計(jì)算作用原理：使污染物的擴(kuò)散限制在一個(gè)很小的密閉空間內(nèi)，僅在必須留出的罩上開口縫隙處吸入若干室內(nèi)空氣，使罩內(nèi)保持一定負(fù)壓，達(dá)到防止污染物外逸的目的。密閉罩的排氣量計(jì)算：u 影響密閉罩排氣量的因素： 罩子結(jié)構(gòu)、罩內(nèi)氣流情況、工藝設(shè)備的種類、操作情況等。u 密閉罩排氣量Q : Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5-Q6 m3/s 式中：Q1-被運(yùn)動(dòng)物料帶入罩內(nèi)的誘導(dǎo)空氣量； Q2-由罩密閉不嚴(yán)處吸入的空氣量； Q3-由化學(xué)反應(yīng)，受熱膨脹，水分蒸發(fā)等產(chǎn)生的氣體量； Q4-由于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)而鼓入罩內(nèi)的空氣量； Q5-被壓實(shí)的物料所排擠出的空氣量； Q6-隨物料排出所帶走的煙氣量。 理論上計(jì)算很困難，

11、實(shí)際中常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和有關(guān)手冊來確定。u 排放量主要由兩部分組成：由運(yùn)動(dòng)物料帶入的誘導(dǎo)空氣量和由開口或不嚴(yán)密縫隙吸入的空氣量。 u 適當(dāng)?shù)呐艢饬繎?yīng)保證密閉罩內(nèi)的負(fù)壓不小于512Pa。u 工程設(shè)計(jì)中常用以下幾種方法確定排風(fēng)量：（A）按開口或縫隙處空氣的吸入速度v0計(jì)算： Q=F0v0 （m3/s ） 式中：F0-開口或縫隙的總面積（m2） ； v0-開口縫隙處F0的空氣吸入速度（m/s ） ；（B）按經(jīng)驗(yàn)公式或數(shù)據(jù)確定排風(fēng)量。 如：砂輪機(jī)和拋光機(jī)的排風(fēng)量可按下式： Q=KD （m3/s ） 式中：K-每毫米輪徑的排風(fēng)量，對(duì)砂輪取K=2；對(duì)氈輪取K=4； 對(duì)布輪取K=6；D輪徑，mm；（5） 外部

12、集氣罩：定義、類型、速度分布、吸捕原則、吸捕速度、罩口速度、吸風(fēng)量計(jì)算定義：通過罩的抽吸作用，在污染源附近把污染物全部吸收起來的集氣罩。常見形式：頂吸罩、側(cè)面吸罩、底吸罩、槽邊吸氣罩速度分布：等速面的形式確定其分布規(guī)律 將吸氣口近似視為一個(gè)點(diǎn)匯，等速面是以該點(diǎn)為中心的球面（見圖7a） ，假設(shè)點(diǎn)匯吸風(fēng)量為Q，等速面的半徑為r1、r2，相應(yīng)氣流速度為u1、u2，由于通過每個(gè)等速面的風(fēng)量相等，則有 Q = 4r12u1 = 4r22u2 于是： u1/u2 = (r2/r1)2 表明吸氣口外氣流速度衰減很快，應(yīng)盡量減少罩口至污染源的距離。圖7 點(diǎn)狀吸氣口氣流運(yùn)動(dòng)情況l 罩口的設(shè)置位置對(duì)氣流分布的影響

13、 如果吸氣口設(shè)在墻上（見圖7b），其吸氣量為 Q = 2r12u1 = 2r22u2 (13.5) 比較式(13.4)與 (13.5) ，可見： （1）吸氣速度相同時(shí)，同一距離上 Q （懸空設(shè)置的吸氣口）= 2 Q （有一面阻擋的吸氣口） （2）吸風(fēng)量相同時(shí)，同一距離上 u（有一面阻擋的吸氣口）= 2 u（懸空設(shè)置的吸氣口）l 吸風(fēng)罩的形式對(duì)氣流速度分布的影響 有邊的吸風(fēng)口比無邊的吸風(fēng)口流速衰減慢，實(shí)際等速面為橢圓形。 （見圖8、圖9）圖8 無邊的圓形吸氣口的速度分布圖 圖9 有邊的圓形吸氣口的速度分布圖（以吸氣口速度的百分?jǐn)?shù)表示） （以吸氣口速度的百分?jǐn)?shù)表示）吸捕原則：即通過建立吸捕氣流，其

14、流速足以克服各方向二次氣流的速度而把污染物帶入罩內(nèi)，并按所需吸捕速度計(jì)算吸風(fēng)量。吸捕速度：為克服各種背向、橫向氣流，使罩前任意一點(diǎn)的污染物均能吸入罩內(nèi)的速度。吸捕速度應(yīng)大于最不利控制點(diǎn)的橫穿或背向氣流速度。吸捕速度不能小于0.75m/s，一般在0.251 m/s之間選用。罩口速度：是使被吸捕的污染物進(jìn)入罩內(nèi)所應(yīng)具有的罩口截面速度。吸風(fēng)量的計(jì)算： 罩口為圓形或矩形（寬長比B/L0.2），沿罩子軸線的氣流速度衰減公式為 于是：式中： u0-罩口氣流速度，m/s； ux-控制點(diǎn)的控制速度； x-罩口到控制點(diǎn)的距離，m； A0-罩口面積，m2； C-系數(shù)，與外部吸氣罩的結(jié)構(gòu)、形狀和布置情況有關(guān)。外部吸

15、氣罩吸風(fēng)量公式 Q = u0 A0于是：亦可采用下述吸風(fēng)量公式 Q = ux Ax式中： ux-最不利控制點(diǎn)的吸捕速度；吸捕速度取決于塵化情況和二次氣流強(qiáng)弱。 Ax-最不利控制點(diǎn)的等速面積；等速面積取決于罩口形式。（6）吹吸式排氣罩：工作原理、4、管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）管道系統(tǒng)的布置：系統(tǒng)的合一及分開、管網(wǎng)配置類型、除塵管道布置原則合一：l 污染物性質(zhì)相同，生產(chǎn)設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，便于污染物統(tǒng)一集中回收處理場合；l 污染物性質(zhì)不同，生產(chǎn)設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，但允許不同污染物混合或污染物無回收價(jià)值的場合；l 盡可能將同一生產(chǎn)工序中同時(shí)操作的污染設(shè)備排風(fēng)點(diǎn)合為一個(gè)系統(tǒng)。分開l 不同排風(fēng)點(diǎn)的污染物混合后會(huì)引起燃燒或爆

16、炸危險(xiǎn)，或形成毒性更大的污染物場合；l 不同溫度和濕度的污染氣流，混合后會(huì)引起管道內(nèi)結(jié)露和堵塞的場合；l 因粉塵或氣體性質(zhì)不同，共用一個(gè)系統(tǒng)會(huì)影響回收或凈化效率者。管網(wǎng)配置類型：干管配管方式、個(gè)別配管方式、環(huán)狀配管方式除塵管道布置原則：l 除塵管道力求順直，保證氣流通暢；當(dāng)水平敷設(shè)時(shí)，要有足夠的流速以防止積塵；l 為減少風(fēng)機(jī)磨損，應(yīng)將凈化裝置設(shè)在風(fēng)機(jī)的吸入段；l 分支管與水平管或傾斜主干管連接時(shí)，應(yīng)從上部或側(cè)面接入；l 輸送氣體中含磨琢性強(qiáng)的粉塵時(shí)，在局部壓力較大的地方應(yīng)采取防磨措施。（2） 管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：流速控制法、計(jì)算內(nèi)容、設(shè)計(jì)步驟（重點(diǎn)是最大阻損管路、并聯(lián)管路進(jìn)行阻損平衡計(jì)算）、系

17、統(tǒng)總阻損流速控制法：也稱比阻法，即以管道內(nèi)氣流流速作為控制因素，據(jù)此計(jì)算管徑和壓力損失。內(nèi)容：在管道系統(tǒng)配置基礎(chǔ)上，確定管段的截面尺寸和阻力損失，求出總流量和總阻力損失，并以此選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)或泵，配備電動(dòng)機(jī)。設(shè)計(jì)步驟：（A1）根據(jù)生產(chǎn)工藝確定各吸風(fēng)點(diǎn)及風(fēng)量，選擇凈化裝置，進(jìn)行管道配置，選擇管道材料等；（B2）繪制管道系統(tǒng)平面及高程布置圖，必要時(shí)繪制軸側(cè)圖，進(jìn)行管段編號(hào)，標(biāo)注長度和風(fēng)量；（C3）確定管道內(nèi)的氣體流速； 原則：使管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算經(jīng)濟(jì)合理。 除塵管道內(nèi)各種流體的最低氣流速度見大氣污染控制工程P559表13-4（D4）確定管段截面尺寸； 管道內(nèi)徑：對(duì)于除塵管道，為防止積塵，要求： 輸送細(xì)小顆粒粉塵，d80mm；輸送較粗粉塵， d100mm ；輸送粗粉塵，d130mm。（E5）計(jì)算管路阻損，確定最大阻損管路； 壓損計(jì)算應(yīng)從最不利環(huán)路距風(fēng)機(jī)最遠(yuǎn)的排風(fēng)點(diǎn)開始。 式中： ph-上升管靜壓損， pa ； pu -動(dòng)壓阻損， pa ； pL -摩擦阻損， pa ； pm -局