1、PM2.5與PM10 總懸浮顆粒物（TSP）也稱為PM100，即直徑小于或等于100微米的顆粒物 空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑在10微米以下的顆粒物稱為PM10，又稱為可吸入顆粒物或飄塵 直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物 單位：mg/m3PM2.5與PM10 可吸入顆粒物被人吸入后，會(huì)累積在呼吸系統(tǒng)中 越細(xì)小的顆粒物對人體危害越大，粒徑超過10微米的顆粒物可被鼻毛吸留，也可通過咳嗽排出人體，而粒徑小于10微米的可吸入顆粒物可隨人的呼吸沉積肺部，甚至可以進(jìn)入肺泡、血液 在肺部沉積率最高的是粒徑為1微米左右的顆粒物。這些顆粒物在肺泡上沉積下來，損傷肺泡和粘膜，引起肺組織的慢性纖維化 人體

2、生理結(jié)構(gòu)決定了對PM2.5基本沒有過濾、阻攔能力 PM2.5占PM10七成左右 PM2.5與PM10 來源： 粒徑2.5-10微米：主要來自道路揚(yáng)塵 PM2.5：日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質(zhì) 課程組成 大氣物理與大氣化學(xué) 大氣物理：大氣結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)、狀況的描述；大氣運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其動(dòng)力系統(tǒng)；大氣穩(wěn)定度狀況；影響大氣污染物擴(kuò)散的因素 大氣化學(xué)： 大氣污染的擴(kuò)散理論、研究方法與應(yīng)用 大氣污染的控制理論、設(shè)備原理與應(yīng)用什么是大氣污染大氣中污染物或由它轉(zhuǎn)化成的二次污染物的濃度達(dá)到了有害程度的現(xiàn)象，稱為大氣污染。當(dāng)大氣中某些有毒、有害物質(zhì)的含量超過

3、正常值或大氣的自凈能力時(shí)，就發(fā)生了大氣污染。有害物質(zhì)進(jìn)入大氣，對人類和生物造成危害的現(xiàn)象 有害物質(zhì)的排放達(dá)到致害程度，即構(gòu)成污染，排放地為大氣層的即大氣污染 （環(huán)境）自凈能力 包括稀釋、轉(zhuǎn)化、沉降、清洗等，不同條件下有一定差異 常見的污染源 標(biāo)準(zhǔn)不同，對污染源的描述不同： 從幾何狀態(tài)分：點(diǎn)源、線源、面源 從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分：運(yùn)動(dòng)源、固定源 從排放點(diǎn)高度分：高架源、地面源 常見的污染物 氣溶膠（aerosol ）類 分散相為固體或液體小質(zhì)點(diǎn)，其大小為10-2mm-10-6mm 固態(tài)：粉塵、煙、飛灰、黑煙，等 液態(tài)：各種污染霧 氣體類 SOX、NOX、COX、CHX等可再生能源、清潔能源可再生能源、清潔

4、能源 一次能源可以進(jìn)一步分為再生能源和非再一次能源可以進(jìn)一步分為再生能源和非再生能源兩大類型生能源兩大類型 再生能源包括太陽能、水力、風(fēng)力、生物再生能源包括太陽能、水力、風(fēng)力、生物質(zhì)能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能等質(zhì)能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能等 推薦發(fā)展：水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芡扑]發(fā)展：水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?堅(jiān)決反對：與口糧相爭的生物質(zhì)能堅(jiān)決反對：與口糧相爭的生物質(zhì)能大氣污染的綜合防治措施 全面規(guī)劃，合理布局全面規(guī)劃，合理布局 嚴(yán)格環(huán)境管理嚴(yán)格環(huán)境管理 技術(shù)措施研究與應(yīng)用：技術(shù)措施研究與應(yīng)用： 生產(chǎn)工藝改進(jìn)與提高生產(chǎn)工藝改進(jìn)與提高 綜合利用綜合利用 高煙囪、廢氣凈化高煙囪、廢氣凈

5、化 經(jīng)濟(jì)策略經(jīng)濟(jì)策略 綠化造林綠化造林第一章 大氣和大氣污染 大氣的組成 大氣組成相對穩(wěn)定大氣層的結(jié)構(gòu) 1、大氣分層 大氣層在垂直方向上分為5層： 對流層 平流層 中間層 熱層 散逸層2、對流層 對流層的高度：因維度、季節(jié)不同而差異很大對流層的高度：因維度、季節(jié)不同而差異很大 對流層的高度絕對值也很大，因此也存在分層問題，對流層的高度絕對值也很大，因此也存在分層問題，且異常復(fù)雜，人們看到的簡單對流層模式在實(shí)際應(yīng)用且異常復(fù)雜，人們看到的簡單對流層模式在實(shí)際應(yīng)用中幾乎是不存在的中幾乎是不存在的 對流層的分層：常見的有邊界層概念、逆溫層等概念對流層的分層：常見的有邊界層概念、逆溫層等概念 邊界層：又

6、叫摩擦層、行星邊界層，是受下墊面影響邊界層：又叫摩擦層、行星邊界層，是受下墊面影響的空氣層次，高度范的空氣層次，高度范圍圍10002000m，氣象要素分布有，氣象要素分布有明顯的地域特點(diǎn)明顯的地域特點(diǎn) 3、逆溫與逆溫層 概念、特點(diǎn)： 有多個(gè)逆溫層存在，且存在具有時(shí)效性，對流層逆溫層對污染物的擴(kuò)散具有重要影響，是環(huán)境監(jiān)測、評價(jià)和保護(hù)重要區(qū)域 逆溫及逆溫現(xiàn)象、逆溫對物質(zhì)水平/垂直擴(kuò)散的影響 描述大氣狀態(tài)的參量 1、 溫度表示方法及換算物體溫度的確定溫度的水平分布、周期變化溫度的垂直分布、溫度層結(jié)、溫度廓線溫度廓線2、 濕度3、 大氣環(huán)流與風(fēng)垂直分布符合指數(shù)規(guī)律或?qū)?shù)規(guī)律大氣環(huán)流 大氣環(huán)流是影響大氣

7、污染物擴(kuò)散的重要因素 大氣環(huán)流包括緯向環(huán)流和經(jīng)向環(huán)流 我國及其大部分國家與人口集中在北溫帶，該地帶上空盛行穩(wěn)定的西風(fēng)氣流，稱為西風(fēng)帶 由于大氣環(huán)流的作用，大氣污染具有了全由于大氣環(huán)流的作用，大氣污染具有了全球性球性4、 能見度 概念 分級：根據(jù)能見距離的不同，分為10級，見下表（表中視程為“白日視程”，單位m）大氣污染對氣候與生態(tài)環(huán)境的影響 對氣候的影響 以以CO2等氣體的等氣體的“溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)” 為例為例 另外，氣溶膠對氣候也有重要影響，如降低大另外，氣溶膠對氣候也有重要影響，如降低大氣能見度、增加云霧量等氣能見度、增加云霧量等對生態(tài)環(huán)境的影響 對生態(tài)環(huán)境的影響主要表現(xiàn)為對生物原始生境的

8、改變，及生物對生態(tài)環(huán)境改變的適應(yīng)，包括： 原始生態(tài)環(huán)境破壞：生物發(fā)生適應(yīng)，不適應(yīng)者被淘汰 原始生態(tài)環(huán)境毀滅：原生物滅絕，但可能引入或創(chuàng)生新物種 原始生態(tài)環(huán)境滅絕（可逆）：生物消失，但可恢復(fù) 原始生態(tài)環(huán)境滅絕（不可逆）：生物消失且不可恢復(fù)大氣污染對人主要表現(xiàn)為呼吸道疾病，另外降低能見度導(dǎo)致紫外線強(qiáng)度城市比農(nóng)村少1025%，城市佝僂發(fā)病率增加大氣污染使植物生理機(jī)制受抑制，生長不良，抗病抗蟲能力減弱，甚至死亡大氣污染物能腐蝕物品，影響產(chǎn)品質(zhì)量酸雨使河湖、土壤酸化、魚類減少甚至滅絕，森林發(fā)育受影響第二章 燃燒與大氣污染第一節(jié) 燃料性質(zhì) 請仔細(xì)閱讀教材 重點(diǎn)了解和掌握煤炭、石油、天然氣，同種燃料產(chǎn)地不同

9、，可能性質(zhì)差異巨大 新能源：太陽能、水能、風(fēng)能、生物能、核能等對環(huán)境保護(hù)的作用 太陽能發(fā)電及其悖論 水能、風(fēng)能、生物能（生物柴油、沼氣等）實(shí)際上是廣義的太陽能煤的分類和組成煤的分類和組成 煤的基本分類煤的基本分類q褐煤：熱值為褐煤：熱值為30004000kcal/kg 最低品位的煤，形成年代最短 揮發(fā)分大于40%，適于燒鍋爐、氣化q煙煤：熱值為煙煤：熱值為42007500kcal/kg 形成年代較褐煤長，碳含量75%90，成焦性較強(qiáng) 揮發(fā)分在10% 40%之間，適于煉焦、氣化、動(dòng)力燃料q無煙煤：熱值為無煙煤：熱值為42007500kcal/kg 煤化時(shí)間最長，含碳量最高（高于93），成焦性差

10、揮發(fā)分小于10%，適于民用、冶金、建材、氣化煤的分類和組成煤的分類和組成 煤的成分分析煤的成分分析工業(yè)分析（工業(yè)分析（ proximate analysis proximate analysis ） 測定煤中水分、揮發(fā)分、固定碳和灰分。估測碳含量和熱值，是評價(jià)工業(yè)用煤的主要指標(biāo)。元素分析（元素分析（ ultimate analysis ultimate analysis ） 用化學(xué)分析的方法測定去掉外部水分的煤中主要組分碳、氫、氮、硫和氧的含量。煤的分類和組成煤的分類和組成 煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法 要確切說明煤的成分，必須同時(shí)指明百分比的基準(zhǔn)，常用要確切說明煤的成分，必須同時(shí)指明

11、百分比的基準(zhǔn)，常用的基準(zhǔn)有以下四種的基準(zhǔn)有以下四種： 收到基：鍋爐爐前使用的燃料，包括全部灰分和水分收到基：鍋爐爐前使用的燃料，包括全部灰分和水分 空氣干燥基：以去掉外部水分的燃料作為空氣干燥基：以去掉外部水分的燃料作為100%100%的成分，的成分，即在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行燃料分析時(shí)的試樣成分即在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行燃料分析時(shí)的試樣成分 ararararararar100%CHONSAWadadadadadadad100%CHONSAW煤的分類和組成煤的分類和組成 干燥基：以去掉全部水分的燃料作為干燥基：以去掉全部水分的燃料作為100%100%的成分，干燥的成分，干燥基更能反映出灰分的多少基更能反映出灰分的

12、多少 干燥無灰基：以去掉水分和灰分的燃料作為干燥無灰基：以去掉水分和灰分的燃料作為100%100%的成分的成分dddddd100%CHONSAdafdafdafdafdaf100%CHONS油料汽油：主要是由汽油：主要是由C4C10各族烴類組成，按辛烷值分為各族烴類組成，按辛烷值分為90號、號、93號、號、97號三個(gè)牌號。具有較高的辛烷值和優(yōu)良的抗爆性，用于高號三個(gè)牌號。具有較高的辛烷值和優(yōu)良的抗爆性，用于高壓縮比的汽化器式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，減少燃壓縮比的汽化器式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，減少燃料消耗量；具有良好的蒸發(fā)性和燃燒性，能保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、料消耗量；具有良好

13、的蒸發(fā)性和燃燒性，能保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、燃燒完全、積炭少燃燒完全、積炭少 煤油：煤油：C12C15烴類混合物：烴類混合物：航空煤油純度高、熱值高、燃點(diǎn)高航空煤油純度高、熱值高、燃點(diǎn)高（非氣化不燃燒）、不粘結(jié)，因此安全性高、動(dòng)力強(qiáng)勁（非氣化不燃燒）、不粘結(jié)，因此安全性高、動(dòng)力強(qiáng)勁柴油：輕質(zhì)石油產(chǎn)品，柴油：輕質(zhì)石油產(chǎn)品，C10C22復(fù)雜烴類混合物，含更多的雜質(zhì)，復(fù)雜烴類混合物，含更多的雜質(zhì)，燃燒時(shí)更容易產(chǎn)生煙塵，造成空氣污染，但柴油機(jī)較汽油機(jī)熱效燃燒時(shí)更容易產(chǎn)生煙塵，造成空氣污染，但柴油機(jī)較汽油機(jī)熱效率高，功率大，燃料單耗低率高，功率大，燃料單耗低 重油：原油提取汽油、柴油后的剩余重質(zhì)油，其特點(diǎn)是

14、分子量大、重油：原油提取汽油、柴油后的剩余重質(zhì)油，其特點(diǎn)是分子量大、粘度高、難揮發(fā)粘度高、難揮發(fā) ，比重超過，比重超過0.91 ，含有大量的氮、硫、蠟質(zhì)以及，含有大量的氮、硫、蠟質(zhì)以及金屬，基本不流動(dòng)金屬，基本不流動(dòng) 第二節(jié) 大氣污染的主要產(chǎn)生過程：燃燒1. 1. 燃燒過程及燃燒產(chǎn)物燃燒過程及燃燒產(chǎn)物 燃燒過程是可燃物的快速氧化過程（放熱反應(yīng)）燃燒過程是可燃物的快速氧化過程（放熱反應(yīng)）完全燃燒的產(chǎn)物：完全燃燒的產(chǎn)物：CO2、H2O不完全燃燒的產(chǎn)物不完全燃燒的產(chǎn)物： CO2、H2O & CO、黑煙及其他部分氧化產(chǎn)物如果燃料中含有S和N，則會(huì)生成SO2和NO空氣中的部分N可能被氧化成NO熱

15、力型NOx2. 2. 燃燒過程產(chǎn)生的污染物燃燒過程產(chǎn)生的污染物燃燒可能釋放的污染物：燃燒可能釋放的污染物：CO2、CO、SOx、NOx、CH煙、飛灰、金屬及其氧化物等煙、飛灰、金屬及其氧化物等溫度對燃燒產(chǎn)物的絕對量和相對量都有影響（見后圖）溫度對燃燒產(chǎn)物的絕對量和相對量都有影響（見后圖）燃料種類和燃燒方式對燃燒產(chǎn)物也有影響燃料種類和燃燒方式對燃燒產(chǎn)物也有影響燃料組成對燃燒的影響燃料組成對燃燒的影響 碳：可燃元素。碳：可燃元素。1 kg純碳完全燃燒時(shí)，放出純碳完全燃燒時(shí)，放出32860 kJ的熱量。的熱量。不完全燃燒生成不完全燃燒生成CO時(shí)，放出時(shí)，放出9268kJ的熱量。的熱量。無煙煤含碳量約

16、無煙煤含碳量約90%98%，一般煤的含碳量約，一般煤的含碳量約50%95%。 氫：是燃料中發(fā)熱量最高的元素。氫：是燃料中發(fā)熱量最高的元素。煤中氫的含量為煤中氫的含量為2%10%1 kg氫完全燃燒時(shí)能放出氫完全燃燒時(shí)能放出120500 kJ的熱量。的熱量。 燃料組成對燃燒的影響燃料組成對燃燒的影響氧：氧在燃料中與碳和氫生成化合物，降低了燃料的發(fā)氧：氧在燃料中與碳和氫生成化合物，降低了燃料的發(fā)熱量熱量氮：燃料中含氮量很少，一般為氮：燃料中含氮量很少，一般為0.5%1.5%硫：以三種形態(tài)存在：有機(jī)硫、硫化鐵硫和硫酸鹽硫。硫：以三種形態(tài)存在：有機(jī)硫、硫化鐵硫和硫酸鹽硫。前兩種能放出熱量，稱之為揮發(fā)硫。

17、硫燃燒生成產(chǎn)物為前兩種能放出熱量，稱之為揮發(fā)硫。硫燃燒生成產(chǎn)物為SO2和和SO3，其中，其中SO2占占95%以上。以上。燃料組成對燃燒的影響燃料組成對燃燒的影響水分：水分：煤中水分由表面（外部）水分和吸附（內(nèi)部）水分組成。煤中水分由表面（外部）水分和吸附（內(nèi)部）水分組成。外部水分可以靠自然干燥除去。外部水分可以靠自然干燥除去。內(nèi)部水分要放在干燥箱中加熱到內(nèi)部水分要放在干燥箱中加熱到102105 C，保持，保持2h后才后才能除掉。能除掉?；曳郑菏侨剂现胁豢扇嫉V物質(zhì)?；曳郑菏侨剂现胁豢扇嫉V物質(zhì)。面條可燃面條可燃3. 3. 燃燒產(chǎn)物與溫度的關(guān)系燃燒產(chǎn)物與溫度的關(guān)系也就是污染物也就是污染物4.4.燃燒

18、條件燃燒條件 影響完全燃燒的條件： 空氣條件 充足的空氣。過小，氣量不足；過大，溫度不能保證。 溫度條件 達(dá)到著火點(diǎn) 時(shí)間條件 燃料在高溫區(qū)停留時(shí)間應(yīng)超過燃料燃燒所需時(shí)間 湍流混合 燃料與空氣的混合條件 鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 釋放的熱量足夠維持燃燒 適當(dāng)?shù)目刂七@些因素：空氣與燃料之比、溫度時(shí)間和湍流度，是在大氣污染物排放量最低條件下實(shí)現(xiàn)有效燃燒所必須的，評價(jià)燃燒過程和燃燒設(shè)備時(shí)，必須認(rèn)真地考慮這些因素。 通常把溫度、時(shí)間和湍流稱為燃燒過程的三“T”用風(fēng)機(jī)滅火空氣條件 燃料燃燒時(shí)必須保證供應(yīng)與燃料燃燒相適應(yīng)的空氣量 空氣供應(yīng)不足，燃燒就不完全 空氣量過大，會(huì)降低爐溫，增加鍋爐排煙損失 因此，有必要按燃燒不同

19、階段供給相適應(yīng)的空氣量溫度條件 著火溫度：在氧存在下可燃質(zhì)開始燃燒所必須達(dá)到的最低溫度。各種燃料都具有自己特征的著火溫度，按固體燃料、液體燃料、氣體燃料的順序亡升。為什么燃?xì)夂陀土细菀字?，甚至爆炸？為什么燃?xì)夂陀土细菀字?，甚至爆炸?燃料只有達(dá)到著火溫度才能與氧化合而燃燒 常見燃料的著火溫度見教材 燃燒的維持：燃燒過程的放熱速率高于向周圍的散熱速率，從而維持較高的溫度時(shí)間條件 燃料在高溫區(qū)的停留時(shí)間應(yīng)不短于燃料燃燒所需要的時(shí)間 停留時(shí)間由燃燒室的大小、形狀和燃料燃燒速度（即溫度）共同決定燃料與空氣的混合條件 燃料和空氣的充分混合可加快燃燒過程，混合程度則取決于空氣的湍流度 混合不充分，

20、將導(dǎo)致不完全燃烷 對于氣相的燃燒，湍流可加速液體燃料的蒸發(fā) 對于固體燃料，湍流有助于破壞燃燒產(chǎn)物在燃料顆粒表面形成的邊界層，從而提高表面反應(yīng)的氧利用率并使燃燒過程加速5、 燃料燃燒的理論空氣量 燃料燃燒所需要的氧一般從空氣中獲得 單位量的燃料按燃燒反應(yīng)方程式完全燃燒所需要的空氣量稱為理論空氣量 理論空氣量由燃料的組成決定可根據(jù)燃燒方程式計(jì)算求得 按化學(xué)反應(yīng)的需氧量而供給的空氣量。按化學(xué)反應(yīng)的需氧量而供給的空氣量。 液體燃料完全燃燒時(shí)所需的理論空氣量液體燃料完全燃燒時(shí)所需的理論空氣量 C+O2CO 燃燒燃燒1kg碳需用氧碳需用氧=2.67 kg H2+O2H2O 燃燒燃燒1kg氫需用氧氫需用氧=

21、8 kg S+O2SO2 燃燒燃燒1kg硫需用氧硫需用氧=1 kg理論空氣量的計(jì)算 空氣其他成分與氧氣的比：氧21，其他79空氣過剩系數(shù)燃料完全燃燒所需實(shí)際空氣量取決于理論空氣量和“三T”條件實(shí)際燃燒中的 “三T”條件不可能達(dá)到理想程度，為使燃料完全燃燒必須供給過量空氣般把超過理論空氣量多供給的空氣量稱為過剩空氣量實(shí)際空氣量與理論空氣量之比即為空氣過剩系數(shù) 空氣過剩系數(shù)一般在空氣過剩系數(shù)一般在1.051.25之間之間 取決于以下幾個(gè)方面：1.燃料情況，燒煤、燒氣還是燒油2.通風(fēng)情況，自然通風(fēng)還是強(qiáng)制通風(fēng)3.爐內(nèi)氣氛，是正壓還是負(fù)壓 通過儀表可直接測定過?？諝庀禂?shù)，一般是通過測定煙氣中的含氧（氧氣、一氧化碳）量基本依據(jù)就是化學(xué)平衡基本依據(jù)就是化學(xué)平衡空燃比空燃比：單位質(zhì)量燃料燃燒所需要的空氣質(zhì)量理論理論空燃比可由燃燒方程式直接求得汽油理論空燃比約為14.7例甲烷在理論空氣量下的完全燃燒的空燃比計(jì)算為：不一定完全燃燒6、 燃燒產(chǎn)生的污染物（回顧）7、熱化學(xué)關(guān)系發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量：單位燃料完全燃燒，在狀態(tài)相同條件下，初始反應(yīng)物與反應(yīng)終產(chǎn)物之間的熱量變化(通常為298K和1atm)單位：kJkg或kJm3 高位發(fā)熱量包括燃料燃燒生成物中水蒸汽的汽化潛熱低位發(fā)熱量是指燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽仍以氣態(tài)存在時(shí)完全燃燒所釋放的熱量一般燃燒設(shè)備小的排煙溫度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水蒸汽凝結(jié)溫度，因此大部