煙氣凈化第一章燃燒產(chǎn)生的主要環(huán)境問題

1.1大氣污染和大氣污染物1.1.1大氣的組成1.1.2大氣污染1.2我國能源工業(yè)與環(huán)境關(guān)系的基本特點1.2.1我國能源資源和一次能源消費結(jié)構(gòu)1.2.2我國能源工業(yè)與環(huán)境關(guān)系的基本特點1.3大氣環(huán)境管理及大氣環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)1.3.1保護大氣環(huán)境和防治大氣污染的法規(guī)1.3.2大氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的種類及作用

1.4大氣污染的治理1.1大氣污染和大氣污染物

1.1.1大氣的組成★大氣是由多種氣體混合組成的，按其成分可以概括為三部分：干燥清潔的空氣、水汽和懸浮微粒。

★按大氣成分的變化可分為均勻大氣層(0～90km)和非均勻大氣層(90～10000km?)?！锞鶆虼髿鈱蛹辛舜髿馊Φ闹饕镔|(zhì)，大氣圈的成分包括穩(wěn)定成分組和可變成分組。

表1-2大氣微量-痕量可變組分

1.1.2大氣污染大氣污染：由于人類活動或自然過程引起某些物質(zhì)介入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達到了足夠的時間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境。按照大氣污染的范圍來分，大致可分為四類：(1)局限于小范圍的大氣污染；(2)涉及一個地區(qū)的大氣污染；(3)涉及到比一個城市更廣泛地區(qū)的廣域污染；(4)必須從全球范圍考慮的全球性(或國際性)污染。大氣污染物

根據(jù)其存在狀態(tài)，可概括為兩大類：氣溶膠狀態(tài)污染物和氣體狀態(tài)污染物。氣溶膠：指沉降速度可以忽略的固體粒子、液體粒子或固體和液體粒子在氣體介質(zhì)中的懸浮體。氣體狀態(tài)污染物：是以分子狀態(tài)存在的污染物，筒稱氣態(tài)污染物。

1.氣溶膠狀態(tài)污染物粉塵(dust):機械過程或自然過程

煙(fume):冶金過程

飛灰(flyash):指由燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣帶走的灰分中分散得較細(xì)的粒子。

黑煙(smoke):燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。

液滴(droplet):小液體粒子

輕霧或靄(mist):氣體中液滴的懸浮體

霧(fog):氣體中液滴的懸浮體的總稱

降塵：指大氣中的粒徑大于10μm的固體粒子，靠重力作用能在較短時間內(nèi)沉降到地面。飄塵：指大氣中的粒徑小于10μm的固體粒子，它能長期地在大氣中飄浮?？倯腋∥⒘?TSP)：指大氣中的粒徑小于100μm的固體粒子。它能較長時間地懸浮于大氣中。2.氣體狀態(tài)污染物按其形成過程的不同，可分為一次污染物和二次污染物。一次污染物，直接從多種排放源進入大氣中的各種氣體、蒸氣和顆粒物。二次污染物，進入大氣的一次污染物在大氣中互相作用，或與大氣中正常組分發(fā)生反應(yīng)，以及在太陽輻射的參與下引起光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的與一次污染物的物理、化學(xué)性質(zhì)完全不同的新的大氣污染物。大氣污染類型根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)及它們存在的大氣環(huán)境狀況，大氣污染類型可分為以下幾種。

石油型混合型特殊型還原型（煤炭型）燃燒氧化型（汽車尾氣型）幾種主要氣態(tài)污染物

(1)硫氧化物

SO2主要來自化石燃料(煤和石油)的燃燒過程、以及硫化物礦石的焙燒、冶煉等熱過程。煤中黃鐵礦燃燒：4FeS2十11O2→2Fe2O3十8SO2自然的硫源：生物產(chǎn)生的硫化氫被氧化而成為硫的氧化物：

2H2S十3O2→

2H2O十2SO2不同濃度的SO2對人體健康的危害

(2)氮氧化物氮和氧的化合物有N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5，總起來用氮氧化物(NOx)表示，污染大氣的主要是NO、NO2。NO：無色、無刺激、不活潑的氣體，毒性不太大，但進入大氣后可被緩慢地氧化成NO2

NO2：棕紅色氣體有毒的惡臭氣體

氧化亞氯(N2O)又稱笑氣，是一種溫室氣體

(3)碳氧化物

CO和CO2

CO：無色、無味、有毒的窒息性氣體，和血液中的主管輸送氧氣的血紅蛋白有很強的結(jié)合力。CO2：無毒氣體，能產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。

不同濃度CO對人體健康的影響

(4)碳?xì)浠衔?/p>

多環(huán)芳烴類物質(zhì)(PAH):如蓖、蒽、螢蒽、苯并a芘(C20H12)、苯并蒽、苯并螢蒽及暈苯等大多數(shù)具有致癌、致畸作用，特別是苯并a芘參與大氣中的光化學(xué)反應(yīng)，生成危害性更大的光化學(xué)煙霧。(5)硫酸煙霧

大氣中的SO2等硫化物，在有水霧、含有重金屬的飄塵或氮氧化物存在時，發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。

SO2十O2→SO3十O2SO2十2H2O十O2

2H2SO4(6)光化學(xué)煙霧

在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锖脱趸瘎┲g發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)而生成的藍色煙霧(有時帶些紫色或黃褐色)。其主要成分有臭氧、過氧乙?；跛狨?PAN)、酮類和醛類等二次污染物包含了一系列復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

臭氧(O3)臭氧(O3)，有特殊臭味，是已知的最強氧化劑。對呼吸器官有刺激性臭氧層：生命保護神臭氧層急劇耗損：人為的活動起決定性的作用。氯氟烴類(含氟化合物)、有機溴化合物、氧化亞氮及亞音速飛機排放分氮氧化物、甲烷、水汽和二氧化碳等物質(zhì)進入臭氧層，引起臭氧的損耗。

臭氧層，吸收太陽輻射中對地球生命致命的紫外線

UV-A：320～400nm，紫外線A對人類有益UV-B：290～320nm，紫外線B可嚴(yán)重?fù)p傷地球生命，但其中波長最短的有害部分基本上也被臭氧層所吸收。UV-C：40～290nm，是很高的能量輻射，對人體危害極大，只有臭氧層能夠吸收它，阻止其到達對流層。大氣污染物主要來源

(1)工業(yè)污染源：燃料燃燒，工業(yè)生產(chǎn)過程；(2)生活污染源：家庭爐灶，生活垃圾堆放和焚燒(3)交通污染源

1.2我國能源工業(yè)與環(huán)境關(guān)系

的基本特點

1.2.1我國能源資源和一次能源消費結(jié)構(gòu)我國能源資源并不十分豐富，供應(yīng)十分緊張。從我國能源資源的儲量、當(dāng)前能源生產(chǎn)和消費角度看，煤炭是我國最主要的一次性能源。

我國的能源結(jié)構(gòu)

年度1990199520002015一次能源消費結(jié)構(gòu)比例煤炭76.2076.1071.3062.6石油16.6017.1024.0026.9天然氣2.102.002.747.06水能5.104.802.012.63核能//0.210.791.2.2我國能源工業(yè)與環(huán)境關(guān)系的基本特點

1.初級能源以煤為主2.人均能源消費水平低3.煤炭生產(chǎn)以地方和集體煤礦為主4.原煤入選率低5.煤炭消費構(gòu)成復(fù)雜6.能耗高，利用率低，浪費嚴(yán)重7.煤煙型大氣污染嚴(yán)重8.酸雨問題嚴(yán)重9.二氧化碳排放量迅速增長

燃燒天然氣、石油和煤的1000MWe電廠

主要污染物的比較

1989年主要產(chǎn)煤國煤的洗選比重我國燃煤裝置的平均熱效率1.3大氣環(huán)境管理及大氣環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1保護大氣環(huán)境和防治大氣污染的法規(guī)保護環(huán)境是我國基本國策之一。憲法第十一條規(guī)定“國家保護環(huán)境和自然資源、防治污染和其它公害”。1973年，召開了全國第一次環(huán)境保護會議；1979年，試行《中華人民共和國環(huán)境保護法》；

依照憲法制定了《中華人民共和國環(huán)境保護法》1989年12月26日公布實施；環(huán)境保護單行法律：修訂后的《中華人民共和國大氣污染防治法》自2000年9月1日起施行。

保護大氣環(huán)境、防治大氣污染的基本要求和制度，主要內(nèi)容有：

(一)國務(wù)院和各級人民政府(二)國家環(huán)保局制定國家大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(三)環(huán)境影響評價(四)向大氣排放污染物的單位(五)向大氣超標(biāo)排放污染物(六)為防治燃煤產(chǎn)生的大氣污染，作了一系列的規(guī)定(七)需特別保護區(qū)域(八)企業(yè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用清潔生產(chǎn)工藝(九)對向大氣排放各類污染物都作了明確的規(guī)定(十)違反的責(zé)任人員應(yīng)當(dāng)承擔(dān)法律責(zé)任。

1.3.2大氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的種類及作用

1.大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：以保障人體健康和生態(tài)系統(tǒng)不受破壞為目標(biāo)而對大氣環(huán)境中各種污染物含量的限度。2.大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：是以實現(xiàn)大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)而對從污染源出口排入大氣的污染物含量的限度。3.技術(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：往往是從污染物排放標(biāo)準(zhǔn)引伸出來的。4.警報標(biāo)準(zhǔn)：大氣污染惡化到需要向公眾發(fā)出警報的污染物濃度標(biāo)準(zhǔn)，或根據(jù)大氣污染發(fā)展趨勢需要發(fā)出警報強行限制已產(chǎn)生的污染危害和污染物的排放量標(biāo)淮。

1.3.3大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1.制訂原則：世界上許多國家在判斷空氣質(zhì)量時都以世界衛(wèi)生組織提出的四級準(zhǔn)則為基準(zhǔn)。2.我國的大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1982年8月1日制定了我國《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095－82)； 1996年10月1日公布了新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095—1996)。大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：以保證人的健康和生活條件為目標(biāo)，對地面大氣中各種有害物的最高容許濃度加以規(guī)定。

第一級在處于或低于所規(guī)定的濃度和接觸時間內(nèi)，觀察不到直接或間接的反應(yīng)第二級在達到或高于所規(guī)定的濃度和接觸時間內(nèi)，對人體的感覺器官有刺激，對植物有損害或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生其它有害作用第三級在達到或高于所規(guī)定的濃度和接觸時間內(nèi)，使人的生理功能發(fā)生障礙或衰退，引起慢性病和壽命縮短第四級在達到或高于所規(guī)定的濃度和接觸時間內(nèi)，對敏感的人發(fā)生急性中毒或死亡第一級為保護人群健康，在長期接觸的情況下，不發(fā)生任何危害性影響的空氣質(zhì)量要求一類區(qū)需要特殊保護的地區(qū)第二級為保護人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動植物，在長期和短期的接觸情況下，不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求二類區(qū)居住區(qū),混合區(qū)、文化區(qū)、和農(nóng)村地區(qū)第三級為保護人群不發(fā)生急、慢性中毒和城市一般動植物（敏感者除外）正常生長的空氣質(zhì)量要求三類區(qū)特定工業(yè)區(qū)1.3.4大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)

排放標(biāo)準(zhǔn)的制定:基于兩種不同的原則

a.制定一個減少污染氣體總排放量的總目標(biāo)

b.根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)能達到的水平來制定排放標(biāo)準(zhǔn)

c.介于兩者之間的方案

1974年1月我國就制定了《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ4-73)

《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl6297-1996)：三項指標(biāo)體系；分級標(biāo)準(zhǔn)綜合性排放標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)不交叉執(zhí)行的原則火電廠執(zhí)行《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl3223—1996)(1997年1月1日實施)鍋爐執(zhí)行《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》工業(yè)爐窯執(zhí)行《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》1.4大氣污染的治理1.4.1影響燃燒污染物質(zhì)生成量的因素

燃料消耗量 總?cè)剂舷牧亢蛦挝划a(chǎn)品燃料消耗量燃料種類與燃料轉(zhuǎn)換 污染程度--固體燃料﹥液體燃料﹥氣體燃料; 把煤轉(zhuǎn)換成氣體燃料或液體燃料燃料性質(zhì)與燃料改質(zhì) 燃料性質(zhì)不同，燃燒后所生成的有害物質(zhì)量也有差別； 在不改變?nèi)剂蠣顟B(tài)的條件下，改變?nèi)剂系男再|(zhì)燃燒條件 不同的燃燒條件，其污染物的生成量也不同

1.4.2燃燒污染的治理

1．降低燃耗 提高燃料熱能的利用率即節(jié)能2．高煙囪排放

煙囪越高，同樣排放量的情況下，經(jīng)過擴散作用，排放源周圍的污染程度則少。3．煤煙型污染防治 重點應(yīng)該是合理利用和節(jié)約能源(1)發(fā)展城市煤氣(2)發(fā)展熱電結(jié)合和集中供熱4．排煙治理

煙氣在未排放到大