第一章緒論（1學(xué)時(shí)）

教學(xué)重點(diǎn):大氣的結(jié)構(gòu)和組成，大氣污染物及其來源，環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，空氣

污染指數(shù)。

教學(xué)難點(diǎn):大氣污染物及其來源。

教學(xué)要求:掌握大氣的結(jié)構(gòu)和組成，大氣污染發(fā)生和發(fā)展過程，大氣污染物及其

來源，空氣污染指數(shù)；了解環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)外大氣污染控制現(xiàn)狀。

教學(xué)內(nèi)容：

人是完全靠空氣生存的，成年人平均每天約需1Kg糧食和2Kg水，但對空氣的

需求就大得多，每天約13.6Kg（合10n?）。若三者都斷絕供應(yīng)，引起死亡的首

先是空氣，要是空氣中混進(jìn)有毒害的物質(zhì)，則毒物隨空氣不斷地被吸入肺部，

通過血液遍布全身，對人體健康直接產(chǎn)生危害.大氣污染對人的影響不同于土壤

和水的污染，它不僅時(shí)間長且范圍廣（較多是地域性的，也有全球性的）。地

球上發(fā)生的八大“公害事件”，其中五起是因大氣污染造成的。當(dāng)然，空氣污

染的原因不只是人類的活動(dòng)，還有像森林、火災(zāi)和火山爆發(fā)一類的天然事件。

不過后者通常在空氣污染中起次要作用。

§lo1大氣與大氣污染

一、大氣的結(jié)構(gòu)和組成

1、大氣圈

隨地球引力而轉(zhuǎn)的大氣層叫大氣圈。大氣圈的最外層的界限是很難確切劃分的，但大氣也

不能認(rèn)為是無限的.在地球場內(nèi)受引力而旋轉(zhuǎn)的氣層高度可達(dá)10,000Kni.有的學(xué)者就以

lO.OOOKm作為大氣圈的最外層。一般情況下認(rèn)為，從地球表面到1,000?L400Km的氣層

作為大氣圈的厚度，超出l,400Km以外氣體非常稀薄，就是宇宙空間了。

大氣圈中的空氣分布是不均勻的,海平面上的空氣最稠密.在近地層的大氣層里，氣體的密

度隨高度的上升而迅速的變稀。但是在400~l,400Km大氣層里空氣是漸漸變稀薄的。大氣

圈的總質(zhì)量約為6000萬億噸，約為地球質(zhì)量的百萬分之一。

大氣的構(gòu)造：

根據(jù)大氣圈中大氣組成狀兄及大氣在垂直高度上的溫度變化，劃分大氣圈層的結(jié)構(gòu)如下

圖：

從地球表面向上，大約到90Km高度，大氣的主要成分氧和氮的組成比例幾乎無什么變化，

具有這樣特性的大氣層叫均質(zhì)大氣層（簡稱均質(zhì)層）.在均質(zhì)層以上和外圍空間的大氣層,其

氣體的組成隨高度升高有很大變化，這個(gè)圈層叫非均質(zhì)層。

在均質(zhì)層中，根據(jù)氣體的溫度沿地球表面垂直方向的變化分為：對流層、平流層、中間

層、電離層、散逸層。各層特點(diǎn)：

一對流層：1）相對于整個(gè)大氣圈厚度而言很薄,按最厚處計(jì)，占總厚度的6—9船占總

質(zhì)量的75%.在這一層中除了有純凈的干空氣以外，還含有一定量的水蒸氣，適度的溫度對

人和動(dòng)植物的生存起到重要的作用。

2）一般情況下，溫度自地表面向高空遞減，0.65C/上升100米。

在對流層中，由于太陽的輻射以及下墊面特性和大氣環(huán)流的影響，使得在該層中出現(xiàn)極其

復(fù)雜的自然現(xiàn)象,有時(shí)形成易于擴(kuò)散的氣象特征,有時(shí)形成對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生有危害的逆溫氣

象條件，雨、雪、霜、霧、雷電等自然現(xiàn)象也都出現(xiàn)在這一層。

3）大氣有較強(qiáng)的對流運(yùn)動(dòng)，大氣污染也主要發(fā)生在這一層，特別是在靠近地面l-2Km的

近地層更易造成污染。近地層的大氣污染物的擴(kuò)散能力主要取決于當(dāng)時(shí)的氣象條件。

4）溫度、濕度等各要素水平分布不均勻。

一一平流層：1）在這一層里氣體的溫度差隨高度上升有緩慢的增加,30-35Km,T=-55℃。

然后上升（氣溫）較快，這是因?yàn)樵谠搶又械某粞鯊?qiáng)烈吸收太陽紫外線所致。

2）幾乎不存在水蒸汽和塵埃，一般處于平流運(yùn)動(dòng)。3）大氣很干燥，沒有云、雨等現(xiàn)

象，是飛機(jī)理想的飛行區(qū)域。

-—中間層：氣溫隨高度增加迅速降低，有強(qiáng)烈的垂直對流運(yùn)動(dòng)。

-一電離層:氣溫隨高度增加迅速上升，空氣處于高度電離狀態(tài)，發(fā)電報(bào)是靠這層反射回

來。

——散逸層:氣體溫度很低，氣體粒子能克服地球引力而逸向星際空間。星際空間內(nèi)每一

空間有數(shù)十個(gè)離子存在.

研究重點(diǎn)：對流層，平流層

2、大氣組成

大氣（空氣）從自然科學(xué)角度來看，空氣和大氣常常作為同義詞，二者沒有實(shí)質(zhì)性的差

別。但在研究近地層的空氣污染規(guī)律及對■空氣質(zhì)品進(jìn)行評價(jià)時(shí)，為便尸說明問題，有時(shí)兩

個(gè)名詞分別使用.一般對于居住在室內(nèi)或特指某個(gè)地方i如車間、廠區(qū)等）供動(dòng)植物生存的

氣體習(xí)慣上稱為空氣.在大氣物理、大氣氣象、自然地理以及環(huán)境科學(xué)研究中，常常是以大

區(qū)域或全球性的氣流作為研究對象，因此，就常用大氣一詞.

大氣是一個(gè)多種氣體的混合物，有混合氣體、水氣和懸浮微粒組成，可分為：

一恒定組分:0,（20.95%）sN2（78O09%）、氨（0.93%）、惰性氣體.上述組分的比例在

地球表面上任何地方幾乎是可以看作不變的。

-可變組分：COz、水蒸汽、這些組分在大氣中的含量是隨季節(jié)、氣象的變化以及人們

的生產(chǎn)、生活活動(dòng)的影響而發(fā)牛.變化。

一一不定組分：第一環(huán)境問題引起的：由自然界的火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、海嘯、地震

等暫時(shí)性災(zāi)難所引起的。污染物有半埃、S、HS、SOx、MOx等。

第二環(huán)境問題引起的

由于人類社會的生產(chǎn)工業(yè)化和經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度增長，人口劇增等使得大氣中增加或增多了某

些不定組分.大氣中含有的不定組分的種類和多少由地區(qū)的條件而定的.冶金工廠、電廠所

在的地區(qū)，大氣中含有煤煙、塵、SOx、NOx等組分就多.而在化工區(qū)，則有機(jī)或無機(jī)的化學(xué)

物質(zhì)等不定組分就多。當(dāng)這些不定組分排放于大氣中時(shí)就會使大氣污染，不定組分達(dá)到一

定濃度時(shí)，將會對動(dòng)植物造成嚴(yán)重的危害，這是環(huán)保工作者研究的主要對象.

二、大氣污染的定義

大氣污染的含義:國家標(biāo)準(zhǔn)組織定義（ISO）定義

指自然界中局部的職能變化和人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)改變大氣圈中某些原有成分和向大氣

中排放有毒害物質(zhì)，以致使大氣質(zhì)量惡化，影響原來有利的生態(tài)平衡體系，嚴(yán)重威脅著人體

健康和正常工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以及對建筑物和設(shè)備財(cái)產(chǎn)等的損壞.

三、大氣污染的發(fā)生和發(fā)展

大氣污染可看作是污染源所排放出的污染物和對污染物起著擴(kuò)散稀釋作用的大氣，以及承

受污染的物體三者相互關(guān)我所產(chǎn)生的一種效應(yīng).一個(gè)地區(qū)的大氣污染情況是與該地區(qū)的污染

源所排放出的污染物總量有關(guān)的。這個(gè)總量是不因氣象條件的影響而發(fā)生變化的。但是，

排放出的污染物的濃度在時(shí)空分布上卻是受到氣象條件的控制.由于氣象條件的不同,污染

物作用于承受者的污染程度也就不一樣.近幾十年來，世界上發(fā)生了多次大氣污染事件，每

次污染事件都是在一定地形和一定氣象條件下發(fā)生的。

大氣污染的特點(diǎn)：既表現(xiàn)出局部嚴(yán)重性，又表現(xiàn)出全球性。

§k2大氣污染源及主要污染物

一、大氣污染源

大氣污染源的分類：有四種分類法

1）按污染源存在形式：固定污染源、移動(dòng)污染源；

2）按污染源排放方式：高架源、面源、線源;

3）按污染源排放時(shí)間：連續(xù)源、間斷源、瞬時(shí)源；

4）按污染源產(chǎn)生類型：工業(yè)污染源、家庭爐灶、汽車排氣.

進(jìn)行大氣質(zhì)量評價(jià)適宜用第一種分法,研究擴(kuò)散適宜用第二種分法，分析污染物排放時(shí)間規(guī)

律適宜用第三種分法，解決污染物，控制污染物適宜用第四種分法。

二、一次污染物和二次污染物

一次污染物:指直接從各類污染源排出的物質(zhì).可分為:非反應(yīng)物質(zhì)，其性質(zhì)較穩(wěn)定；反應(yīng)性

物質(zhì)，性質(zhì)不穩(wěn)定,在大氣中常與某些其它物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或作為催化劑促進(jìn)其它污染物

產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。

二次污染物：反應(yīng)性的二次污染物與大氣中的其它組分反應(yīng)形成的物質(zhì)。如二次污染物硫

酸煙霧（又稱硫酸氣溶膠）形成過程：

往往二次污染物比一次污染物的危害大得多。

三、重要的大氣污染物

主要污染物:粉塵（鋼鐵廠、冶煉廠、水泥廠、建筑材料廠等）；硫化物（民用爐、熱點(diǎn)

站、金屬冶煉、硫酸廠）；氮化物（硝酸廠、氮肥廠、炸藥廠）；氧化物（CO、C02）；鹵化

物（氟化物、氯化物、制堿廠）；有機(jī)物質(zhì)的污染。

（以下簡單介紹主要污染的性質(zhì)）：

1）CO占總污染量的30%主要來源：汽車排氣占50%

危害：與血紅蛋白結(jié)合危害人體，排量多會使空氣中6量降低.

>2）NOx、NO、NOz本身含氮變成游離氮原子和氧作用（燃NO）

、來源：①石化燃料的燃燒

高溫下，大氣中氮和氧結(jié)合,N（）x生成量與燃燒溫度有關(guān)

②各種T'小過程（硝酸廠、氮肥廠、炸藥廠等）

危害：①光化學(xué)煙霧的主要成分：

②對動(dòng)植物體有強(qiáng)的腐蝕性.

3）碳?xì)浠衔铮℉C）

來源:燃料燃燒不完全排放HC化合物，汽車尾氣中有10%HC化合物。美國70年

統(tǒng)計(jì)，在總HC尾氣中，汽車排氣占48%。

危害：光化學(xué)煙霧的主要成分。

4）硫氧化物

來源：①燃料燃燒；②有色金屬冶煉;③民用燃燒爐灶。

SO?濃度：3。5%以上高濃度煙氣

3.5%以下低濃度煙氣

危害：①產(chǎn)生酸雨：②腐波生物的機(jī)體；③產(chǎn)生化學(xué)煙霧。

硫酸煙霧的代表事件:倫敦?zé)熿F事件

5）微塵

分類：氣溶膠中Oo1一1Pin

煙0.1—1um降塵（）10um）

塵10—100um飄塵（＜H）ym）

霧1—10\im

危害:①引起呼吸道疾病；②致癌作用；③造成煙霧事件（硫酸等，SO?之所以在大氣中造成

危害是由于大氣中微塵帶有一些Mn2\FC?+等催化劑使

6）其他有害物質(zhì)（石棉、破、汞）

7）光化學(xué)煙霧

大氣中的一次污染物如汽車、工廠等排放的燃燒生成物和未燃燒物質(zhì)經(jīng)過太陽光的照射，各

種污染物之間發(fā)生反應(yīng)形成二次污染物一一煙霧,被稱為光化學(xué)煙霧。

光化學(xué)煙霧的主要成分：0八過氧酰硝酸酯、酮類、醛類各種活性很強(qiáng)的許多自由免、氮

類氧化物.

造成光化學(xué)煙霧的起始物NO?

形成條件：陽光照射（光波2900-4200A）空氣中存在HC化合物（上午9點(diǎn)一下午2點(diǎn)）晴

天，溫度不太高.

§k3環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

大氣環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)按其用途可分為:環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染控制技

術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及大氣污染警報(bào)標(biāo)隹按其適用范圍可分為：國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095—1996規(guī)定了環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)劃分、標(biāo)準(zhǔn)分級、污染物

項(xiàng)目、取值時(shí)間及濃度限值，采樣與分析方法及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)適用于全國

范圍的環(huán)境空氣質(zhì)量評價(jià)，環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分為三類：一類區(qū)為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名

勝區(qū)和其它需要特殊保護(hù)的地區(qū)；二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居民區(qū)、商業(yè)交通居民混合

區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)；三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)?？諝猸h(huán)境質(zhì)量分為三級：一

類區(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)，二類又執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn),三類區(qū)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn).共限定了六種污染物的濃

度值：S02、TSP、PM10、NOx、N02、CO、03、Pb、B[a]P、F。標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)配有各項(xiàng)污染物

分析方法。

《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297T996規(guī)定了33種大氣污染物的排放限

值，現(xiàn)有污染源（1997年1月1日前設(shè)立的污染源）和新污染源（1997年1月

1日起設(shè)立的污染源）分別執(zhí)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn).

§lo4空氣污染指數(shù)

空氣污染指數(shù)（AIRPOLLUTIONINDEX,簡稱API）是一種反映和評價(jià)空氣質(zhì)量的方法,就

是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污奧物的濃度簡化成為單?的概念性數(shù)值形式、并分級表征空氣

質(zhì)量狀況與空氣污染的程度，其結(jié)果簡明直觀，使用方便，適用于表示城市的短期空氣質(zhì)

量狀況和變化趨勢。

空氣污染指數(shù)的確定原則:空氣質(zhì)量的好壞取決于各種污染物中危害最大的污染物的污染程

度?？諝馕廴局笖?shù)是根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和各項(xiàng)污染物對人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響來

確定污染指數(shù)的分級及相應(yīng)的污染物濃度限值。目前我國所用的空氣指數(shù)的分級標(biāo)準(zhǔn)

是：（1）空氣污染指數(shù)（API）5（）點(diǎn)對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值一級標(biāo)準(zhǔn)；

（2）API100點(diǎn)對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)；（3）API200點(diǎn)對應(yīng)的

污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值三級標(biāo)準(zhǔn)；（4）API更高值段的分級對應(yīng)于各種污染物對

人體健康產(chǎn)生不同影響時(shí)的濃度限值，API500點(diǎn)對應(yīng)于對人體產(chǎn)牛.嚴(yán)重危害時(shí)各項(xiàng)污染物

的濃度.

空氣污染指數(shù)的計(jì)算與報(bào)告：污染指數(shù)與各項(xiàng)污染物濃度的關(guān)系是分段線性函數(shù)（見H）,

用內(nèi)插法計(jì)算各污染物的分指數(shù)In,取各項(xiàng)污染物分指數(shù)中最大者代表該區(qū)域或城市的污

染指數(shù)。即：

API=max（Il,12…[i,…In）

該指數(shù)所對應(yīng)的污染物即為該區(qū)域或城市的首要污染物.當(dāng)污染指數(shù)API值小于50時(shí)，不

報(bào)告首要污染物.

§lo5國內(nèi)外大氣污染及控制現(xiàn)狀

一、大氣污染現(xiàn)狀

70年代大氣污染逐步開始改善,60年代到70年代美國、口本污染相當(dāng)嚴(yán)重，所以70年代

初到80年代日本大氣治理比美國先進(jìn)，現(xiàn)在美國已趕上日本，7（）年代開始出現(xiàn)光化學(xué)煙霧

（較普遍）。

國內(nèi)現(xiàn)狀:治理剛起步，對燃燒除煙塵基本上沒有注意，大氣污染較嚴(yán)重。

原因：1）向四化進(jìn)軍正處于建設(shè)初期，工業(yè)高速發(fā)展，大氣污染相當(dāng)嚴(yán)重；2）能源結(jié)構(gòu)不

合理，以煤為主；3）布局不合理（有些工廠明明知道處于上風(fēng)口還要建），行政管理不合

理。

二、大氣污染防治途徑

我國大氣環(huán)境的特征：普遍受到塵、SO2為主的煙煤型污染；在大城市或特大城市要注意

的污染來源：主要是汽車;酸雨;局部地區(qū)的污染：如氧化物:包頭、撫順、昆明等；

鉛：沈陽、廣州、長春、上海等。

大氣污染的特征：污染物微量（百萬分之一計(jì)算），濃度用ppm計(jì)算；污染物量變化（風(fēng)

經(jīng)常影響其濃度）；污染物質(zhì)變化（如NOx和有機(jī)物在光的作用下會產(chǎn)生0八甲醛（PAN）.

等.

大氣污染的控制途徑：控制污染源，改革工藝，合理的工業(yè)布局；控制污染源之后的排放

的污染物，應(yīng)用各種各樣的治理技術(shù)；走綜合防治的途徑。

綜合防治的含義：從全局出發(fā)，綜合考慮生產(chǎn)生活等方面的諸因素，圍繞經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展目

標(biāo)，運(yùn)用多科學(xué)、多途徑、多種手段進(jìn)行防治，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

綜合防治的基本原則：

1）防與治相結(jié)合，以防為主。

2）回收資源與凈化處理相結(jié)合，以回收資源為主

3）企業(yè)治理與區(qū)域治理相結(jié)合

4）人工凈化與自然凈化相結(jié)合

第二章化石燃料燃燒與大氣污染（3學(xué)時(shí)）

教學(xué)重點(diǎn):燃料燃燒過程，煙氣體積及污染物排放量計(jì)算,燃燒過程中硫氧化物、

顆粒污染物、氮氧化物和其它污染物的形成與控制.

教學(xué)難點(diǎn)：煙氣體積及污染物排放量計(jì)算。

教學(xué)要求：掌握燃燒過程的影響因素，燃燒過程中硫氧化物、顆粒污染物、氮

氧化物的形成與控制。

教學(xué)內(nèi)容:

§2.1化石燃料的組成與性質(zhì)(0.5學(xué)時(shí))

燃料指燃燒過程中能放出熱量，且經(jīng)濟(jì)上可行的物質(zhì)。

燃料的分類：(1)常規(guī)燃料:如煤(coal)patrolum＞天然氣等。

(2)非常規(guī)燃料

按其物理狀態(tài)分為：(1)固體燃料：揮發(fā)分被蒸儲后以氣態(tài)燃燒(蒸氣控制)；留下的固

定炭以固態(tài)燃燒(擴(kuò)散控制).

(2)液體燃料：有蒸發(fā)過程控制(氣態(tài)形式燃燒).

(3)氣態(tài)燃料：有擴(kuò)散或混合控制.

燃料的性質(zhì)影響大氣污染物的排放。

一、煤：是一種復(fù)雜的物質(zhì)聚集體。主要可燃成分是C、H及少量。2、附、S等一起構(gòu)成的

有機(jī)聚合物。煤中有機(jī)成分和無機(jī)成分的含量因種類、產(chǎn)地不同而異。

lo分類：按基于沉積年代的分類法分為褐煤、煙煤、無煙煤。

a0褐煤：是由泥煤形成的初始煤化物，是煤中等級最低的一類,形成年代最短.呈黑色、褐

色、泥土色，象木材結(jié)構(gòu)。

特點(diǎn)：①揮發(fā)分較高，析出溫度低；②燃燒熱值低，不能制炭。

干燥后：C含量60—75以。2含量20—25%o

b。煙煤：形成歷史較褐熾長。黑色，外形有可見條紋.

揮發(fā)分20-45%,C75-90%o成焦性較強(qiáng)，氧含量低，水分及灰分含量不高，適宜工業(yè)使

用。

co無煙煤：碳含量最高，煤化時(shí)間最長的煤，具有明顯的黑色光澤，機(jī)械強(qiáng)度高。C含

量＞93%,無機(jī)物量〈10%,著火難，不易自燃，成焦性差.

2.煤的組成

煤的組成測定方法分為工業(yè)分析：元素分析兩大類。

a.工業(yè)分析：水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳、S含量、熱值。

3.元素分析：用化學(xué)法測定去除掉外部水分的主要組分。C、田、凡、S、等。煤中硫的形

態(tài)

I有機(jī)硫（CHS）

I煤中含硫硫化物硫（FeS＞）

無機(jī)硫無系硫（S

硫酸鹽硫（MeSOJ

硫酸鹽硫在燃燒時(shí)不參加燃燒，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它能燃燒放出熱量.我們

所說的污染物SOx只包括有機(jī)硫、硫化物，不包括MeSOi,而一般給我們的含硫量是指總硫

量.應(yīng)注意。

a.硫化鐵硫：是主要的含毓成分，主要代表黃鐵礦硫。

黃鐵礦：硬度6-6.5

比重4o7—5o2

本無磁性，但在強(qiáng)磁場感應(yīng)下能轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判晕铮瘴⒉芰^強(qiáng)，據(jù)此,可把其從煤中

脫除。

b.有機(jī)硫：以各種官能團(tuán)形式存在。如睡吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分選的

方法除去，需采用化學(xué)方法脫硫。

二、石油

石油是液體燃料的主要來源。原油是天然存在的易流動(dòng)液體.比重0。78~1.00,主要含

C、乩、少量的S、N?、0力此外，含有微量金屬（鈿、銀）、碑、鉛、氯等，lOppm左右。

原油中的硫大部分以有機(jī)流形式存在，形成非碳?xì)浠衔锏木薮蠓肿訄F(tuán)，其含硫量變化范

圍較大，一般為0.1—75。原油通過蒸儲、裂化和重態(tài)過程生產(chǎn)出各種產(chǎn)品。原油中的S

約有80—90%留于重硫分中。硫以復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在，而需去除的僅是硫原子，故不能

用物理方法分離硫化物。采用高壓下的催化加氫破壞C-S-C鍵形成H2s氣體，可達(dá)目的，但

費(fèi)用很高。

三、天然氣

一般組成CIL85%,乙烷10%,丙烷3%,此外還有上0、CO?、N2>He、H2s等。

§2.2燃料燃燒過程（0.5學(xué)時(shí)）

一、影響燃燒過程的主要因素

1.燃燒過程及燃燒產(chǎn)物

燃燒是可燃混合物的快速氧化過程，并伴有能量的釋放，同時(shí)使燃料的組成元素轉(zhuǎn)化戊相

應(yīng)的氧化物。多數(shù)化石燃料完全燃燒的產(chǎn)物是C02、水蒸汽;不完全燃燒過程將產(chǎn)生黑煙、

CO和其它部分氧化產(chǎn)物等.

I若燃料中含S、N會生成中2和NOx,燃燒溫度較高時(shí),空氣中的部分氮會被氧化成M）x。

2.燃料完全燃燒的條件

燃料完全燃燒的條件是適量的空氣、足夠的溫度、必要的燃燒時(shí)間、燃料與空氣的充分混

合。

（1）空氣條件：按燃燒不同階段供給相適應(yīng)的空氣量。

（2）溫度條件：只有達(dá)到著火溫度，才能與氧化合而燃燒.

著火溫度：在氧存在下可燃質(zhì)開始燃燒必須達(dá)到的最低溫度。

（3）時(shí)間條件：

燃料在燃燒室中的停留時(shí)旬是影響燃燒完全程度的另一基本因素.燃料在高溫區(qū)的停留時(shí)間

應(yīng)超過燃料燃燒所需時(shí)間，

（4）燃燒與空氣的混合條件：

燃料與空氣中氧的充分混合是有效燃燒的基本條件。在大氣污染物排放量最低條件實(shí)現(xiàn)有

效燃燒的四個(gè)因素：空氣與燃料之比、溫度、時(shí)間、湍流度。（三T）

3.發(fā)熱量及熱損失

1發(fā)熱量

單位量燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量.即反應(yīng)物開始狀態(tài)和反應(yīng)物終了狀態(tài)相同情況下（常溫

298K,101325Pa）的熱量變化值，稱為燃料的發(fā)熱量，單位是KJ/Kg.（固體）KJ/n?（氣

體）.發(fā)熱量有高位、低位之分.

高位：包括燃料燃燒生成物中水蒸汽的汽化潛熱，Q-,

低位:指燃料燃燒生成物中水蒸汽仍以氣態(tài)存在時(shí)，完全燃燒釋放的熱最。Q：

I根據(jù)煤的工

業(yè)分析數(shù)據(jù)計(jì)算.

［煤的發(fā)熱量

注意：煤中H有兩種形態(tài)①可燃?xì)洌▍?/p>

根據(jù)燃料的關(guān)加燃燒）、自由氫。②結(jié)合氫（與

系分析數(shù)據(jù)計(jì)算自由氫與c、S結(jié)合

需應(yīng)用基來表明組成

注：干燥基（上標(biāo)d）

可燃基（上標(biāo)b）應(yīng)用基（上標(biāo)a）

排煙熱損失：熱損失為6-12%：

不完全燃燒熱損失:化學(xué)不完全燃燒、機(jī)械不完全燃燒.

散熱損失：由設(shè)備管道溫度高于周圍空氣溫度造成熱損失

4、燃燒產(chǎn)生的污染物

硫的SOx：隨溫度變化不大，主要是煤中S.

粉塵：隨溫度的增高、不變、降低而變化。

CO及HC化合物煙:隨溫度的增高、不變、降低而變化。

NOx：隨溫度的增高、不變、降低而變化。

二、燃料燃燒的理論空氣策

1.理論空氣量（）所需要的氧一般從空氣中獲得。

單位量燃料按燃燒反應(yīng)方程式完全燃燒所需的空氣量稱為理論空氣量.

理論空氣量（1）可由燃燒反應(yīng)方程式獲得

（2）經(jīng)驗(yàn)公式（由熱值）

固體燃料

液體燃料

氣體燃料

天然氣（式2.17）

建立燃燒化學(xué)方程式時(shí)，假定：

1）空氣僅由弗和6組成，氣體積比為79/21-3.76；

2）燃料中的固態(tài)僦可用于燃燒；

3）燃料中的硫被氧化成SO"

4）計(jì)算理論空氣量時(shí)忽略NOx的生成量；

5）燃料的化學(xué)時(shí)為CHSA,其中下標(biāo)x、v、z、w分別代表C、H、S、0的原子數(shù).

完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式：

Q代表燃燒熱

理論空氣量：

3。6?6。0褐煤

「一般煤的理論空氣量7.5~8.5無煙煤

9、10煙煤

液體燃料（燃料油）的

{{煤爐：4o5?5。5千：8o84~9.01

煤氣液化氣：2.97天然氣

高爐：~0。7濕：11。4-12.1

2.空氣過剩系數(shù)a

世紀(jì)空氣量匕與理論空氣量V：之比為空氣過剩系數(shù)a

通常a>l

3.空燃比（AF）

定義：單位質(zhì)量燃料燃燒所需的空氣質(zhì)量，它可由燃燒方程直接求得。

例：某燃燒裝置采用重油作燃料，重油成分分析結(jié)果如下（按質(zhì)量）C：88o3%,

H:9.5%,S：1.6%,灰分:0.10%。試確定燃燒1kg重油所需的理論空氣量。

解:以1kg重油燃燒為基礎(chǔ)，則:

重量（g）摩爾數(shù)（mol）需氧量（mol）

C88373.5873.58

H9547.523.75

S160.50.5

H-00.50.02780

理論需氧量為：73.58+23.75+0o5=97.83mol/kg重油

假定空氣中'與。2的摩爾比為3。76（體積比）

則，理論空氣量為：mol/kg重油

即Nm7kg重油

§2。3煙氣體積及污染物排放量計(jì)算（1學(xué)時(shí)）

一、煙氣體積計(jì)算

L理論煙氣體積

在理論空氣量下，燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱為理論煙氣體積以V/表示,煙氣成分

主要是CO?、SO2、N2和水蒸氣。

干煙氣：除水蒸氣以外的成分稱為干煙氣；

濕煙氣:包括水蒸氣在內(nèi)的煙氣。

Vf；=V+煙氣+V水蒸氣

V理水將，二v燃料中虱燃燒值的水族氣+V燃科中斷給+V理論空氣時(shí)帶入的

0

2。實(shí)際煙氣體積VfgVrg=Vrg°+(a-1)V；

3.煙氣體積和密度的校正

燃燒產(chǎn)生的煙氣其T、P總高于標(biāo)態(tài)(273Kslatm)故需換算成標(biāo)態(tài).

大多數(shù)煙氣可視為理氣，故可應(yīng)用理氣方程。

設(shè)觀測狀態(tài)下：(「、P,下)煙氣的體積為密度為pso

標(biāo)態(tài)下：(TN、Px下)煙氣的體積為密度為PN.

標(biāo)態(tài)下體積為：

標(biāo)態(tài)下密度為：

應(yīng)指出，美國、日本和國際全球監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是298K、latm在作數(shù)據(jù)比較時(shí)應(yīng)注

品、o

2.過?？諝廨^正

因?yàn)閷?shí)際燃燒過程是有過剩空氣的，所以燃燒過程中的實(shí)際煙氣體積應(yīng)為理論煙氣體積與

過?？諝饬恐汀?/p>

用奧氏煙氣分析儀測定煙氣中的C02、02和C0的含量,可以確定燃燒設(shè)備在運(yùn)行中煙氣成

分和空氣過剩系數(shù)。

空氣過剩系數(shù)為a=

m------------過?？諝庵械倪^剩系數(shù)

設(shè)燃燒是完全燃燒，過?？諝庵械难踔灰?形式存在，燃燒產(chǎn)物用下標(biāo)P表示，

假設(shè)空氣只有6、凡分別為21%、79%,則空氣中總氧量為

理論需氧量：0.266b一0「

所以

若燃燒完全

若燃燒不完全產(chǎn)生co須校正，即從測得的過剩氧中減CO氧化為C0?所需的。2

各組分的量均為奧氏分析儀所測得的百分?jǐn)?shù)。

二、污染物排放量的計(jì)算

例2對例1給定的重油，若燃料中硫會轉(zhuǎn)化為SOx（其中SO2占97%）,試計(jì)算空氣過剩系

數(shù)a=l.20時(shí)煙氣中SO2及SO"勺濃度，以ppm表示，并計(jì)算此時(shí)煙氣中CCh的含量，以體積

百分比表示。

解：由例1可知，理論空氣量條件下煙氣組成（mol）為：

C02：73.58HO47.5+0。0278

S0\：0o5Nx：

理論煙氣量：73.58+0.5+〔47.5+0。0278）+（）=489.45mol/kg重油

即489.45=10.96nfN/kg重油

空氣過剩系數(shù)a=l.2時(shí)，實(shí)際煙氣量為：

其中10.43為理論空氣量，即IKg重油完全燃燒所需理論空氣量。

煙氣中SO2的體積為

煙氣中SO,的體積為

所以，煙氣中S&、、S（h的濃度分別為：

當(dāng)a=1.2時(shí),干煙氣量為：

C0;體枳為：

所以干煙氣中C0的含量以體積計(jì)為：

例3：已知某電廠煙氣溫度為473K,壓力為96.93Kpa,濕煙氣量Q=10400n?/min,含水汽

6。25%（體積），奧薩特儀分析結(jié)果是：C02占10。7%,02占8.2%,不含C0,污染物排放的

質(zhì)量流量為22。7Kg/min.

（1）污染物排放的質(zhì)量速率（以t/d表示）

（2）污染物在煙氣中濃度

（3）煙氣中空氣過剩系數(shù)

校正至空氣過剩系數(shù)a=1.8時(shí)污染物在煙氣中的濃度.

解：（1）污染物排放的質(zhì)量流量為：

（2）測定條件下的干空氣量為：

測定狀態(tài)下干煙氣中污染物的濃度：

標(biāo)態(tài)下的濃度：

（3）空氣過剩系數(shù)：

（4）校正至a=1.8條件下的濃度：

§2.4燃燒過程中污染物的形成與控制（1學(xué)時(shí)）

一、燃燒中硫氧化物的形成

燃料中的硫在燃燒過程中與氯反應(yīng)，主要產(chǎn)物是SO?和SO」，但SO,的濃度相當(dāng)?shù)停仁乖谪?/p>

燃料狀態(tài)下，生成的SO：,乜只占SO2生成量的百分之幾。在富燃料狀態(tài)下，除SO/卜，還有一

些其它S的氧化物，如SO及其二聚物（SO）2,還有少量一氧化二硫S?0。這些產(chǎn)物化學(xué)反

應(yīng)能力強(qiáng)，所以僅在各種氧化反應(yīng)中以中間體形式出現(xiàn).

燃燒時(shí)：

故一般主要生成SOz,計(jì)算時(shí)可忽略so*

燃燒過程中硫氧化物、顆粒污染物、氮氧化物和其它污染物的形成與控制。

第三章大氣污染氣象學(xué)基礎(chǔ)（2學(xué)時(shí)）

教學(xué)重點(diǎn)：主要?dú)庀笠?，大氣的熱力過程，大氣的運(yùn)動(dòng)和風(fēng)速廓線模式。

教學(xué)難點(diǎn)：大氣穩(wěn)定度,逆溫，風(fēng)速廓線模式.

教學(xué)要求：掌握大氣的熱力過程、大氣穩(wěn)定度、逆溫和風(fēng)速廓線模式。

教學(xué)內(nèi)容：

§3o1大氣圈結(jié)構(gòu)與氣象要素（0.5學(xué)時(shí)）

一、影響大氣污染的主要?dú)庀笠?/p>

氣象要素（因子）：表示大氣狀態(tài)和物理現(xiàn)象的物理量。

1氣溫:

2、氣濕：

空氣濕度是反映空氣中水汽含量和空氣潮濕程度的一個(gè)物理量，常用的表示方法有：絕對

濕度、水蒸氣壓力、體積百分比、含濕量、相對濕度、露點(diǎn)等.

3、風(fēng)

a）定義：什么是風(fēng)？空氣水平方向的流動(dòng)叫風(fēng)。

b）形成:風(fēng)主要由于氣壓的水平分布不均勻而引起的，而氣壓的水平分布不均是由濕度分布

不均造成.風(fēng)的形成除熱力原因外,還有動(dòng)力原因，自然界的風(fēng)是由于這兩種原因綜合作用的

結(jié)果，但只要有溫差存在，空氣就不會停止運(yùn)動(dòng)。

c）風(fēng)的度量

風(fēng)的特性用風(fēng)向與風(fēng)速表示，它是一向量.

風(fēng)的大小有叫風(fēng)速：在單位時(shí)間內(nèi)，空氣水平流動(dòng)的距離，m/so

風(fēng)向：分為16方位，

4、云

云是發(fā)生在高空的水汽凝結(jié)現(xiàn)象。形成的基本條件：水蒸汽和使水蒸汽達(dá)到飽和凝結(jié)的環(huán)

境。

云的分類：高云：離地面EOOOm以上，冰晶構(gòu)成；

中云:離地面2500-5000^1間，過冷的微小水滴及冰晶構(gòu)成；

低云：離地面2500m以下，由微小水滴和冰晶構(gòu)成.

云量：云量是指云遮蔽天空的成數(shù)。將天空分為十份。這十分中被云所遮蓋的成數(shù)稱為云

量.如在云層中還有少量空隙（空隙總量不到天空的1/20）記為10；當(dāng)天空無云或云量不

到1/20時(shí)，云量為0。

國外云量與我國云量間的關(guān)系，國際云量

總云量：指所有云遮蔽天空的成數(shù)，不論云的層次和高度。

低云量：低云的云掩蓋天空的成數(shù)。

云量的紀(jì)錄：一般云量/低云量的形式記錄，如10/7。

云高：指云底距地面的垂直距離，以米為單位.

5、能見度

在當(dāng)時(shí)的天氣情況下，正常人的眼睛所能看到的最大距離叫能見度。

能見就是能把目標(biāo)物的輪綁從它的天空背景上分辨出米，為了知道能見距離的遠(yuǎn)近，首先

必須選擇若干固定的目標(biāo)物，量出他們距測點(diǎn)的距離.

能見度的大小反應(yīng)了大氣的混濁程度,反應(yīng)出大氣中雜質(zhì)的多少。

§3.2大氣的熱力過程（1學(xué)時(shí)）

一、太陽輻射

太陽的輻射能是地球表面和大氣的唯一能量來源，地面和大氣獲得輻射能增熱的同時(shí)，本

身放出熱輻射而冷卻，所以大氣內(nèi)部始終存在著冷與暖的變化，冷、暖在某種意義上講決

定著空氣的干濕與降水，決定著低氣壓的分布,影響著大氣的運(yùn)動(dòng)，也就影響了排放至大氣的

污染物質(zhì)的擴(kuò)散稀釋.

大氣的熱力過程,大氣穩(wěn)定度,逆溫的形成與類型.

§3.3大氣的運(yùn)動(dòng)和風(fēng)（0。5學(xué)時(shí)）

大氣水平運(yùn)動(dòng)，大氣邊界層風(fēng)隨高度變化，風(fēng)速廊線模式，大氣的湍流運(yùn)動(dòng)，

地方性風(fēng)場.

第四章大氣污染物擴(kuò)散模式（6學(xué)時(shí)）

教學(xué)重點(diǎn):湍流統(tǒng)計(jì)理論（正態(tài)分布理論），高斯擴(kuò)散模式，擴(kuò)散參數(shù)，各種氣

象條件下的擴(kuò)散模式,煙氣抬升高度。

教學(xué)難點(diǎn)：高斯擴(kuò)散模式和擴(kuò)散參數(shù)的確定。

教學(xué)要求：掌握高斯擴(kuò)散模式及其常見形式，能夠根據(jù)地形、背景濃度以及風(fēng)

向、風(fēng)速、溫度層結(jié)等氣象因素及模式計(jì)算大氣污染物濃度，可以根據(jù)不同要

求估算煙筒高度，并應(yīng)廠址選擇提出初步方案.

教學(xué)內(nèi)容：

4。1湍流擴(kuò)散的基本理論（1學(xué)時(shí)）

梯度輸送理論，湍流統(tǒng)計(jì)理論（正態(tài)分布理論），相似理論。

4.2高斯擴(kuò)散模式（1學(xué)時(shí)）

高斯模式的假設(shè)條件，高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散的高斯模式。

4.3污染物濃度的估算方法（2學(xué)時(shí)）

地面濃度，地面軸線濃度，地面軸線最大濃度，乎散參數(shù)的確定。

4.4特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式（0。5學(xué)時(shí)）

小風(fēng)、靜風(fēng)、熏煙條件下的擴(kuò)散模式，擴(kuò)散參數(shù)的確定.

4。5城市及山區(qū)的擴(kuò)散模式（0.5學(xué)時(shí)）

4.6煙囪高度的設(shè)計(jì)和廠址的選擇（1學(xué)時(shí)）

煙囪有效源高，煙氣抬升高度，廠址的選擇.

第五章除塵技術(shù)基礎(chǔ)與除塵設(shè)備（8學(xué)時(shí)）

教學(xué)重點(diǎn)：粉塵的粒徑分布和物理性質(zhì),凈化裝置性能的表示方法,顆粒捕集的

理論基礎(chǔ)，除塵設(shè)備工作原理。

教學(xué)難點(diǎn)：顆粒捕集的理論基礎(chǔ)，除塵設(shè)備工作原理.

教學(xué)要求:掌握粉塵的粒徑分布、凈化裝置性能的表示方法、顆粒捕集的理論和

各種除塵設(shè)備的工作原理，能夠計(jì)算除塵設(shè)備的凈化效率。

教學(xué)內(nèi)容：

§501粉塵粒徑與粒經(jīng)分布（1學(xué)時(shí)）

一、粉塵粒徑

1.定義：在實(shí)際中，因顆粒大小、形狀各異，故表示方法有所不同。一般分為兩類:

單一粒徑：單個(gè)粒子的；球形顆粒：d=直徑

平均粒徑：粒子群的.

-）單一粒徑

Y

-單一粒徑分成投影徑

非球形顆粒幾何當(dāng)量徑

物理當(dāng)量徑

1.投影徑:指顆粒在顯微鏡;下觀察到的粒徑。

a.面積等分徑（martine）,指顆粒的投影面積二等分的直線長度，其與所取的方向有關(guān),

常采用與底邊平行的線作為粒徑。

b.定向徑（feret）,指顆粒投影面上兩平行切線間的距離。

c.長徑，不考慮方向的最長徑。

d.短徑，不考慮方向的最短徑。

2.幾何當(dāng)量徑:取顆粒的某一幾何量（面積、體積等）相同時(shí)的球形顆粒的直徑。

a.等投影面積徑?。号c顆粒投影面積相同的某?圓面積的直徑。

b.等體積徑九

c.等表面積徑ds：

d.體積表面積平均徑乩:顆粒體積與外表面積相同的圓球的育徑.

3.物理當(dāng)量徑:取顆粒某一物理量相同時(shí)的球形顆粒粒徑.

a.自由沉降ck：特定氣體中，在重力作用下，密度相同的顆粒因自由沉降而達(dá)到的末速度

與球形顆粒所達(dá)到的末速度相同時(shí)的球形顆粒的直徑。

b.空氣動(dòng)力徑也：在靜止的空氣中顆粒的沉降速度與密度為Ig/cn?的圓球的沉降速度相

同時(shí)的圓球的直徑.單位.

c.斯托克斯徑（Stokes）dst。

在層流區(qū)內(nèi)（對顆粒的雷諾數(shù)Re（2.0）的空氣動(dòng)力徑.

Vt——顆粒在流體中的終瑞沉降速度（m/s）

d.分割粒徑（半分離粒徑）dm：即分級效率為50%的顆粒直徑.

（二）平均粒徑

對于一個(gè)由大小和形狀不相同的粒子組成的實(shí)際粒子群與一個(gè)由均一的球形粒子組成的假

想粒子群相比，若兩者的粒徑全長相同，則稱此球形粒子的直徑為實(shí)際粒子群的平均粒

徑。

表7—1列出了各種方法計(jì)算的平均粒徑，數(shù)值相差很大.P282。

一般順序:5<股<dv<d2<d3<d,

常用的單一粒徑：投影徑、等體積徑、斯托克斯徑、分割粒徑加小空氣動(dòng)力學(xué)徑da（是

除塵技術(shù)中用得最多的），

平均粒徑：中位徑、眾徑，

二、粒徑分布

1.定義：粒徑分布是指某一粒子群中不同粒徑的粒子所占的比例，亦稱粒子的分散度.

表示方法：個(gè)數(shù)分布；以粒子的個(gè)數(shù)所占的比例來表示；

表面積分布：以粒子表面積表示：

質(zhì)量分布：以粒子質(zhì)量表示。2.常見的表示方法

（1）頻數(shù)分布AR：它是指粒徑dp至（dp+Adp）之間的粒子質(zhì)量占粒子群總質(zhì)量的百分

數(shù)。見圖a。AR與選取為粒徑間隔的大小有關(guān)。

（2）頻度分布f：是Adp=lum時(shí)粒子質(zhì)量占粒子群的或單位粒徑間隔寬度時(shí)的頻率分布

百分?jǐn)?shù).即：其微分定義式：

有計(jì)算結(jié)果可繪出頻度分布f的直方圖，用粒徑間隔中值可繪出頻度分布曲線，見圖b。

最大頻度的粒徑兒稱為眾徑。

（3）篩下累積頻率分布D/%：指小丁?某一粒徑dp的塵樣質(zhì)量占塵樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。

反之為篩上累積分布R：E-1-R

當(dāng)D=R=50%時(shí)的dp位中位徑小。由圖可見，篩上分布R對dp之比為負(fù)梯度，篩下分布D

對dp之比為正值.因此若已知R、D,則

或也可這樣說:若粒徑間隔寬度即取極限，則：

即：篩上分布為減函數(shù)；篩下分布為增函數(shù)。

在除塵技術(shù)中，篩上累積分布R比使用頻度分布更為方便，所以，在一些國家粉塵標(biāo)注中

多用R表示粒徑分布。

3.粒徑分布函數(shù)

｛正態(tài)分布函數(shù)：對稱

常見的分布函數(shù)對數(shù)正態(tài)分布：dp取對數(shù)后服從對稱，實(shí)際大氣中氣溶膠、工業(yè)粉塵多

服從此分布

羅率一拉姆勒分布：破碎篩分過程多服從此分布

后兩者分布為非對稱性的，

采用某種數(shù)學(xué)函數(shù)來描述粒徑分布曲線，更為應(yīng)用方便。據(jù)大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明對數(shù)正

態(tài)分布，正態(tài)分布以及羅率-拉姆勒(Rosin—Rammler)分布較常用。我們見面介紹下世界

上用的較多的R—R分布.

R-R分布是：(a)

(b)

式中：n----分布指數(shù)；？、B'----分布系數(shù)，并有。

對(b)兩端兩次求對數(shù)得：，以Igdp為橫坐標(biāo)，以1g為縱坐標(biāo)，可的一條直線，其斜率為

n.

將中位徑ds。代入(a)式可求得那麼R-R函數(shù)表達(dá)式為：

在R-R坐標(biāo)紙上繪制的笳上累積分布曲線(R)為直線，并能方便地求出n、B'、ck等。

例4T,自學(xué)，粉塵的堆積密度，真密度。

粉塵的粒徑，粒徑分布與粒徑分布函數(shù)，平均粒經(jīng)。

§5o2粉塵的物理性質(zhì)（1學(xué)時(shí)）

一、密度

單位體積粉塵的質(zhì)量稱為粉塵的密度,單位為kg/m，或g/m\若所指的粉塵體積

不包括粉塵顆粒內(nèi)部的空隙體積，而是粉塵自身所占的真實(shí)體積，則以此真實(shí)體

積求得的密度稱為粉塵的真密度。固體粉碎所形成的粉塵，在表面未氧化時(shí)，

其真密度與母料密度相同。呈堆積狀態(tài)存在的粉塵,它的堆積體積包括顆粒之間

和顆粒內(nèi)部的空隙體積，以此體積求得的密度稱為粉塵的堆積密度。

粉體顆粒間和內(nèi)部空隙的體積與堆積粉體的總體積之比稱為空隙率。

粉塵的真密度用在研究粉塵在氣體中的運(yùn)動(dòng)、分離和去除等方面，堆積密度用

在貯倉或灰斗的容積確定等方面。

二、粉塵的安息角和滑動(dòng)角

粉塵從漏斗連續(xù)滑落到水平面上，自然堆積成一個(gè)圓錐體，圓錐體母線與水平

面的夾角稱為粉塵的安息角。

粉塵的滑動(dòng)角系指自然堆放在光滑平板上的粉塵，隨平板做傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)，粉塵

開始發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的平板傾斜角。

粉塵的安息角與滑動(dòng)角是評價(jià)粉塵流動(dòng)特性的一個(gè)重要指標(biāo)，是設(shè)計(jì)除塵器灰

斗的錐度及除塵管路或輸灰管路傾斜度的主要依據(jù)。

三、粉塵的比表面積

粉塵的比表面積定義為單位體積粉塵所具有的表面積.

四、粉塵的含水率

粉塵中一半均含有一定的水分,它包括附著在顆粒表面上的和包含在傲坑處與細(xì)

孔中的自由水分，以及緊密結(jié)合在顆粒內(nèi)部的結(jié)合水分。

粉塵中的水分含量，一般用含水率W表示,是指粉塵中所含水分質(zhì)量與粉塵總質(zhì)

量之比.含水率大小，會影響到粉塵的其他物理性質(zhì)，如導(dǎo)電性、粘附性、流動(dòng)

性等，所有這些在設(shè)計(jì)除塵裝置時(shí)都必須加以考慮.

粉塵的含水率與粉塵的吸濕性，即粉塵從周圍空氣中吸收水分的能力有關(guān)。

五、粉塵的潤濕性

粉塵顆粒與液體接觸后能否相互附著或附著難易程度的性質(zhì)稱為粉塵的潤濕

性。當(dāng)粉塵與液體接觸時(shí)，如果接觸面能擴(kuò)大而相互附著，則稱為潤濕性粉塵;

相反，為非潤濕性粉塵

粉塵的潤濕性是選用濕式除塵器的主要依據(jù)。

六、粉塵的荷電性和導(dǎo)電性

1、荷電性

天然粉塵和工業(yè)粉塵幾乎都帶有一定的電荷，也有中性的。粉塵荷電后，將改

變其某些物理性質(zhì)，如凝聚性、附著性及其在氣體中的穩(wěn)定性等，同時(shí)對人體

的危害也將增強(qiáng)。粉塵的荷電量隨溫度增高、表面積增大及含水率減小而增

加，還與其化學(xué)組成等有關(guān)。

2、導(dǎo)電性

粉塵的導(dǎo)電性通常用比電阻表示。導(dǎo)電機(jī)制有兩種，取決于粉塵、氣體的溫度

和組成成分。本體導(dǎo)電占優(yōu)勢的粉塵稱為體積比電阻，表面導(dǎo)電占優(yōu)勢的粉塵

比電阻稱為表面比電阻。

粉塵比電阻對電除塵器的運(yùn)行有很大影響。

七、粉塵的粘附性

粉塵顆粒附著在固體表面上,或者顆粒彼此相互附著的現(xiàn)象稱為粘附。附著的強(qiáng)

度,即克服附著現(xiàn)象所需要的力稱為粘附力。

粉塵顆粒之間的粘附力分為分子力、毛細(xì)力和靜電力.通常采用粉塵層的斷裂強(qiáng)

度作為表征粉塵自粘性的基本指標(biāo)。在數(shù)值上，斷裂強(qiáng)度等于粉塵層斷裂所需

的力除以斷裂的接觸面積。

八、粉塵的自燃性和爆炸性

粉塵的自燃是指粉塵在常溫下存放過程中自然發(fā)熱,此熱量經(jīng)長時(shí)間的積累達(dá)到

該粉塵的燃點(diǎn)而引起燃燒的現(xiàn)象。引起粉塵自然發(fā)熱的原因有：氧化熱、分解

熱、聚合熱、發(fā)酵熱.

爆炸是指可燃物的劇烈氧化作用，在瞬間產(chǎn)生大量的熱量和燃燒產(chǎn)物，在空間

造成很高的溫度和壓九可燃物包括可燃粉塵、可燃?xì)怏w和蒸汽等，引起可燃物

爆炸必須具備的條件有兩個(gè):一是由可燃物與空氣或氧構(gòu)成的可燃混合物達(dá)到一

定的濃度；二是存在足夠的火源。

§5o3凈化裝置的性能（1學(xué)時(shí)）

評價(jià)凈化裝置性能的指標(biāo)，包括技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩方面。技術(shù)指標(biāo)主要有

處理氣體流量、凈化效率和壓力損失等；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有設(shè)備費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和占

地面積等。

1、處理氣體流量

處理氣體流量是代表裝置處理氣體能力大小的指標(biāo)，一般以體積流量表示。實(shí)

際運(yùn)行的凈化裝置，由于本體漏氣等原因，往往裝置進(jìn)口和出口的氣體流量不

同，因此，用兩者的平均值作為處理氣體流量的代表。

QX=(QIN+Q2X)/2

2、凈化效率

凈化效率是表示裝置凈化污染物效果的重要技術(shù)指標(biāo)。對于除塵裝置稱為除塵

效率，對于吸收裝置稱為吸收效率，對于媳婦裝置稱為吸附效率.

3、壓力損失

壓力損失是代表裝置能耗大小的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，系指裝置的進(jìn)口和出口氣流全

壓之差，凈化裝置壓力損失的大小，不僅取決于裝置的種類和結(jié)構(gòu)形式，還與處

理氣體流量大小有關(guān).

凈化裝置的壓力損失，實(shí)質(zhì)上是氣流通過裝置時(shí)所消耗的機(jī)械能,它與通風(fēng)機(jī)所

耗功率成正比,所以總是希望盡可能小些.

§504顆粒捕集的理論基礎(chǔ)(1學(xué)時(shí))

顆粒物在各種力場中的空氣動(dòng)力學(xué)行為-一分離、沉降、捕集等.

§5.5除塵設(shè)備及其工作原理(3學(xué)時(shí))

一、機(jī)械除塵器

機(jī)械力除塵裝置是相對電除塵器而言.除重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器外，還包括

濕式除塵器和袋式除塵器等，其除塵機(jī)理可概括為五個(gè)方面：

1.重力沉降：氣流中的塵粒依靠重力自然沉降，從氣流中分離出來.主要適用于粒徑較大的

塵粒，沉降速度V較小。

2.離心碰撞：含塵氣流作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，在慣性離心力作用下，塵粒和氣流產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，

使塵粒從氣流中分離。主要適用于10um以上的塵粒。

3.慣性碰撞：含塵氣流運(yùn)動(dòng)過程中遇到障礙物(如擋板、水滴等)時(shí)，氣流會改變方向而繞

流,細(xì)小的塵粒會隨氣流一起流動(dòng)，而較大的塵粒慣性較大,則脫離流線保持自身的慣性運(yùn)

動(dòng)，于是塵粒就和物體發(fā)生了碰撞.見圖5—1(a)。

4.滯留：細(xì)小的塵粒隨氣流繞流時(shí)，如流線和物體表面靠得很近，有些塵粒就和物體表面

接觸，從氣流中分離出來.見圖5-2(b)。

5.擴(kuò)散：小于1um的微小粒子在氣流中會和氣體一樣作不規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)

隨粒徑減小而增大。若作布朗運(yùn)動(dòng)的塵粒和物體表面接觸，就可能從氣流中分離，這種分離

機(jī)理稱為擴(kuò)散。見圖5—1（c）。

除此之外,還涉及篩濾、靜電力和聲波凝聚作用等。

（一）、重力沉降室

重力沉降室是通過重力從氣流中分離塵粒的.其結(jié)構(gòu)如圖5—17所示。

沉降室可能是所有空氣污染控制裝置中最簡單和最粗糙的裝置。就其本身的特點(diǎn)而論，有

廣泛的用途。能用于分離顆粒分布中的大顆粒，在某些情況下，其本身就是能進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈?/p>

染控制，它的主要用途是對更有效的控制裝置作為一種初篩選裝置。在大顆粒特別多的地

方，沉降室能除掉顆粒分布中的大量大顆粒，這些顆粒如不除掉，就要堵塞其它控制裝置。

一、原理：利用含塵氣體中的顆粒受重力作用而自然沉降的原理.含塵氣流進(jìn)入沉降室后，

引流動(dòng)截面積擴(kuò)大，流速迅速下降，氣流為層流，塵粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。

a.沉降速度

由第三章可知，懸浮在空氣中的塵粒在重力作用卜.降落時(shí)，起初作加速運(yùn)動(dòng)，但當(dāng)空氣的阻

力增大到使塵粒所受的合力為零時(shí)，它就開始作勻速下降，塵粒的降落速度達(dá)到最大恒定

速度,該速度即為沉降速度u,

層流區(qū)：雷諾數(shù)RcpWl,對球形粒子而言：

（見式3—29）（3-2）

當(dāng)介質(zhì)為空氣時(shí)Pl〉￡則有：（3-3）

由上式可見Vt,若dp小，則Vt就小，故小顆粒就難分離.

若將雷諾數(shù)Rep=l代入，可求出塵粒沉降時(shí)的臨界粒徑也。

得

代入（5-2）得：（3一4）

一般說來方程式3-3應(yīng)用于粒徑小于50um的球形塵粒，小于100um得塵粒誤差也不大.

工業(yè)粉塵粒徑大致為1一1（）0P%粒徑小于5nm的塵粒實(shí)際沉降速度要比Stocks定律預(yù)

示的大，需修正。故dpW5um的塵粒：u?=c?Us,Stocks

c為修正系數(shù)，在空氣中溫度為20C,壓強(qiáng)為latm時(shí)，

dp為Pm.

在其它溫度下，Kc值就變化,

二、旋風(fēng)除塵器

旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的，用來分離粒徑大于

10um的塵粒。

（一）、工作原理

1.除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)

氣流從宏觀上看可歸結(jié)為三個(gè)運(yùn)動(dòng):外渦旋、內(nèi)渦旋、上渦旋。

普通旋風(fēng)器由筒體、錐體、排出管等部分組成，見圖5—3。含塵氣流由進(jìn)口沿切線方向進(jìn)

入除塵器后，沿器壁由上而下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這股旋轉(zhuǎn)向下的氣流稱為外渦旋（外渦流），

外渦旋到達(dá)錐體底部轉(zhuǎn)而沿軸心向上旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排出管排出。這股向上旋轉(zhuǎn)的氣流稱為

內(nèi)渦旋（內(nèi)渦流）.外渦旋和內(nèi)渦旋的旋轉(zhuǎn)方向相同，含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，塵粒在慣性

離心力推動(dòng)下移向外壁,到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。

氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，頂部壓力下降，一部分氣流會帶著細(xì)塵粒沿外壁面旋

轉(zhuǎn)向上,到達(dá)頂部后，在沿排出管旋轉(zhuǎn)向下，從排出管排出.這股旋轉(zhuǎn)向上的氣流稱為上渦

旋.

旋風(fēng)分離器內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)是很復(fù)雜的，除切向和軸向運(yùn)動(dòng)外，還有徑向運(yùn)動(dòng).在這里,上渦旋

不利于除塵.

如何減少上渦旋，降低底部的二次夾帶及出口室氣流旋轉(zhuǎn)所消耗的動(dòng)力，成為當(dāng)前改進(jìn)旋

風(fēng)器的主要問題。Vrtl=15—30m/s

對同樣流量的氣流而言，旋風(fēng)分離器比重力沉降室小得多，但動(dòng)力消耗多。

2.氣流的速度

a.切向速度Vt:用球形皮托管測定。切向速度分布見書P290,圖7-9。

外渦旋:Vt隨半徑r的減小而增大，在內(nèi)外渦旋的交界面上Vt最大，交界面半徑

66—0。65）rP,為排出管半徑。

內(nèi)渦旋：Vt隨半徑r的減小而減小。

某一斷面上的切向速度分布規(guī)律為：

外旋:n=0.5,有

內(nèi)旋:n=—l,有

內(nèi)外交界面：n=0,有Vt=常數(shù)，最大，對應(yīng)直徑為Di,Di=（0.6?1.0）De（排氣管直徑）。

b.徑向速度Vr：

假設(shè)內(nèi)外渦旋的交界面是圓柱面，外渦旋均勻通過該柱面進(jìn)入內(nèi)渦旋,那麼認(rèn)為氣流通過此

圓柱面時(shí)的平均速度就是外渦旋氣流的平均徑向速度Vro

Q—處理氣體最；F---假想圓柱面表面積。

軸向速度

二、臨界粒徑與壓降

分級效率為50%的粉塵粒徑為半分離直徑或切割直徑cU。

臨界粒徑九愈小，除塵效率愈高。

除塵器內(nèi)的壓力分布見圖5—4,塵粒在旋風(fēng)器中受到兩個(gè)力的作用：

離心力ft：

向心力fd：(RepWl時(shí))

在交界面上塵粒有三種情況：

移向外壁

②fd〉￡移向內(nèi)壁

③f尸已進(jìn)去50%,出來50%,即除塵效率為50%。

一般而言:dp(100%)??2-3dp(50%)

為什麼忽略了粉塵的質(zhì)量呢？因?yàn)橹亓Φ扔趍g,離心力

設(shè)Vt=30m/s,r=0o1m,高心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力，故重力可忽略。

臨界粒徑:f產(chǎn)界得:

假想圓柱面半徑

2.阻力：&一一阻力系數(shù)

缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可用下式表示：

缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可用卜.式表示：

K一一常數(shù)，等于20—40；

A進(jìn)口面積，aXb；

L-一筒體長度；

H-—錐體長度；

dw—排出管直徑.

三、電除塵器

氣體除塵從廣義上來說可以分為機(jī)械方法和電氣方法兩大類.機(jī)械的方法包括基本上依靠慣

性力和機(jī)械力回收粒子的一切方法在內(nèi)，如重力沉降法、離心分離法、氣體洗滌法、介質(zhì)

過濾法等等.電氣的方法就是電除塵.它與一切機(jī)械方法的區(qū)別在于作用在懸浮粒子上的使

粒子與氣體分離的力。

特點(diǎn)：

1.分離的作用力直接施之于粒子本身，這種力是由電場中粉塵荷電引起的庫侖力，而機(jī)械

方法大多把作用力作用在整個(gè)氣體。

2.直接作用的結(jié)果使得電除塵器比其它除塵器所需功率最少，氣流阻力最小。處理

l（）O（）nf/h的氣體，耗電（）。1—Oo8度，AP=l（）0-10（）0Pa。

3.它既不象重力沉降法或慣性法那樣只限于回收粗粒子，也不象介質(zhì)過濾法或洗滌法那樣

受到氣體運(yùn)動(dòng)阻力的限制，能回收微型范圍的細(xì)小粒子.（lum左右的）

4.除塵效率高，一般在25-99%。處理氣量大，可應(yīng)用于高溫、高壓，具有克服氣體和粒

子腐蝕的能力.連續(xù)操作戶可自動(dòng)化，故廣泛應(yīng)用于許多方面。（國外）

冶金領(lǐng)域：銅、鉛、鋅冶煉廠，貴金屬回收（回收金）；鋼鐵工業(yè)方面；水泥生產(chǎn)方面；化

學(xué)工業(yè)和工藝過程方面；燃料煤氣的脫焦;煤煙的除生；炭黑的回收；造紙廠中的應(yīng)用；電

力生產(chǎn)中的應(yīng)用；電子工業(yè)的空氣凈化等等。

由于除塵器的主要缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，消耗鋼材多，初投資大,要求安裝和運(yùn)行管理技術(shù)較

高，故目前我國電除塵的應(yīng)用還不太普遍。

（一）、原理

電除塵是何種裝置呢?概括而言，電除塵是利用強(qiáng)電場使氣體發(fā)生電離，氣體中的粉塵荷電

在電場力的作用下，使氣體中的懸浮粒子分離出來的裝置。

這種裝置由許多不同的型式，但最基本的組成部分都是一對電極（高電位的放電電極和接

地的收塵電極），簡單模式見書P6-2。除塵過程大致就是這樣一過程，兩電極間加一電

壓。一對電極的電位差必須大得使放電極周圍產(chǎn)生電暈（常常加直流），而電壓使含塵氣體

通過這對電極之間時(shí)，形成氣體離子（正離子、負(fù)離子）這些負(fù)離子迅速向集塵極運(yùn)動(dòng)，并

旦由于同粒子相撞而把電荷轉(zhuǎn)移給它們粉塵荷電，然后與粒子上的電荷互相作用的電場就

使它們向收塵電極漂移，并沉積在集塵電極上，形成灰塵層。當(dāng)集塵電極表面粉塵沉集到一

定厚度后，用機(jī)械振打等方法將沉集的粉塵層清除掉落入灰斗中.

用電除塵的方法分離氣體中的懸浮離子，需四個(gè)步驟:氣體電離：粉塵荷電;粉塵沉集;清

灰。

（二）、分類

按結(jié)構(gòu)不同可作不同的分類，現(xiàn)從4個(gè)方面介紹：

（1）按集塵電極型式可分為管式和板式電除塵器

管式：極線沿著垂直的管狀集塵電極的中心線懸掛,適用于氣體量較小的情況，一般采用濕

式清灰方式。

板式：在互相平行的板式收塵電極的中間懸掛垂直的極線。板式可采用濕式清灰方式，但

絕大多數(shù)采用干式清灰方式。

（2）按氣流流動(dòng)方式分為立式和臥式電除塵器

在工業(yè)廢氣除塵中，臥式板式電除塵器是應(yīng)用最廣泛的一種，我國1972年提出的系列化設(shè)

計(jì)SIMB型就屬此類。

（3）按粉塵荷電區(qū)和分離區(qū)的空間布置不同分為單區(qū)和雙區(qū)電除塵

單區(qū)：粉塵荷電和分離沉降都在同?空間區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。

雙區(qū)：現(xiàn)有?組電極使粉塵荷電，然后另?組電極供給靜電力，使帶電粒了沉降.典型的雙

區(qū)除塵器多用于空調(diào)方面.國外有將它應(yīng)用于工業(yè)廢氣凈化方面的.

（4）按沉集粉塵的清灰方式可分為濕式和干式電除塵器

§5.6除塵裝置凈化效率（1學(xué)時(shí)）

除塵裝置的捕集效率代表裝置捕集粉塵效果的重要指標(biāo)。有以下幾種表示：

1.總捕集效率指在同一時(shí)間內(nèi)凈化裝置夫除污染物的量與進(jìn)入裝置的污染物量之

百分比.

見下圖：

如圖：入。氣體流量Q°（m3/s）；污染物流量Go（g量）;污染物濃度G（g/m3）.

出口相應(yīng)的為Qe,Ge,C.

凈化裝置捕集的污染物流量G,（g/s）有G?=Ge+GcVG=CQ

VQo,Q0與狀態(tài)有關(guān),

???常換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(0℃,1。013X10%)下干氣體流量表示,并加腳標(biāo)“N”

若裝置不漏風(fēng)，Q(A=Q..S

實(shí)際上凈化裝置常有漏風(fēng)，

k---漏風(fēng)系數(shù)

串聯(lián)使用凈化裝置：設(shè)每一級的捕集效率為5、口2、…On

總效率：

凈化器的性能還可用令一指標(biāo)表示：即通過率P

2.除生裝置的分級捕集效率

除塵裝置的總除塵效率的高低，往往與粉塵粒徑大小由很大關(guān)系.為了表示除塵效率與粒徑

間的關(guān)系，提出分級效率的概念。

定義:指除塵裝置對某一粒徑幾或粒徑間隔加至加+Adp內(nèi)粉塵的除塵效率。

a.由分級效率求總除塵效率

AR為頻數(shù)分布

b.若分級效率以的函數(shù)形式給出，入口粒徑分布以累計(jì)分布函數(shù)(Di)或頻度分布

fFfi(dp)形式給出.

c.由總效率求分級效率

第六章氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)(4學(xué)時(shí))

教學(xué)重點(diǎn)：氣體吸收、吸附和催化的基本原理、工藝流程和操作條件，吸收劑、

吸附劑和催化劑的選擇。

教學(xué)難點(diǎn):氣體吸收、吸附和催化的基本原理。

教學(xué)要求：掌握氣體吸收、吸附和催化的基本原理，吸收劑、吸附劑和催化劑的

選擇的原則；了解各操作單元的工藝流程和操作設(shè)備的基本計(jì)算。

教學(xué)內(nèi)容:

§601吸收法（1學(xué)時(shí)）

吸收凈化法：是利用廢氣中各混合組分在選定的吸收劑中溶解度不同，或者其中某一種或

多種組分與吸收劑中活性組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),達(dá)到將有害物從廢氣中分離出來，凈化廢氣的

目的的一種方法。

一、吸收機(jī)理

吸收過程的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)入液相的傳質(zhì)過程?？扇芙M分在氣液兩相中的濃度距離操

作條件下的平衡愈遠(yuǎn)，則傳質(zhì)的推動(dòng)力越大，傳質(zhì)速率也越快.

關(guān)于氣液兩相的物質(zhì)傳遞理論，隨著工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，目前已有許多學(xué)說，諸如“雙膜埋

論”（又稱“滯留膜理論”），“溶質(zhì)滲透理論”，“表面更新理論”等，但在解釋吸收過

程機(jī)理時(shí)，目前仍以雙膜理論為基礎(chǔ)，其應(yīng)用也最廣泛.該理論是劉易斯（WK-Lewis）和懷

特曼（W-gWhiaman）提出的，它不僅適川于分析物理吸收過程，也可用來分析伴有化學(xué)反

應(yīng)的化學(xué)吸收過程。

結(jié)合雙膜理論示意圖解釋說明“雙膜理論”基本論點(diǎn)。

直線表示雙膜理論模型兩相中濃度分布;虛線表示擴(kuò)散邊界層理論模型兩相中濃度分布。

基本論點(diǎn)：

（1）在氣液兩相接觸時(shí)，兩相間有個(gè)相界面。在相界面附近兩側(cè)分別存在一層穩(wěn)定的滯留

膜層（不發(fā)生對流作用的膜層）一一氣膜和液膜.

（2）氣液兩個(gè)膜層分別將各項(xiàng)主體流與相界面隔開，滯留膜的厚度隨各項(xiàng)主體的流速和湍

流狀態(tài)向變，流速愈大,膜厚度愈薄。氣液相質(zhì)量傳遞過程是：

直至達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡為止。

（3）在界面上，氣液兩相呈平衡態(tài)，即液相的界面濃度和界面處的氣相組成呈平衡的飽和

狀態(tài)，也可理解為在相界面上無擴(kuò)散阻力；

（4）在兩相主體中吸收質(zhì)的濃度均勻不變，因而不存在傳質(zhì)阻力，僅在薄膜中發(fā)生濃度變

化；存在分子擴(kuò)散阻力，兩相薄膜中的濃度差等于膜外的氣液兩相的平均濃度差.

通過上述分析可以看出傳質(zhì)的推動(dòng)力來自可溶組分的分壓差和在溶液中該組分的濃度差，

而傳質(zhì)阻力主要來自氣膜和液膜。

（-）吸收傳質(zhì)速率方程

吸收速率：氣體吸收質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)通過單位界面而被吸收劑吸收的量.

根據(jù)雙膜理論，在穩(wěn)定吸收操作中，吸收質(zhì)的通量(從氣相主體傳遞到界面)等于吸收質(zhì)的

通量(從界面?zhèn)鬟f到液相主體)。即：吸收速率(吸收指通過氣膜)=吸收速率(吸收質(zhì)通

過液膜)

1.吸收傳質(zhì)速率方程

一般表達(dá)式：傳質(zhì)速率二傳質(zhì)推動(dòng)力X傳質(zhì)系數(shù)

或：傳質(zhì)速率二傳質(zhì)推動(dòng)力/傳質(zhì)阻力，顯然：傳質(zhì)系數(shù)二1/傳質(zhì)阻力由于傳質(zhì)推動(dòng)力表示方

法有多種，因而傳質(zhì)速率方程也有多種表示方法.

(1)氣相分傳質(zhì)速率方程

分傳質(zhì)速率方程式:描述從i相主體流至氣液兩相接觸表面或從兩相接觸表面至另一相主體

流的傳質(zhì)方程式.設(shè)組分是濃度為y.、的氣相傳遞到濃度為XA的液相中，如圖9-8所示.

若以PR—PM或門一隊(duì)為氣相傳質(zhì)推動(dòng)力，則氣相分傳質(zhì)速率方程式為：

(7o42)

(7o43)

式中：P.W—分別表示吸收質(zhì)A在氣相主體和相界面上的分壓,Pa；

義、yAi一一分別表示吸收質(zhì)A在氣相主體和相界面上的摩爾分率；

ky---以為推動(dòng)力的氣相分傳質(zhì)系數(shù),Kmol/(nr?s):

院一以為推動(dòng)力的氣相分傳質(zhì)系數(shù),Kmol/(m2?s?Pa)

(2)液相分傳質(zhì)速率方程

以XALXA或久一以為液相傳質(zhì)推動(dòng)力，則液相分傳質(zhì)方程：

(7o44)

(7。45)

式中:XQ、X、--分別表示吸收質(zhì)A在液相主體和相界面上的摩爾分率；

冊、CA-—分別表示吸收質(zhì)A在液相