大氣污染控制工程

第1章 能源利用與大氣污染1
1.1大氣污染的概念1
1.1.1大氣及其性質(zhì)1
1.1.2大氣污染及其分類1
1.1.3大氣污染效應的影響因素3
1.2化石能源利用與大氣污染物排放3
1.2.1世界及中國一次能源消費現(xiàn)狀3
1.2.2中國大氣污染物排放現(xiàn)狀5
1.3典型化石燃料燃燒煙氣及污染物排放計算8
1.3.1煤質(zhì)特性8
1.3.2分析基準9
1.3.3燃燒大氣污染物排放量計算10
1.4我國大氣污染控制標準體系的演變與比較13
1.4.1環(huán)境空氣質(zhì)量標準14
1.4.2大氣污染物排放標準16
思考與習題19
參考文獻19

第2章 顆粒污染控制基礎21
2.1固定源燃燒顆粒污染物形成機制21
2.1.1主要途徑21
2.1.2影響因素23
2.2顆粒污染物的主要性質(zhì)24
2.2.1顆粒粒徑及其分布24
2.2.2物理性質(zhì)29
2.2.3化學性質(zhì)31
2.3氣體顆粒動力學基礎31
2.3.1顆粒受到的流體阻力31
2.3.2重力作用下的顆粒沉降34
2.4顆粒污染控制設備的性能表征34
2.4.1流量34
2.4.2壓降35
2.4.3效率35
2.5固定源顆粒污染物監(jiān)測37
2.5.1監(jiān)測規(guī)范37
2.5.2鍋爐煙塵及黑度監(jiān)測39
思考與習題44
參考文獻45

第3章 旋風式顆粒污染控制46
3.1旋風氣體顆粒分離的基本原理46
3.2旋風分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)46
3.3旋風分離器的流場47
3.3.1切向速度47
3.3.2徑向速度48
3.3.3軸向速度48
3.3.4靜壓分布49
3.4旋風分離器內(nèi)氣體顆粒動力學50
3.5旋風分離器的性能50
3.5.1分級效率50
3.5.2壓降52
3.6旋風分離器氣體顆粒分離的影響因素53
3.7旋風分離器的分類與組合55
3.8旋風分離器的設計56
3.8.1結(jié)構(gòu)選型56
3.8.2設計方法與流程56
3.8.3設計計算57
思考與習題60
參考文獻60

第4章 靜電式顆粒污染控制61
4.1靜電式顆粒捕獲原理61
4.1.1基本過程61
4.1.2顆粒荷電機制62
4.2靜電場中的氣體顆粒動力學63
4.2.1顆粒驅(qū)進速度63
4.2.2顆粒捕獲效率64
4.3靜電顆粒污染控制的影響因素65
4.3.1粉塵顆粒特性65
4.3.2煙氣性質(zhì)66
4.3.3結(jié)構(gòu)形式68
4.4靜電除塵器的結(jié)構(gòu)與分類69
4.4.1結(jié)構(gòu)組成69
4.4.2主要分類71
4.4.3清灰方式72
4.5高效靜電顆粒污染控制設備72
4.5.1靜電旋風除塵器72
4.5.2電袋復合式除塵器73
4.5.3濕式電除塵器74
4.6靜電除塵器的設計75
4.6.1設計原則與依據(jù)75
4.6.2設計方法與流程76
4.6.3設計計算77
思考與習題79
參考文獻80

第5章 過濾式顆粒污染控制81
5.1過濾式顆?？刂苹緳C理81
5.1.1過濾式顆粒捕獲機制81
5.1.2袋式除塵器工作原理83
5.2袋式除塵器的性能表征84
5.2.1過濾風速84
5.2.2捕獲效率與穿透率84
5.2.3濾料表面的顆粒層質(zhì)量85
5.2.4壓力損失85
5.3袋式除塵器性能的主要影響因素86
5.3.1過濾風速87
5.3.2顆粒特性87
5.3.3濾料87
5.3.4清灰方式88
5.4袋式除塵器的分類90
5.5袋式除塵器的設計92
5.5.1設計原則與方法92
5.5.2設計計算94
思考與習題95
參考文獻96

第6章 洗滌式顆粒污染控制97
6.1洗滌式顆粒污染控制的基本機理97
6.2洗滌式顆粒捕獲性能的表征98
6.2.1慣性碰撞參數(shù)和顆粒捕獲效率98
6.2.2接觸功率和顆粒捕獲效率98
6.3洗滌式顆粒污染控制技術及設備99
6.3.1主要分類99
6.3.2噴淋式99
6.3.3旋流式100
6.3.4沖擊式102
6.3.5文丘里式103
6.4洗滌式除塵脫硫一體化污染控制106
6.4.1旋流板塔106
6.4.2文丘里洗滌塔107
6.4.3洗滌式除塵脫硫設備的性能107
6.5文丘里洗滌器的工藝及設備設計108
6.5.1文丘里洗滌器的工藝108
6.5.2文丘里洗滌器的設計108
6.5.3設計計算110
思考與習題112
參考文獻112

第7章 二氧化硫污染控制114
7.1煤中硫的賦存形態(tài)114
7.2燃燒過程SO2的生成機理114
7.3燃燒中SO2控制115
7.4燃燒后SO2控制117
7.4.1技術工藝及其分類117
7.4.2濕式石灰石/石灰法煙氣脫硫118
7.4.3其他典型濕法煙氣脫硫120
7.4.4半干法噴霧干燥煙氣脫硫122
7.4.5干法循環(huán)流化床煙氣脫硫124
7.5濕式石灰石法煙氣工藝及設備設計124
7.5.1基本原理與化學過程124
7.5.2工藝流程125
7.5.3工藝參數(shù)126
7.5.4技術原則與措施127
7.5.5設計計算128
7.6固定源SO2排放的監(jiān)測131
7.6.1碘量法131
7.6.2定電位電解法132
7.6.3非分散紅外吸收法133
思考與習題134
參考文獻134

第8章 氮氧化物污染控制136
8.1燃燒過程NOx的生成機理136
8.1.1熱力型NOx136
8.1.2快速型NOx138
8.1.3燃料型NOx139
8.1.4N2O的生成機理139
8.2燃燒中NOx控制140
8.2.1空氣分級燃燒140
8.2.2煙氣再循環(huán)法142
8.2.3低過量空氣燃燒143
8.2.4濃淡偏差燃燒143
8.2.5低NOx燃燒器144
8.2.6再燃脫硝144
8.2.7高級再燃技術146
8.2.8燃燒中脫硝技術比較147
8.3燃燒后NOx控制148
8.3.1選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝148
8.3.2選擇性非催化還原法(SNCR)煙氣脫硝154
8.3.3典型濕法煙氣脫硝157
8.4N2O控制159
8.5煙氣中SO2-NOx及顆粒物的同時脫除161
8.5.1活性炭法161
8.5.2SNOx法162
8.5.3DESONOx法163
8.5.4SNRB(SOx-NOx-ROx-BOx)法164
8.5.5NOxSO技術164
8.5.6電子束脫硫脫硝技術165
8.5.7濕法FGD加金屬螯合物技術166
8.6SCR煙氣脫硝工藝及設計166
8.6.1SCR方案及原理166
8.6.2設計計算167
8.7固定源NOx排放的監(jiān)測169
8.7.1紫外分光光度法170
8.7.2鹽酸萘乙二胺分光光度法170
8.7.3分散紅外吸收法171
8.7.4定電位電解法172
思考與習題172
參考文獻173

第9章 汞污染控制175
9.1燃煤煙氣汞排放現(xiàn)狀175
9.2燃燒煙氣汞的形態(tài)及其性質(zhì)175
9.2.1煙氣中汞的賦存形態(tài)175
9.2.2主要理化性質(zhì)176
9.3燃燒過程中汞排放的主要影響因素176
9.4燃燒源汞污染排放控制179
9.4.1燃燒前脫汞179
9.4.2燃燒中脫汞180
9.4.3燃燒后脫汞180
9.5吸附法煙氣脫汞的數(shù)學模型183
9.5.1吸附過程的物料衡算183
9.5.2氣固兩相間的傳質(zhì)183
9.5.3吸附劑表面的吸附等溫模型184
9.6吸附法脫汞固定床的設計185
9.6.1固定床吸附過程的物料衡算185
9.6.2固定床吸附過程的計算186
9.7固定源煙氣汞排放的監(jiān)測187
9.7.1我國煙氣汞監(jiān)測方法188
9.7.2美國煙氣汞監(jiān)測方法188
思考與習題191
參考文獻191

第10章 溫室氣體二氧化碳減排與控制192
10.1CO2的排放現(xiàn)狀192
10.1.1CO2排放的總體趨勢192
10.1.2CO2排放的區(qū)域性193
10.1.3CO2排放的行業(yè)性193
10.2燃燒前CO2捕集194
10.2.1主要原理與工藝194
10.2.2整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)196
10.3燃燒中CO2捕集196
10.4燃燒后CO2捕集197
10.4.1技術工藝分類及特點197
10.4.2化學吸收法198
10.4.3吸附法200
10.4.4膜分離法201
10.5CO2捕獲工藝的比較203
10.6CO2的封存203
10.6.1CO2海洋封存204
10.6.2CO2地質(zhì)封存205
10.6.3CO2生態(tài)封存206
10.7濕法CO2捕集工藝及設計207
10.8全球CO2減排與控制的國際性公約211
思考與習題213
參考文獻213

第11章 我國大氣污染防治的對策與措施214
11.1控制動因214
11.1.1大氣污染形勢的變化214
11.1.2公眾健康的要求214
11.2措施與策略215
11.2.1大氣污染源防治措施215
11.2.2大氣污染綜合防治策略措施216
11.3行動計劃217
11.4面臨的挑戰(zhàn)219
思考與習題219
參考文獻220