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《热力环境控制》复习提纲
《热力环境控制》复习提纲思维导图，能源与系统工程专业课程，一张图带你完全了解相关内容。
编辑于2024-04-21 13:20:01
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《热力环境控制》复习提纲
第一部分
1.“大气”或“环境空气”的定义
大气
范围更大
环绕地球的全部空气的总和
大气的组成
干燥清洁的空气
水蒸气
各种杂质
悬浮微粒
气态物质
环境空气
范围较小
人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气
2.干洁空气的主要成分
3.大气中水蒸气的作用
大气中水蒸气含量0.01%-4%（平均不到0.5%），随着时间、地点和气象条件等不同有较大变化
导致了复杂的天气现象
云、雾、雨、雪、霜、露
引起大气中湿度的变化
导致大气中热能的输送和交换
地面保温
水蒸气吸收太阳辐射的能力较弱，但吸收地面长波辐射的能力较强
4.大气中的各种气态物质
硫氧化物、氮氧化物、CO、CO2、硫化氢、氨、甲烷、甲醛、烃蒸气、恶臭气体
5.全球性大气污染三大问题
温室效应
温室气体使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，但吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高
温室气体
二氧化碳
甲烷
一氧化二氮
臭氧
氟氯碳(CFCs)
水蒸气
臭氧层破坏
臭氧层（平流层）具有强烈吸收太阳紫外线的功能
氟氯碳、NOx
酸雨
化石燃料和汽车尾气排放的SOx和NOx，在大气中形成硫酸和硝酸，又以雨、雪、雾等形式返回地面，形成酸沉降
6.气溶胶状态污染物
我国
烟尘
冶金过程和化学过程
有时候燃料燃烧产生的飞灰和黑烟，也称为烟尘
粉尘
其他情况或泛指
按粉尘颗粒大小
总悬浮颗粒物TSP
能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物
可吸入颗粒物PM10
≤10μm
粉尘(dust)
1~200μm
粘土粉尘
石英粉尘
煤粉
水泥粉尘
各种金属粉尘
烟(fume)
0.01~1μm
冶金过程形成的固体颗粒的气溶胶，熔融物质挥发后生成的气态物质的冷凝物
在生成过程中总是伴有诸如氧化之类的化学反应
有色金属冶炼过程中
氧化铅烟
氧化锌烟
核燃料后处理厂中
氧化钙烟
飞灰(fly ash)
燃料燃烧
黑烟(smoke)
燃料燃烧
雾(fog)
气体中液滴悬浮体
工程中
小液体粒子悬浮体
液体蒸气的凝结
液体的雾化
化学反应
7.主要气态污染物的特征、来源
总分类
二次污染物
硫酸烟雾
光化学烟雾
硫氧化物
SO2，数量大、影响范围广
几乎所有工业企业
火力发电厂、有色金属冶炼厂、硫酸厂、炼油厂、烧煤或油的工业炉窑
化石燃料的燃烧
硫化物矿石的焙烧、冶炼
氮氧化物
NO
进入大气后可被缓慢氧化成NO2
NO2
有毒，参与大气中的光化学反应，形成光化学烟雾，毒性更强
来源
燃料产生占80%以上
各种炉窑、机动车和柴油车的排气
硝酸生产、硝化过程、炸药生产、金属表面处理
碳氧化物
CO、CO2，数量最大
燃料燃烧
机动车排气
有机化合物
e.g甲烷
挥发性有机化合物VOC
光化学氧化剂（臭氧和过氧乙酰硝酸酯）&&温室效应
机动车和燃料燃烧排气
石油炼制、有机化工生产
硫酸烟雾
大气中的SO2等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸烟雾或硫酸盐气溶胶
光化学烟雾
在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（紫色或黄褐色）
主要成分
臭氧
过氧乙酰硝酸酯
酮类
醛类
二次污染物
8.能见度的气象学定义
在指定方向上仅能用肉眼看见和辨认的最大距离
①在白天能看见地平线上直指天空的一个显著的深色物体
②在夜间，能看见一个已知的、最好未经聚焦的中等强度的光源
能见度降低的原因
大气中微粒对光的散射和吸收作用所造成的
9.可再生能源的定义
起源于可持续补给的自然过程的能量
它的各种形式都是直接或间接的来自于太阳或地球内部深处所产生的热能
太阳、风、生物质、地热、水力、海洋资源、由可再生资源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量
10.从污染源排到大气中的污染物的传输和扩散过程的4个影响因素
污染源本身特性
气象条件
地面特征
周围地区建筑物分布
11.对流层的4个特性
水汽
对流层虽然较薄，但却集中了整个大气质量的3/4和几乎全部水汽
主要的大气现象都发生在这一层，它是天气变化最复杂，对人类活动影响最大的一层
气温
气温随高度增加而降低，每升高100m平均降温约0.65度
对流
空气具有强烈的对流运动，主要是由于下垫面受热不均及其本身特性不同造成的
温度和湿度的水平分布
温度和湿度的水平分布不均匀，在热带海洋上空，空气比较温暖潮湿；在高纬度内陆上空，空气比较寒冷干燥，因此也经常发生大规模空气的水平运动
12.大气和大气圈的定义
大气
地球表面环绕着一层很厚的气体，称为环境大气，简称大气
大气圈
受地心引力而随地球旋转的大气层
13.根据气温从低到高的分布情况，大气分为五层的名称和范围
对流层
4个特性
水汽
气温
对流
温度和湿度的水平分布
大气边界层（摩擦层）
1-2km
近地层
50-100m
垂直方向热量和动量交换甚微→上下气温之差很大
自由大气
几乎不受地面摩擦的影响
厚度
厚度随维度增加而降低
热带约16-17km
平流层
臭氧层
从对流层顶到50-60km高度
中间层
从平流层顶到85km高度
暖层（电离层）
从中间层顶到800km高度
逸散层
暖层以上的大气层
14.主要的气象要素
气温
气压
气湿
风向和风速
风
水平方向的空气运动
（升降气流）
垂直方向的空气运动
云况
云高
高云
中云
低云
云量
云量记录
总运量/低云量
能见度
15.气象上讲的地面气温
一般指距地面1.5m高处的百叶箱中观测到的空气温度
16.绝对湿度和相对湿度，含湿量
绝对湿度
相对湿度
含湿量（比湿）
17.云量的定义和划分
定义
指云遮蔽天空的成数
划分
我国将天空分为十份，云遮蔽了几份，云量就是几
碧空无云，云量为零
阴天云量为十
国外常将天空分为八等份
18.能见度的定义
视力正常的人在当时的天气条件下，能够从天空背景中看到或辨认出的目标物(黑色、大小适度)的最大水平距离
19.作用于大气上的力名称和定义
引起大气运动的作用力
水平气压梯度力
气压梯度力：单位质量的空气在气压场中受到的作用力
水平分量
大气运动的主要原因
使大气由高压侧向低压侧加速运动
重力
直接动力
地转偏向力
由于地球转动而产生的使运动偏离气压梯度方向的力
只有大气相对地面运动时，地转偏向力才产生，它只能改变大气运动的方向，而不能改变运动的速度。
摩擦力(即粘滞力）
运动速度不同的相邻两层大气层之间以及贴近地面运动的大气和地表之间，产生阻碍大气运动的阻力
摩擦层
在1—2km高度，摩擦力始终存在。
惯性离心力
当大气作曲线运动时，将受到惯性离心力的作用。
实际上，由于大气运动的曲率半径一般很大，所以惯性离心力通常很小。
20.高斯模式的四点假设
(1)污染物浓度在y、z轴上的分布符合高斯分布(正态分布)
(2)在全部空间中风速是均匀的、稳定的
(3)源强是连续均匀的
(4)在扩散过程中污染物质量是守恒的
21.气温直减率
气温随高度的变化特征
单位(通常取100m)高差气温变化率的负值
干绝热直减率（干空气温度绝热垂直递减率）
绝热上升或下降
所研究的体系与周围空气没有热量交换_绝热过程
22.大气中的温度层结有四种类型
气温沿高度分布曲线
正常分布层结/递减层结
气温随高度增加而递减
γ＞0
中性层结
气温直减率等于或近似等于干绝热直减率
γ=γd
等温层结
气温不随高度变化
γ＝0
逆温
气温随高度增加而增加
γ＜0
23.海陆风和山谷风
海陆风局地环流
白天，陆地升温比海洋快，产生了温度差、气压差
低空大气由海洋流向陆地（海风）
高空大气从陆地流向海洋（反海风）
晚上，陆地降温比海洋快
低空大气从陆地流向海洋（陆风）
高空大气由海洋流向陆地（反陆风）
山谷风局地环流
白天，山坡上大气比山谷上同高度的大气温度高
谷地吹向山坡
谷风
高空
反谷风
24.城市热岛环流的形成原因
城乡温度差异，从农村吹向城市的局地风→城市热岛环流
（1）城市人口密集、工业集中，使得能耗水平高
（2）城市的覆盖物（如建筑、水泥地面）热容量大，白天吸收太阳辐射热，夜间放热缓慢，使低层空气冷却变缓
（3）城市上空笼罩着一层烟雾和CO2，使地面有效辐射减弱
25.烟流形状及发生条件
波浪型
γ-γd>0，大气不稳定，烟流呈波浪状
多发生在晴朗的白天，地面最大浓度落地点距烟囱较近，浓度较大
锥型
γ-γd≈0，大气中性，烟流呈圆锥形
垂直扩散比平展型好，比波浪型差
平展型
γ-γd<-1
大气稳定
烟囱出口处于逆温层中
烟流垂直方向扩散很小，像一条带子飘向远方
从上面看，烟流呈扇形展开
爬升型
下部是稳定的大气，上部是不稳定的大气
一般在日落前后出现，地面由于有效辐射的放热，低层形成逆温，而高空仍保持递减层结
漫烟型
逆温从地面向上逐渐消失，即不稳定大气从地面向上逐渐发展，当发展到烟流的下边缘或更高一点时，烟流便发生了向下的强烈扩散，而上边缘仍处于逆温层中，漫烟型便发生了
多发生在上午8-10点钟，持续时间很短
26.逆温层和逆温层的种类
逆温层
温随高度增加而增加的气层
大气处于稳定状态
不利于大气污染的扩散
逆温层的种类
辐射逆温
在晴朗无云(或少云)的夜间，当风速较小，地面因强烈的有效辐射而很快冷却，近地面气层冷却最为强烈，较高的气层冷却较慢，因而形成了自地面开始逐渐向上发展的逆温层
风速小，云少→大气更稳定
沉降逆温
由于空气下沉受到压缩增温而形成的逆温
平流逆温
由暖空气平流到冷地表面上而形成的逆温
湍流逆温
低层空气湍流混合形成的逆温
锋面逆温
在对流层中的冷空气团与暖空气团相遇时，暖空气因其密度小就会爬到冷空气上面去，形成一个倾斜的过路区，称为锋面。
27.烟囱的有效高度H
烟囱的几何高度Hs
烟气抬升高度ΔH
28.产生烟气抬升两方面的原因
一是烟囱出口烟气具有一定的初始动量
烟气出口流速和烟囱出口内径
二是由于烟温高于周围气温而产生一定的浮力
温差
29.几种常用的烟气抬升高度计算公式
1.霍兰德(Holland)公式
适用于中性大气条件
2.布里格斯(Briggs)公式
适用于不稳定和中性大气条件
3.中国国家标准中规定的公式
30.P-G法划分稳定度级别的标准
地面风速
太阳辐射情况（云量、云状和日照）
A：强不稳定
31.无限长线源和有限长线源
城市大气扩散模式
线源
城市中的街道和公路上的汽车排气可以作为线源
面源扩散模式
箱模式
简化成点源的面源模式
窄烟流模式
无限长线源
在较长街道或公路上行驶的车辆密度，足以在道路两侧形成连续稳定浓度场的线源
有限长线源
在街道上行驶的车辆只能在街道两侧形成断续稳定浓度场的线源
32.面源扩散的三种模式
箱模式
假设污染物浓度在混合层内是均匀的
简化成点源的面源模式
假设面源单元与上风向某一虚拟点源所造成的污染等效，当这个虚拟点源的烟流扩散到面源单元的中心时，其烟流的宽度正好等于面源单元的宽度，其厚度正好等于面源单元的高度
窄烟流模式
许多城市的污染源资料表明，一般面源的源强变化不大，相邻两个面单元之间一般不超过两倍，而且一个连续点源形成的烟流相当窄
因此，某点的污染物浓度主要取决于上风向面单元的源强，上风向两侧面单元对其影响很小
据此可以导出计算点M所在面单元和上风向各面单元在该点造成的浓度模式
第二部分
33.PM2.5,PM10的含义
空气动力学当量直径小于等于2.5\10微米
34.四大类除尘技术
机械除尘
湿式除尘
静电除尘
过滤式除尘
35.除尘器的性能指标
除尘器效率
除尘器阻力
处理风量
设备费和运行费
使用寿命
占地面积或占用空间体积
36.机械除尘器的分类及原理
依靠机械力进行除尘
重力、惯性力、离心力
分类
重力沉降
通过重力作用使颗粒从气流中沉降分离，气流进入沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
层流式
无混合
湍流式
垂直混合
完全混合
惯性
设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助颗粒物本身的惯性力作用，使其与气流分离
旋风分离
利用旋转气流产生的离心力使颗粒物从气流中分离
37.重力除尘、旋风除尘的优缺点
重力除尘
优点
结构简单、投资少、压损小（50-130Pa）
缺点
占地面积大、除尘效率低
40-70%
旋风除尘
优点
结构简单、占地面积小，投资少，压力损失中等，动力消耗不大
缺点
除尘效率平均80%左右，对粒径小于5 μm的颗粒捕集效率不高，磨损严重，易堵塞
38.湿式除尘器的分类及原理
清灰水处理
气固→液固（二次污染）
使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒物的惯性碰撞及其它作用捕集颗粒物，或使粒径增大的装置
颗粒与液滴之间的惯性碰撞和拦截作用是湿式除尘器的主要除尘机制
分类
液滴洗涤器
重力喷雾
1
自激式喷雾
4
文丘里
5
液膜洗涤器
机械诱导喷雾
离心式（旋风）
2
填料床
液层洗涤器
泡沫（塔板式）
当洗涤水加入石灰等脱硫剂时→脱硫除尘器
3
39.静电除尘器的原理及特点（干式、湿式）
烟气环境干、湿
ps：集尘极和电晕极布置
单区电除尘器
集尘极系统和电晕极系统装在同一区域内，颗粒荷电和捕集在同一区域内完成
双区电除尘器
电晕极系统和集尘极系统分别装在两个不同区域内
前区安装电晕极称电晕区，颗粒物在前区荷电
后区安装集尘极称为收尘区，荷电颗粒在收尘区被捕集
干式
重点
干式电除尘器是通过振打等方法使电极上的积尘落入灰斗中，这种方式粉尘后处理简单，便于综合利用，因而最为常用，可用于低低温段和高温段烟气处理，英文简称ESP
结构
除尘器本体
放电极
锯齿线安装费工费时，实际应用中易发生断线，掉线
集尘极
又称阳极板、收尘板
板式除尘器集尘板
管式除尘器集尘板
多为蜂窝管状，直径15cm，长3m左右的管，集尘板数少则几个，多则上百个
清灰装置
干式电除尘器
振打电极
气流分布装置
气流均布板-保证气流均布
进口
灰斗
供电装置
提供颗粒荷电和捕集所需要的高场强和电晕电流
附属设备
影响除尘效率的主要因素
粉尘比电阻
颗粒粒径
先下降后上升
颗粒物浓度
气流流速和分布
气体组分
颗粒的组分会对比电阻造成影响
湿式
了解
湿式电除尘器是用喷雾或淋水、溢流等方式在收尘极表面形成水膜将粘附于其上的粉尘脱除，由于水膜的作用避免了二次扬尘，故除尘效率很高，但是产生大量污水，如不加适当处理，将造成二次污染，英文简称WESP
40.静电除尘的5个物理过程
电晕放电
气体的电离
一般为负高压，生成大量正离子和自由电子，电子向正向移动，与气体分子撞击使之离子化，自由电子和气体离子是颗粒荷电的电荷来源
气体离子化区域－电晕区
起晕电压
工业气体净化倾向于采用稳定性强，操作电压和电流高的负电晕
荷电
悬浮颗粒荷电
高压直流电晕是使颗粒荷电的有效办法
荷电的两种机制
电场荷电
大于0.5μm的颗粒
扩散荷电
小于0.15μm的颗粒
颗粒的主要荷电机制取决于粒径
迁移
荷电颗粒向电极运动
颗粒的驱进速度
捕集
颗粒物沉积在集尘板上
捕集效率
清灰
捕集物从集尘板表面上清除，除去集尘板上的粉尘层并使其落入灰斗
机械清灰方式
钢板
二次扬尘
主要问题是振打造成粉尘重新返回收尘空间
水膜湿式清灰方式
主要问题是清灰水的处理及设备腐蚀
41.驱进速度和比电阻的概念
驱进速度
颗粒向极板运动的速度
颗粒的驱进速度随粒径变化呈U型，粒径增加，驱进速度先下降后减小
场强增加，颗粒的驱进速度迅速增加
比电阻
衡量粉尘导电性，对除尘器影响极大
概念
面积为1cm2、厚度为1cm颗粒层的电阻值
粉尘比电阻过低
粉尘比电阻过高
粉尘比电阻过高低/过高，颗粒驱进速度低，收尘效率下降
影响因素
温度
湿度
颗粒组分
烟气调质
烟气调质是向烟气流中喷入微小剂量的调质剂，调节比电阻，使烟气中的粉尘满足电除尘器的收集特性
42.电场荷电和扩散荷电、起始电晕电压的概念
起晕电压
开始产生电晕电流所施加的电压
电场荷电
带电离子在外加电场的影响下，做有秩序的运动，并与悬浮于气流中的颗粒相碰撞而使颗粒荷电
扩散荷电
由于带电离子做不规则热运动是与颗粒碰撞而使颗粒荷电
依赖于离子的热运动，而不是依赖于电场
43.过滤除尘的原理
原理
过滤式除尘器是使含尘气体通过一定的过滤材料来达到分离气体中固体粉尘的一种高效除尘设备
惯性碰撞作用
拦截作用
扩散作用
重力沉降作用
静电作用
（筛分作用）
分类
袋式
利用纤维编织物作为过滤介质
颗粒层
采用砂、砾、焦炭等颗粒物作为过滤介质
空气
用于室内空气净化器
单体捕集效率
44.袋式除尘器性能评价指标
分类
滤袋形状
过滤方向
外滤式
内滤式
清灰方式
机械振打
逆气流清灰
脉冲喷吹
压力损失
总阻力
清洁滤料阻力
50～200 Pa
滤料上颗粒层阻力
500～2500 Pa
除尘器的结构阻力
200～500 Pa
除尘效率
影响因素
粒径的影响
过滤速度的影响
过滤风速
滤料
150℃（423K）
PPS聚苯硫醚（合成纤维）
电厂多，最适合燃煤锅炉烟气净化
滤袋寿命（积尘状态）
一般定义为在破损滤袋占总滤袋的10％时所使用的时间
45.硫氧化物控制技术的分类
燃烧前脱硫
物理法
把黄铁矿（占硫成分60%-70%）从煤中分离出来
重力选煤
跳汰选煤
重介质选煤
浮选
表面湿润性的差异
化学脱硫
生物脱硫
燃烧中脱硫
在煤中掺入或燃烧炉内喷射固硫剂，固硫剂与SO2反应生成固相硫酸盐并随炉渣排出
型煤固硫
在燃料煤中添加固硫剂，并制成一定形状
流化床燃烧脱硫
石灰石CaCO3、白云石CaCO3·MgCO3
影响因素
钙硫比
煅烧温度
脱硫剂的颗粒尺寸和空隙结构
脱硫剂的种类
炉内喷钙技术
燃烧后（烟气脱硫）
吸收absorption（有水）vs吸附adsorption
46.湿法、半干法及干法烟气脱硫技术原理
按产物干湿形态
湿法（WFGD）
气液固
水污染
装置大
半干法（SDFGD）
主要是基于气体吸收原理，利用碱性吸收剂脱除并固定烟气中的硫氧化物
干法（DFGD）
主要是基于气体吸附原理，利用固体吸附剂脱除并固定烟气中的硫氧化物
47.常用的湿法烟气脱硫吸收剂
石灰石/石灰-石膏法
氧化镁法
海水脱硫法
柠檬酸钠法
氨法
钠碱法
48.石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的工艺原理及其典型工艺流程
机理
工艺流程
石灰石经过破碎、研磨、制成浆液后输送到吸收塔
烟气从烟道引出后经增压风机增压，进入GGH烟气加热器冷却后进入吸收塔
烟气在吸收塔中与喷淋的石灰石浆液接触，除掉烟气中的SO2
吸收塔内吸收SO2后生成的亚硫酸钙，经氧化处理生成硫酸钙，从吸收塔内排出的硫酸钙经旋流分离（浓缩）、真空脱水后回收利用。
关键设备
吸收剂制备系统
吸收剂的选择
吸收氧化系统
吸收塔
喷淋系统
氧化风机
除雾器
搅拌器
浆液管道布置
石膏脱水及制备系统
石膏浆泵
水力旋流器
脱水机（真空皮带式、、、）
烟风系统
烟道挡板
烟气换热器
脱硫风机
废水处理系统
49.影响石灰石-石膏湿法烟气脱硫效率的主要因素
吸收剂品质
钙基脱硫剂
石灰石
CaCO3
纯度
粒度
反应活性
石灰
CaO
消石灰
Ca(OH)2
氨基脱硫剂
（钠基脱硫剂）
液气比
吸收塔中循环浆液与气体的流量之比
pH值
SO2(s)→SO2(l)
CaCO3(s)→CaCO3(l)
矛盾
O2+CaCO3(l)+SO2(l)→CaSO4
Ca/S比
影响最大
钙系固硫剂有效钙的摩尔数与烟气中硫氧化物的摩尔数之比
Ca/S比1.02~1.05左右时，脱硫效率最高
过大,pH偏大，不利于石灰石的溶解
脱硫塔结构
关键
气液高效混合接触
强化传质-反应过程
e.g喷淋层优化
50.氮氧化物的燃烧生成机理
热力型
降低火焰温度（大量空气冷却）
空气中的氮气在高温下氧化而生成的NOx
燃料型
燃料中含氮化合物在燃烧过程生成的NOx
减少挥发分N；NO的还原
快速型
空气中的N2和燃料自由基，量比较小
51.氮氧化物控制技术的分类
低氮燃烧技术
低NOx燃烧器
LNB
偏离化学当量比
炉内空气分级
扩展到整个炉膛
OFA
燃料再燃
空气分级+加入还原剂
超细粉再燃
天然气再燃
还原性气体：天然气、CO
煤炭在惰性气体下（N2）热解→CO+H2
ps:NH3效果好
选择性非催化还原脱硝技术SNCR（不希望NH3燃烧）
烟气脱硝技术
选择性非催化还原脱硝技术
选择性：NH3和NO优先反应，850-1100℃（而不是和O2)
SNCR
效率50%左右
影响因素
化学反应速率
关于时间的函数
（停留时间）
温度
温度过高，NH3的副反应
停留时间
停留在850-1100℃温度段很难人为控制
降低温度
设计反应器？
SCR，加催化剂
400℃
循环流化床，超过2s
水泥炉窑
工业流程长，温度区间，停留时间
氨氮摩尔比
混合
雾化
雾化器喷嘴
雾化液滴
选择性催化还原脱硝技术
SCR
SCR系统布置
高灰布置
目前最理想
烟气流过SCR装置之后温度变化不大
问题：催化剂寿命
省煤器后、空预器前，在这一位置布置，采用金属氧化物催化剂，烟气温度通常处于SCR 反应的最佳温度区间
进入反应器的烟气温度达到280～420°C，多数催化剂在这个温度范围内有足够的活性，烟气不需要再热即可获得较好的脱硝效果
催化剂是在未经除尘和脱硫的烟气中工作，寿命会受到影响
为了尽可能延长催化剂的使用寿命，除了应选择合适的催化剂之外，要使反应器通道有足够的空间以防堵塞，同时还要有防腐、防磨措施
此外在现有机组上加装SCR，受可利用场地的限制，采用该布置会有一定困难
静电除尘大概200℃左右
停留时间
降低流速
扩大烟道截面积
流动会变得不均匀
在布置SCR装置时，根据实际情况，转90°弯
低灰布置
设计高温静电除尘
除尘器难度大
尾部布置
加燃烧器
大量消耗燃料
找到200℃催化剂
ps：低温催化剂的研究
柴油机SCR
城市堵车、启动时排烟温度降到200℃
新能源替代
船舶柴油机
新能源目前无法替代
SCR催化剂
常用参数
催化剂体积
催化剂面积
催化剂比表面积
催化剂壁厚
1mm，工艺要求较高
空速（空间速度）Sv
烟气流量Q（已定）/Vcat
平板式
蜂窝式
电厂里面因为有飞灰，孔要做得大些
孔做成圆很难
方形：流动死区
波纹板
影响因素
温度
温度过高，NH3副反应；催化材料相变，甚至失活
大多采用中温催化剂
空速
空速增加，效率降低
停留时间
Sv=Q/Vcat
停留时间的倒数
量纲算一下
氨氮比
NO浓度
O2浓度
SO2含量
H2O含量
竞争吸附
H2O把催化剂盖住了
催化剂失活
催化剂表面会处理成酸性表面
化学毒素
碱金属失活
K、Na
碱土金属失活
ps：水泥厂飞灰CaO
砷失活
气态As2O3扩散进入催化剂壁内，覆盖催化剂的活性位
卤素失活HCl
ps：垃圾电站烧的塑料
NH4Cl
0.1μm，非常细
物理阻塞
化学反应
热烧结、堵塞、沾污
飞灰里的氧化硅、氧化铝→堵塞
催化剂的管理、安装及更换
催化剂再生（再利用）
催化剂的回收及处理
e.g五氧化二钒
催化剂评价指标
活性
选择性
增加目标产物，减少副产品
寿命
单程寿命
总寿命
影响因素
52.SCR烟气脱硝技术的主要原理
化学方程式
53.SCR烟气脱硝工艺主要组成部分
SCR 反应器系统
氨存储制备供应系统
氨爆炸
e.g大型冷库（氨做制冷剂）
目前：尿素
氨/空气混合系统
氨喷射系统
催化剂吹灰系统
不能用振打（催化剂会碎）、也不能喷水
ps：蒸汽、声波、压缩空气（船舶）
54.商用SCR催化剂的主要形式
板式
蜂窝式
波纹板
55.三种SCR烟气脱硝系统布置的主要特点
56.影响SCR烟气脱硝性能的主要因素
57.碳达峰与碳中和
碳达峰
指的是二氧化碳(CO2)排放量在达到一个特定峰值后不再增长，并逐渐下降。这是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点，标志着碳排放与经济发展实现脱钩，达峰目标包括达峰年份和峰值
碳中和
指的是在特定时间内，通过植树造林、节能减排、产业调整等方式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”或“净零排放”。碳中和的目的是将人为的二氧化碳排放与二氧化碳的清除量相抵消，达到相对的排放量减少或为零
58.碳减排的主要路径
化石能源能效提升
提高能源转化效率
高效发电技术提高发电率，降低碳排放
度电煤耗
煤的氧化路径
IGCC
IGFC
煤先还原（气化）
终端用能电气化
悖论
太阳能发电技术
光伏
高效率光伏发电
光伏材料
光热
高效率光热发电
熔盐：硝酸盐
风力发电
目前难题：海上风电技术
浮式基础
生物质/有机废弃物耦合发电技术
CCUS
燃烧后CO2捕集技术
吸收
化学吸收剂
有机胺MEA（一乙醇胺）
吸收剂标准
离子液体
吸附
物理吸附剂
活性炭
分子筛
MOFs
比表面积~5640m2/g（AC~1000；沸石~100）
化学吸附剂
固体胺
碱金属
水滑石
利用
CO2矿化利用
目前唯一盈利
二氧化碳转化合成化工原料
CO2制备食品级化学品
DAC
CO2地质封存
大量
EOR驱油
盈利
59.烟气CO2捕集分离方法
第三部分-计算题
PS：数据带错