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大气污染控制工程
本思维导图以《大气污染控制工程》（第四版郝吉明、马广大、王书肖编著）为基础制作，有兴趣的可以看看哟。
编辑于2023-08-04 15:36:04 四川省- 环境工程
- 大气污染控制工程
- 871 环境学保护概论
环境工程专业考研，参考书《环境保护概论（第二版）》（修订版）林肇信，刘天齐，刘逸农主编。高等教育出版社，2006年。
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本思维导图物介绍了理性污染控制工程。物质能量交换和转化的过程即构成了物理环境，物理性污染是物理运动的强度超过人的耐受限度所形成的污染。
大气污染控制工程
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大气污染控制工程
概论
大气
定义
大气：指环绕地球的全部空气的总和。
环境空气：人类，植物，动物或建筑物暴露于其中的室外气体。
大气的组成
成分
干燥清洁的空气
主要成分有氮、氧、氩、二氧化碳气体，其含量占全部干洁空气的99.99％ 干洁空气的物理性质基本相同
水蒸气
大气中的水蒸气含量随着时间，地点，气象条件等不同而有较大的变化。水蒸气吸收太阳辐射的能力较弱，吸收地面长波辐射的能力较强，对地面的保温起着重要的作用。
各种杂质（悬浮颗粒）
除由水汽变成的水滴、冰晶外（云、雾即是由微小的水滴或冰晶组成的），主要是大气尘埃和悬浮在空气中的其他杂质。
组分
恒定组分
O2（20.95%）、N2（78.09%）、氩（0.93%）、惰性气体。上述组分的比例在地球表面上任何地方几乎是可以看作不变的。
可变组分
CO2、水蒸汽、0,这些组分在大气中的含量是随季节、气象的变化以及人们的生产、生活活动的影响而发生变化。
不定组分
第一环境问题引起的：由自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性灾难所引起的。污染物有尘埃、S、HS、SOx、NOx等。
第二环境问题引起的：
大气污染
定义
指由于人类活动或自然过程引起某些物质介入大气中，呈现足够的浓度，积累至足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利，或污染了环境。
大气污染分类 （按照影响范围）
①局部地区污染，局限于小范围的大气污染，如受到某些烟囱排气的直接影响；
②地区性污染，涉及一个地区的大气污染，如工业区及其附近地区或整个城市大气受到污染；
③广域污染，涉及比一个地区或大城市更广泛地区的大气污染，如京津冀区域大气污染
④全球性污染，涉及全球范围的大气污染
温室效应
臭氧层破坏
酸雨
我国大气污染现状及特点
总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物含量高
新兴城市和小城市大气污染日益严重
含菌量大
部分城市污染转型
北方比南方严重；冬季重于夏季；产煤区重于非产煤区；大城市重于中等城市和小城市
煤烟型污染占重要地位
大气污染物
大气污染物的定义
由于人类活动或自然过程排入大气，对人或环境产生有害影响的物质，称为大气污染物。
大气污染物分类
气溶胶污染物
气溶胶：气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统
粉尘（悬浮在气体介质中的小固体粒子）
细颗粒物PM2.5
环境空气中空气动力学当量直径不大于2.5μm的颗粒物。
飘尘PM10
指大气中粒径小于10μm的固体颗粒。浮游粉尘
降尘
指大气中粒径大于10μm的固体颗粒。由于重力沉降到地面
总悬浮颗粒物（TSP）
大气中粒径小于100μm的所有固体颗粒。
烟
烟一般是指由冶金过程形成的固体粒子的气溶胶。
飞灰
指随燃料燃烧产生的烟气飞出的、分散得较细的灰分
黑烟
一般是指由燃料燃烧产生的能见气溶胶
霾
霾天气是大气中悬浮的大量微小颗粒使空气浑浊、能见度降低到10km以下的天气现象，易出现在逆温、静风、相对湿度较大等气象条件下
雾
雾是大气中的大量微细水滴（或冰晶）的可见集合体。在气象中指造成能见度小于1 km的小水滴悬浮体。
气体状态污染物
定义
气体状态染物是以分子状态存在的污染物，简称气态污染物。
分类
含硫化合物
硫氧化物：主要是SO2，也有微量SO3随各类烟气排出。人类活动产生的s0，主要来自化石燃料的燃烧过程，以及硫化物矿石的焙烧、冶炼等热过程。
危害：产生酸雨、腐蚀生物提、产生硫酸型烟雾
含氮化合物
氮氧化物：氮氧化物包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5，其中污染大气的主要是NO和NO2。人为活动产生的氮氧化物主要来自各种炉窑、机动车和柴油机的排气，其次是硝酸生产、硝化、炸药生产及金属表面处理等过程。
氨：氨是大气硫酸铵和硝酸铵的前体物质，而硫酸铵和硝酸铵又是PM2s的主要组分。大气中的氨主要来源于农业生产大量施用氮肥和禽畜养殖业。
碳氧化物
CO是一种窒息性气体，当气象条件不利于排气扩散稀释时，CO的浓度有可能达到危害人体健康的水平。
CO2是无毒气体，但地球大气中的CO2能产生“温室效应”
挥发性有机化合物VOCs
甲烷被认为是一种非活性烃，所以人们以非甲烷总烃（NMHC）来表述环境中烃的浓度。多环芳烃（PAHs）中的苯并[a]芘（BaP）是强致癌物质，因而可作为大气受PAHs污染的依据。VOCs主要来自机动车和燃料燃烧排气，以及石油炼制、有机化工生产和溶剂使用等过程。
碳氢化合物
燃料燃烧不完全排放HC化合物，汽车尾气中有10%HC化合物。光化学烟雾的主要成分。
一二次
一次污染物
定义
指直接从污染源排放到大气的污染物质，包括上述气溶胶状态污染物和气体状态污染物
前体物
定义：会导致二次污染物形成的一次污染物
主要包括：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、VOCs、氨
二次污染物
定义
指由一次污染物与大气中已有组分，或几种一次污染物之间经历一系列化学或光化学反应而生成的新污染物质。
主要包括
光化学烟雾
定义：是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、挥发性有机化合物之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（有时带些紫色或黄褐色)
主要成分：臭氧（O3）、过氧乙酰硝酸酯（PAN）、酮类和醛类等。
二次颗粒物
定义：是大气中气态污染物经过一系列物理、化学或光化学过程而形成的颗粒物
主要成分：硫酸盐、硝酸盐、凝结的有机物、重金属粒子等。
大气污染物来源
自然源
特点
它和人为源相比产生的污染物较少，浓度较低，具有局部地区某段时间内可能形成严重影响的特点
主要来源
火山喷发
二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、一氧化碳、火山灰
森林火灾
一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、二氧化硫
自然尘
风砂、土壤尘等
森林植物释放
萜稀类碳氢化合物
海浪飞沫
硫酸盐和亚硫酸盐
人为源
按空间分布
点源：即污染物集中于一点或相当于一点的小范围排放源，如工厂的烟囱排放源；
面源：即在相当大的面积范围内有许多个污染物排放源，如一个居住区或商业区内许多大小不同的污染物排放源；
线源：即在一个相当长的道路上，由于大量机动车排放使得沿线污染强度相当，从而构成的污染源
按社会活动功能
生活污染源
工业污染源
交通污染源
按运动状态
移动源：汽车火车飞机等，分布广泛分散，难于监测和治理
一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、硫氧化合物和铅等
静止源：静止源则包括工厂、焚化炉等不移动的污染源。静止源污染面积广，易于集中监测治理。
燃料燃烧：二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物
工业生产过程：二氧化硫、硫化氢等
农业活动（农药化肥）：颗粒物、粉尘、氧化亚氮等
按形成原因
①煤烟型污染，即煤炭燃烧产生的大气污染，主要污染物包括烟尘、SO2、NO，和重金属等；
②机动车尾气污染、即机动车燃用汽油、柴油、天然气和液化石油气等化石燃料造成的低空大气污染，主要污染物包括NO2、CO和碳氢化合物(HC），柴油车还会排放黑烟；
③生产性污染，即工业企业生产过程引起的大气污染，如金属冶炼、建材生产、石油化工等造成的大气污染，其污染物类型取决于生产原料和生产工艺条件；
④面源污染，因道路扬尘、裸露土壤、餐饮油烟、秸秆和垃圾焚烧等形成的污染，面源污染的特点是大多以无组织方式排放、释放面积大或数量多但单一污染源强度不大。
大气污染的危害
对人体健康的影响
侵入人体途径
表面接触
食入含污染物的食物和水
吸入被污染的空气
危害主要表现
引起呼吸道疾病
不同大气污染物的危害毒理
颗粒物
硫氧化物
一氧化碳
氮氧化物
光化学氧化剂
有机化合物
对植物的影响
破坏植物形态，损伤植物细胞膜等
对器物和材料的影响
玷污性损害、化学性损害（腐蚀）等
对大气能见度的影响
污染物为气溶胶粒子和有色气体
对气候的影响
温室效应，酸雨，降雨量，雾霾等
大气环境保护法
国家环境标准体系
国家环境保护标准
国际环境质量标准
国家污染物排放标准
国家环境监测方法标准
国家环境标准样品标准
国家环境基础标准
只有国家级
地方环境保护标准
严于国家级
地方环境质量标准
地方污染物排放标准
国家环境保护行业标准
环境空气质量控制标准
环境空气质量标准：环境空气质量标准是以保护生态环境和人群健康的基本要求为目标而对各种污染物在环境空气中的允许浓度所作的限制规定。它是进行环境空气质量管理、大气环境质量评价及制定大气污染防治规划和大气污染物排放标准的依据。
原则：以保障人体健康和保护生态环境为目标，要合理地协调与平衡实现标准所需的代价与社会经济效益之间的关系，遵循区域差异性的原则。
大气污染物排放标准：大气污染物排放标准是以实现环境空气质量标准为目标，对从污染源排入大气的污染物浓度(或数量）所作的限制规定。它是控制大气污染物的排放量和进行净化装置设计的依据。
原则：以环境空气质量标准为依据，综合考虑控制技术的可能性和经济合理性，以及地区的差异性，并尽量做到简明易行。
大气污染控制技术标准：大气污染控制技术标准是根据污染物排放标准引申出来的辅助标准，如燃料、原料使用标准，净化装置选用标准，排气筒高度标准及卫生防护距离标准等。
大气污染警报标准：大气污染警报标准是为保护环境空气质量不致恶化或根据大气污染发展趋势、预防发生污染事故而规定的污染物含量的极限值。
空气质量指数（AQI）
是我国定量描述空气质量状况的量纲为1的指数。参与空气质量评价的污染物为PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3和CO。针对单项污染物还规定了空气质量分指数（IAQI)。
大气污染防治措施
建设和完善环境空气质量监测网络体系。
调整优化产业结构，推动产业转型升级。
深化改革管理体制机制，依法加严环境管理
明确政府，企业和社会的责任。动员全民参与环境保护。
燃烧与大气污染
燃料
燃料定义:燃料是指用以产生热量或动力的可燃性物质，且在经济上可取得效益。
分类
固体燃料
燃烧迅速，其燃烧状态可基本上由空气与燃料的扩散或混合所控制。
液体燃料
也是以气态形式燃烧的，因此它的燃烧速率受其蒸发过程控制。
气体燃料
燃料中挥发性组分被蒸馏后以气态燃烧，而遗留下来的固定碳则以固态燃烧，后者的速率由氧分子向固体表面的扩散控制。
包含
常规燃料 （含磷物质或碳氢化合物）
煤
定义
煤是最重要的固体燃料，它是一种不均匀的有机燃料，主要是由植物的部分分解和变质而形成的。
可燃成分
由碳、氢以及少量氧、氮和硫等一起构成的有机聚合物。
分类
泥煤
褐煤
C含量60%-75%，形成年代最短。呈黑色、褐色、泥土色，象木材结构。①挥发分较高，析出温度低；②燃烧热值低，不能制炭。
烟煤
成焦性较强 ，较抗风化，C含量75%-90%，形成历史较褐煤长。黑色，外形有可见条纹。
无烟煤
碳含量最高、煤化时间最长的煤。明亮的黑色光泽，机械强度高，成焦性极差。C含量高于93%，无机物含量低于10%，因而着火困难，储存稳定，不易自燃。
工业分析
水分
外部水分
称取一定量的13mm以下粒度的煤样，置于干燥箱内，在318~323K温度下干燥8h，取出冷却，干燥后所失去的水分质量占煤样原来质量的百分比
内部水分
失去外部水分的煤样继续在375~380K下干燥约2h，所失去的水分质量占样品原来质量的百分比
全水分
两部分水分之和即为煤所含的全水分。煤中水分使热值降低，影响燃烧的稳定性，一般控制煤中水分在10%～13%。
灰分
灰分是煤中不可燃物质的总称，煤中灰分的存在，降低了煤的热值，也增加了烟尘污染及出渣量。
挥发分
煤在隔绝空气条件下加热分解出的可燃气态物质称为挥发分，通过将风干的煤样在1200K的炉中加热7min而测定。 挥发分主要由氢气、碳氢化合物、一氧化碳及少量的硫化氢等组成。 在相同的热值下，煤中挥发分越高，就越容易燃着，火焰持续时间越长，越易燃烧定全。但挥发分含量过高，容易污染环境。
固定碳
除去前三剩下的部分就是固定碳，是煤的主要可燃物质。是与氢、氮、硫、氧等组成有机化合物。
估测硫含量
热值
元素分析
碳和氢
碳是煤的结构单元中构成稠环芳烃的骨架，是发热量的主要来源，其含量随煤化度升高而有规律地增加。 氢是组成煤大分子骨架和侧链的重要元素，与碳相比单位质量的燃烧热更大，随着煤化度增高，氢含量逐渐下降。
氧
有机氧在煤中主要以羧基、羟基、羰基、甲氧基和醚基形态存在，也有些与碳骨架结合成杂环。煤中有机氧含量随煤化度增高而明显减少。
氮
煤中的氮含量为0.5%~3.0%。 测定煤中氮含量主要是为了计算煤中氧的含量、估算煤炼焦时生成氨的量。
硫
对于炼焦、气化、燃烧和贮运都十分有害，硫含量是评价煤质的重要指标之一。
煤中硫的形态
物化方法测定
黄铁矿硫FeS2
硫酸盐硫MeSO4
有机硫CxHySz
单质硫
人们一般划分
硫化铁硫
其主要代表为黄铁矿硫，是煤中主要的含硫成分。硬度为6~6.5，属中等硬度；相对密度（比重）为4.7～5.2，无磁性，但在强磁场感应下能够转变为顺磁性物质；吸收微波能力较强。通过物理化学方法去除。
有机硫
以各种官能团形式存在。如噻吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。
硫酸盐硫
主要以钙、铁和锰的硫酸盐形式存在，以石膏（CaSOa·2H2O）为主，也有少量绿矾（FeSO4·7H2O）。硫酸盐硫比前两种硫含量少得多。
成分表达方式
收到基
以包括全部水分和灰分的燃料作为100%的成分，亦即锅炉燃料的实际成分，上角“ar”表示收到基成分。
空气干燥基
以去掉外部水分的燃料作为100%的成分，亦即在实验室内进行燃料分析时的样品成分，以上角“ad”表示。
干燥基
以去掉全部水分的燃料作为100%的成分，以上角“d”表示。常表示灰分含量。
干燥无灰基
以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分，用上角“daf”表示。
石油
石油是液体燃料的主要来源。原油是天然气在的易流动的液体，相对密度为0.78~1.00。 主要含C、H、少量的S、N、0，此外，含有微量金属（钢、镍）、砷、铅、氯等。原油中的硫大部分以有机硫形式存在，采用高压下的催化加氢破坏C一S一C键形成H2S气体，可达目的，但费用很高。
天然气
甲烷85%、乙烷10%、丙烷3% 此外还有H2O、CO2、N2、He和H2S等
非常规燃料
定义
除了煤、石油和天然气等常规燃料外，所有可燃性物质都包括在非常规然科之列。
分类
（1）城市固体废物。 （2）商业和工业固体废物。 （3）农业废物及农村废物。 （4）水生植物和水生废物。 （5）污泥处理厂废物。 （6）可燃性工业和采矿废物。 （7）天然存在的含碳和含碳氢的资源。 （8）合成燃料。
重要性
能够在某些领域代替日益减少的化石燃料的供应，同时也是处理废物的有效方式。
燃料的燃烧过程
燃烧定义
指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随能量（光和热）的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。
不同化石燃料的产物
完全燃烧的产物是二氧化碳和水蒸气
不完全燃烧产生黑烟、一氧化碳和其他部分氧化产物
燃料含硫和氮，生成二氧化硫和一氧化氮
高温，空气中的部分氮会被氧化 成NOx
燃料完全燃烧的条件
空气条件 （湍流度）
空气供应不足，燃烧不完全；空气量过大，会降低炉温，增加锅炉的排烟损失。按燃烧不同阶段供给相适应的空气量。
温度条件
只有达到着火温度，才能与氧化合而燃烧。
着火温度：在氧存在下可燃质开始燃烧必须达到的最低温度。
时间条件
燃料在燃烧室中的停留时间是影响燃烧完全程度的另一基本因素。 燃料在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需时间。
燃料与空气的混合条件
燃料与空气中氧的充分混合是有效燃烧的基本条件。
重要参数
理论空气量
定义
单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需的空气量称为理论空气量。
假定
（1）空气仅是由氮和氧组成的，其体积比为79.1/20.9=3.78。 （2）燃料中的固定态氧可用于燃烧。 （3）燃料中的硫主要被氧化为SO2。 （4)热力型NO，的生成量较小，燃料中含氮量也较低，在计算理论空气量时可以忽略。 （5）燃料中的氮在燃烧时转化为N2和NO，一般以N2为主。 （6）燃料的化学式为C.H,S20，其中下标x、y、z、w分别代表碳、氢、硫和氧的原子数。
方程式
空气的过剩系数
一般把超过理论空气量而多供给的空气量称为过剩空气量， 并把实际空气量与理论空气量之比定义为空气过剩系数
空燃比
单位质量燃料燃烧所需的空气质量
燃烧产生的污染物
理论烟气体积
烟气
主要成分
CO2、SO2、N2、水蒸气
干烟气
烟气中除水蒸气以外的成分
湿烟气
包括水蒸气在内的烟气。
定义
在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积。
计算校正
燃烧产生的烟气其T、P总高于标态(273K、1atm)故需换算成标态。 大多数烟气可视为理气，故可应用理气方程。
过剩空气校正
因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。 用奥氏烟气分析仪测定烟气中的CO2、O2和CO的含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。
热化学关系式
发热量
定义
单位量燃料完全燃烧产生的热量。即反应物开始状态和反应物终了状态相同情况下（常温298K，101325Pa)的热量变化值，称为燃料的发热量，单位是KJ/Kg（固体）或 KJ/m（气体）。
分类
高位发热量qH
包括燃料燃烧生成物中水蒸汽的汽化潜热
低位发热量qL
指燃料燃烧生成物中水蒸汽仍以气态存在时，完全燃烧释放的热量。
燃烧设备的热损失
排烟热损失：主要是由于排烟带走了一部分热量所造成的。一般锅炉排烟热损失为6%-12%。
不完全燃烧热损失：包括化学不完全燃烧和机械不完全燃烧造成的热损失。
炉体散热损失：由于锅炉炉壁、锅筒、联箱、汽水管道等部分温度高于周围空气温度，因而有部分热量散失到空气中而造成的损失。
燃烧过程中硫氧化物的形成
大气污染气象学
大气圈垂直结构
对流层
平流层
中间层
热层
散逸层
主要气象要素
气温
定义
气象上讲的地面气温一般是指距地面1.5m高处的百叶箱中观测到的空气温度。
单位
摄氏温度（℃）
热力学温度（K)
华氏温度(℉）
℃=（℉-32）/1.8 K=℃+273.15
气压
气压是指大气的压力。1个标准大气压po=101325 Pa=1013.25hPa（百帕） 气压总是随着高度的升高而降低，近地层高度每升高100m，气压平均降低约12.4hPa
气湿
空气的湿度简称气湿，表示空气中水汽含量的多少。气湿常用的表示方法有绝对湿度、水汽压、饱和水汽压、相对湿度、含湿量、水汽体积分数及露点等。
风向和风速
气象上把水平方向的空气运动称为风，垂直方向的空气运动则称为升降气流。 风是一个矢量，具有大小和方向。 风向是指风的来向。分为十六个方位。 风速是指单位时间内空气在水平方向运动的距离，单位用m/s或km/h表示。
云况
云是发生在高空的水汽凝结现象。形成的基本条件是，水蒸汽和使水蒸汽达到饱和凝结的环境。从大气污染物扩散的观点来看，主要关心的是云高和云量。
云高
高云：云高5000m以上，由冰晶组成的，云体呈白色，有蚕丝般光泽，薄而透明； 中云：云高2500~5000m，由过冷的微小水滴和冰晶构成，颜色为白色或灰白色，没有光泽，云体稠密； 低云：云高2500m以下，不稳定气层中的低云常分散为孤立的大云块，稳定气层中的低云云层低而黑，结构稀松。 测定方法：激光测云仪、弧光测云仪等，目力测定法。
云量
是指云遮蔽天空的成数。我国将天空分为十份（国外八份），云遮蔽了几份，云量就是几。 总云量：指所有云遮蔽天空的成数，不论云的层次和高度。 低云量：指低云遮蔽天空的成数。 云量记录：一般总云量和低云量以分数的形式记入观测记录。总云量作分子，低云量作分母，低云量不得大于总云量。碧空无云，云量为零，阴天云量为十。
云状
多种多样，1932年国际云学委员会出版的国际云图，云状分为四族十属。
能见度
能见度是指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，单位用m或km。能见度表示大气清洁、透明的程度。能见度的观测值通常分为10级。
太阳高度角
太阻高度角是指太阳光线与地平线间的夹角，是影响太阳辐射强弱的最主要因素之一。
降水
降水是指大气中降落至地面的液态或固态水的通称，如雨、雪、雹等。
大气的热力过程
太阳、大气和地面的热力交换
首先是太阳短波辐射加热了地球表面，然后是地面长波辐射加热了太气。 大气向下辐射可使地面长波辐射的热损失减少有利于地表温度的保持，大气的这种作用称为大气的保温效应。
气温的垂直变化
绝热过程
如果大气中某一空气块作垂直运动周围空气不发生热量交换，则将这样的状态变化过程称为大气的绝热过程。
大气热力过程微分方程式
原式
绝热过程dQ=0
泊松方程
气块在绝热升降过程中气温的变化完全是由气压变化引起的。
干绝热直减率
干空气块（包括未饱和的湿空气块）绝热上升或下降单位高度（通常取100m)时，温度降低或升高的数值，称为干空气温度绝热垂直递减率，简称干绝热直减率。
位温
气温直减率
公式
温度层结
定义
气温沿垂直高度的分布，可用坐标图上的曲线表示，这种曲线称为气温沿高度分布曲线或温度层结曲线，简称温度层结。
类型
①气温随高度增加而递减，且γ>γd，称为正常分布层结或递减层结； ②气温直减率接近等于1K/100m，即γ=γd，称为中性层结； ③气温不随高度变化，即γ=0，称为等温层结； ④气温随高度增加而增加，即γ<0，称为气温逆转，简称逆温。
大气稳定度
概念
在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。
分类
如果一气块受到外力的作用，产生了上升或下降运动，当外力去除后，可能发生三种情况。 ①气块减速并有返回原来高度的道势，则称这种大气是稳定的； ②气块加速上升或下降，称这种大气是不稳定的； ③气块被外力推到某一高度后，既不加速也不减速，保持不动，称这种大气是中性的。
判别
气块法
位温梯度
逆温
定义：温度随高度的增加而增加
危害：由于污染的空气不能穿讨逆温层，而只能在其下积聚或扩散所以可能造成严重污染。 逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。
类型
辐射逆温
由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温，称为辐射逆温。在晴朗无云(或少云）、风速不大的夜间，地面辐射冷却很快，贴近地面的气层冷却最快，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。
下沉逆温
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面上而形成的逆温。
湍流逆温
由低层空气的湍流混合形成的逆温。
锋面逆温
锋面上冷暖空气温差很大形成的逆温。
烟流形状与大气稳定度的关系
（1）波浪型：烟流呈波浪状，污染物扩散良好，发生在全层不稳定大气中。多发生在晴朗的白天，地面最大浓度落地点距烟囱较近，浓度较高。
（2）锥型：烟流呈圆锥形，发生在中性条件下。垂直扩散比扇型好，比波浪型差。
（3）扇型：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。它发生在烟囱出口处于逆温层。当烟囱很高时，近处地面上不会造成污染，在远方会造成污染；烟囱很低时，会造成近处地面上严重污染。
（4)爬升型（屋脊型）：烟流的下部是稳定的大气，上部是不稳定的大气。一般在日落后出现，由于地面辐射冷却，低层形成逆温，而高空仍保持递减层结。它持续时间较短，对近处地面污染较小。
(5）漫烟型(熏烟型)：日出后逆温从地面向上逐渐消失，即不稳定大气从地面向上逐渐扩展，当扩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。多发生在上午8-10时，持续时间很短。
大气的运动和风
引起大气运动的作用力
水平气压梯度力
单位质量的空气在气压场中受到的作用力，称为气压梯度力。垂直气压梯度力虽大，但由于有空气重力与之平衡。水平梯度力是大气水平运动的直接动力。
地转偏向力
由于地球直转面产生的使运动着的大气偏离气压度方向的力，称为地转偏向力。近地面可忽略。
惯性离心力
当大气做曲线运动时，将受到惯性离心力的作用。直线运动可忽略。
摩擦力
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，皆会产生阻碍 大气运动的阻力，即摩擦力。前者称为内摩擦力，后者称为外摩擦力。自由大气可忽略。
大气边界层中风随高度的变化
在大气边界层中，由于摩擦力随高度增加而减小，当气压梯度力不随高度变化时，风速将随高度增加而增大，风向与等压线的交角随高度增加而减小。
近地层的风速廓线模式
平均风速随高度的变化曲线称为风速廓线，其数学表达式称为风速廓线模式。
地方性风场
海陆风
海陆风是由于陆地和海洋的热力性质的差异而引起的。
山谷风
城市热岛环流
大尺度环流
三圈环流
哈德来环流（信风环流或热带环流）
费雷尔环流（中纬环流）
极地环流
气旋与低压/反气旋与高压/急流/季风
人类活动对气候和天气的影响
温室效应
定义：大气中自然含有的一些微量气体（如二氧化碳等温室气体）可有效地吸收来自地球表面、大气及云等释放的长波辐射而获得热量，从而维持地球表面到对流层中较暖的温度。
气体：水蒸气占36%~70%（不列入温室气体中）,二氧化碳占9%～26%,甲烷占4%～9%,臭氧占3%～7%
气溶胶的气候效应
气溶胶：气溶胶是指在气体中悬浮的固体或液体微粒，根据其生成原因可分为天然源和人为源两种。其中天然源气溶胶主要有沙尘、海盐、火山灰等，人为源气溶胶与空气污染相关，常见成分有硫酸盐、黑碳、烟尘、粉尘等。
影响类型
气溶胶直接效应是指气溶胶通过吸收或散射大气辐射，减少到达地表的辐射量，从而改变地球一大气系统辐射平衡。 气溶胶间接效应是指气溶胶作为云凝结核或者冰核，改变云的微物理和光学特征以及云的生存时间，进而改变地球的气候。
环境空气质量模型
简介
定义
环境空气质量模型，又称大气化学传输模型，是模拟大气污染物的输送、扩散、迁移、转化和清除过程，预测在不同污染源条件、气象条件及下垫面条件下某污染物浓度时空分布的数学模型，是大气中污染物行为规律的数学描述。
运用
估算工业、机动车等排放源下风向的大气污染物环境浓度， 对未来不同控制情景下的浓度进行预测， 研究从城市、区域到全球尺度上的气象、气候和大气污染相互作用等问题。
包括方面
平流输送、湍流扩散、干湿沉降、化学转化等多个方面。
基本方程式
连续性方程：积累速率=Σ增加速率（源）- Σ去除速率（汇）。
分类
欧拉模型
相对于固定坐标系研究污染物的运动，以空间内固定的微元为研究对象；
拉格朗日模型
由跟随流体移动的空气微团来描述污染物浓度的变化
衍变
第一代模型以高斯扩散模式为代表的表征大气扩散过程，多用于环境影响评价。
第二代模型考虑了三维气象场，进行三维网格划分，主要用于解决单一污染问题。
第三代模型以”一个大气”的基本思想，集合多种污染物的复杂反应，考虑多种污染物在大气中相互制约、相互影响和相互转化，解决多尺度多污染问题。
箱模式
基本假设
在估算大气污染物浓度时，把所研究的区域看成是“箱子”的底。箱子的高度就是该区域的混合层高度，而污染物浓度在箱子内处处相等。
质量平衡方程式
湍流扩散理论
湍流
概念
大气的无规则运动
形成原因分类
一是由于垂直方向温度分布不均匀引起的热力满流，其强度主要取决于大气稳定度；
二是由于垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起的机械湍流，其强度主要决定于风速梯度和地面粗糙度。
实际的湍流是两种湍流的叠加。
影响因素
风速越大，湍流越强，大气污染物的扩散速度越快，污染物的浓度就越低。 风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素。
理论简介
梯度输送理论
通过与菲克的梯度扩散理论类比所建立。湍流梯度输送理论进一步假定，由大气湍流引起的某物质的扩散，类似于分子扩散，并可用同样的分子扩散方程描述。
湍流统计理论
泰勒首先应用统计学方法研究湍流扩散问题。污染源排放出的粒子，在风向沿着x轴的湍流大气扩散，假定大气湍流场是均匀、定常的。如果从原点放出很多粒子，则在x轴上粒子的浓度最高，浓度分布以x轴为对称轴，并符合正态分布。
相似理论
基本观点是湍流由许多大小不同的湍涡所构成，大湍涡失去稳定分裂成小湍涡，同时发生了能量转移，这一过程一直进行到最小的湍涡转化为热能为止。基本原理是拉格朗日相似性假设。
高斯扩散模式
有关假定
坐标系
其原点为排放点（无界点源或地面源)或高架源排放点在地面的投影点，x轴正向为平均风向，y轴在水平面上垂直于x轴，正向在x轴的左侧，z轴垂直于水平面xOy，向上为正向，即为右手坐标系。在这种坐标系中，烟流中心线或与x轴重合，或在xOy面的投影为x轴。后面所介绍的扩散模式都是在这种坐标系中导出的。
四点假设
①污染物浓度在y、z轴向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的质量是守恒的。
无界空间连续点源扩散模式
高架连续点源扩散模式
地面连续点源扩散模式
颗粒物扩散模式
污染物浓度估计
烟气抬升高度的计算
产生烟气抬升的原因
一是烟囱出口烟气具有一定的初始动量； 二是由于烟温高于周围气温而产生一定的浮力。
霍兰德公式
适用于中性大气条件（稳定时减小，不稳定时增加10%-20%）
布里格斯公式
适用于不稳定条件及中性大气条件
扩散参数的确定
P-G扩散曲线法
特殊气象条件下的扩散模式
封闭型扩散模式
熏烟型扩散模式
城市及山区的扩散模式
城市
面源扩散模式
大气排放规范里规定条件；烟囱高40m；单个排放量<0.04t/h
线源扩散模式
点源扩散模式
山区扩散模式
山区流场由于受到复杂地形的热力和动力因子影响，流场均匀和定常的假定难以成立。 对风向稳定、研究尺度不大、地形较为开阔及起伏不大的地区，浓度基本上遵循正态分布规律，只是扩散参数比平原地区大很多。
厂址选择
所需气候条件
风向和风速
把风资料画成风玫瑰图
大气稳定度
根据P-G法，利用以往的气象资料对当地大气稳定度进行分类，统计出月（季）、年每个稳定度级别所占的频率，
混合层高
混合层高度可以看作气块作绝热上升运动的上限高度，具体地指出污染物在垂直方向的扩散范围。 在温度层结曲线图上，从日最高地面温度点作干绝热过程线，与早晨7时温度层结曲线的交点的高度，即为代表全天的混合层高度。
大范围内的污染物平均浓度，可以认为与混合层高度D和混合层内的平均风速u的乘积成反比。 通常定义Dū为通风系数，它表示单位时间内通过与平均风向垂直的单位宽度混合层截面的空气量。通风系数越大，污染物浓度越小。
长期平均浓度的估算
气象随提供的风向资料是按16方位给出的，每个方位相当于一个22.5°的扇形。因此，可按每个扇形计长期平均浓度。推导时作以下假定： （1）同一扇形内各角度的风向频率相同，即在同一扇形内同一距离上，污染物浓度在y方向是相等的。 （2）当吹某一扇形风时，全部污染物都落在这个扇形里。
考虑因素
背景浓度
风向和风速
温度层结
地形
理想的建厂位置是污染物背景浓度小，大气扩散稀释能力强， 排放的污染物被输送到城市或居民区的可能性最小的地方。
烟囱设计
确定烟囱高度，既要满足大气污染物的扩散稀释要求，又要考虑节省投资。 设计的目的是使烟囱排放的大气污染物在环境空气中产生的地面浓度与背景值叠加后的预测浓度，不超过《环境空气质量标准》（GB3095—2012）规定的浓度限值。
固定源氮氧化物污染控制
氮氧化物
主要包括
N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
大气中存在形式
NO
无色气体，生理毒性不显著。但是为NO2前体物，也是形成光化学烟雾的活跃组分。
NO2
红棕色有窒息性臭味的活泼气体，具有强烈的刺激性。
N2O
单个分于的温室效应为C02的200倍，并参与臭氧层的破坏
来源
由自然界中的固氮菌、雷电等自然过程所产生
人类活动产生
燃烧过程中形成NOx分类
燃料型NOx
定义
由燃料中固定氮生成的NOx，这些氮化物的结构可表示为R-NH2，其中R为有机基或氢原子。
形成
热力型NOx
定义
燃烧中形成的第二类NOx，由大气中的氮生成，主要产生于原子氧和氮之间的化学反应。这种NOx只在高温下形成。
形成的热力学
NO生成量与温度的关系
NO与NO2的转化
烟气冷却对NO和NO2平衡的影响
形成的动力学 （泽利多维奇模型）
瞬时型NOx
定义
在低温火焰中由于含碳自由基的存在还会生成的第三类NOx
形成
低氮氧化物燃烧技术
源头控制
特征
通过各种技术手段，控制燃烧过程中NOx的生成反应。
控制燃烧过程中NOx形成因素
①空然比；②燃烧区的温度及其分布；③后燃烧区的冷却程度；④燃烧器的形状设计
传统低NOx燃烧技术
低氧燃烧技术
可以降低NOx排放（15%-20%），还减少了锅炉排烟热损失，提高锅炉热效率。 但是一氧化碳、碳氢化合物以及炭黑等污染物相应增多，飞灰中可燃物质也可能增加，从而使燃烧效率下降。 故必须同时满足锅炉和燃烧效率较高、而NO等有害物质最少的要求。
降低助燃空气预热温度
利用尾气的废热预热进入燃烧器的空气，助于节约能源和提高火焰温度。 但也导致NO，排放量增加。当燃烧空气由27℃预热至315℃，NO的排放量将会增加3倍。 不宜用于燃煤、燃油锅炉；对于燃气锅炉，则有明显降低NOx排放的效果。
烟气循环燃烧
将燃烧产生的部分烟气冷却后，再循环送回燃烧区，起到降低氧浓度和燃烧区温度的作用，以达到减少NOx（主要热力型）生成量的目的。
分段燃烧技术
第一段：氧气不足，烟气温度低，NOx生成量很小 第二段：二次空气，CO、HC完全燃烧，烟气温度低
再燃技术
在炉膛的特定区域内注入再燃燃料（占燃料总量的10%~30%），其需要使用微细的煤粉，在每个区域都需要保证充分的停留时间，才能达到完全燃烧。
浓淡燃烧技术
当空燃比接近1时，NOx生成量最大。 空燃比小于1时，由于氧浓度较低，燃烧过程缓慢，可抑制NOx的生成。 当空燃比大于1.5时，由于燃烧温度较低，也能抑制NOx的生成。
先进的低NOx燃烧技术
炉膛内整体空气分级的低NOx燃烧器
空气分级的低NOx旋流燃烧器
浓淡偏差型低NOx燃烧器
空气/燃料分级低NOx燃烧器
尾部控制
特征
把已经生成的NOx通过某种手段还原为N2，从而降低NOx的排放量。
烟气脱硝技术
难点
要处理的烟气体积太大，但NOx浓度相对较低
NOx总量相对较大，需考虑废物最终处置的难度和费用
分类
选择性催化还原 SCR
技术原理
该技术利用脱硝还原剂（液氨、氨水、尿素等)，在催化剂的作用下选择性地将NOx还原成N2和H2O
系统构成
脱硝反应器、还原剂储存及供应系统、氨喷射器、控制系统四个部分
特点
SCR技术对煤质变化、机组负荷波动等具有较强的适应性，应根据烟气特点选择适用的催化剂。SCR的脱硝效率为50%～90%，整个脱硝系统的阻力一般控制在1400Pa以下，能耗主要是风机的电耗，占对应机组发电量的0.1%~0.3%。
优点
没有副产物、不形成二次污染、装置结构简单、技术成熟、脱硝效率高、运行可靠、便于维护
缺点
锅炉启停机及低负荷时，烟气温度达不到催化剂运行温度要求，此时SCR系统不能有效运行。逃逸氨和三氧化硫反应生成硫酸氢铵，易导致催化剂和空气预热器堵塞。逃逸氨及废弃催化剂处置不当会引起二次污染，采用液氨作为还原剂会存在一定的安全风险。
发展应用
(1）全负荷脱硝技术 通过改造锅炉热力系统或烟气系统，提高低负荷下SCR反应器入口烟气温度，或者采用宽温度窗口催化剂，实现各种负荷条件下的SCR稳定高效运行。 (2)脱硝增效技术 通过增加运行催化剂层数或有效层高，增加催化剂用量，脱硝效率可以提高到90%以上。
选择性非催化还原SNCR
技术原理
尿素或氨基化合物注入烟气作为还原剂将NOx还原为N2
优点
易于安装。在较小容量的锅炉上，脱硝率可达60%以上。
缺点
较大的锅炉的脱硝率往往较低，原因可能是炉中的反应物难以达到均匀。锅炉的运行负荷也对SNCR的脱硝率产生影响，这主要是锅炉负荷影响了烟气温度及烟气在膛的停留时间。
吸收法净化烟气中的NOx
NOx能够被水、氢氧化物和碳酸盐溶液、硫酸、有机溶液等吸收。
吸附法净化烟气中的NOx
吸附法既能比较彻底地消除NOx的污染，又能将NOx回收利用。常用的吸附剂为活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤等。
烟气同时脱硫脱硝技术
电子束缚法
过程为干法，不产生废水废渣；能同时脱硫脱硝，可达到90%以上的脱硫率和80%以上的脱硝率；系统简单，操作方便，过程易于控制；对于不同含硫量的烟气和烟气量的变化有较好的适应性和负荷跟踪性；副产品为硫酸铵和硝酸铵混合物，可用作化肥
湿法同时脱硫脱硝技术
氯酸氧化法
可以在NOx入口浓度更大的范围内脱除NOx，且该工艺的操作温度低，可在常温下进行。
但工艺产生酸性废液，存在运输及贮存等问题；由于氯酸对设备的腐蚀性较强，设备须加防腐内衬，增加了投资。
湿法FGD添加金属螯合剂
湿法FGD可脱除90%以上的SO2，但由于NO在水中溶解度很低，对NO几乎无脱除作用。 但一些金属螯合物可与溶解的NOx迅速发生反应，具有促进NOx吸收的作用。
缺点主要是在反应中螯合物有损失，其循环利用困难，造成运行费用很高。
干法同时脱硫脱硝技术
NOXSO法
烟气通过一个置于除尘器下游的流化床，在流化床内SO2和NOx为吸附剂所吸附，吸附剂是用碳酸钠泡制过的具有大表面积的球形粒状氧化铝，净化过的烟气再排入烟囱。
吸附剂饱和后用高温空气加热放出NOx，含有NOx的高温空气再送入锅炉进行含氮烟气再循环。
被吸附的硫在再生器内回收，硫化物在高温下与甲烷反应生成含有高浓度SO2和H2S的气体，所排出的气体在专门的装置中变成副产品——单质硫。该技术可脱除97%的SO2和70%的NOx。
SNRB法
把所有的SO2、NOx和颗粒处理都集中在一个设备内，即一个高温的集尘室中。在省煤器后喷入钙基吸收剂脱除SO2，在气体进入布袋除尘器前喷入NH3，在布袋除尘器的滤袋中悬浮SCR催化剂以去除NOx。
占地面积小。减少了催化剂层的堵塞、磨损和中毒。缺点成本高。
硫氧化物污染源控制
硫循环和硫排放
硫的存在形式
地壳中
硫酸盐（主要）
石膏
硬石膏
有机染料
（硫含量）木材＜石油＜煤炭
大气中
硫化氢H2S
二氧化硫SO2
三氧化硫SO3
硫氧化物：S0X是全球硫循环中的重要化学物质，它在大气中反应生成硫酸雾和硫酸盐，是造成大气污染和酸化的主要污染物之一。
控制二氧化硫排放的方法
采用低硫燃料和清洁能源替代
燃烧前的燃料脱硫
煤炭的固体加工
煤炭洗选
原因
除去煤中的杂质（矸石、硫分等）
定义
利用煤和杂质的物理、化学性质的差异，通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离，并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。
分类
物理选煤
根据煤炭和杂质物理性质（如粒度、密度、硬度、磁性及电性等）上的差异进行分选。分选后原煤含硫量降低40%~90%。
物理化学选煤 （浮游选煤，简称浮选）
依据矿物表面物理化学性质的差别进行分选。浮选设备主要包括机械搅拌式浮选和无机械搅拌式浮选两种。
化学选煤
借助化学反应使煤中有用成分富集，除去杂质和有害成分的工艺过程。目前在实验室常用化学选煤的方法脱硫。
微生物选煤
用某些自养性和异养性微生物，直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫
型煤固硫
将不同的原料煤经筛分后按制定的比例配煤，粉碎后同经过预处理的黏结剂和固硫剂混合，经干馏成型或直接压制成型及干燥，即可得到具有一定强度和形状的成品工业固硫型煤。
煤炭的转化
煤炭气化
原料煤
褐煤、烟煤和无烟煤
气化剂
空气、氢气、氧气和水蒸气
生成气体
CO、CO2、氢气、甲烷和水蒸气
气化介质
空气（氮气）
气化过程
煤中灰分以固态或液态废渣形式排出，硫则主要以硫化氢形式存在于煤气中。
发展方向
气化压力由常压向中高压（85MPa）发展；
气化温度向高温（1500～1600℃）发展；
气化原料（煤种、粒度）向多样化发展；
固态排渣向液态排渣发展。
气化方法分类 （按煤在气化炉中的流体力学分类）
固定床气化
煤料基本不发生湍动，随自身的气化和炉底灰渣的排出，缓慢地自上而下移动，气化剂则由下而上逆向通过煤层，取得较好的热交换。
流化床气化
也称沸腾床气化。以8mm以下的小煤粒为原料。受气化剂推动，小煤寂发生湍动，以致翻滚，床层疏松膨胀，犹如液体沸腾。温度均匀，气固接触良好，细媒粒的比表而积大，气化强度高。
气流床气化
也称粉尘法气化。气流床气化可分为水煤浆气化和粉煤气化两种技术。
熔融床气化
将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内进行气化。煤气主要是氢、一氧化碳和甲烷等可燃混合气。
煤炭液化
定义
煤炭液化是将煤在适宜的反应条件下转化为洁净的液体燃料和化工原料的过程。
分类
煤直接液化工艺
煤间接液化工艺
重油脱硫
常用方法
钼、钴和镍等的金属氧化物催化剂作用下，通过高压加氢反应，切断碳与硫的化学键，以氢置换出碳，同时氢与硫作用形成硫化氢，丛重油中分离出来，用吸收法除去。
缺点
催化剂中毒
分类
直接脱硫
选用抗中毒性能较好的催化剂，将重油直接引入装有催化剂的反应塔加氢脱硫，同时采取适当防护措施
间接脱硫
先把重油减压蒸馏，分成馏出油和残油，再分开处理。
燃烧过程中脱硫 （流化床燃烧脱硫）
流化状态的必要条件
维持料层内煤粒间的气流实际速度大于临界值而小于输送速度
流化床燃烧固体燃料的优点 （燃烧方式的特点）
1.清洁燃烧，脱硫率可达80%-95%，N0x排放可减少50%；
2.燃料适应性强，特别适合中、低硫煤；
3.燃烧效率高，可达95%-99%；
4.负荷适应性好。负荷调节范围30%-100%。
床层温度
一般控制在850-950℃。 过低时，煤中析出的某些挥发分和燃烧中产生的CO来不及燃尽就从床层逸出，从而降低燃烧效率。 由于料层中绝大部分是灰粒，为防止运行中结渣，床层温度一般不宜超过1000℃。
流化床锅炉分类
按流态不同
鼓泡流化床锅炉
循环流化床锅炉
按运行压力不同
常压流化床锅炉
增压流化床锅炉
6-16MPa能进一步强化燃烧与传热，使燃烧室体积大大缩小。
流化床燃烧脱硫的化学过程
特点
床内流化使脱硫剂和SO2能充分混合接触；燃烧温度适宜，不易使脱硫剂烧结而损失化学反应表面；脱硫剂在炉内的停留时间长，利用率高。
脱硫剂
石灰石（CaCO3）和白云石（CaCO·MgCO3）
流化床脱硫的主要影响因素
钙硫比
脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比
煅烧温度
常压流化床燃烧最佳的脱硫温度范围为800~850℃。与脱硫剂的孔隙结构变化有关。
脱硫剂的颗粒尺寸
小于发生扬析的临界粒径时，脱硫剂发生扬析，此时颗粒停留时间减少，但由于小颗粒的比表面积较大，因而其脱硫率仍是增加的。
脱硫剂的孔隙结构
既要保证有一定的孔隙容积，又要保证孔道随反应进行不易堵塞。
脱硫剂的种类
天然石灰石
常压运行时，倾向于采用石灰石作脱硫剂；增压运行时，采用何种脱硫剂视具体情况而定。
白云石
孔径分布和低温煅烧性能好，但运行压力低时，更易于爆裂成细粉末，在吸收更多的硫之前遭到扬析。用量大、废渣多。
末端尾气脱硫 （低浓度二氧化硫烟气脱硫）
烟气脱硫法分类
按方法
抛弃法
在脱硫过程中将形成的固体产物废弃，这需要连续不断地加人新鲜的化学吸收剂。
再生法
与SO2反应后的吸收剂可连续地在一个闭环系统中再生，再生后的脱硫剂和由于损耗需补充的新鲜吸收剂再回到脱硫系统循环使用。
按脱硫剂是否以溶液（浆液）状态进行脱硫
湿法
指利用碱性吸收液或含催化剂粒子的溶液，吸收烟气中的SO2。
干法
利用固体吸附剂和催化剂在不降低烟气温度和不增加湿度的条件下，除去烟气中的SO2。
湿干法/半干法
喷雾干燥法工艺采用雾化的脱硫剂浆液进行脱硫，但在脱硫过程中雾滴被蒸发干燥，最后的脱硫产物也呈干态，因此常称为湿干法或半干法。
石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
现状
开发较早，工艺成熟，吸收剂廉价易得，因而应用广泛。
原理
使用石灰石、石灰或碳酸钠等浆液作为洗涤剂，在吸收塔内对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2
工艺流程及设备
锅炉烟气经除尘、冷却后送入吸收塔，吸收塔内用配制好的石灰石或石灰浆液洗涤含SO2的烟气，洗涤净化后的烟气经除雾和再热后排放。吸收塔内排出的吸收液流入循环槽，加入新鲜的石灰石或者石灰浆液进行再生。
影响吸收洗涤塔的因素
设备腐蚀
结垢和堵塞
除雾器堵塞
脱硫剂的利用率
脱硫产物
工艺参数
浆液PH
包固现象
石灰石粒度
一般要求90%通过325目筛（44um），纯度要求大于90%。
液气比
液气比在5.3L/m3以上时，SO2去除率平均为87%；液气比小于5.3L/m3时，S02去除率平均为78%
钙硫比
钙硫比=1.1时，SO2去除率可达70%
湿法烟气脱硫技术特点
优点
（1）脱硫效率高，有的装置在Ca/S约等于1时，脱硫效率大于90%；
（2）吸收剂利用率高，可超过90%；
（3)煤种适应性强，副产品易于回收；
(4）设备运转率高，已达90%以上
缺点
(1)但是该工艺装置的基建投资大(约占电厂投资的11~18%)
（2)运行费用高（约占电厂总运行费用的8~18%)
改进方法
加入乙二酸的石灰石湿法脱硫
己二酸抑制气液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加速液相传质。己二酸钙的存在增加了液相与SO2的反应能力、降低钙硫比。使利用率提高到80%以上，减少固废两
加入硫酸镁的石灰石湿法烟气脱硫
以改进溶液化学性质，使SO2以可溶性盐的形式被吸收，而不是亚硫酸钙或硫酸钙，解决结垢问题。
双碱法烟气脱硫
用碱金属盐类或碱类的水溶液吸收SO2，然后用石灰或石灰石再生吸收SO2后的吸收液，将SO2以亚硫酸钙或硫酸钙形式沉淀析出，得到较高纯度的石膏，再生后溶液返回吸收系统循环使用。解决结垢问题和提高SO2的利用率。
喷雾干燥法烟气脱硫技术
优点
设备和操作简单，占地面积相对较小，可使用碳钢作为结构材料，不产生有微量金属元素污染的废水。
缺点
对吸收剂的质量要求较高；脱硫副产品大部分是CaSO3，难于进行综合利用。
适用
主要用于低硫煤烟气脱硫
吸收塔温度
要求足够地低，以满足脱硫化学反应的要求；要求保证高于露点，以防止设备和烟道的腐蚀。 在钙硫比不变的情况下，通过水量的变化来控制吸收塔的出口温度。
子主题
子主题
影响因素
钙硫比
随着钙硫比的增加，脱硫率也增大，但其增大的幅度由大到小，最后趋于平稳。
吸收塔出口温度
SO2脱除反应的基本条件是吸收剂雾滴必须含有水分。
灰渣再利用
提高钙的利用率，改善传热传质条件，改善吸收塔塔壁结垢的趋势。
其他湿法脱硫工艺
海水脱硫法
基本原理
自然界海水呈碱性，pH值8.0-8.3，SO2为海水吸收后，生成可溶性硫酸盐，恢复硫自然循环。
工艺特点
脱硫效率及其保证率高，脱硫效率可达90%以上；
不产生任何固态或液态废弃物；
投资省，运行费用低，占电厂总投资的（7-8）%；
直接运行费用表现为系统电耗，占机组发电量的（1-1.5）%
氨法烟气脱硫
流程
（1）吸收过程：烟气依次经过三个吸收塔，其中的SO3被吸收液吸收，并生成亚硫酸氨和硫酸氢氨；
（2）中和结晶：由吸收反应产生的高浓度亚硫酸氨与硫酸氢氨吸收液，先经过灰渣过滤器除去烟尘，再在结晶反应器内与氨起中和反应，同时用水间接冷却，使亚硫酸氨结晶析出；
（3）结晶分离：由结晶分离器底部出来的含亚硫酸氨结晶悬浮物进入离心机，分离出固体结晶体作为副产品，剩下的滤液再回到吸收塔内重复使用。
特点
脱硫效率可达到99%、可得到副产品作化肥、无废水和废弃物排放
干法烟气脱硫技术
特点
所得到得脱硫产物是干态形式 投资较湿法低、无需装设除雾器及烟气再热器 适合于含硫量中等、有高品位石灰石来源的电厂应用
举例
干法喷钙脱硫
循环流化床烟气脱硝
除尘装置
机械除尘器
重力沉降室
原理
通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置。含尘气流进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低，使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
优点
结构简单，投资少，压力损失小（一般为50~130Pa），维修管理容易。
缺点
体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较大（50μm以上）和较重的粒子。
设计
模式
层流式重力沉降室
假定
是在沉降室内气流为柱塞流，流速为v0(m/s），流动状态保持在层流范围内；颗粒均匀地分布在烟气中。粒子仅在重力和气体阻力的作用下，每个粒子以其沉降速度us(m/s)独立沉降，在水平方向粒子和气流具有相同速度。
公式
斯托克斯沉降公式 算出重力沉降室能100%捕集的最小粒子直径
返混现象
工程上用36替代公式中的18
提高效率途径
降低沉降室内的气流速度（一般为0.3-2.0m/s）； 增加沉降室长度或降低沉降室高度。 粒子粒径越大，粒子形状越圆，沉降效率越好
多层沉降室
湍流式重力沉降室
假定沉降室中气流为湍流状态，在垂直于气流方向的每个横截面上粒子完全混合，即各种粒径的粒子都均匀分布于气流中。
要求
1.保证粉尘能沉降，L足够长； 2.气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间。 3.能100%沉降的最小粒径
主要内容
先要算出欲100%捕集粒子的沉降速度us，并假设沉降室内的气流速度和沉降室高度（或宽度），然后求出沉降室的长度和宽度（或高度）。
惯性除尘器
机理
含尘气流运动过程中遇到障碍物(如挡板、水滴等)时，气流会改变方向而绕流，细小的尘粒会随气流一起流动，而较大的尘粒惯性较大，则脱离流线保持自身的惯性运动，于是尘粒就和物体发生了碰撞。
特点
净化效率不高，故一般只用于多级除尘中的第一级除尘，捕集20um及以上的粗尘粒。压力损失依类型而定，一般为100~1000Pa。
结构类型
以气流冲击挡板捕集较粗粒子的冲击式
通过改变气流流动方向而捕集较细粒子的反转式
旋风除尘器
机理
使含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。
特点
结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。分离5-10μm及以上颗粒物。
组成
进气管、筒体、锥体、排气管
运动过程
过程
含尘气流进入除尘器后，沿外筒内壁由上向下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。
气流
外涡旋
内涡旋
上涡旋
气流速度
切向速度
决定气流速度大小的主要速度分量，也是决定气流质点离心力大小的主要因素
外涡旋的切向速度反比于旋转半径R的n次方；内涡旋的切向速度正比于旋转半径R，比例常数等于气流的旋转角速度ω。在内、外涡旋交界圆柱面上，气流的切向速度最大。
径向速度
轴向速度
压力损失
评价旋风除尘器设计和性能的主要指标。
影响因素有除尘器的尺寸、入口气体含尘浓度（反比）、内部构造
除尘效率
颗粒直径为某值时，其除尘效率可达100%，此时的颗粒直径为全分离直径dc100（临界直径） 当颗粒直径为某值时，除尘效率为50%，此时的直径为半分离直径dc50（分割直径）。 分离直径越小，除尘其性能越好。
影响旋风除尘器性能的因素
二次效应
定义
在较小粒径区间，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流被捕集，实际效率高于理论效率。 在较大粒径区间，粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起，实际效率低于理论效率。
解决方法
通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器上
比例尺寸
①筒体直径D越小，粒子受到的惯性离心力越大，除尘效率越高；但过小粒子容易逃逸，使效率下降。 ②排气管直径越小，分割直径越小，即除尘效率越高；但太小会导致压力损失的增加，一般取排气管直径de=（0.4~0.65）D。 ③锥体适当加长，对提高除尘效率有利。 ④筒体和锥体总高度不大于5倍筒体为宜。
除尘器下部的严密性
除尘器下部不严密，漏入外部空气，会把正在落入灰斗的粉尘重新带走，使除尘效率显著下降。 收尘量不大的除尘器，可在下部设固定灰斗，定期排除。 收尘量较大要求连续排灰时，可设双翻板式或回转式锁气器。
烟尘的物理性质
气体的密度和黏度、尘粒的大小和相对密度、烟气含尘浓度等各种物理性质都影响旋风除尘器的效率。
烟气入口速度
提高烟气入口速度，旋风除生器分割直径变小，使除尘器性能改善。 但入口速度过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重新卷入气流中，导致除尘效率的下降。 通常依旋风除尘器的直径而选用的实际入口速度在10~25m/s
结构形式
按进气方式分类
切向进入式
直入式
设计制造方便，性能稳定
蜗壳式
减小沉粒向外筒内壁的沉降距离，利于粒子分离
轴向进入式
能够处理的气体量大，且气流分布较均匀，主要用于多管旋风除尘器和处理气体量大的场合。
按气流组织分类
回流式
直流式
平流式
旋流式
多管旋风除尘器
效率高、处理气体量大、易于布置、与烟道连接方便。 但是对旋风子制造、安装和装配的质量要求较高。
设计选型
基本步骤
（1)根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征，及除尘要求、允许的压力损失和制造条件等因素全面分析，合理地选择旋风除尘器的类型。 （2）根据使用时允许的压力损失确定气体入口速度v1（一般取12-25m/s） （3）根据处理烟气量，确定旋风除尘器的进口截面积A、入口宽度b和高度h。 (4)确定各部分几何尺寸：由进口截面积A和入口宽度b及高度h定出各部分的几何尺寸。（常用查表）
遵循原则
①为防止粒子短路漏到排气管，h≤s，其中s为排气管插入深度； ②为避免过高的压力损失，b≤（D-de）/2； ③为保持涡流的终端在锥体内部，（H+L)≥3D； ④为使粉尘易于滑动，锥角= 7°～8°； ⑤为获得最大的除尘效率，de/D ≈ 0.4～0.5,（H+L）/de ≈ 8～10；s/de=1；
电除尘器
设备定义
含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。
区别
分离力（主要是静电力）直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上
特点
分离粒子耗能小、气流阻力也小，对亚微米级的粒子也能有效地捕集。
优点
（1）压力损失小一般为200～500Pa； （2）处理烟气量大； （3）能耗低； （4）对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99%； （5）可在高温或强腐蚀性气体条件下操作。
工作原理
电晕放电
定义
空间电荷的积累和分布状况不同，气体在不均匀电场的局部自持放电
起始电晕电压
影响因素
包括电极的形状、电极间距离，气体组成、压力、温度，气流中要捕集的粉尘的浓度、粒度、电阻率以及它们在电晕电极和集尘极上的沉积等。
悬浮粒子荷电
电场荷电/碰撞荷电
离子在静电力作用下作定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电
粒径大于0.5μm的粒子以电场荷电为主
扩散荷电
由离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程（不规则的热运动）
粒径小于0.15μm的粒子以扩散荷电为主
带点粒子在电场内迁移和捕集
驱进速度
粒子捕集效率
有效驱进速度
将捕集物从集尘表面清除
湿式清灰
用水冲洗集尘板，使集尘板表面经常保持着一层水膜，粉尘降落在水膜上时，随水膜流下
粉尘重新进入量小，改进了电除尘器的操作，同时也可净化 分有害气体，如SO2、HF等。
主要问题是集尘板腐蚀和污泥处理。
干式清灰
由机械撞击或电极振动产生的振动力所清除。
除尘效率的影响因素
粉尘电阻率
电导率低于10 -10（Ω·cm)-1，即电阻率大于10 10Ω·cm的粉尘，通常称为高电阻率粉尘。
高电阻率粉尘将影响电除尘器的操作和性能，导致除尘效率降低。
克服方法：保持电极表面尽可能清洁，采用较好的供电系统，烟气调质，以及发展新型电除尘器。
长高比
定义：集尘板有效长度与高度的比值，直接影响振打清灰时的二次扬尘量。 集尘板不够长，部分下落灰尘在到达灰斗之前可能被烟气带出除尘器，降低了除尘效率
气流速度
风速大，粉尘在除尘器内的时间短，荷电的时机下降，且易发生二次扬尘，使除尘效率降低。风速过低，电除尘器体积大，投资也要增大。
气体的含尘浓度
粉尘浓度过高，粉尘阻碍离子运动，电晕电流下降，严重时为零，出现电晕闭塞，除尘效果急剧恶化
选择和设计
1.比集尘板表面积的确定
2.长高比的确定
3.气流速度的确定
4.气体的含尘浓度
袋式除尘器
涉及机理
筛滤作用
当粉尘粒径大于滤布孔隙或沉积在滤布上的尘粒间孔隙时，粉尘即被截留下来。
惯性碰撞
当含尘气流接近过滤纤维时，气流将绕过纤维，而尘粒由于惯性作用继续直线前进，撞击到纤维上即会被捕集，这种惯性碰撞作用，随粉尘粒径及流速的增大而增强。
滞留
细小的尘粒随气流绕流时，如流线和物体表面靠得很近，有些尘粒就和物体表面接触，从气流中分离出来。
扩散
小于1um的微小粒子在气流中会和气体一样作不规则的布朗运动，布朗运动随粒径减小而增大。若作布朗运动的尘粒和物体表面接触，就可能从气流中分离。
静电力
重力沉降
气流中的尘粒依靠重力自然沉降，从气流中分离出来。
工作机理
含尘气体从下部孔板进入圆筒形滤袋内，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的净化后气体由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。
除尘过程
含尘气-滤料-形成粉尘初层-过滤、清灰（保持初层）
特点
袋式除尘器是利用棉毛、人造纤维等织物进行过滤的一种除尘装置，滤料本身的网孔较大，约20~50um，绒布约5~10um，却能除去粒径1μm以下的颗粒，除尘效率很高。新滤料除尘效率不高。
优点
随着纤维布厚度的加厚，除尘效率是增加的。
除尘效率高，可达99%以上，回收一部分干料，净化气体可循环使用，节省能源
适应性强，能处理不同类型的颗粒污染物(包括电除尘器不易处理的高比电阻粉尘)，袋滤器可大可小
操作弹性大，入口气体含尘浓度变化较大时，对除尘效率影响不大
结构简单，使用灵活，便于回收干料
缺点
不易处理湿度大，粘度大的气流，投资较高
压力损失大，造成处理风量小，能耗大，压力降过大，粉尘造成局部穿孔，并造成滤布损失大
其应用受到滤布耐温、耐腐等操作性能的限制
一般滤布的使用温度应小于300℃，烟气温度不能低于露点温度。
压力损失
决定
装置的能耗大小、除尘效率、清灰时间间隔
包括
通过清洁滤料的压力损失
通过灰层的压力损失
当灰层形成后，压力损失为500~570Pa时，除尘效率达99%； 当压力损失接近1000Pa，一般需要对滤袋清灰
除尘器结构的压力损失
袋式除尘器的压力损失一般控制在800-1500Pa，当阻力达到预定值时，需对滤袋清灰(清灰时间间隔），入口含尘浓度大，清灰时间变短，清灰次数增加，滤料寿命缩短。
滤料
①性能良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低、使用寿命长，同时具备耐热、耐磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。 ②表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于含尘浓度低、黏性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高。 ③表面起毛（绒)的滤料（如羊毛毡）容尘量大，颗粒能深入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰。
清灰
机械振动清灰
定义
利用机械传动使滤袋振动，迫使沉积在滤袋上的粉尘层落入灰斗。
振动方式
滤袋沿水平方向摆动，或沿垂直方向振动，或靠机械转动定期将滤袋扭转一定的角度，使沉积于滤袋的颗粒层破碎而落入灰斗中。
特点
过滤风速一般取1.0~2.0m/min，压力损失为800~1200Pa。优点是工作性能稳定，清灰效果较好。但滤袋常受机械力作用，损坏较快，滤袋检修与更换的工作量大。
逆气流清灰
定义
利用反吹空气从反方向通过滤袋和粉尘层，借气流力使滤袋上的粉尘脱落
形式
反吹风和反吸风
操作过程
过滤过程与机械振动清灰式相同，但在清灰时，要关闭含尘气流阀门，将含尘气流通往其他袋室，开启逆气流进行反吹风。此时滤袋变形，沉积在滤袋内表面的灰层破坏、脱落。通过花板落入灰斗。安装在滤袋内的支撑环可以防止滤袋被完全压扁。
特点
过滤风速一般为0.3~1.2m/min，压力损失控制范围为1000~1500Pa。结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特别适用于粉尘黏附性小的玻璃纤维滤袋的情况。
脉冲喷吹清灰
定义
利用4~7个标准大气压的压缩空气反吹，产生强度较大的清灰效果。压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，导致积附在滤袋上的灰层脱落。
特点
可能使滤袋清灰过度，继而使粉尘通过率上升，因此须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持续时间（通常为0.1～0.2s）。每清灰一次，称为一个脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲周期，通常为60s。
控制参数
脉冲压力、频率、脉冲持续时间和清灰次序。
影响效率的主要因素
滤布积尘厚度
积尘后>粉尘初层＞振打后>新清洁滤料 粉尘初尘为袋式除尘器的主要过滤层，提高了初尘效率。故不要过度清灰，不应破坏粉尘初尘。
除尘器压力
滤袋两侧压力差增大会把吸附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。
过滤速度
较大粒子，要求大的过滤速度，此时效率高，2m/min为宜。 小于1μm的粒子，减小过滤速度，则效率增大，0.6-1.0m/min
滤布结构和性质
绒布的效率大于素布的效率；长绒的大于短绒的
粒径大小
dp=0.3um的粒子效率较低。因为恰是惯性与拦截捕集作用的下限，扩散的上限。
清灰方式、滤料种类
设计和应用
设计
（1）选定除尘器形式、滤料及清灰方式
（2)计算过滤面积：根据含尘浓度、滤料种类及清灰方式等，即可确定过滤气速，并得出总过滤面积。
（3）除尘器设计：如果选择定型产品，则根据处理烟气量和总过滤面积，即可选定除尘器型号规格。
应用
袋式除尘器不宜处理含有油雾、凝结水、粘性大的粉尘气流，不耐高温，此设备效率高，广泛用于各工业生产的除尘器中，尤其对细小干燥的粉尘更适宜。
湿式除尘器
设备概述
湿式除尘器是使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒，或使粒径增大的装置。湿式除尘器可以有效地将直径为0.1~20μm的液态或固态粒子从气流中除去，同时，也能脱除气态污染物。
除尘机理
惯性碰撞
碰撞参数
定义停止距离与液滴直径的比值为惯性碰撞参数N1
扩散效应、粘附、扩散漂移和热漂移、凝聚作用
优点
结构简单、造价低、占地面积小、操作和维修方便，以及净化效率高等优点，能够处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能性减至最低。
缺点
设备和管道腐蚀，污水和污泥的处理等问题。不利于副产品的回收。冬天可能冻结，动力能耗大
分类
总体分类
低能湿式除尘器
压力损失为0.2~1.5kPa，包括喷雾塔和旋风洗涤器等，在一般运行条件下的耗水量(液气比）为0.5~3.0L/m2，对10pm以上颗粒的净化效率可达90%～95%；
高能湿式除尘器
压力损失为2.5~9.0kPa，净化效率可达99.5%以上，如文丘里洗涤器等。
按净化机理分
①喷雾塔洗涤器（重力喷雾洗涤器）；②旋风洗涤器；③自激喷雾洗涤器；④板式洗涤器；⑤填料洗涤器；⑥文丘里洗涤器；⑦ 机械诱导喷雾洗涤器。
重点湿式除尘器
喷雾塔洗涤器
喷雾塔具有结构简单、压力损失小、操作稳定等特点，经常与高效洗涤器联用捕集粒径较大的颗粒。
旋风洗涤器
适合于处理烟气量大和含尘浓度高的场合。它可以单独采用，也可以安装在文丘里洗涤器之后作为脱水器。
文丘里洗涤器
洗涤器组成
进气管、收缩管、喷嘴、喉管、扩散管、连接管
除尘过程
含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能，在喉管入口处，气速达到最大，一般为50~180m/s。洗涤液（一般水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速。充分的雾化是实现效除尘的基本条件。
通常假定
①微细颗粒以与气流相同的速度进人喉管；
②洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管部分被逐渐加速。
几何尺寸
进气管直径按与之相接管道直径确定；
管道中气流速度一般为16~22m/s；
收缩管的收缩角常取23°~25°；
喉管直径按喉管气速确定
其截面积与进气管截面积之比的典型值为1：4；
扩散管的扩散角一般为5°~7°
扩散管出口的直径按与其相接的除雾器要求的气速确定
一般设1～2m长的连接管，再接除雾器。
收缩管和扩散管长度以公式确定
喉管长度以喉管直径的0.8-1.5倍，或取200-500mm
压力损失
文丘里洗涤器内高速气流的动能要用于雾化和加速液滴，因而气流的压力损失自然大于其他湿式和干式除尘器。
影响除尘因素
粒径分布大的微粒收集效果更好
入口气流速度越快除尘效果越好
除尘效率
颗粒污染物控制技术基础
颗粒
颗粒粒径定义方法
显微镜法
定向直径dF/菲雷特直径
各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度
定向面积等分直径dM/马丁直径
各颗粒在投影图中按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度
投影面积直径dA/黑乌德直径
与颗粒投影面积相等的圆的直径
黑乌德测定分析： 同一颗粒的dF＞dA＞dM
筛分法
筛分直径
颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度。
等圆法
等体积直径dV
与颗粒体积相等的圆球的直径。
沉降法
斯托克斯直径dS
为在同一流体中与颗粒的密度相同且最终沉降速度相等的圆球的直径。
空气动力学当量直径da
为在空气中与颗粒的最终沉降速度相等的单位密度(1g/cm³）的圆球的直径
圆球度
圆球度是与颗粒体积相等的圆球的表面积和颗粒的表面积之比，表示颗粒形状与圆球形颗粒不一致程度的尺度。 圆球度的值总是小于1，正方体的圆球度=0.806
粒径分布
定义
粒径分布是指不同粒径范围内的颗粒的个数（或质量或表面积）所占的比例，也称分散度。
表示所占比
个数分布
个数频率
个数筛下累积频率F
个数频率密度p
（个数）众径dd
F曲线是有一拐点的“S”形曲线，拐点发生在个数频率密度p为最大值时对应的粒径处，这一粒径称众径。最大频率密度直径。
个数中位粒径NMD/d50
筛下累积频率为50%时对应粒径，
质量分布
质量频率
质量筛下累积频率G
质量频率密度q
质量众径
质量中位粒径MMD/d50
平均粒径
dd
d50
长度平均粒径/算数平均粒径dL
表面积平均粒径dS
体积平均粒径dV
几何平均粒径dg
粒径分布函数
正太分布
图形对称，众径=中位径=平均粒径
对数正态分布
无论是质量分布，粒数分布还是表面积分布均是对数正态分布，且几何标准差相同。
罗辛-拉姆勒分布（R-R分布）
粉尘
密度
真密度
若粉尘体积不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，而是粉尘自身所占的真实体积，则以此真实体积求得的密度称为粉尘的真密度。
堆积密度
堆积体积包括颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，以此堆积体积求得的密度称为粉尘的堆积密度
空隙率
粉体颗粒间和内部空隙的体积与堆积粉体的总体积之比称为空隙率 对于一定种类的粉尘，其真密度为一定值，堆积密度则随空隙率e而变化
安息角
粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，也称动安息角或堆积角等，一般为35°~55°。
滑动角
自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板作倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角，也称静安息角，一般为40°~55°。
安息角小的粉尘，其流动性好； 安息角大的粉尘，其流动性差。
比表面积
单位体积（或质量）粉尘所具有的表面积。
含水率
粉尘中的水分包括附着在颗粒表面上的和包含在凹坑处与细孔中的自由水分，以及紧密结合在颗粒内部的结合水分。 粉尘中的水分含量，一般用含水率表示，是指粉尘中所含水分质量与粉尘总质量（包括干粉尘与水分）之比。
湿润性
粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的性质称为粉尘的润湿性。 与液体接触时，如果接触面能扩大而相互附着，则称为润湿性粉尘；如果接触面趋于缩小而不能附着，则称为非润湿性粉尘。
荷点性
粉尘荷电的因素：如电离辐射、高压放电或高温产生的离子或电子被颗粒所捕获，固体颗粒相互碰撞或它们与壁面发生摩擦时产生的静电。粉尘的生产过程也可能荷电。
导电性
电阻率表示
高温 体积电阻率
低温 表面电阻率
黏附性
粉尘颗粒附着在固体表面上，或者颗粒彼此相互附着的现象称为黏附。后者也称为自黏。 附着的强度，即克服附着现象所需要的力（垂直作用于颗粒重心上）称为黏附力。 粉尘颗粒之间的黏附力分为三种（不包括化学黏合力）：分子力（范德华力）、毛细力和静电力（库仑力）。三种力的综合作用形成粉尘的黏附力。
自燃性
粉尘的自燃是指粉尘在常温存放过程中自然发热，此热量经长时间的积累，达到该粉尘燃点而引起燃烧的现象。 粉尘自燃的原因在于自然发热，并且产热速率超过物系的排热速率，使物系热量不断积累所致。 引起粉尘自然发热的原因有：①氧化热，即因吸收氧而发热②分解热，因自然分解而发热③聚合热，因发生聚合而发热④发酵热，因微生物和酶的作用而发热
爆炸性
这里所说的爆炸是指可燃物的剧烈氧化作用，在瞬间产生大量的热量和燃烧产物，在空间造成很高的温度和压，故称为化学爆炸。 引起可燃物爆炸必须具备的条件有两个：一是由可燃物与空气或氧构成的可燃混合物达到一定的浓度范围；二是存在能量足够的火源。
评价净化装置性能
技术指标
处理气体流量
表现装置处理气体能力的大小，以体积流量表示。 实际运行的净化装置，用装置进口和出口的气体流量平均值作为处理气体流量的代表
净化效率
表现装置净化污染物的效果
除尘装置称为除尘效率，吸收装置称为吸收效率，吸附装置则称为吸附效率。
表示方法
总效率
通过率
分级效率
多级串联运行时的总净化效率
压力损失
表示装置能耗的大小，指装置的进口和出口气流全压之差。 通常压力损失与装置进口气流的动压成正比。
经济指标
设备费
运行费
占地面积
安装，操作，检修的难易度
颗粒捕集
除尘机理
将含尘气体引入具有一种或几种作用力的除尘器，使颗粒相对其运载气流产生一定的位移，并从气流中分离出来，最后沉降到捕集表面上。
考虑的作用力
流体阻力/拖曳力
外力
重力
离心力
惯性力
惯性碰撞
拦截
静电力
磁力
热泳力
颗粒之间的互作用力