大气污染控制综合项目工程知识点归纳期末复习总结.doc

第一章 概论
1、大气污染：大气污染普通系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够浓度，达到足够时间，并因而危害了人体舒服、健康和福利或环境现象。
2、大气污染源分类：大气污染按范畴来分：（1）局部地区污染；（2）地区性污染；（3）广域污染；（4）全球性污染
3、大气污染物：
Ø 气溶胶状污染物：指沉降速度可以忽视小固体粒子、液体粒子或固液混合粒子。
分类：飘尘、可吸入颗粒物、PM10（<10μm）；降尘（>10μm） TSP（<100μm 颗粒）
Ø 气态状污染物：1234为一次污染物，56为二次污染物。
一次污染物是指直接从污染源排到大气中原始污染物质
二次污染物是指有一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间通过一系列化学或光化学反映生成与一次污染物性质不同新污染物质。毒性更强。
（1）CO、CO2：重要来源：燃料燃烧和机动车车排气。
危害：①CO与血红蛋白结合危害人体；
②CO2排量多会使空气中O2量减少，其浓度增长，能产生“温室效应”。
（2） NOx、NO、NO2 ：来源：①由燃料燃烧产生NOx约占83%；
②硝酸生产、硝化过程、炸药生产及金属表面解决等过程。
危害：①对动植物体有强腐蚀性；②光化学烟雾重要成分。
（3）硫氧化物：来源：①化石燃料燃烧；②有色金属冶炼；③民用燃烧炉灶。
危害：①产生酸雨；②产生硫酸烟雾；③腐蚀生物机体。
（4） 大气中挥发性有机化合物VOCs：是光化学氧化剂臭氧和过氧乙酰硝酸酯（PAN）重要贡献者，也是温室效应贡献者之一。
来源：①燃料燃烧和机动车排气；②石油炼制和有机化工生产。
（5） 硫酸烟雾：大气中SO2等硫氧化物，在有水雾、具有重金属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映而生成硫酸雾或硫酸盐气溶胶。其引起刺激作用和生理反映等危害，要比SO2气体大多。
（6）光化学烟雾：在阳光照射下，大气中氮氧化物NOx、碳氢化合物HC（又称烃）和氧化剂（重要成分有臭氧O3、过氧乙酰硝酸酯PAN、酮类和醛类等）之间发生一系列光化学反映而生成蓝色烟雾。其刺激性和危害要比一次污染物严重得多。
4、大气污染影响
大气污染物侵入人体途径：
①表面接触；②食入具有大气污染物食物和水；③吸入被污染空气。
危害：①人体健康危害。②对植物危害：叶萎缩、枯烂、吸入到果实中；③对金属制品、油漆、涂料、建筑、古物等危害（重庆、长江大桥桥梁）；④对能见度影响；⑤局部气候影响；⑥对臭氧层破坏
能见度 、——颗粒密度kg/m3、颗粒直径μm ；
K——散射率，即受颗粒作用波阵面积与颗粒面积之比值；
ρ——视线方向上颗粒深度，mg/m3。
5、重要污染物影响
（1）二氧化硫SO2
A、形成硫酸烟雾
B、进入大气层后，氧化为硫酸（H2SO4）在云中形成酸雨
C、形成悬浮颗粒物
（2）悬浮颗粒物TSP（如：粉尘、烟雾、PM10）
A、随呼吸进入肺，可沉积于肺，引起呼吸系统疾病。
B、沉积在绿色植物叶面，干扰植物吸取阳光和二氧化碳 与 放出氧气和水分过程，从而影响植物健康和生长。
C、表面可以吸附空气中各种有害气体及其她污染物，作为载体。
（3）氮氧化物NOx
A、刺激人眼、鼻、喉和肺，会迅速破坏肺细胞。
B、在空中形成硝酸小滴，产生酸雨。
C、在有水雾、硫氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反映，生成硫酸烟雾。
D、与碳氢化合物和光化学氧化剂混合时，在光照下发生光化学反映生成危害更加严重光化学烟雾。
（4）一氧化碳CO
A、极易与血液中运载氧血红蛋白结合，结合速度比氧气快200多倍，因而，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕头疼，重者脑细胞受到永久性损伤，甚至窒息死亡。
例：受污染空气中CO浓度为100×10，如果吸入人体肺中CO全被血液吸，试估算人体血液中COHb（CO与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，血红蛋白对CO亲和力大概为对氧亲和力210倍）饱和度。
解：设人体肺部气体中氧含量与环境空气中氧含量相似，即为21%，取M=210， 则
式中、——吸入气体中CO和分压；
——玩赖常数，取210.
即血液中COHb与O2Hb之比为1:10，则血液中COHb饱和度为：

（5）挥发性有机化合物VOCs
是光化学氧化剂臭氧和过氧乙酰硝酸酯（PAN）重要贡献者，也是温室效应贡献者之一。
（6）有机化合物
特别是多环芳烃（PAHs），大多数有致癌作用。
（7）光化学氧化物
伤害眼睛和呼吸系统，加重哮喘类过敏症。
6、 大气污染物综合防治
含义：实质上就是为了达到区域环境空气质量控制目的，对各种大气污染控制方案技术可行性、经济合理性、区域适应性和实行也许性等进行最优化选取和评价，从而得出最优控制技术方案和工程办法。
办法：（1）全面规划、合理布局；（2）严格环境管理；（3）合理运用能源；（4）控制大气污染物排放；（5）倡导清洁生产；（6）绿化造林；（7）安装废气净化装置
7、环境空气质量原则
一级原则：为了保护自然生态和人群健康，在长期接触状况下，不发生任何危害性影响空气质量规定。
二级原则：为了保护人群健康和都市、乡村动植物在长期和短时间接触状况下，不发生伤害空气质量规定。
三级原则：为了保护人群不发生急性、慢性中毒和都市普通动、植物（敏感者除外）正常生产空气质量规定。
尚有大气污染物排放原则、大气污染控制技术原则、大气污染警报原则。
8、空气污染指数API

污染分指数都计算出后，取最大者为该区域或都市空气污染指数API，则该种污染物即为该区域或都市空气中首要污染物。API<50时，则不报告首要污染物。
空气污染指数
API
日均值
PM10
50
0.050
100
0.150
200
0.350
300
0.420
..
..
例：实测PM10浓度值=0.215 则
第二章 燃烧与大气污染
1、影响燃烧过程重要因素：（1）燃烧过程及燃烧产物。多数化石燃料完全燃烧产物是二氧化碳和水蒸汽。然而不完全燃烧过程将产生黑烟、一氧化碳和其她某些氧化产物等大气污染物；（2）燃料完全燃烧条件是适量空气、足够温度、必要燃烧时间、燃料与空气充分混合。
2、发热量：单位量燃料完全燃烧产生热量。即反映物开始状态和反映物终了状态相似状况下（常温298K,101325Pa）热量变化值，称为燃料发热量，单位是KJ/Kg（固体、液体） 。 KJ/m3(气体)。发热量有高位、低位之分。
高位：涉及燃料燃烧生成物中水蒸汽汽化潜热，Qh
低位：指燃料燃烧生成物中水蒸汽仍以气态存在时，完全燃烧释放热量。Ql
3、燃烧产生污染物
硫氧化物SOx：随温度变化不大，重要是煤中S。
粉尘：随燃烧温度而变化(增高、减少均有变化)。
CO及HC化合物：随燃烧温度而变化(增高、减少均有变化)。
NOx：随燃烧温度而变化(增高、减少均有变化)。
4、理论空气量：单位量燃料按燃烧反映方程式完全燃烧所需空气量称为理论空气量。
建立燃烧化学方程式时，假定：
（1）空气仅由N2和O2构成，其体积比为79.1/20.9=3.78；
（2） 燃料中固态氧可用于燃烧；
（3）燃料中硫被氧化成SO2；
（4）计算理论空气量时忽视NOX生成量；
（5）燃料化学时为CxHySzOw，其中下标x、y、z、w分别代表C、H、S、O原子数。
完全燃烧化学反映方程式：

理论空气量：
（m3/kg）
例：计算辛烷C8H18在理论空气量条件下燃烧是燃料/空气质量比，并拟定燃料产物气体构成。
解：辛烷在理论空气量下燃烧，可表达为

燃料/空气质量比为：

气体构成普通以摩尔分数表达：
= 8/（8+9+47.25）=12.5%
= 9/64.25 =14.0% = 47.25/64.25 =73.5%
5、空气过剩系数α：实际空气量Va与理论空气量Va0之比为空气过剩系数a

普通α>1
6、空燃比（AF）
定义：单位质量燃料燃烧所需空气质量，它可由燃烧方程直接求得。
7、理论空气量经验计算公式
例：重油燃料成分分析成果如下（质量分数）：C：88.3%；H：9.5%；S：1.6%；其她没用
试拟定燃烧1kg重油所需要理论空气量。
解：以1kg重油燃烧为基本，则：
质量/g 重油成分物质量/mol 理论需氧量/mol
C 883 73.58 73.58
H 95 95 23.75
S 16 0.5 0.5
因此理论需氧量为（73.58+23.75+0.5）mol/kg =97.83mol/kg（重油）
理论空气量为97.83×4.78 = 467.63mol/kg
即467.63×22.4/1000 = 10.47/kg
8、理论烟气体积：在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成烟气体积称为理论烟气体积。以Vfg0表达，烟气成分重要是CO2、SO2、N2和水蒸气。
干烟气：除水蒸气以外成分称为干烟气；
湿烟气：涉及水蒸气在内烟气。
Vfg0=V干烟气+V水蒸气
9、烟气体积和密度校正
燃烧产生烟气其T、P总高于标态（273K、1atm）故需换算成标态。大多数烟气可视为抱负气体，故可应用抱负气体方程。设观测状态下（Ts、Ps下）：烟气体积为Vs，密度为ρs。标态下（TN、PN下）： 烟气体积为VN，密度为ρN。
标态下体积为：

标态下密度为：

10、过剩空气较正
由于实际燃烧过程是有过剩空气，因此燃烧过程中实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。

空气过剩系数为 =
m-----过剩空气中O2过剩物质量
设燃烧是完全燃烧，过剩空气中氧只以O2形式存在，燃烧产物用下标P表达，

假设空气只有O2、N2,分别为20.9%、79.1%，则实际需氧量=0.264N2P
理论需氧量 = 实际需氧量—过剩氧量=0.264N2P-O2P
因此（燃烧完全时）

若燃烧不完全会产生CO，须校正。即从测得过剩氧中减去CO氧化为CO2所需O2
此时

各组分量均为奥氏分析仪所测得百分数。
例：CO2=10%、O2=4%、CO=1%，那么N2=85%，则：

11、污染物排放量计算：
例：已知某电厂烟气温度为473K，压力等于96.93kPa，湿烟气量=10 400/min，含水汽6.25%(体积分数)。奥萨特仪分析成果是：CO2=10.7%，O2=8.2%，不含CO。污染物排放质量流量是22.7kg/min。
求：1.污染物排放质量流量（以t/d表达）；
2.污染物在烟气中浓度；
3.燃烧时空气过剩系数；
4.校正至空气过剩系数=1.4时污染物在烟气中浓度。
解：1.质量流量换算：
2.干烟气量：
在干烟气中浓度：
换算成标态： ：
3.空气过剩系数（同上）
4.依照近似推算校正：
12、燃烧时减少SO3及其酸雾生成量办法：
（1）减少炉膛中空气过剩系数；
（2）不要用Fe、V等金属作受热面；
（3）及时清理受热面燃料灰；
（4）炉膛内温度越高越好。
第三章 污染气象学基本知识
1、影响大气污染重要气象要素
气象要素（因子）：表达大气状态物理量和物理现象。
重要有：气温、气压、气湿、风向、风速、云况、能见度、降水、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等。
（1）气温：指距地面1.5m高处百叶箱中空气温度。 （2）气压
（3）气湿：表达空气中水汽含量多少。
例：已知大气压力p=101 325Pa，气温t=28℃，相对湿度=70%，拟定空气含湿量、水汽体积分数。
解：查表得t=28℃时饱和水汽压=3 746.5Pa，
则空气含湿量（干空气）
工程含湿量（干空气）
水汽体积分数
（4） 风向和风速：风从东方来称东风；风往北吹称南风。若用F表达风力级别，则风速u（km/h）为：u≈3.02
（5）云：形成基本条件：水蒸汽和使水蒸汽达到饱和凝结环境。
国外云量与国内云量间关系，国外云量×1.25=国内云量。
总云量：指所有云遮蔽天空成数，无论云层次和高度。
（6）能见度：在当时天气条件下，视力正常人可以从天空背景中看到或辨认出目的物最大距离（m，Km）。表达大气清洁、透明限度。雾、水汽、烟尘等，可使能见度减少。
2、气温垂直变化
干绝热直减率γd：
干空气块绝热上升或下降单位高度（普通取100m）时，温度减少或升高数值。
依照计算，得到γd约为0.98℃/100m，近似1℃/100m。

负号“—”表达气块在干绝热上升过程中温度随高度升高而减少，若不计高度、纬度影响，取g=9.81m/s2，CP=1004.8J/(Kg·K)则γd=0.98K/100m ≈1K/100m。表达干空气在作干绝热上升（或下降）运动时，每升高（或下降）100m，温度减少（或升高）1℃。
3、温度层结类型
（1）温度随高度增长而减少（Z↗ t↘），且正常分布层结，或递减层结。
（2）温度梯度等于或近似于1℃/100m，即，称中性层结。
（3）温度不随高度变化，称为等温层结。
（4）温度随高度增长而升高（Z↗ t ↗ ），称为逆温层结。
4、大气稳定度：污染物在大气中扩散与大气稳定度有密切关系。
（1）大气稳定度：是指在垂直方向上大气稳定限度，即与否易于发生对流。
（2）分类：如果一空气块受到外力作用，产生了上升或者下降运动，当外力消除后，也许发生三种状况：①气块减速并有返回本来高度趋势，此时大气是稳定。②气块加速上升或下降，此时大气是不稳定。③气块停留在外力消失时所处位置，或者做等速运动，这时大气是中性。
（3）鉴别： 时，气块加速度与其位移方向相似，大气不稳定；
时，相反，大气稳定；时，大气是中性。
5、逆温：温度随高度增长而增长。某一高度上逆温层像一种盖子同样阻碍着气流垂直运动，因此也叫阻挡层。由于污染空气不能穿过逆温层，而只能在其下面积聚或扩散，因此也许导致严重污染。逆温最危险状况是逆温层正好处在烟囱排放口。
形成逆温过程各种各样，最重要有如下几种：①辐射逆温（较常用）；②下沉逆温；③平流逆温；④湍流逆温；5.封面逆温。
6、辐射逆温
由于地面强烈辐射冷却而形成逆温。在晴朗无云、风速不大夜间，地面辐射冷却不久，贴近地面气层冷却最快，较高气层冷却较慢，因而形成了自地面开始逐渐向上发展逆温层，即辐射逆温。[以冬季最强]
7、五种典型烟流和大气稳定度
（1）波浪型r＞o，r＞rd很不稳定
（2）锥型：r＞o，r = rd 中性或稳定
（3）扇型：r＜o，r＜rd 稳定
（4）屋脊型：大气处在向逆温过渡。在排出口上方：r＞o，r＞rd 不稳定;在排出下方；r＜o，r＜rd，大气处在稳定状态。
（5）熏烟型：大气逆温向不稳定过渡时，排出口上方：r＜o，r＜rd，大气处在稳定状态；

8、 大气运动和风
水平气压梯度力是引起大气运动直接动力。
海陆风：白天，由于太阳辐射，陆地升温比海洋快，低空大气由海洋流向陆地，形成海风，高空大气形成反海风，同陆地上上升气流和海洋上下降气流形成了局地环流。在夜晚，陆地降温比海洋快，同理形成相反环流。
山沟风：白天，太阳先照射到山坡上，使山坡比谷地温度高，形成了由谷地吹向山坡谷风，高空形成了反谷风。同山坡上上升气流和谷地上下降气流形成了局地环流。在夜间，山坡比谷地冷却得快，同理形成相反环流。
都市热岛环流：产生城乡温度差别重要因素是：①都市人口密集、工业集中，使得能耗水平高；②都市覆盖物热容量大，白天吸取太阳辐射热，夜间放热缓慢，使低层空气冷却变缓；③都市上空笼罩着一层烟雾和二氧化碳，使地面有效辐射削弱。
第四章 大气扩散浓度估算
1、有效源高
烟囱有效高度H（烟轴高度，它由烟囱几何高度Hs和烟流（最大）抬升高度ΔH构成，即H=Hs+ΔH），要得到H，只规定出ΔH即可。ΔH：烟囱顶层距烟轴距离，随x而变化。
（1）烟气抬升：烟气从烟囱排出，有风时，大体有四个阶段：a）喷出阶段；b）浮升阶段；c）崩溃阶段；d）变平阶段：
（2）烟云抬升因素有两个：①是烟囱出口处烟流具备一初始动量（使它们继续垂直上升）；②是因烟流温度高于环境温度产生静浮力。
这两种动力引起烟气浮力运动称烟云抬升，烟云抬升有助于减少地面污染物浓度。
（3）影响烟云抬升因素：影响烟云抬升因素诸多，这里只考虑几种重要因素：
1）烟气自身因素 ：a）烟气出口速度（Vs）：决定了烟起初始动力大小；b）热排放率（QH）—烟囱口排出热量速率。QH越高烟云抬升浮力就越大，大多数烟云抬升模式以为 ，其中α=1/4～1，常取α为2/3。c）烟囱几何高度（看法不一）有人以为有影响：；有人以为无影响。
2）环境大气因素：a）烟囱出口高度处风速越大，抬升高度愈低；b）大气稳定度：不稳时，抬升较高；中性时，抬升稍高；稳定期，抬升低。c）大气湍流影响：大气湍流越强，抬升高度愈低。
3）下垫面等因素影响。
国内国标中规定公式
例：某都市火电厂烟囱高100m，出口内径5m。出口烟气流速12.7m/s，温度140℃，流量250/s。烟囱出口处平均风速4m/s，大气温度20℃，本地气压978.4hPa，拟定烟气抬升高度及有效源高。
解：烟气热释放率
查表得系数（城区），求得烟气抬升高 度：
有效源高：
3、高斯扩散模式基本形式
a.x轴沿平均风向水平延伸，
b.y轴在水平面上垂直于X轴，
c.Z轴垂直xy平面向上延伸
四点假定:
（1）烟羽扩散在水平和垂直方向都是正态分布；
（2）在扩散整个空间风速是均匀、稳定；
（3）污染源排放是持续、均匀；
（4）污染物在扩散过程中是质量守恒。
4、高架持续点源扩散模式
（1）地面浓度模式：咱们时常关怀是地面污染物浓度。

（2） 地面轴线浓度模式：

（3） 地面最大浓度模式：
浮现位置：
——距原点处烟流中污染物在向分布原则差，m；
例：某污染源SO2排放率为80g/s，有效源高为60m，烟囱出口处平均风速为6m/s。在当时气象条件下，正下风方向500m处=35.3m，=18.1m，试求正下风方向500处SO2地面浓度。及在这条件下，当时天气是阴天，试计算下风向=500m、=50m处SO2地面浓度和地面最大浓度。
解 1.
2. 阴天稳定度为D级，查表得=500m时，=35.3m，=18.1m

3.地面最大浓度：
浮现位置：
查表校正

第五章 除尘技术基本
1、粉尘粒径
（1）斯托克斯直径，在同一流体中与颗粒密度相似和沉降速度相等圆球直径。
（2）空气动力学当量直径，在空气中与颗粒沉降速度相等单位密度圆球直径。
2、粒径分布
（1）个数分布：以粒子个数所占比例来表达；
分级号 粒径范畴 颗粒个数 个数频率 间隔上限粒径 个数筛下累积频率 粒径间隔 个数频率密度
1）个数频率：为第i间隔颗粒个数ni与颗粒总个数之比（或比例），即：

2）个数筛下累积频率：为不大于第i间隔上限粒径所有颗粒个数与颗粒总个数之比。

或

3）个数频率密度
函数，即单位粒径间频率
（2）质量分布：以粒子质量表达。
质量频率 质量筛下累积频率 质量频率密度 。
4、粉尘物理性质
粉尘物理性质涉及：粉尘密度、安息角与滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性和导电性、粘附性及自燃性和爆炸性。
（1）粉尘密度
1）真密度 ：不涉及粉尘颗粒之间和颗粒内部空隙，而指粉尘自身所占真实体积，称之为真密度 。以 表达 。
2）堆积密度：若涉及粉尘颗粒之间和颗粒内部空隙，而指粉尘堆积所占体积称之为堆积密度。以 表达。
3）粉尘颗粒之间和颗粒内部空隙体积与堆积体积之比，称之为空隙率。
（2）粉尘安息角和滑动角
1）安息角：粉尘从漏斗持续落到水平面上，自然堆积成一种圆锥体，圆锥体母线与水平面夹角称为粉尘安息角或堆积角。普通为350-550。
2）粉尘滑动角：指自然堆放在光滑平板粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时平板倾斜角，也称为静安息角。普通为400-550。
影响粉尘安息角和滑动角因素重要有：粉尘粒径、粉尘含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑度及粉尘粘性等。
（3）粉尘比表面积：单位体积（或质量）粉尘所具备表面积。
如果以粉尘质量表达比表面积，单位(cm2/g)，则为：
（4）粉尘含水率：粉尘中普通有一定水分，普通涉及自由水、结合水、化学结晶水等。
粉尘含水率，影响到粉尘导电性、粘附性、流动性等。
（5）粉尘润湿性：粉尘颗粒与液体接触后能否互相附着或附着难易限度性质称为粉尘润湿性。
润湿速度：用液体对试管中粉尘润湿速度来表达
（6）粉尘荷电性和导电性
1）荷电性：粉尘粒子能捕获电离辐射、高压放电或高温产生离子或电子而荷电，亦能在互相碰撞或与壁面碰撞过程中荷电。
2）导电性：粉尘导电性用比电阻来表达 单位：Qcm
V通过粉尘层电压，V；J：通过粉尘层电流密度，A/cm2； ：粉尘层厚度，cm。
（7）粉尘粘附性粉尘颗粒附着在固体表面上，或都颗粒彼此互相附着现象称为粘附。
粘附力：克服附着现象所需要力（垂直作用于颗粒重心上），亦称为附着强度。
粉尘颗粒之间粘附力涉及：分子力（范德华力）、毛细力和静电力（库仑力）。
依照断裂强度大小分为四类：不粘性粉尘、微粘性粉尘、中档粘性粉尘和强粘性粉尘。
（8）粉尘自燃性和爆炸性
粉尘自燃是指粉尘在常温存储过程中自燃发热，此热量经长时间积累，达到该粉尘燃点而引起燃烧现象。重要因素是自然发热，而其放热速度较低，使热量不断积累所致。
引起粉尘发热因素有：氧化热、分解热、聚合热、发酵热等。
可燃物在激烈氧化作用，在瞬间产生大量热量和燃烧产物，在空间导致很高温度和压力，引起爆炸。引起爆炸条件：可燃物与空气或氧构成可燃混合物达到一定浓度；存在能量足够火源。
流体阻力
例：试拟定一种球形颗粒在静止干空气中运动时阻力，已知：
（1） =100μm，u=1.0m/s，T=293K，p=101 325Pa；
（2） =1μm，u=0.1m/s，T=373K，p=101 325Pa。
解：（1）干空气黏度，密度，则雷诺数：
处在湍流过渡区，得阻力系数：
，代入

第六章 除尘装置
分割粒径：分级效率ηd=50%时颗粒直径，以dc表达。它是除尘装置除尘效率简要表达，除尘装置分割直径愈小，装置除尘性能愈好。
气布比：又称表面过滤速度，是单位时间解决含尘气体体积与滤布面积之比。
机械除尘器
机械力除尘器普通指运用质量力（重力、惯性力和离心力等）作用使颗粒物与气流分离装置，涉及重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。
重力沉降室除尘原理
运用含尘气体中颗粒受重力作用而自然沉降原理。含尘气流进入沉降室后，引流动截面积扩大，流速迅速下降，气流为层流，尘粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
层流模式重力沉降室计算
（1）沉降时间计算
尘粒沉降速度为Vt，沉降室长、宽、高分别为L、W、H，要使沉降速度为Vt尘粒在沉降室所有去除，气流在沉降室内停留时间t（）应不不大于或等于尘粒从顶部沉降到灰斗时间（），即
（2）斯托克斯公式求沉降速度
（3）沉降室长度：
重力沉降室实际性能：只能作为气体初级净化，除去最大和最重颗粒，沉降室除尘效率约为40-70%；仅用于分离dp>50ηm尘粒。长处：构造简朴、投资少、易维护管理、压损小。缺陷：占地面积大、除尘效率低。
惯性除尘器
惯性除尘器除尘机理
为了改进沉降室除尘效果，往往在沉降室内设立各种形式档板，使含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒惯性力作用，使粉尘粒与气流分离。
惯性除尘器应用：惯性除尘器除尘效率，与气流速度越大、气流方向转变角度越大、转变次数越多、其净化效率愈高，压力损失愈大。普通适合于净化密度大和粒径大金属或矿物性粉尘除尘。对于粘性较强或纤维性粉尘普通不适合。
惯性除尘普通效率不高，因而，普通只适合于多级除尘中第一级除尘。捕集粒径普通在10-20μm以上粗尘。压力损失普通为100-1000pa。
旋风除尘器
机理：是运用旋转气流产生离心力使尘粒从气流中分离，用来分离粒径不不大于5-10μm以上颗粒物。
旋风除尘器特点：构造简朴、占地面积小，投资低，操作维修以便，压力损失中档，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。
长处：效率80%左右，捕集<5μm颗粒效率不高，普通作预除尘用。
影响效率因素
1、工作条件
（1）进口速度： V=12—25m/s。
（2）除尘器构造尺寸(比例尺寸、筒体直径等）
（3）分离器气密性 漏风率：0% 、5% 、15%
η： 90%、50%、 0 规定保证旋风器严密性。
2、二次效应
在较小粒径区间，理论上逸出粒子由于汇集或被较大粒尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率。
在较大粒径区间，理论上应沉降进入灰斗尘粒，由于碰撞作用，气体扩散作用、反弹作用等，随净化后气流一起排走，实际效率低于理论效率。
控制二次效应有效办法是通过环状雾化器增长旋风器内壁湿度，控制二次效应 。
电除尘器
机理：电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离过程中，使尘粒荷电，并在电场力作用下使尘粒沉积在集尘极上，使尘粒子从含尘气体中分离出来装置。
电除尘与一切机械办法区别在于分离力直接作用在尘粒子上，使粒子与气体分离力，而不是作用在整个粉尘气体上。
电除尘性能特点
1、分离作用力直接施之于粒子自身；
2、能耗最低，气流阻力最小；解决1000m3/h气体，耗电0.2-0.4度，ΔP=200～500Pa。
3、能回收宽范畴粒子（1μm以上）
4、除尘效率高，普通在95-99%。解决气量大105-106m3/h，
5、实用范畴广，可在高温和强腐蚀性工况下工作。
电除尘性能缺陷
除尘器重要缺陷是设备庞大，消耗钢材多，初投资大，规定安装和运营管理技术较高，故当前国内电除尘应用还不太普遍。
电除尘工作原理
两电极间加一电压。一对电极电位差必要大得使放电极周边产生电晕（经常加直流），高电压使含尘气体通过这对电极之间时，形成气体离子（正离子、负离子）这些负离子迅速向集尘极运动，并且由于同粒子相撞而把电荷转移给粉尘荷电，然后与粒子上电荷互相作用电场就使它们向收尘电极漂移，并沉积在集尘电极上，形成灰尘层。当集尘电极表面粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打等办法将沉集粉尘层清除掉落入灰斗中。
电除尘过程：（1）气体电离；（2）粉尘荷电；（3）粉尘沉集；（4）清灰。
电晕放电
在电晕中产生离子重要机制是由于气体中自由电子从电场中获得能量，和气体分子激烈碰撞，是电子脱离气体分子，成果产生带阳电荷气体离子并增长了自由电子，这种现象称为电离。
影响电晕特性因素
1、电极形状、电极间距离；2、粉尘浓度、粒度、比电阻；3、气体构成影响；4、温度和压力影响。
增长电压—电流特性办法
变化电荷载体有效迁移率，从而变化电压—电流特性。
1、温度，场强不变，减小气体密度；
2、气体密度，场强不变，提高温度；
3、温度，气体密度不变，增大场强。
粉尘荷电
电除尘过程基本规定就是：相似条件下荷电速度快，荷电量大。
粒子荷电种类
1、离子在电场力作用下作定向运动，并与粒子碰撞而使粒子荷电，称为电场荷电；
2、气体吸附电子而成为负气体离子，由离子扩散而使粒子荷电，称为扩散荷电；
3、场电荷和扩散电荷综合伙用。
影响荷电时间因素
1、电流影响；电晕电流增长则荷电时间变短；
2、不规则电场影响；由于是经整流不平滑变电压（未达稳定）故在某些周期内荷电间断，粉尘上电荷过剩，增长了荷电时间，减少了除尘效率。
影响粉尘捕集理论因素
1、有效驱进速度
2、粉尘粒径dp
3、气流速度v，0.5-2.5m/s；板式电除尘器气流速度为 1.0-1.5m/s
湿式除尘器
湿式除尘是运用洗涤液来捕集粉尘，运用粉尘与液滴碰撞及其他作用来使气体净化办法
特点（长处）：1、不但可以除去粉尘，还可净化气体；2、效率较高，可去除粉尘粒径较小；3、体积小，占地面积小；4、能解决高温、高湿气流。
缺陷：1、有泥渣；2、防冻设备（冬天）；3、易腐蚀设备；4、动力消耗大。
湿式除尘机理
湿式除尘机理涉及各种机理中一种或几种。重要是惯性碰撞、扩散效应、粘附、扩散漂移和热漂移、凝聚等作用。
1、惯性碰撞
惯性碰撞是湿式除尘一种重要机理。现讨论尘粒、液滴和气流性质对碰撞影响问题，为简化起见，现考虑下述模型：含尘气流在运动过程中同液滴相遇，在液滴前xd处气流开始变化方向，绕过液滴运动，而惯性较大尘粒有继续保持其本来直线运动趋势。尘粒运动重要受两个力支配，即其自身惯性力以及周边气体对它阻力。
2、扩散效应、粘附、扩散漂移和热漂移
若气流中具有饱和蒸汽，当其与较冷液滴接触时，饱和蒸汽会在较冷液滴表面上凝结，形成一种向液滴运动附加气流，这就是所谓热漂移和扩散漂移，这种气流促使较小尘粒向液滴移动，并沉积在液滴表面而被捕集。
3、热泳
在气体介质中，如果有温度梯度存在，微粒就会受到由热侧指向冷侧力作用，这种力是粒子热侧和冷侧之间分子碰撞差别而产生成果。热区介质分子运动激烈，单位时间碰撞微粒次数较多，而冷区介质分子碰撞微粒次数较少，两侧分子碰撞次数和能量传递差别，就会使微粒产生由高温区向低温区运动。这一现象称为热泳或温差泳。
4、凝聚作用
排烟中常具有水蒸汽、气态有机物等。随着温度减少，这些凝结成分就会被吸附在粉尘表面，使尘粒彼此凝聚成较大二次粒子，易于被液滴捕集。
5、静电
文丘里除尘器：（可除去1μm如下尘粒）由收缩管、喉管、扩散管构成。水从喉管周边均匀分布若干小孔进入，在被通过这里高速含尘气流撞击成雾状液滴，气体中尘粒与液滴凝聚成较大颗粒随气流进入旋风器和气体分离。在旋风分离器中，含尘水滴与气流分离。
袋式除尘
是运用棉、毛或人造纤维等加工滤布捕集尘粒过程。
袋式除尘器特点：1、除尘效率高；2、适应性强；3、操作弹性大；4、构造简朴。
缺陷：1、受滤布耐温、耐腐等操作性能限制；2、不适于粘结性强及吸湿性强尘粒。
袋式除尘原理
除尘过程
当含尘气流穿过滤袋时，粉尘便捕集在滤袋上，净化后气体从出口排除。通过一段时间，启开空气反吹系统，粉尘被反吹气流吹入灰斗。
除尘机理
1、筛过作用：当粉尘粒径不不大于滤布孔隙或沉积在滤布上尘粒间孔隙时，粉尘即被截留下来。
2、惯性碰撞：当含尘气流接近滤布纤维时，气流将绕过纤维，而尘粒由于惯性作用继续直线迈进，撞击到纤维上即会被捕集。
3、扩散和静电作用：不大于1微米尘粒，在气体分子掩击下脱离流线，象气体分子同样作布朗运动，如果在运动过程中和纤维接触，即可从气流中分离出来，这种现象称为扩散作用 。
4、重力沉降：当缓慢运动含尘气体进入除尘器后，粒径和密度大尘粒，也许因重力作用自然沉降下来。 《大气污染控制工程》试题库
一、选取题（每小题4个选项中，只有1项符合答案规定，错选、多选，该题不给分）
1. 如下对地球大气层构造阐述中，错误是（ ）。
A. 对流层厚度随处球纬度增长而减少。
B. 暖层空气处在高度电离状态，故存在着大量离子和电子。
C. 平流层气温几乎不随高度变化。
D. 中间层气温随高度增长而增长，该层空气不会产生强烈对流运动。
2. 当前，国内排放大气污染物最多是（ ）。
A. 工业生产。
B. 化石燃料燃烧。
C. 交通运送。
D. 生态环境破坏。
3. 烟囱上部大气是不稳定大气、而下部是稳定大气时，烟羽形状呈（ ）。
A. 平展型。
B. 波浪型（翻卷型）。
C. 漫烟型（熏蒸型）。
D. 爬升型（屋脊型）。
4. 尘粒自由沉降速度与（ ）成反比。
A.尘粒密度。
B. 气体密度。
C. 尘粒粒径。
D. 气体粘度。
5. 解决一定流量气体，采用（ ）净化时，耗用能量为最小。
A. 重力除尘装置。
B. 惯性除尘装置。
C. 离心力除尘装置。
D. 洗涤式除尘装置。
6. 电除尘装置发生电晕闭塞现象重要因素是（ ）。
A. 烟尘电阻率不大于104W·cm。
B. 烟尘电阻率不不大于1011W·cm。
C. 烟气温度太高或者太低。
D. 烟气含尘浓度太高。
7. 在如下关于德易希方程式阐述中，错误是（ ）。
A. 德易希方程式概括了分级除尘效率与集尘板面积、气体流量和粉尘驱进速度之间关系。
B. 当粒子粒径相似且驱进速度也相似时，德易希方程式可作为除尘总效率近似估算式。
C. 当粒子粒径相似且驱进速度不超过气流速度10～20％时，德易希方程式可作为除尘总效率近似估算式。
D. 德易希方程式阐明100％分级除尘效率是不也许。
8. 直接应用斯托克斯公式计算含尘气流阻力前提是（ ）。
A. 颗粒雷诺数Rep≤1，颗粒直径不不大于气体分子平均自由程。
B. 1＜Rep＜500，颗粒直径不不大于