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第八章 硫氧化物的污染控制

第八章 硫氧化物的污染控制
第八章 硫氧化物的污染控制

第八章硫氧化物的污染控制

[教学目的] 通过本章的学习,使同学们了解硫循环及硫排放、燃烧前燃料脱硫、硫化床燃烧脱硫、当代脱硫方法,理解和掌握高浓度二氧化硫尾气脱硫、低浓度二氧化硫烟气脱硫。[教学重点] 当代脱硫方法

[教学难点] 低浓度二氧化硫烟气脱硫、硫化床燃烧脱硫

[教学方法及手段] 课堂讲授

[课外作业] P532 8.1和8.2

[学时分配] 4学时

[教学内容] (1)硫循环及硫排放;(2)燃烧前燃料脱硫;(3)硫化床燃烧脱硫;(4)高浓度二氧化硫尾气脱硫;(5)低浓度二氧化硫烟气脱硫

§8-1硫循环与硫排放

人类使用的化石燃料都含有一定量的硫。燃料燃烧时,其中的硫大部分转化为SO2。

如果SO2排入大气,将最终沉降(干沉降和湿沉降),大部分落入海洋,随着长期的地质变化变成陆地物质的一部分,再经过漫长的地质变化,最终进入燃料和硫化物矿,并被人类采掘利用。

§8-2燃烧前脱硫

燃烧前脱硫

原煤在投入使用前,用物理、物理化学、化学及微生物等方法,将煤中的硫份脱除掉。

炉前脱硫还能除去灰份,减轻运输量,减轻锅炉的粘污和磨损,减少灰渣处理量,还可回收部分硫资源。

一、煤炭的固态加工

1.煤炭洗选

(1)物理选煤:

利用黄铁矿硫和煤的密度不同而通过重力分选和水选将黄铁矿硫和部分矿物质除去。这样可使煤的含硫量降低40%,灰份降低70%左右。

跳汰选煤系统是在上下脉动为主的介质体实现物料分选的重力选煤方法,它不改变煤的物理性质。主要以水为分选介质。跳汰过程的实质是矿粒(煤,矸石及其他伴生矿物)在水或风力作用下按各自的物理性质运动的过程。

(2)重介选煤系统重介选煤是用密度介于精煤与矸石(或中煤)之间的液体作为介质进行分选的方法。密度低于介质的精煤漂浮,而密度高于介质的矸石或中煤则下沉。重介选煤能达到很高的分选精度,可以获得高的分选效率。

浮游选煤系统根据煤与矸石表面亲水性之间的差别将精煤与矸石分开。浮游选煤中使用捕集剂和起泡剂。捕集剂主要为煤油,扩大煤与矸石表面亲水性的差别。起泡剂主要为松根油、醇类。煤粒乘气泡上升到液面

(2)化学选煤技术:

加氢脱硫、加氧脱硫、用碱液浸煤后用微波照射等,适合于含硫量很高的洗中煤

(3)微生物方法:细菌脱硫

我国以物理选煤为主。跳汰占59%、重介质选煤占23%、浮选占14%

1995年我国煤炭洗选能力3.8×108t,入洗量2.8×108t ,入洗率22%

二、煤炭的转化

1.煤的气化

采用空气、氧气、CO2和水蒸气作为气化剂,在气化炉内反应生成不同组分不同热值的煤气。

总的方向: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。

移动床、流化床和气流床三种方法,均已工业化或已建示范装置。

移动床气化:逆流操作。可分为常压勺加压两种。

流化床气化:采用8mnl以下的颗粒煤为原料,气化剂同时作为流化介质尺巾,温克勒(wmklcr)工艺是最早用于工业生产的。

气流床气化:水煤浆气化和粉煤气化。特点:煤粒被’气流央带、各自被气流隔开.燃料的粘结性对气化过程没合影响。

2.煤的液化

通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品

直接液化是对煤进行高温高压加氢直接得到液体产的的技术

间接液化是先把煤气化转化为合成气(CO+H2)。然后再在催化剂作用下合成液体燃料和其它化工产品的技术。煤炭通过液化将其中的硫等荷有害元素以及矿物质脱除,产品为洁净燃料。

比较著名的直接液化工艺有:溶剂精炼煤法(SCR-错误!未找到引用源。、SCR-Ⅱ)、供氢溶剂法(EDS)、氢煤法(H—COAL)、德国新工艺、英国的溶剂萃取法和日本的溶剂分解法等:间接液化的典纽工艺:弗—托合成法,又称CO加氢法。其主要反应是合成烷烃的反应以及少量合成烯烃的反应。所用的催化剂有Co、Ni剂和Fe剂等。

三、重油脱硫

重油又称燃料油,呈暗黑色液体,主要是以原油加工过程中的常压油,减压渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等为原料调合而成。

在钼、钴和镊等金属转化物催化剂作用下,通过高压加氢反应,切断碳和硫的化合键,以氢置换出碳。同时氢与硫作用形成硫化氢,从重油个分离出来,用吸收法除去。

直接脱硫是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,同时采取适当的防护措施,如有的工艺公反应塔前加防护塔,填充其他廉价的催化剂,尽可能除去不纯物和金属成分。

间接脱硫过程是先把重油减压蒸馏,分成馏出油和残油。单独将馏出油进行高压加氢脱硫.然后与残油相混合;或以液化丙烷(或丁烷)作溶剂,对残油进行处理,分离出沥青后,再与馏出油混合进行加氢处理;

另—种重油脱硫方法是将至油用蒸汽、氧气部分燃烧气化,硫转化成为硫化氢和少量二氧

化硫,然后进行处理;

§8-3流化床燃烧脱硫

在燃烧过程中,在炉内加入固硫剂,使煤中硫份转化为硫酸盐,随炉渣排除。

一、流化床燃烧技术概述

气流速度介于临界速度和输送速度之间,煤粒保持流化状态

流化床利于燃料的充分燃烧。流化床为团体燃料的燃烧创造了良好的条件。首先,流化床内物料颗粒在气流中进行强烈的湍动和混合、强化了气固两相的热量和质量交换;其次,燃料颗粒在料层内上下翻滚,延长了它在炉内的停留则间;同时,由于流化床内的料层主要由炙热的灰渣粒子组成。占95%以上,新煤不超过5%,料层内行很大的蓄热量,一旦新煤加入,即被高温灼热的灰渣颗粒包围加热、干燥以致着火燃烧。燃烧过程中,处于沸腾状的煤粒和灰湾粒子相互碰撞.使煤粒不断更新友面,再加上能与空气充分混合并在床内停留较长时间,促进了它的燃尽过程。

分类按流态:鼓泡流化床和循环流化床

按运行压力:常压流化床和增压流化床

流化床锅炉过去称沸腾炉,将一定粒度的煤粒(不是煤粉)通过鼓风形成悬浮燃烧,悬浮形态如开锅的米粥,煤粒及灰粒上下翻腾。虽然燃烧充分,省煤,但炉堂温度不易控制(不如粉煤炉),易结焦,对炉堂磨损严重。现在中小吨位工业锅炉仍以往复炉排炉、链条排炉为主,大吨位电站锅炉以粉煤炉为主。

循环流化床燃烧(CFBC)技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下,即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。

循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺,以石灰石为脱硫吸收剂,燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入,一次风从布风板下部送入,二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床,燃煤烟气中的SO2与氧化钙接触发生化学反应被脱除。

为了提高吸收剂的利用率,将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利用。钙硫比达到2-2.5左右时,脱硫率可达90%以上。

流化床燃烧方式的特点:

①清洁燃烧,脱硫率可达80%--95%,NOx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%。二、流化床脱硫的化学过程

脱硫剂:石灰石(CaCO3)、白云石(CaCO3?MgCO3)

炉内化学反应

流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境

CaSO4的摩尔体积大于CaCO3,由于孔隙堵塞,CaO不可能完全转化为CaSO4

炉内喷钙脱硫:在煤的燃烧过程中加入钙基固硫剂而达到脱除烟气中二氧化硫的目的

特点:①投资小;②工艺简单;③易操作;④占地省。

22332241S O O S O 2S O H O H S O ??→+←??+??→新的研究进展:①提高吸收剂的活性,改善SO2的扩散过程;②以有机钙盐代替石灰石;③以有机固体废弃物和石灰为燃料制备的有机钙混合物

优点:①方便地用于现有锅炉的脱硫脱硝,使锅炉达到环保要求;②有效地回收和利用城市固体废弃物,进一步改善环境;③有机钙具有一定的热值,使用后能降低锅炉的煤耗;④改变吸收剂的喷入位置,避免吸收剂的烧结失活

LIFAC 烟气脱硫技术:

活化器内的脱硫原理:

CaO+H 2O→Ca(OH)2(水合反应) Ca(OH)2+SO 2→CaSO 3+H 2O CaSO 3→1/2CaSO 4

影响活化器内脱硫效率的因素:

①雾化水量;②液滴粒径;③水雾分布;④出口烟温等

活化器脱硫效率通常在40%~60%之间。

整个LIFAC 工艺系统的脱硫效率h :

h=h1+(1-h1)h2

通常整个LIFAC 工艺系统的脱硫率为60%~ 85%

脱硫灰再循环工艺

将从电除尘下来的粉尘返回一部分到活化器中再次利用

原因:活化器的出口烟气中含有一部分可加于利用的钙化物

三、流化床燃烧脱硫的影响因素

1.钙硫比

表示脱硫剂用量的指标,影响最大的性能参数

脱硫率(η)可以用Ca/S (R )近似表达

2.煅烧温度

存在最佳脱硫温度范围。温度低时,孔隙量少、孔径小,反应被限制在颗粒外表面;温度过高,CaCO 3的烧结作用变得严重。

四、脱硫剂的再生

若脱硫剂降生时生成了CaS ,可根据以下反应使CaS 发生分解反应:

CaS+2O 2=CaSO 4 (8-11) CaS+3/2O 2=CaO+SO 2 (8-12)

因为反应式(8-8)和(8-9)的反应是在还原性气氛中进行的。所以若考虑消除CaS 的影响,意味着再生塔内应具备还原与氧化两种气氛。

§8-4高浓度SO2尾气的回收和净化

冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业,SO2浓度通常2%~40%

化学反应式

反应1为放热反应,温度低时转化率高。工业上一般采用多层催化床层,并采用段间冷却的方法提高SO 2的转化率

§8-5低浓度SO2烟气脱硫

一、烟气脱硫概述

燃烧设施直接排放的SO2浓度通常为10-4~10-3数量级。由于SO2浓度低,烟气流量大,烟气脱硫通常比较昂贵。

分类:脱硫产物处置方式:抛弃法和再生法;

脱硫产物状态:湿法和干法烟气脱硫(FGD)技术:

从生成物的状态划分:干法脱硫+湿法脱硫

从生成物的利用与否划分:抛弃法+回收法

美国环保局和联邦动力委员会通过三年的研究,得出的结论:“F GD是目前世界上最有效的、最可行、最佳SO2排放控制技术”

二、主要烟气脱硫工艺

(一)湿法烟气脱硫工艺

1.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

2.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3.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%)

4.需解决的问题

(1)设备腐蚀

为保证氯离子不发生浓缩,有效的方法是在脱硫系统中根据物料平衡排出适量的废水,并以清水补充。

(2)结垢和堵塞

固体沉积出现方式:湿干结垢;Ca(oH)2或CaCO3沉积或结晶析出;CaSO3或CaSO4从溶液中结晶析出。在吸收塔中要保持亚硫酸盐的氧化率在20%以下。亚硫酸盐的氧化需在脱硫液循环他中完成,可通过鼓氧或空气等方式进行,形成的硫酸钙发生沉淀。

(3)除雾器阻塞

折流板型除雾器,通常用高速喷嘴每小时数次喷清水进行冲洗。

(4)脱硫剂的利用率

脱硫液在循环池中的停留时间一般要达到5~10 min。

(5)液固分离

半水亚硫酸钙难以分离,也不符合填埋要求;二水硫酸钙易于析出和过滤。

(6)固体废物的处理处置

(二)改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫

1.加入己二酸的石灰石法

(1)加入己二酸的作用

①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;②己二酸钙的存在增加了液相与SO2的反应能力;③降低钙硫比。

(2)缓冲反应的机理

在洗涤液贮罐中,已二酸与石灰或石灰石反应,形成己二酸钙。在吸收器内,己二酸钙与已被吸收的SO2反应生成CaSO3;同时己二酸得以再生,并返回洗涤液贮罐,重新与石灰或石灰石反应。

(3)己二酸的用量及作用效果

通常己二酸消耗量小于5kg/t石灰石,有时可降低至1kg/t石灰石。已二酸的加入大大提高了石灰石利用率。在相同的SO2去除率下,无已二酸系统的石灰石利用率仅为54%-70%,加入己二酸后,利用率提高到80%以上;减少了固体废物量。

2.添加硫酸镁

SO2以可溶性盐的形式吸收,解决结垢问题

3.双碱流程

(1)作用机理

采用碱金属盐类(Na+、K+、NH4+等)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,得较高纯度的石膏,再生后的溶液返回吸收系统循环使用。

(2)作用

解决结垢问题和提高SO2的利用率

(三)喷雾干燥法烟气脱硫

又称为干法洗涤脱硫。是在70年代中期至末期迅速发展起来的。一种湿-干法脱硫工艺,市场份额仅次于湿钙法。

1.脱硫过程

在该过程中,SO2被雾化了的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收;同时,温度较高的烟气干燥了液滴,形成干固体废物,可由袋式除尘器或电除尘器捕集。为了有效地去除SO2,喷雾干燥接触室、烟气气流分布装置和雾化器是最重要的构件。

2.主要系统

(1)石灰浆制备系统(吸收剂的制备)

将生石灰制成粒度为50mm 、具有较高活性的石灰乳浆

(2)脱硫系统(吸收和干燥)

石灰乳浆在吸收塔内被雾化成<100mm 的雾粒,与烟气接触混合,完成烟气脱硫的化学反应。该工艺化学物理原理为:

CaO+H2O→Ca(OH)2SO2+H2O→H2SO3Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+H2O CaSO3(液)+1/2O2→CaSO4(液) CaSO3(液)→CaSO3(固) CaSO4(液)→CaSO4(固)

为了有效地去除SO2,喷雾干燥接触室、烟气气流分布装置和雾化器是最重要的构件。接触室必须为烟气与雾滴提供足够的时间。大部分石灰系统,烟气停留时间为10-12s。气流分布装置和雾化器要能够使烟气和雾化的液滴充分混合,以有助于烟气与液滴间质量和热量传递。经常使用的雾化器有旋转离心雾化器和两相喷嘴两种。

影响SO2去除率的因素包括烟气出口温度接近绝热饱和温度的程度、吸收剂当量比以及SO2入口浓度。

烟气出口温度由浆液中的水含量和浆液供应速率决定。当接近绝热泡和温度时,干化固体中残留水分量增加。残留水分有利于未反应的吸收剂从颗粒中心向表面的质量传递,吸收剂在颗粒表面要更易于与SO2反应。

吸收剂当量比直接影响SO2的去除。较高的吸收剂当量比有利于SO2去除,然而会导致吸收剂利用率的下降,增加了吸收剂成本和团体废物处置费用。

SO2入口浓度对SO2脱除率的影响并不明显。在其他工艺条件不变的情况下,一般SO2入口浓度增加仅稍稍降低SO2去除率。

吸收塔的温度要求:①足够地低,以满足脱硫化学反应的要求;②保证高于露点,以防止设备和烟道的腐蚀。③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。(3)固体捕集

最后产物典型成分为:飞灰64%-79%,CaSO3.2H2O:14%-24%,CaSO4.2H2O:2.1%-4%,Ca(OH)2:12%-5%。

袋式除尘器被广泛用于捕集干化固体,其原因在于收集滤袋表面的固体中未反应的碱类物质能够与烟气中SO2继续反应。

(4)固体废物处置

处置方法因吸收剂类型而异。对于石灰系统.当固体废物中未反应的吸收剂量小于5%时,固体废物是无害的,可采用与飞灰相同的处置办法;但对于钠系统,应采取谨慎措施减小废物的浸出率。

3.优缺点

优点:①投资和占地面积相对较小;②无废水排放;③技术较为成熟;④设备和操作简单,废物量小,能耗低(湿法的1/2~1/3)。

缺点:①对吸收剂的质量要求较高;②脱硫副产品大部分是CaSO3, 难于进行综合利用。

4.影响喷雾干燥干法烟气脱硫效率的主要因素

①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。

②吸收塔出口烟温:温度越低,脱硫率越高。SO2脱除反应的基本条件是吸收剂雾滴必须含有水分。

②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。(四)其他湿法脱硫工艺

1.氧化镁法

(1)特点

脱硫效率高(可达90%以上)、可回收琉、可避免产生固体废物。在有镁矿资源的地区,是一种有竞争性的脱硫技术。

3224234232243N H S O H O (N H )S O (N H )S O S O H O 2N H H S O ++??→++??→(2)基本原理

用MgO 的浆液吸收SO 2,生成含水亚硫酸镁和少量硫酸镁,然后送流化床加热,当温度在约为700-950℃时释放出MgO 和高浓度SO 2。再生的MgO 可循环利用,SO 2可回收制酸。

2.海水脱硫法

①自然界海水呈碱性, pH 值 8.0-8.3;②SO 2为海水吸收后,生成可溶性硫酸盐;③ 恢复硫自然循环。

用纯海水作为吸收剂的丁艺:以挪威ABB 公司开发的F1akt —Hydro 工艺为代表,有较多的工业应用

在海水中添加一定量石灰以调节吸收液的碱度:以美国Bechtel 公司的脱硫工艺为代表,在美同已建成示范工程。

与石灰石/石灰湿法相比,海水脱硫由于无脱硫刑成本、工艺设备较简单、及无后续的脱硫产物处理处置,其投资和运行费用相对较低。但由于海水的碱度有限,通常适用于燃用低硫煤(<1%)电厂的脱硫。 海水脱硫的另一问题是排海的水质是否会对海洋环境造成二次污染。

F-FGD 工艺过程的特点:①工艺简单,系统可靠;②脱硫效率及其保证率高,脱硫效率可达90%以上;③不产生任何固态或液态废弃物;④投资省,运行费用低,占电厂总投资的(7-8)%;⑤直接运行费用表现为系统电耗(占机组发电量的(1-1.5)%。

3.氨法烟气脱硫

采用一定浓度的氨水做吸收剂.最终的脱硫副产物是硫酸铵,脱硫率在90%-99%。

(1)吸收过程:烟气依次经过三个吸收塔,其中的SO 3 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。

该脱硫工艺的优点:①脱硫效率可达到99%;②副产品作化肥;③无废水和废弃物排放。

(五)干法脱硫技术

1.干法喷钙脱硫

喷钙脱硫系统设备简单、投资低、脱硫费用小、占地面积少、脱硫产物呈干态易于处理。 以芬兰IVO 公司开发的LIFAC 工艺为代表。该工艺的核心:锅炉炉膛内喷石灰石粉部分和炉后的活化反应器。

特点:①投资较湿法低;②无需装设除雾器及烟气再热器;③适合于含硫量中等、有高品位石灰石来源的电厂应用。

通常应用于低硫煤电厂的脱硫,特别适用于老电厂的脱硫改造,但较少用于新建电厂的烟气脱硫。

2.循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD )

20世纪80年代后期由德国Lurgi 公司首先研究开发的。由石灰制备系统、脱硫反应系统和

收尘引风系统三个部分组成。

主要优点:脱硫剂反应停留时间长及对锅炉负荷变化的适应性强。由于床料有98%参与循环,新鲜石灰在反应器内停留时间累计可达到30min以上,提高了石灰利用率。

三、同时脱硫脱氮工艺

主要技术有:①烟气脱硫和烟气脱氯的组合技术;②利用吸附剂同时脱除SO x和NO x;③对现有的烟气脱硫(FGD)系统进行改造(如在脱硫液中投加脱氮剂等)增加脱氮功能

1.电子束辐射法

主要特点是: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%以上的脱氦率;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;副产品为硫铵和硝铵混合物,可用作化肥。

2.湿法同时脱硫脱氮工艺

(1)氯酸氧化法

氧化吸收塔采用氧化剂HClO3来氧化NO和SO2及有毒金属;碱式吸收塔采用Na2S及NaOH作为吸收剂,吸收残余的碱性气体。

(2)WSA-SNOX法

烟气先经过SCR反应器,在催化剂作用下NOx被氨气还原成N2,随后烟气进入改质器,SO2催化氧化为SO3,在降膜冷凝中凝结水合为硫酸,进一步浓缩为可销售的浓硫酸(>90%)。

该技术除消耗氨气外,不消耗其他化学药品,不产生废水、废弃物等二次污染,不产生采用石灰石脱硫所产生的CO2。

(3)湿法FGD添加金属螯合剂

湿法脱硫可脱除90%以上的SO2,由于NO在水中溶解度很低,对NO几乎无脱除作用。一些金属整合物,如Fe(Ⅱ)-EDTA等可与溶解的NO,迅速发生反应,具有促进NO吸收的作用。

缺点:在反应中螯合物有损失,其循环利用因难,造成运行费用很高。

3.干法同时脱硫脱氮工艺

(1)NOXSO法

吸附剂饱和后用高温空气加热放出NO,含有NO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的SO2和H2S气体排出,所排出的气体变成副产品——单质硫。

(2)SNRB法

原理:在省煤器后喷入钙基吸着剂脱除SO2,在气体进布袋除尘器前喷入NH3、在布袋除尘器的滤袋中悬浮SCR催化剂以去除NO x。

优点:将SO2、NO x和颗粒物三种污染物的清除放中在一个设备上,从而减少了占地面积。该工艺是在脱氮之前已除去SO2和颗粒物,减少了催化剂层的堵塞、磨损和中毒。

缺点:需要采用特殊的耐商温陶瓷纤维编织的过谚袋,因而增加了成本。

(3)CuO同时脱硫脱氮工艺

CuO含量通常占4%-6%,在300~450℃的温度范围内,与烟气中的SO2发生反应,形成的CuSO4及CuO对选择性催化还原NO x有很高的活性。吸附饱和的CuSO4被送去再生。再生过程一般用H2或CH4气体对CuSO4进行还原,释放的SO2可制酸,还原得到的金属铜或Cu2S再用烟气或

空气氧化,生成的CuO重新用于吸附-还原过程。

四、烟气脱硫工艺的综合比较

1.脱硫效率

除工艺本身的脱硫性能外,SO2浓度、烟气量、烟温、烟气含水量等。通常湿法工艺的效率可达到95%以上,而干法和湿干法工艺的效率通常在60%-85%范围内。

2.钙硫比

湿法工艺的Ca/S一般为1.0-l.2,湿干法一般为1.5-1.6,干法一般为2.0-2.5。

3.脱硫剂利用率

指与SO2反应消耗掉的脱硫剂与加入系统的脱硫剂总量之比

脱硫剂的利用率与Ca/S有密切关系,达到一定脱硫率时所需要的Ca/S越低,脱硫剂的利用率越高,所需脱疏剂量及所产生脱流产物量也越少。

湿法的脱硫剂利用率一般可达到90%以上,湿于法为50%左右,而于法最低,通常在30%以下。

4.脱硫剂的来源

5.脱硫副产品的处理处置

石灰石/石灰法的副产品是石膏,干法和湿于法的副产品是CaSO3和CaSO4的混合脱硫灰渣。应尽可能考虑到副产品可综合利用。如果进行堆放或填埋,应保证脱硫副产品化学性质稳定,对环境不产生二次污染。

6.对锅炉原有系统的影响

石灰石/石灰法或氨法等湿法脱硫工艺一般安装在电厂的除尘器后。经过脱硫后烟气温度降低,大都在露点以下,若不经过再加热而直接排入烟囱,则容易形成酸雾,严重腐蚀烟囱,不利于烟气的扩散。

干法和湿干法脱硫工艺通常安装在锅炉原有的除尘器之前。脱硫系统对除尘器的远行有较大影响。其原因为:①烟气的温度降低.含湿量增加。②除尘器人口烟尘浓度增加。③进入除尘器的颗粒成分、粒径分布和比电阻特性发生变化。

7.对机组运行方式适应性的影响

脱硫装置的各种设备必须能耐受经常性的热冲击,有良好的负荷跟踪特性,且脱硫系统停运后维护工作旦小。

8.占地面积

回收法湿法工艺的占地面积最大,湿干法次之,干法工艺最小。

9.流程的复杂程度

石灰石/石灰法脱硫工艺流程最为复杂。喷雾干燥法的流程为中等复杂,工艺采用石灰进行消化,然后制成石灰浆液,而浆液的处理比较复杂。干法流程较简单,几乎没有液体罐槽,仅有少量的风机。

10.动力消耗

11.工艺成熟度

物理性污染控制期末考试试卷

第一套: 1.物理性污染的特点为局部性和无后效性。 2.声波的基本物理量包括:频率、波长和声速。 3.具有相同频率、相同振动方向和固定相位差的声波称为相干波。 4.吸声控制能使室内噪声降低约3-5 dB(A),使噪声严重的车间降噪6-10 dB(A)。 5.室内声场按声场性质的不同,可分为两个部分:一部分是由声源直接到达听者的直达声场,是自由声场;另一部分是经过壁面一次或多次反射的混响声场。 6.孔隙对隔声的影响,与隔声墙板的厚度有关,墙板越厚,孔隙对隔声性能的影响越小。 7.一个有源控制系统包括两个部分:控制器和电声部分。 8.振动污染源可分为自然振源和人为振源。 9.当激振力的频率与机械或构筑物的固有频率一致时,就会发生共振。 10.一般在坚硬的基础上存在表面层时,瑞利波的速度受到频率的影响,那么这种现象称为频散。 11.以场源为零点或中心,在1/6波长范围之内的区域称为近区场。 12.电场的水平分量和垂直分量的振幅相等,而相位相差90°或270°时为圆极化波。 13.埋置接地铜板分为竖立埋、横立埋和平埋三种。 14.电离辐射对人体辐射的生物效应可分为躯体效应和遗传效应。 15.放射性寿命长短的区分按半衰期30年为限。 16.光环境包括室内光环境和室外光环境。

17.放射性废气中主要的挥发性放射性核素碘同位素采用活性炭吸附器进行处理。 18.《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定人为造成的环境水温变化应限制在:周平均最大温升≤1;周平均最大温降≤2。 第二套: 1.列声波始终以相反相位到达,两列相干波声波减弱,这种现象称为干涉现象;驻波是其特例。 2.当声场处于稳态时,若生源停止发声,室内声能密度逐渐减弱,直至完全消失的过程称为混响过程。 3.在声源与接收点之间设置挡板,阻断_直达声_的传播,这样的结构叫隔声屏或声屏障。 4.模拟系统和数字系统这两种系统的控制器分别由模拟电路和数字电路组成。 5.道路交通振动源主要是铁路振源和公路振源。 6.公害振动发生的主频率范围大约为1-100 HZ。 7.电磁场源可以分为自然电磁场源和人工电磁场源。 8.若通过导体的是直流电,相应产生的磁场是恒定的,若通过导体的是交流电,则产生的磁场是变化的。 9.电场的水平分量和垂直分量的相位相同或相反时为直线极化波。 10.滤波器是由电阻、电容和电感组成的一种网络器件。 11.放射性活度表示在单位时间内放射性原子核所发生的核转变数。

物理性污染控制考试复习资料

物理性污染:物理运动的强度超过人的耐受限度。 物理环境:物质能量交换与转化的过程,分为天然和人工的 环境物理:研究物理环境同人类的相互作用的科学。(环境声学,振动学,电磁学。放射学,热学,光学等)、 噪声:来自工业生产、交通运输、建筑施工及社会生活超过国家规定的环境噪声排放标准,并干扰他人正常生活的声音。频谱:组成声音的各种频率的分布图形。分为线状谱、连续谱、复合谱 平面声波:波阵面与传播方向垂直的波 球面声波:点声源在各向同性的均匀介质中辐射声波时,声波向各个方向传播的速度相同,形成以声源为中心的一系列同心球面, A 计权声级:为使声音客观量度和人耳主观感觉近似取得一致,通常对不同频率的声压级经某一特定的加权修正,在叠加计算后得到噪声总的声压级。 等效连续A 声级:在某时段内的非稳态声的A 声级,用能量平均的方法以一个连续不变的A 声级来表示该时间段内噪声的声级。 吸声:通过吸声材料和吸声结构来降低室内噪声。吸声量S A α= 多孔吸声材料:无机纤维材料、有机纤维材料、泡沫材料、颗粒状吸声材料 隔声:由于声能被反射和吸收,穿透障碍物传出来的声能总是或多或少地小于入射声波的能量,这种由屏障物引起的声能降低的现象 吻合效应:声波入射会引起墙板弯曲振动,若入射声波的波长在墙板上的投影恰好等于墙板的固有弯曲波长,墙板弯曲波振动的振幅达到最大,会导致向墙板另一侧辐射声波,此时墙板的隔声量明显下降,这种现象为“吻合效应”。 质量定律:单层墙的隔声量与其单位面积的质量的对数成正比;声波频率越高,隔声量越高。公式是 消声器:是让气流通过使噪声衰减的装置,安装在气流通过的管道中或进排气口上,有效地降低空气动力性噪声。消声器的评价量:插入损失,传递损失,减噪量 插入损失:系统中插入消声器前在系统外某定点测得的声压级与插入消声器后测得的声压级之差。 传递损失:消声器进口端入射声的声功率级与出口端透射声的声功率级之差 减噪量:消声器进口端平均声压级与出口端平均声压级之差 高频失效:对于一定截面积的气流通道,当入射声波的频率高至一点限度时,犹豫方向性很强而形成“光束状”传播,很少接触贴附的吸声材料,消声量明显下降的现象 声源的指向性:大多数生源不是点声源,也不是面生源,声源向周围辐射的声能也不均等,有些地方强,有些地方弱的这种生源。与频率成正比。常用指向性因数和指向性指数来表示。指向性因数Q 定义为声场中某点的声强,与同一声功率声源在相同距离同心球辐射面上的平均声强之比。 振动污染:即振动超过一定的界限,轻则对人的生活和工作环境形成干扰,降低机器及仪表的精度;重则危害人体健康、引起机械设备及土木结构的破坏。 振动:任一个物理量在某一定值附近作周期性的变化均称为振动。 机械振动:指物体在平衡位置附近作往复运动电磁环境:某个存在电辐射的空间范围。 电磁辐射污染:是指产生电磁辐射的器具泄露的电磁能量传播到室内外空间,其量超出环境本底值,其性质、频率、强度和持续时间等综合影响引起周围人群的不适感,或超过仪器设备所容许的限度,并使健康和生态环境受到损害。 热污染:即工农业生产和人类生活中排放出的废热造成的环境热化,损害环境质量,进而又影响人类生产、生活得一种增温效应。电磁污染按场源可分为自然电磁污染和人工电磁污染。 自由声场:由声源直接到达听者的直达声场 混响声场:经过壁面一次或多次反射 扩散声场:房间内声能密度处处相等,且在任一受声点上,声波在各个传播方向做无规律分布的声场 放射性污染:主要是指因人类的生产、生活活动排放的放射性物质所产生的电离辐射超过放射环境标准时,产生放射性污染而危害人体健康的一种现象,主要指对人体健康带来危害的人工放射性污染。 光污染:当环境中光照射(辐射)过强,或色彩不合理,对人类或其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象 声能密度(D ):单位体积介质所含声波能量 声强(I):在声波传播方向上,单位时间内垂直通过的单位面积的平均声能量 声功率(W):声源在单位时间内辐射的声能量。W=IS ,I=Dc

【开题报告】船用柴油机氮氧化物排放控制技术研究

开题报告 轮机工程 船用柴油机氮氧化物排放控制技术研究 一、选题的背景与意义 2005年5月19日,MARPOL73/78附则VI正式生效之后,一定程度上缓解了传播造成大气污染的现象,但是国际海事组织海洋环境保护委员会第57届会议通过了MARPOL73/78附则VI的修正案,对船舶废气中的氮氧化物与硫氧化物及氮氧化物的排放含量作了限制,禁止故意排放消耗臭氧的物质。这一举措给航运业各相关利益方面均提出了新的更高的要求。当今世界由于国际海事组织海洋环境保护委员会通过了新的MARPOL73/78附则VI修正案,对柴油机的废气排放提出了更高的要求。比如。根据已生效的MARP0L73/78附则VI的规定,在NO x排放方面,对于2000年1月1日~2011年1月1日安装的柴油主机的NO x排放量不得超过17克/千瓦·时;2011年1月1日以后安装的柴油主机的NO x排放标准为14.4克/千瓦·时;2016年1月1日以后安装的柴油主机的NO x排放标准为:当船舶航行于指定的排放控制区域内时为3.4克/千瓦·时,在排放控制区外航行时仍为14.4 克/千瓦·时。对于现有主机,MEPC 规定1990年1月1日~2000年1月1日安装的输出功率在5000千瓦以上、汽缸工作容积在90升以上的柴油主机的NO x 排放标准为17克/千瓦·时。 从另一方面讲,MARP0L73/78附则Vl的修正案是世界各相关国家、航运业内的各相关利益方相互博弈的结果,是政治、经济利益的体现。按照市场理论,企业将根据技术实施能力的不通,通过技术占领甚至垄断市场,排斥不符合该技术标准的产品,达到排斥异己的目的。MARP0L73/78附则VI中规定的排放限制标准的具体数值,基本上反映了目前船用柴油机生产制造的最高水平。当今,许多发展中国家经过技术引进和研发,都可以生产制造船舶柴油机,但发展中国家的技术和制造工艺水平还不够高,无论从经济性方面,还是从环保性方面,都不能与先进的船舶柴油机生产国相比。正是如此,工业发达国家才要极力促进MARPOL73/78附则Vl的修订和实施。这也就促使着发展中国家要努力提升相关技术水平,抓住机遇,迎接挑战,以期早日达到公约的标准。 针对我国船用柴油机主要依赖许可证生产的现状.在船机减排方面将面临更大的压力。因此加快船机氮氧化物排放处理的研究步伐实有必要。 二、主要内容与基本要求:主要内容有降低柴油机氮氧化物的基本技术、IMO不同阶

硫氧化物的污染控制

作业习题解答 第八章 硫氧化物的污染控制 8.1解: 火电厂排放标准700mg/m 3。 3%硫含量的煤烟气中SO 2体积分数取0.3%。 则每立方米烟气中含SO 2 mg 857110644 .2233=??; 因此脱硫效率为%8.91%10085717008571=?-。 8.2 解: 1)↑+?→++22322322CO O H CaSO O H SO CaCO kg m 164100= m=1.5625kg 2)每燃烧1t 煤产生SO 2约 kg t 722100 6.3=?,约去除72×0.9=64.8kg 。 因此消耗CaCO 3 kg m 13264 8.641003.1=??=。 3)CaSO 4.2H 2O 生成量 kg 174172648.64=?;则燃烧1t 煤脱硫污泥排放量为t 4354.0174=,同时排放灰渣77kg 。 8.3 解: 1)由)1)(1(121ηηη---=T ,)1%)(981(1%7.992η---=,解得%852=η。 2)设总体积为100,则SO 27.8体积,O 210.8体积,N 281.4体积。经第一级催化转化后余SO 20.156体积,O 26.978体积,N 281.4体积。设有x 体积SO 2转化,则总体积为)2 5.88(x -。 因此,5.0]2 /5.882/978.6[2/5.88156.0) 25.88/(300x x x x x x --?---=,由此解得x=1.6×10-3; 故转化率为%99156 .0106.113 =?-- 8.4解:

动力消耗W W K 07.58 .0260000156.0=?= ,即约0.51%用于克服阻力损失。 8.5 解: 1)取平均温度为C T 。5.1172 55180=+=,此时气体密度l g /94.0=ρ(分子量取30)。 显然雾滴处于牛顿区,s m u s /73.9]94.0/10008.9103[74.12/13=???=-,因气体流速为3m/s ,则液滴相对塔壁的沉降速度为6.73m/s 。 2)工况条件:液气比9.0L/m 3,Ca/S=1.2,并假设SO 2吸收率为90%。 在117.5。C 下,水汽化热2212.1kJ/kg ,空气比热1.025kJ/(kg.K ) 由(180-55)×1.025×0.94=2212.1m ,解得m=0.054kg ,因此水分蒸发率 %6.0%1000 .9054.0=?。 3)CaCO 3反应分率为%75%1002 .19.0=?。 8.6解: 在373K 时,K hs =0.41,K s1=6.6×10-3,K s2=3.8×10-8。 [Na]-[S]=[Na +]-[SO 2.H 2O]-[HSO 3-]-[SO 32-] =[OH -]-[H +]+[SO 32-]+2[CO 32-]+[HCO 3-]-[SO 2.H 2O] 22123223 ][][][][++-- ==H P K K K H HSO K SO so hs s s s ,22123223][][][][++--==H P K K K H HSO K CO co hc c c s , ] [][213+-= H P K K HCO co hc c 。 代入得 49 2202131410166.8] [102.1][1055.62][101.2][][10][][-+-+-+-++-?-?+??+?+-=-H H H H H S Na 代入不同的[H +]浓度,可得pH 在4~5时[Na]-[S]接近于0。因此脱硫最佳pH 值4~5。 8.7 解: 工况条件:液气比9.0L/m 3,Ca/S=1.2,并假设SO 2吸收率为90%。因此,单位体积(1.0L )通过烟气1/9m 3,可吸收SO 2mol 018.0%90100.44 .221000913=????-。 取温度T=373K ,则K hs =0.147,K s1=0.0035,K s2=2.4×10-8。 进水P SO2=4.0×10-4atm ,[SO 2.H 2O]=P SO2.K hs =5.88×10-5, [HSO 3-]=K s1[SO 2.H 2O]/[H +]=0.0206,[SO 32-]=5321094.4] [][-+-?=H HSO K s ; 则反应后[S]’=[SO 2.H 2O]+[HSO 3-]+[SO 32- ]+0.018=0.0387 此时P SO2’=4.0×10-3atm ,[SO 2.H 2O]’=5.88×10-4且

氮氧化物相关知识

氮氧化物(nitrogen oxides)包括多种化合物,如一氧化二氮 (N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。除二氧化氮以外,其他氮氧化物均极不稳定,遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮,一氧化氮又变为二氧化氮。 造成大气污染的氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),因此,环境学中的氮氧化物一般就指这两者的总称。氮氧化物具有不同程度的危害。 氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐,硝酸是酸雨的成因之一;它与其他污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。 大气中氮氧化物浓度增长,造成了氮沉降量的增加。根据酸雨监测数据,降水中NO3-与SO42-当量浓度比值1999年以来呈现上升趋势。NO3-与SO42-当量浓度比值增大,表明氮氧化物对酸性降水的贡献在增大,我国酸雨正在由硫酸型酸雨向硫酸/硝酸复合型过渡。同时,氮沉降产生更多的硝酸根和氮的氧化物,使土壤酸化,使水酸化和富营养化。1 U' P4 [& v. |! z. v7 c4 @ 氮氧化物的持续增加,还会加速细微颗粒物和二次气溶胶的形成。氮氧化物是光化学污染的前体物之一。在阳光照射下,NO2和VOCs(挥发性有机化合物)经由一连串的光化学反应生成O3和甲醛、乙醛等多种二次污染物,导致大气氧化性增强,并形成光化学烟雾,对大气环

境和人体健康造成危害。在我国一些人口密集、经济发达和机动车保有量大的城市,已经发现发生光化学污染的趋势,尤其是在北京、广州、上海等特大城市已经监测到了光化学污染的发生。 因此,减少大气中的氮氧化物对于保护生态、保持人们身体健康起到重要作用。而减排氮氧化物就是保护环境、改善民生的重大举措。 二氧化硫的硫主要来自燃料,而氮氧化物的氮来源是燃料和空气,既与燃烧温度有关,也与混合气体在高温区停留的时间有关。烟气中氮氧化物浓度的变化范围较大,准确测算不容易。随着燃料使用量和机动车保有量的增加,氮氧化物也会随之增加。据测算,全国氮氧化物的排放量年增长率为5%~8%。如果不采取进一步的氮氧化物减排措施,随着国民经济继续发展、人口增长和城市化进程的加快,未来中国氮氧化物排放量将持续增长。按照目前的发展趋势,到2030年我国氮氧化物排放量将达到3540万吨,势必造成严重的环境影响,因此必须切实加强氮氧化物排放控制。而减少氮氧化物最重要的政策措施就是总量控制。 测定尾气中NO、NO2、N2O、N2O4,用化学分析方法和仪器分析方法分别怎样做?用色谱做有啥优点和不足? 如果是硝酸合成中的尾气,最好采用红外气体分析,并且将氮氧化物转化成红外可以检测的形式。另外可以用激光分析法,可能也需要对气体进行适当的转化才好测定。采用色谱法,可能选择合适的色谱柱及分离条件是一个较为棘手的过程。如果是测定总氮氧化物,则可以采用化学发光法检测。

物理性污染控制各章节习题答案

物理性污染控制习题答案 第二章噪声污染及其控制 1. 什么是噪声?噪声对人的健康有什么危害? 答:从心理学出发,凡是人们不需要的声音,称为噪声。 噪声是声的一种;具有声波的一切特性;主要来源于固体、液体、气体的振动;产生噪声的物体或机械设备称为噪声源。 噪声的特点:局部性污染,不会造成区域或全球污染;噪声污染无残余污染物,不会积累。 噪声源停止运行后,污染即消失。声能再利用价值不大,回收尚未被重视 噪声对人的健康危害有:引起耳聋、诱发疾病、影响生活、影响工作。 2. 真空中能否传播声波?为什么? 答:声音不能在真空中传播,因为真空中不存在能够产生振动的弹性介质。 3.可听声的频率范围为20~20000Hz ,试求出500 Hz 、5000 Hz 、10000 Hz 的声波波长。 解: , c=340m/s, 3400.6815003400.06825000 3400.0034310000 c f m m m λλλλ======= 4. 声压增大为原来的两倍时,声压级提高多少分贝? 解: 2'20lg , 20lg 20lg 20lg 200 0'20lg 26()p p p e e e L L p p p p p L L L dB p p p ===+?=-== 5.一声源放在刚性面上,若该声源向空间均匀辐射半球面波,计算该声源的指向性指数 和指向性因数。 解: 22S 4==2 DI=10lg 10lg 2 3.01W S 2S W S I r Q Q I r θππ=====半全,半全 6.在一台机器半球辐射面上的5个测点,测得声压级如下表所示。计算第5测点的指向

物理性污染控制试题

物理性污染控制试题公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

填空题 1. 物理物理性污染主要包括____________、____________、 ____________、____________、____________等。 2. 人耳对声音强度的感觉并不正比于强度的绝对值,而更接近正比于其 ____________。 3. 噪声是指人们不需要的声音,噪声可能是由____________产生的,也可能是由____________形成。 4. 城市区域环境噪声测量对于噪声普查应采取____________。 5. 城市环境噪声按噪声源的特点分类,可分为四大类:____________、 ____________、____________和 ____________。 、6. 根据振动的性质及其传播的途径,振动的控制方法可归纳为三大类别:减少振动源的扰动、____________和 ____________。 7. 在实际工作中常把声源简化为____________、____________和 ____________三种。 8.在声学实验中,有两种特殊的实验室,分别为、 ____________和____________。 选择题 1.甲地区白天的等效A声级为60dB,夜间为50dB;乙地区白天的等效A声级为64dB,夜间为45 dB,()的环境对人们的影响更大。 A甲地区 B乙地区 C甲地区=乙地区 D无法比较 2. 2、大多数实际声源的噪声是()。 A宽频噪声 B纯音 C窄频噪声 D无法测定 3. 如果在房间的内壁饰以吸声材料或安装吸声结构,或在房间悬挂一些空间吸声体,吸收掉一部分(),则室内的噪声就会降低。

大气污染控制技术第八章习题及答案

《大气污染控制技术》习题八 第八章 硫氧化物的污染控制 8.1 某新建电厂的设计用煤为:硫含量3%,热值26535kJ/kg 。为达到目前中国火电厂的排放标准,采用的SO 2排放控制措施至少要达到多少的脱硫效率? 解: 火电厂排放标准700mg/m 3。 3%硫含量的煤烟气中SO 2体积分数取0.3%。 则每立方米烟气中含SO 2 mg 857110644 .2233=??; 因此脱硫效率为%8.91%10085717008571=?- 8.2 某电厂采用石灰石湿法进行烟气脱硫,脱硫效率为90%。电厂燃煤含硫为3.6%,含灰为7.7%。试计算: 1)如果按化学剂量比反应,脱除每kgSO 2需要多少kg 的CaCO 3; 2)如果实际应用时CaCO 3过量30%,每燃烧一吨煤需要消耗多少CaCO 3; 3)脱硫污泥中含有60%的水分和40%CaSO 4.2H 2O ,如果灰渣与脱硫污泥一起排放,每吨燃煤会排放多少污泥? 解: 1)↑+?→++22322322CO O H CaSO O H SO CaCO kg m 164100= m=1.5625kg 2)每燃烧1t 煤产生SO 2约 kg t 722100 6.3=?,约去除72×0.9=64.8kg 。 因此消耗CaCO 3 kg m 13264 8.641003.1=??=。 3)CaSO 4.2H 2O 生成量 kg 174172648.64=?;则燃烧1t 煤脱硫污泥排放量为t 4354.0174=,同时排放灰渣77kg 。 8.3 一冶炼厂尾气采用二级催化转化制酸工艺回收SO 2。尾气中含SO 2为7.8%、O 2为10.8%、N 2为81.4%(体积)。如果第一级的SO 2回收效率为98%,总的回收效率为99.7%。计算: 1)第二级工艺的回收效率为多少? 2)如果第二级催化床操作温度为420。C ,催化转化反应的平衡常数K=300,反应平衡时SO 2的转化率为多少?其中,5.0)(223O SO SO y y y K ?= 。 解:

浅谈空气中的氮氧化物的污染及其治理

浅谈空气中的氮氧化物的污染及其治理 摘要氮氧化物是只由氮、氧两种元素组成的化合物,包括氧化二氮,一氧化氮,三氧化二氮,二氧化氮,四氧化二氮,五氧化二氮。氮氧化物是大气的主要污染物之一, 是治理大气污染的一大难题。本文介绍了氮氧化物的来源以及治理氮氧化物的主要方法,分析了这些方法处理氮氧化物的优点或缺点,并预测未来处理氮氧化物方法的发展趋势。 关键词氮氧化物产生危害治理 天然排放的氮氧化物,主要来自土壤和海洋中有机物的分解,属于自然界的氮循环过程。人为活动排放的氮氧化物,大部分来自化石燃料的燃烧过程,如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程;也来自生产、使用硝酸的过程,如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。据80年代初估计,全世界每年由于人类活动向大气排放的氮氧化物,约5300万吨。 氮氧化物对环境的损害作用极大,它既是形成酸雨的主要物质之一,也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗臭氧的一个重要因子。其危害主要包括: 1.NOx对人体及动物的致毒作用。NO对血红蛋白的亲和力非常强,是氧的数十万倍。一旦NO进入血液中,就从氧化血红蛋白中将氧驱赶出来,与血红蛋白牢固地结合在一起。长时间暴露在NO环境中较易引起支气管炎和肺气肿等病变。这些毒害作用还会促使早衰、支气管上皮细胞发生淋巴组织增生,甚至是肺癌等症状的产生。 2.对植物的损害作用,氮氧化物对植物的毒性较其它大气污染物要弱,一般不会产生急性伤害,而慢性伤害能抑制植物的生长。危害症状表现为在叶脉间或叶缘出现形状不规则的水渍斑,逐渐坏死,而后干燥变成白色、黄色或黄褐色斑点,逐步扩展到整个叶片。 3.NOx是形成酸雨、酸雾的主要原因之一。高温燃烧生成的NO排人大气后大部分转化成NO,遇水生成HNO3、HNO2,并随雨水到达地面,形成酸雨或者酸雾。酸雨危害是多方面的,包括对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在危害。酸雨可使儿童免疫功能下降,慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加,同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。酸雨使农作物大幅度减产,特别是小麦,在酸雨影响下可减产13% 至34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害,导致蛋白质含量和产量下降。酸雨对森林和其它植物危害较大,常使森林和其它植物叶子枯黄、病虫害加重,最终造成大面积死亡。 4.氮氧化物与碳氢化合物形成光化学烟雾。NO排放到大气后有助于形成O3导致光化学烟雾的形成。光化学烟雾对生物有严重的危害,如1952年发生在美国洛杉矶的光化学烟雾事件致使大批居民发生眼睛红肿、咳嗽、喉痛、皮肤潮红等症状,严重者心肺衰竭,有几百名老人因此死亡。该事件被列为世界十大环境污染事故之一。 5.氮氧化物亦参与臭氧层的破坏。N2O能转化为NO,破坏臭氧层,其过程可以用以下几个反应表示: N2O+O——N2+O2,N2+O2——2NO,NO+O3——NO2+O2 NO2+O——NO+O2,O3+O——2O2 上述反应不断循环,使O3分解,臭氧层遭到较大的破坏。 由于NOx对大气环境以及生物群体有着各种各样的危害,因此学者以及研究人员正在努力寻找着科学高效的治理方法,其主要方法归纳如下: ()液体吸收法 此法是利用氮氧化物通过液体介质时被溶解吸收的原理,除去NOx废气。此方法设备简单、费用低、效果好,故被化工行业广泛采用,现在主要的方法有: (一)吸收法:

最新物理性污染控制习题答案第三章

物理性污染控制习题答案 第三章振动污染及其控制 1.什么是振动污染?振动污染具有什么特征? 答:振动污染:振动超过一定的界限,从而对人体的健康和设施产生损害,对人的生活和工作环境形成干扰,或使机器、设备和仪表不能正常工作 振动污染的特点 主观性:是一种危害人体健康的感觉公害。 局部性:仅涉及振动源邻近的地区。 瞬时性:是瞬时性能量污染,在环境中无残余污染物,不积累。振源停止,污染即消失。 2.振动污染的来源及其影响 答:振动污染的来源于自然振动和人为振动 自然振源由地震、火山爆发等自然现象引起。 自然振动带来的灾害难以避免,只能加强预报减少损失。 人为振源主要包括(一)工厂振动源(二)工程振动源(三)道路交通振动源(四)低频空气振动源。 振动对生理的影响主要是损伤人的机体; 振动对心理的影响主要是心理上会产生不愉快、烦躁、不可忍受等各种反应;振动对工作效率的影响主要是振动可使视力减退,使人反应滞后,影响语言交谈,复杂工作的错误率上升等; 振动对构筑物的影响主要是振动导致构筑物破坏。 3. 简谐振动系统具有哪些性质? 答:简谐振动是最简单的周期振动 定义:某个物理量(位移、速度或加速度)按时间的正弦或余弦规律变化的振动。简谐振动系统性质:(一)自由振动(二)受迫振动(三)振动体与共振 4. 共振现象是怎样产生的?有何危害?如何防止? 答:共振现象产生是激振力受到过滤乃至变形,某些成分被突出、扩大后传递,大多数场合存在若干种形式的共振现象。 危害是共振引起的扩大。 共振现象的主要形式有4种 (1)包括基础在内的机器质量和支承基础的支承弹簧引发的力的传递即为共振。(2)激振力传递过程中,可能发生因地质构造引起地基共振的现象。 (3)从受振(即受损方)还须考虑与振源同样的机械或建筑及其支承引起的共振。 (4)当机械或建筑的部分或部件的固有频率与传递来的激振力频率一致时,就会强烈共振。 防止共振主要方法:(1)改变机器的转速或改换机型来改变振动的频率; (2)将振动源安装在非刚性的基础上以降低共振响应; (3)用粘贴弹性高阻尼结构材料来增加一些波壳机体或仪器仪表的阻尼,以增加能量散逸,降低其振幅; (4)改变设施的结构和总体尺寸或采取局部加强法来改变结构的固有频率。5.沿地面传递的波动具有什么特点?

物理性污染控制》课程设计

《物理性污染控制》 课 程 设 计 说 明 书 姓名: *** 学号:1013**** 日期:2015/4/30 目录 一.课程设计任务书 (3)

二.课程设计计算书 (4) 1、课程目的 (4) 2、设计任务 (4) 3、吸声降噪的设计原则 (4) 4、计算步骤 (5) 5、参考文献 (9) 《物理性污染控制》课程设计任务书 一、设计任务:吸声降噪设计 某工厂空压机房设有2台空压机,距噪声源2m,测得的各频带声压级如表1所示。现欲采用吸声处理使机房噪声降到90dB(A),选用NR8θ评价曲线,请选择吸声材料的品种和规格,以及材料的使用面积。 表1 各频带声压级 二、工程名称: 空压机房降噪设计 三、房间尺寸 10m(长)×6m(宽)×4m(高),容积V=240m3,内表面积S=248m2,内表面积为混凝土面。 四、噪声源位置: 地面中央,Q=2

五、要求: 按NR8θ设计。完成设计计算说明书一份。 《物理性污染控制》课程设计计算书 一、课程目的 《物理性污染控制》是高等学校环境工程专业的主要专业课程之一。课程设计是学生进行专业课学习、总结学生学习成果、培养高级工程技术人才基本训练的一个重要环节,是基础理论、基础知识的学习和基本技术训练的继续、深化和发展。为促进学生掌握噪声治理工程的理论和技术,具备噪声治理工程的设计能力和综合利用相关专业知识的能力,本课程在完成课堂理论教学的同时开设课程设计。通过课程设计使学生了解噪声治理工程设计的基本知识和原则,使学生的基本技能得到训练。 本课程的目的是通过课程设计,使学生能够综合运用和深化所学专业理论知识,培养其独立分析和解决一般工程实际问题的能力,使学生受到工程师的基本训练。 二、设计任务:吸声降噪设计 三、吸声降噪的设计原则: (1)先对声源进行隔声、消声等处理,如改进设备、加隔声罩、消声器或建隔声墙、隔声间等。 (2)当房间内平均吸声系数很小时,采取吸声处理才能达到预期效果。单独的风机房、泵房、控制室等房间面积较小,所需降噪量较高,宜对天花板、墙面同时作吸声处理;车间面积较大,宜采用空间吸声体、平顶吸声处理;声源集中在局部区域时,宜采用局部吸声处理,同时

物理性污染控制复习

噪声是由许多不同频率和强度的声波无规则地杂乱无章组合而成。 噪声的分类:交通噪声、工业噪声 、建筑施工噪声 、社会生活噪声 噪声的特点:1、噪声只会造成局部性污染,一般不会造成区域性和全球性污染。2、噪声污染无残余污染物,不会积累。3、噪声源停止运行后,污染即消失。3、噪声的声能是噪声源能量中很小的部分,一般认为再利用的价值不大,故声能的回收尚未被重视。 噪声的危害:人置身于较强的噪声环境中一段时间,会感到耳鸣。若长期在强噪声环境中,会造成听力损失,成为永久性的听阀迁移,高强噪声(超过140dB )使得内耳鼓膜破裂,导致双耳完全失聪,成为永久性耳聋。噪声对大脑神经系统、心血管系统、视觉系统、消化系统等均有生理影响。噪声声级越大,对人体影响越大。人在睡眠时,受到连续噪声的影响,会使熟睡时间缩短,出现多梦。经常受到噪声的干扰,会导致睡眠不足,出现头昏、头痛等现象。噪声的刺激会使人心情烦躁、注意力分散,易疲劳、反应迟钝,导致工作效率降低,甚至发生工作过失行为。高强度噪声还会掩藏运输音响信号,使行车安全受到威胁,易发生交通事故。 噪声控制途径: 1、从声源上降低噪声(最根本、最有效的手段) 措施:选用内阻尼大、内摩擦大的低噪声材料;改进机器设备的结构,提高加工精度和装配精度;改善或更换动力传递系统和采用高新技术,对工作机构从原理上进行革新;改革生产工艺和操作方法。 2、从传播途径上降低噪声 措施:利用闹静分开的方法降低噪声;利用声源和地形的指向性;利用绿化带;采用声学控制手段,主要包括吸声、隔声和消声等。 3、在接收点进行防护 利用防护面具、耳塞、防护棉、耳罩和防护头盔等 频程(频带、带宽):将可听声的频率范围( 20Hz ~20kHz )按倍数变化,划分为若干较小的频段,通常称为频程。 声强:在声波传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的平均声能量,W /m2。 声压级:声音的声压与基准声压之比,取以10为底的对数,再乘以20,分贝(dB )。 计权声级:人耳对不同频率的声波反应的敏感程度是不一样的。对高频的声音,特别是频率在1000Hz ~5000Hz 之间的声音比较敏感;而对低频声音,特别是100Hz 以下的声音不敏感。为了使声音的客观量度和人耳的听觉主观感受近似取得一致,通常对不同频率声音的声压级经某一特定的加权修正后,在叠加计算可得到噪声总的声压级,此声压级称为计权声级。 等效连续A 声级:某时段内的非稳态噪声的A 声级,用能量平均的方法,以一个连续不变的A 声级来表示 该时段内噪声的声级。 其符号为L eq 。 ?? ????=∑=N i L eq A i N L 11.0101lg 10 昼夜等效声级:为了考虑噪声在夜间对人们烦恼的增加,规定在夜间测得的所有声级均加上10dB (A 计权)作为修正值,再计算昼夜噪声能量的加权平均。昼夜等效声级主要预计人们昼夜长期暴露再噪声环境中所受到的影响。 环境噪声标准制定依据 考虑在不同环境场所对各类人群的保护; 防止噪声的污染危害; 兼顾目前的技术条件、经济的合理性。 依据以上原则,规定噪声排放的允许限值,形成环境噪声标准。 根据声波传播时波阵面的形状不同可将声波分成平面声波、球面声波和柱面声波等类型。 球面声波:在各向同性均匀媒质中,点声源声波向各方向传播的速度相等,形成以声源为中心的一系列同心球面,这样的波称为球面波。 声源指向性 声源在自由场中向外辐射声波时,声压级随方向的不同呈现不均匀的属性,称为声源的指向性。声源指向性常用指向性因数或指向性指数来表示。指向性因数的定义是:声场中某点的声强,与同一声功率声源在相同距离的同心球面上的声强之比。指向性因数无量纲。 响度级:当某一频率的纯音和1000Hz 的纯音听起来同样响时,这时1000Hz 纯音的声压级就定义为该待定声音的响度级。符号N L 单位为方(phon )。 声波的吸收:除空气能吸收声波外,其它一些材料如玻璃棉、毛毡、泡沫塑料等对声音也有吸收能力,称为吸声材料或多孔性吸声材料。当声波通过这些多孔性吸声材料时,由于材料本身的内摩擦和材料小孔中

物理性污染控制各章节习题答案(全)

物理性污染控制习题答案 第一章略 第二章噪声污染及其控制 1. 什么是噪声?噪声对人的健康有什么危害? 答:从心理学出发,凡是人们不需要的声音,称为噪声。 噪声是声的一种;具有声波的一切特性;主要来源于固体、液体、气体的振动;产生噪声的物体或机械设备称为噪声源。 噪声的特点:局部性污染,不会造成区域或全球污染;噪声污染无残余污染物,不会积累。 噪声源停止运行后,污染即消失。声能再利用价值不大,回收尚未被重视 噪声对人的健康危害有:引起耳聋、诱发疾病、影响生活、影响工作。 2. 真空中能否传播声波?为什么? 答:声音不能在真空中传播,因为真空中不存在能够产生振动的弹性介质。 3.可听声的频率范围为20~20000Hz,试求出500 Hz 、5000 Hz 、10000 Hz 的声波波长。 解: , c=340m/s, 3400.6815003400.06825000 3400.0034310000 c f m m m λλλλ======= 4. 声压增大为原来的两倍时,声压级提高多少分贝? 解:

2'20lg , 20lg 20lg 20lg 200 0'20lg 26()p p p e e e L L p p p p p L L L dB p p p ===+?=-== 5.一声源放在刚性面上,若该声源向空间均匀辐射半球面波,计算该声源的指向性指数和指向性因数。 解: 22S 4==2 DI=10lg 10lg 2 3.01W S 2S W S I r Q Q I r θππ=====半全,半全 6.在一台机器半球辐射面上的5个测点,测得声压级如下表所示。计算第5测点的指向性指数和指向性因数。 解: 0.18.58.78.68.48.91110lg(10)10lg (1010101010)86.6() 5 1 0.110 220.10.10.1(8986.6)01010 1.7420.11020 10lg 10lg1.74 2.4 L n pi L dB p n i L p L L I p p p p I L p p p DI Q θθθ==++++=∑=--=========. 7.已知某声源均匀辐射球面波,在距声源4m 处测得有效声压为2Pa ,空气密度1.23/kg m 。。使计算测点处的声强、质点振动速度有效值和声功率。

物理性污染控制习题答案

物理性污染控制习题答案 第二章噪声污染及其控制 1.什么是噪声?噪声对人的健康有什么危害? 答:噪声是声的一种,是妨碍人们正常活动的声音;具有声波的一切特性; 主要来源于固体、液体、气体的振动;产生噪声的物体或机械设备称为噪声源。 噪声对人的健康危害有:引起耳聋、诱发疾病、影响生活、影响工作。 2.真空中能否传播声波?为什么? 答:声音不能在真空中传播,因为真空中不存在能够产生振动的弹性介质。 3.可听声的频率范围为20~20000Hz,试求出500 Hz、5000 Hz、10000 Hz的声 波波长。 解: 4. 声压增大为原来的两倍时,声压级提高多少分贝? 解: 5.一声源放在刚性面上,若该声源向空间均匀辐射半球面波,计算该声源的指向性指数和指向性因数。 解: 6.在一台机器半球辐射面上的5个测点,测得声压级如下表所示。计算第5测

点的指向性指数和指向性因数。 解: 0.18.58.78.68.48.91110lg(10)10lg (1010101010)86.6()51 0.110 220.10.10.1(8986.6)01010 1.7420.1 1020 10lg 10lg1.74 2.4 L n pi L dB p n i L p L L I p p p p Q I L p p p DI Q θθ==++++=∑=--=========. 7.已知某声源均匀辐射球面波,在距声源4m 处测得有效声压为2Pa ,空气密度 1.23/kg m 。。使计算测点处的声强、质点振动速度有效值和声功率。 解:2222,,,000 ,0p p D V e e I Dc D W IS W S p u S p cu S e e e c c S t p u e u u e e c ρρρ=======?== 8.在半自由声场空间中离点声源2 m 处测得声压的平均值为88 dB ,(1)求其声功率级和声功率;(2)求距声源5m 处的声压级。

氮氧化物污染控制的新技术综述 王洋

氮氧化物污染控制的新技术综述王洋 摘要:随着我国工业化进程的不断推进,环境污染问题越来越严重,其中氮氧 化物排放量逐年增加,对人们的生活和生态环境产生了诸多不便,加强氮氧化物 污染控制显得更加重要。文章对氮氧化物污染现象进行概述,分析氮氧化物产生 的原因,并提出氮氧化物污染控制的新技术。 关键词:氮氧化物;污染控制;新技术 前言 空气中分子化合物种类繁多,氮氧化物也是常见的一种,从种类上来看,氮 氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮,当空气中的氮氧化物达到一定含量时,就会 形成阴霾,危害人们的身体健康。石油、煤炭等化工燃料在燃烧过程中都会产生 氮氧化物,其中工业燃烧成为氮氧化物的主要来源,也是进行污染控制的重中之重。在新的发展时期,要加大氮氧化物污染的控制,为人们营造健康、和谐的生 态环境。从氮氧化物控制现状来看,我国在理论基础和实践经验方面仍存在较大 不足,传统的污染控制方法是减少氮氧化物的排放量,在污染治理效果上不尽如 人意,基于此,研究氮氧化物污染控制新技术具有非常重要的现实意义。 1氮氧化物定义及现状 氮氧化物具有较强的毒性,对人类的身体健康和大气产生一定危害。煤炭燃 烧过程中会产生大量的氮氧化物,主要包括NO、NO2、N2O 3、N2O 4、等,其 中NO占据比例最大。NO会形成酸雨、危害环境,在光化学反应下,NO2会生 成一氧化氮和臭氧,危害人们身心健康。从氮氧化物排放情况来看,超过60%来 源于煤炭燃烧。随着我国经济进入新常态化发展阶段,工业企业面临结构转型和 产业升级,加大了氮氧化物的排放控制力度。在进行氮氧化物排放控制时,主要 从两个方面着手。一是研究氮氧化物新技术,我国关于氮氧化物排放技术研究起 步较晚,主要用于排放量较低的氮氧化物控制,比如尾端治理,在污染控制效果 上达不到预期要求。二是控制工业燃烧中氮氧化物的成本。随着节能减排理念的 不断推进,污染排放物处理消耗成本较大,很多中小企业无力承担高昂的污染处 理费用,因此,通过降低氮氧化物污染控制成本也能起到一定效果。 2氮氧化物的生成机理 作为大气中常见的污染物,氮氧化物对人们的生产、生活和身心健康有较大 影响。煤炭燃烧不充分是氮氧化物的主要来源。在燃烧阶段,氮氧化物的来源分 为三种,即热力型、燃烧型和快速型。 从比例来看,热力型氮氧化物约占燃烧的百分之二十,在高温作用下,空气 中的氮气和氧气会形成氮氧化物。热力型氮氧化物受温度影响较大,从试验情况 来看,当温度超过1300℃时,热力型氮氧化物增加较为明显。在燃烧过程中,一些含有氮氧化物的燃料会发生分解反应,生成相应的氮氧化物,燃烧型氮氧化物 生成机理相对复杂,占据的比例也较高,这个阶段氮氧化物生成时,燃料的结构 和种类对此影响不大,主要受到温度、浓度等方面的影响。 快速型氮氧化物主要是由于燃料中的碳氢化合物在高温作用下生成相应的CH 原子团,空气中含有大量的氮气,原子团和氮气发生化学反应,生成相应的HCN 类化合物,在氧气的作用下会声场氮氧化物,从比例上来看,氮氧化物总量不多,在氧气浓度较低才会发生这种反应,在生成时对于温度敏感程度较低。

浅谈空气中的氮氧化物的污染及其治理

浅谈空气中的氮氧化物的污染及其治理 摘 要 氮氧化物是只由氮、氧两种元素组成的化合物,包括氧化二氮,一氧化氮,三氧化二氮,二氧化氮,四氧化二氮,五氧化二氮。氮氧化物是大气的主要污染物之一, 是治理大气污染的一大难题。本文介绍了氮氧化物的来源以及治理氮氧 化物的主要方法,分析了这些方法处理氮氧化物的优点或缺点,并预测未来处理氮氧化物方法的发展趋势。 关键词 氮氧化物 产生 危害 治理 天然排放的氮氧化物,主要来自土壤和海洋中有机物的分解,属于自然界的氮循环过程。人为活动排放的氮氧化物,大部分来自化石燃料的燃烧过程,如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程;也来自生产、使用硝酸的过程,如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。据80年代初估计,全世界每年由于人类活动向大气排放的氮氧化物,约5300万吨。 氮氧化物对环境的损害作用极大,它既是形成酸雨的主要物质之一,也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗臭氧的一个重要因子。其危害主要包括: 1.NOx 对人体及动物的致毒作用。NO 对血红蛋白的亲和力非常强,是氧的数十万倍。一旦NO 进入血液中,就从氧化血红蛋白中将氧驱赶出来,与血红蛋白牢固地结合在一起。长时间暴露在NO 环境中较易引起支气管炎和肺气肿等病变。这些毒害作用还会促使早衰、支气管上皮细胞发生淋巴组织增生,甚至是肺癌等症状的产生。 2.对植物的损害作用,氮氧化物对植物的毒性较其它大气污染物要弱,一般不会产生急性伤害,而慢性伤害能抑制植物的生长。危害症状表现为在叶脉间或叶缘出现形状不规则的水渍斑,逐渐坏死,而后干燥变成白色、黄色或黄褐色斑点,逐步扩展到整个叶片。 3.NOx 是形成酸雨、酸雾的主要原因之一。高温燃烧生成的NO 排人大气后大部分转化成NO ,遇水生成HNO 3、HNO 2,并随雨水到达地面,形成酸雨或者酸雾。

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