能见度：TSP，SO2，NO和NO2，光化学烟雾
烟尘：固体燃料燃烧产生的颗粒物，包括：
黑烟：未燃尽的碳粒 飞灰：不可燃矿物质微粒
灰分中含有Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn等污染元素
影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素：煤质，燃烧方式，烟气流速，炉排和炉膛的
热负荷，锅炉运行负荷，锅炉结构
Hg对人的肾和神经系统有危害 煤碳燃烧是Hg的一大来源
煤中Hg的析出率与燃烧条件有关 燃烧温度>900oC时，析出率>90％ 还原性气氛的析出率低于氧化性气氛
Hg排放控制是燃煤污染控制的新课题之一 6、大气污染物综合防治措施
1、全面规划、合理布局 2、严格的环境管理
3、控制环境污染的技术措施（实施清洁生产，实施可持续发展的能源战略，建设综合性工业基地，对so2实施总量控制）
4、控制污染的经济政策（保证必要的环境保护投资，实施“污染者和使用者支付原则）”
5、控制污染的产业政策 6、绿化造林
7、安装废弃净化装置 碳粒子的生成
@积炭的生成1，核化过程：气相脱氢反应并产生凝聚相固体碳2，核表面上发生非均质反应3，较为缓慢的聚团和凝聚过程
影响因素：1，燃料的分子结构是影响积炭的主导因素2，积炭的生成与火焰的结构有关,3，提高氧气量可以防止积炭生成,4，压力越低则积炭的生成趋势越小,4，集碳抑制剂，如：钡盐用于汽油中
@石油焦和煤胞的生成
1，燃料油雾滴在被充分氧化之前，与炽热壁面接触，发生液相裂化和高温分解，出现结焦
2，多组分重残油的燃烧后期会生成煤胞，难以燃烧。3，焦粒生成反应的顺序：烷
烃--烯烃--带支链芳烃--凝聚环系--沥青--半园体沥青--沥青焦--焦炭
2、燃料完全燃烧的条件：燃料完全燃烧的条件是适量的空气、足够的温度、必要的
燃烧时间、燃料与空气的充分混合。
（1）空气条件：按燃烧不同阶段供给相适应的空气量。
（2）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。各种燃料的着火温度见表2-4 。 （3） 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。
（4） 燃烧与空气的混合条件：燃料与空气中氧的充分混合是有效燃烧的基本条件。
在大气污染物排放量最低条件下,实现有效燃烧的四个因素：空气与燃料之比、温度、时间、湍流度(三T) 。 4、燃烧产生的污染物
硫氧化物SOx：随温度变化不大，主要是煤中S。 粉尘：随燃烧温度而变化(增高、降低均有变化)。
CO及HC化合物：随燃烧温度而变化(增高、降低均有变化)。 NOx：随燃烧温度而变化(增高、降低均有变化)。 1、影响燃烧过程的主要因素：（1）燃烧过程及燃烧产物；（2）燃料完全燃烧的条件；
（3）发热量及热损失；（4）燃烧产生的污染物
1、大气污染：国际标准组织定义（ISO）定义：大气污染通常系指人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象。
. 一次大气污染物:直接以原始形态排放入大气中并达到足够的排放量从而造成
健康威胁的污染物 主要气象要素 气象要素（因子）：表示大气状态的物理现象和物理量，气象学中统称为～。 与大气污染关系密切的气象要素主要有：气温、气压、空气湿度（气湿）、风（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：表示大气温度高低的物理量。通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气
温度。
（2）气压：任一点的气压值等于该地单位面积上的大气柱重量。气压总是随高度的
增加而降低的。气压随高度递减关系式可用气体静力学方程式描述，即ΔP=-ρgΔZ，其积分式—压高公式：
lnP2lnP1
g
Z2Z1RTm
气压单位：mb（毫巴） 大气的压强
1atm＝101326Pa＝1013.26mb=760mmHg
（3）空气湿度（气湿）：反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量。 绝对湿度－1m3湿空气中含有的水汽质量
相对湿度－空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的百分比 含湿量－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量 水汽体积分数－水汽在湿空气中所占的体积分数 露点－同气压下空气达到饱和状态时的温度 （4）风：．风向和风速
水平方向的空气运动叫做风（垂直方向－升降气流） 风的来向叫风向（16个方位圆周等分）
风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（2或10min平均）
3
u3.02F (km/h) F－风力级（0～12级）
（5）云：云
大气中水汽的凝结现象叫做云（使气温随高度变化小）
云量:天空被云遮蔽的成数（我国10分，国外8分） 云高:云底距地面底高度
低云（2500m以下）
中云（2500～5000m） 高云（5000m以上）
云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形） 形成的基本条件：水蒸汽和使水蒸汽达到饱和凝结的环境。 国外云量与我国云量间的关系，国外云量×1.25=我国云量。 总云量：指所有云遮蔽天空的成数，不论云的层次和高度。
（6）能见度：在当时的天气条件下，视力正常的人能够从天空背景中看到或辨认出目标物的最大距离，单位：m，Km。 能见度的大小反应了大气的混浊现象，反映出大气中杂质的多少。大气中的雾、水汽、烟尘等，可使能见度降低。
（7）太阳高度角：太阳高度角为太阳光线与地平线间的夹角，是影响太阳辐射强弱
的最主要的因子之一。ho即太阳高度角，它随时间而变化。
（8）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、雪等。降水
是清除大气污染物的重要机制之一。 气温的垂直变化
气温直减率
Tz
（大气）
干绝热直减率:干空气绝热上升或下降单位高度时,温度降低或升高的数值
d
dTi
dz（空气团）
dT
g
一般满足，大气绝热过程，系统与周围环境无热交换
位温：各高度均把压力换算到1000mb（10kPa)时的温度（绝热）。 气温的垂直分布－温度层结
i
d0.98K/100m（Cp1004Jkg1K1）由定义：dzCp
T
z
> 0 ，正常分布层结
中性层结（绝热直减率）等温层结逆温层结
d，＝
＝0 ，
d>0, a>0 不稳定d
ag
(d)
zT
2.逆温：温度随高度的增加而增加。
逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。
逆温形成的过程：形成逆温的过程多种多样，最主要有以下几种：（1）辐射逆温（较常见）（2）下沉逆温（3）平流逆温（4）湍流逆温（5）锋面逆温。 3.辐射逆温
由于大气是直接吸收从地面来的辐射能，愈靠近地面的空气受地表的影响越大，所以接近地面的空气层在夜间也随之降温，而上层空气的温度下降得不如近地层空气快，因此，使近地层气温形成上高下低的逆温层，这种因地面辐射冷却而形成的气温随高度增加而递增现象叫辐射逆温。[以冬季最强 ] 4.五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）爬升型（屋脊型）：大气处于向逆温过渡。在排出口上方：r＞o，r＞rd 不稳定;在排出下方；r＜o，r＜rd，大气处于稳定状态。 （5）漫烟型（熏烟型）：大气逆温向不稳定过渡时，排出口上方：r＜o，r＜rd，大气处于稳定状态；
. 辐射逆温： 地面白天加热，大气自下而上变暖； 地面夜间变冷，大气自下而上冷却 下沉逆温 （多在高空大气中，高压控制区内）
很厚的气层下沉 压缩变扁 顶部增温比底部多 平流逆温
暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成 湍流逆温
由低空大气的湍流混合而形成的逆温 .锋面逆温
冷、暖气团相遇 ---暖气上爬，形成锋面----冷暖间逆温
平均风速随高度变化
u*Zuln
kZ0
中性层结：对数律，粗糙度和摩擦速度
k=0.4
uu1(
非中性层结： 指数律，稳定度参数
Zm
)Z
1
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。
湍流扩散理论
主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系 1.梯度输送理论
类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比
2.湍流统计理论
泰勒－>图4-1，正态分布 萨顿实用模式
高斯模式
3.相似理论
高斯扩散模式四点假设（6分）
①污染物在Y,Z轴上的分布符合高斯分布；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。 特殊气象条件下的扩散模式
封闭型扩散模式
相当于两镜面之间无穷次全反射 实源和无穷多个虚源贡献之和 n为反射次数，在地面和逆面
实源在两个镜子里分别形成n个像
P值法
Hs
国标GB/T 13201-91
H
烟囱设计中的几个问题
上述计算公式按锥形高斯模式导出，在逆温较强的地区，需要用封闭型或熏烟型模式校核
烟气抬升高度的选取 优先采用国家标准中的推荐公式
烟流下洗、下沉现象 (书上还有)P119页
【污染系数】
污染系数表示为风向频率与风速的比值，表征大气扩散稀释能力。 根据风向频率与风速可以画出污染系数玫瑰图。
某一风向的污染系数小，则该方向吹来的风造成的污染小，污染源应布置在污染系数最小的方位。
注意：污染系数法对中、矮烟囱适用，但对抬升高度很大的发电厂、冶炼厂不一定适用。
颗粒的粒径：显微镜法 定向直径dF（Feret 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（Martin直径）：各颗粒在投影图中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（Heywood直径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径 Heywood测定分析表明，同一颗粒的dF>dA>dM 颗粒的直径
筛分法
筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度 筛孔的大小用目表示－每英寸长度上筛孔的个数
光散射法
等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径
沉降法
斯托克斯（Stokes）直径ds：同一流体中与颗粒密度相同、沉降速
度相等的球体直径
@@@空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度（1g/cm3）的球体的直径
斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径 空气动力学直径的特征
1) 同一空气动力学直径的尘粒趋向于沉降在人体呼吸道内的相同区域。 2) 同一空气动力学直径的尘粒在大气中具有相同的沉降速度和悬浮时间。
3) 同一空气动力学直径的尘粒在通过旋风器和其它除尘装置时具有相同的机率。 4) 同一空气动力学直径的尘粒在进入粉尘采样系统中具有相同的机率。 颗粒的直径
粒径的测定结果与颗粒的形状有关
通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度
圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比Φs（ Φs
粒径分布指不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或表面积）所占的比例 粒数分布:每一间隔内的颗粒个数
粒数频率：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数Σni之比
fi
ni
n
N
i
粒数筛下累积频率：小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比
粒数频率密度
p(dp)dF
/ddp
粒数众径－频度p最大时对应的粒径，此时
dpd2F
02
ddpddp
粒数中位径（NMD）－累计频率F=0.5时对应的粒径
质量分布 假设：所有颗粒具有相同密度、颗粒质量与粒径立方成正比，
平均粒径
大小形状不一的真实粒子群 大小均匀、球形粒子群
二者具有相同物理意义时，以后者的粒径代表前者的粒径——平均粒径
对于频率密度分布曲线对称的分布，众径 dd 、中位径 d50 和算术平均直径
dg(d1n1d2n2d3n3...)1/N 或
dl相等
dgexp(
n
i
lndpi
N
)
dddd50L 频率密度非对称的分布，
单分散气溶胶，
dLdg
；否则，
dLdg
粒径分布函数
用一些半经验函数描述一定种类粉尘的粒径分布 正态分布
正态分布（续）
正态分布是最简单的分布函数
（1）
dpd50dd
（2）累计频率曲线在正态概率坐标纸上为一条直线，其斜率取决于σ
d84.1d50d50d15.9
（3）
1
(d84.1d15.9)2
正态分布函数很少用于描述粉尘的粒径分布，因为大多数粉尘的频度曲线向
大颗粒方向偏移
第二节 粉尘的物理性质
粉尘的密度
单位体积粉尘的质量，kg/m3或g/cm3
粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙－真密度Pp 用堆积体积计算——堆积密度Pb
空隙率——粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比
b(1)p
粉尘的真密度用在研究尘粒在气体中的运动，分离和去除等方面，堆积密度用于在贮仓或灰斗的容积确定等方面。
粉尘的安息角与滑动角
安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角
滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动时粉尘开始发生滑动的平
板倾角
安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标
安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、粉尘粘性、颗粒形状、颗粒表面
光滑程度
粉尘的安息角和滑动角是设计除尘器灰斗（或粉料仓）的锥度及除尘管路，或输灰管路倾斜度的主要依据。
粉尘的比表面积：单位体积粉尘所具有的表面积 粉尘的含水率
粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由水分以及颗粒内部
的结合水分
含水率－水分质量与粉尘总质量之比
吸湿现象 平衡含水率 粉尘的润湿性
润湿性－粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质
润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。 粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降 润湿速度－
v20
L20
(mm/min)20
润湿性是选择湿式除尘器的主要依据
粉尘的荷电性
天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷
荷电因素－电离辐射、高压放电、高温产生的离子或电子被捕获、颗粒间或
颗粒与壁面间摩擦、产生过程中荷电
天然粉尘和人工粉尘的荷电量一般为最大荷电量的1/10
荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加，且与化学组成有关
粉尘的导电性
比电阻
导电机制：
高温（200oC以上），粉尘本体内部的电子和离子—体积比电阻 低温（100oC以下），粉尘表面吸附的水分或其他化学物质－表面比
电阻
中间温度，同时起作用 比电阻对电除尘器运行有很大影响，最适宜范围104～1010
d
V
(Ωcm)j
cm
体积比电阻：在高温（一般在200℃以上）范围内，粉尘层的导电主要靠
粉尘本体内部的电子或离子进行。这种本体导电占优势的粉尘比电阻称为体积比电阻。P148
表面比电阻：在低温（一般在100℃以下）范围内，粉尘的导电主要靠尘粒表面吸附的水分或其他化学物质中的离子进行。这种表面导电占优势的粉尘比电阻称为表面比电阻。P148
粉尘的粘附性
粘附和自粘现象
粘附力－克服附着现象所需要的力 粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）
断裂强度－表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力除以其断裂的接触面积 分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性
粉尘的自燃性和爆炸性
影响因素：粉尘的结构和物化特性、粉尘的存在状态和环境
粉尘的爆炸性
可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物中可燃物达到一定的浓度 最低可燃物浓度－爆炸浓度下限。。。爆炸浓度上限 存在能量足够的火源
第三节 净化装置的性能
评价净化装置性能的指标
技术指标
处理气体流量 净化效率 压力损失
经济指标
设备费 运行费 占地面积
净化装置技术性能的表示方法
1
QN(Q1NQ2N) (mN3/s)
2 处理气体流量
Q1NQ2N
100 (%)
Q1N
漏风率
压力损失
P
v12
2
(Pa)
总净化效率的表示方法
S22NQ2N
11
SQ11N2N总净化效率
SQP1
S11NQ1N
通过率
SSi1
SS1i1i分级除尘效率
分割粒径－除尘效率为50％的粒径
由总效率求分级效率
S3g3ig3i
i
S1gig1i
Sggi11P
S1g1ig1i
i
Pg2i/g3i
多级串联的总净化效率
总分级通过率 总分级效率
PiTPi1Pi2Pin
iT1PiT1(1i1)(1i2)(1in)
T1(11)(12)(1n)
总除尘效率
除尘装置
从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置
湿式除尘装置 干式除尘装置
第一节 机械除尘器
机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分
离的装置，常用的有：
重力沉降室 惯性除尘器 旋风除尘器
对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin = ?
hcH
us
2dppg
18
2dp
pgLWH即 H
18Q
dmin
旋风除尘器
利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置 影响旋风除尘器效率的因素
二次效应－被捕集粒子的重新进入气流 比例尺寸
除尘器下部的严密性 烟尘的物理性质 操作变量
电除尘器基本原理：悬浮粒子核电，粒子捕集，清除
电晕放电
影响电晕特性的因素
电极的形状、电极间距离 气体组成、压力、温度
不同气体对电子的亲合力、迁移率不同
气体温度和压力的不同影响电子平均自由程和加速电子及能产生碰
撞电离所需要的电压
气流中要捕集的粉尘的浓度、粒度、比电阻以及在电晕极和集尘极上的沉积 电压的波形
克服高比电阻影响的方法
保持电极表面尽可能清洁 采用较好的供电系统 烟气调质
增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，
使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是SO3
改变烟气温度
向烟气中喷水，同时增加烟气湿度和降低温度
发展新型电除尘器
某钢铁厂烧结机尾气电除尘器的实测结果如下：除尘器入口含尘浓度
C1=26.80mg/m3，出口含尘浓度c2=0.133g/m3,处理风量Q=16×104m3/h。该除尘器
，，
采用Z型极板和星型电晕线，横断面积F=40m2集尘极总集尘面积A=1982m2参考上述数据，设计一台新建烧结机尾气电除尘器，要求η=99.8%，工艺提供的烟气量为70m3/s。
气固催化反应动力学
反应过程
(1)反应物从气流主体-催化剂外表面 (2) 进一步向催化剂的微孔内扩散 (3)反应物在催化剂的表面上被吸附 (4)吸附的反应物转为为生成物 (5)生成物从催化剂表面脱附下来 (6)脱附生成物从微孔向外表面扩散 (7)生成物从外表面扩散到气流主体
(1),(7)：外扩散；(2),(6)内扩散 (3),(4),(5)：动力学过程
外扩散控制
降低催化剂表面反应物浓度，从而降低反应速度 表现因数：KG 消除方法
提高气速，以增强湍流程度，减小边界层厚度
气速提高到一定程度，转化率趋于定值，外扩散影响消除－下限流速
内扩散控制
降低催化剂内反应物浓度，从而降低反应速度 表现因数：η 消除方法
尽量减小催化剂颗粒大小
粒径减小到一定程度，转化率趋于定值，内扩散影响消除
煤炭和石油燃烧排放的烟气通常含有较低浓度的SO2
• 由于燃料硫含量不同，燃烧设施直接排放到烟气中的SO2浓度范围大约为10-4～10-3
数量级。
• 对于这些含 SO2浓度低、体积流量大的烟气，回收SO2制硫酸非常不经济，只能通
过烟气脱硫控制。
• 常见的烟气脱硫方法可以分为抛弃法和回收法；
• 可按脱硫剂是否以浆液状态存在，分成湿法脱硫、湿干法脱硫和干法脱硫。
• 湿法脱硫工艺是利用碱性吸收液或含触媒粒子的溶液，吸收烟气中SO2，脱硫产物
以浆液形式排出。
• 湿法脱硫工艺主要有石灰石/石灰法、氧化镁法、海水脱硫法和氨法。 • 典型的石灰石烟气脱硫工艺可分为：吸收塔、石灰浆液制备、液固分离系统三部分。 脱硫过程：
• 烟气被含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石浆液洗涤； • SO2与浆液中的碱性物质生成亚硫酸盐和硫酸盐； • 新鲜石灰石或石灰浆液不断加入脱硫液的循环回路；
• 浆液中的固体(包括燃煤飞灰)连续地从浆液中分离出来并排往沉淀池。
• 目前较常用的吸收塔主要有喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔和道尔顿型塔四类。 喷淋塔是湿法脱硫工艺的主流塔型。
• 吸收塔是脱硫系统的核心装置，要求有持液量大、气液相间的相对速度高、气液接
触面积大、内部构件少、压力降小等特点。 • 石灰石与石灰法的比较 重要的区别：
• 石灰石法：Ca2+浓度与H+和CaCO3的存在有关；石灰法： Ca2+只与CaO的存在有关。 • 因此石灰石法的运行pH值比石灰法低。
• 美国国家环保局的试验表明石灰石系统的最佳pH值范围在5.8～6.2，而石灰法的最
佳pH值为8。
除pH值外，影响SO2吸收效率的其它因素包括：
• 液/气比、 • 钙/硫比、 • 气体流速、
• 浆液的固体含量、 • 气体中SO2的浓度 • 吸收塔结构等
上述因素的典型值见下表。 影响因素与存在问题
【设备腐蚀】问题关键：酸性环境
• 化石燃料燃烧的烟气中含有多种微量化学成分，如氯化物。
• 目前广泛应用的吸收塔材料是合金 C-276 (55%Ni，17%Mo，16%Cr，6%Fe，4%W)，
其价格是常规不锈钢的15倍。 • 为延长设备的使用寿命，溶液中氯离子的浓度不能太高。为保证氯离子不发生浓缩，
脱硫系统要根据物料平衡排出适量废水，并补充清水。
【结垢和堵塞】问题关键：Ca2+和SO42-在局部达到过饱和 固体沉积主要以三种方式出现：
• 湿干结垢，即因溶液或料浆中的水分蒸发而使固体沉积； • Ca(OH)2或CaCO3沉积或结晶析出；
• CaSO3或CaSO4从溶液中结晶析出（主要原因） 。
硫酸钙结垢坚硬、板结，难易去除，影响到所有与脱硫液接触的阀门、水泵、控制仪器和管道等。
为此，在吸收塔中要保持亚硫酸盐的氧化率在20%以下。 【除雾器堵塞】问题关键：雾滴被气流裹挟
• 雾化喷嘴产生雾滴的大小存在尺寸分布。较小的雾滴会被气流所夹带，如果不进行
除雾，雾滴将进入烟道，造成烟道腐蚀和堵塞。 • 因此，除雾器必须易于保持清洁。 目前使用的除雾器有多种形式，如折流板型等，通常用高速喷嘴每小时数次喷清水进行冲洗 【脱硫剂利用率】问题关键：脱硫剂表面被阻塞
• 脱硫产物亚硫酸盐和硫酸盐沉积在脱硫剂颗粒表面，阻塞颗粒的溶解通道，造成脱
硫剂没有完全溶解就随产物排出，降低了脱硫剂的使用效率。
• 为提高脱硫剂的利用率，需要脱硫剂在循环池中停留时间达到5-10min，使脱硫产
物溶解。
• 实际的停留时间设计与石灰石的反应性能有关，反应性能越差，为使之完全溶解，
要求它在池内的停留时间越长。
脱硫剂的停留时间一般通过的回流泵控制 【液固分离】问题关键：CaSO3·2H2O难以分离
• CaSO3·2H2O是片状晶体，难以分离，也不符合填埋要求，而二水硫酸钙是圆形晶体，
易于分离和过滤。 • 为保证固液分离，减少固体产物体积，要在循环池中尽量将亚硫酸盐氧化成硫酸钙，
通常需保证95％的脱硫产物转化成硫酸钙。 • 【固体处理】问题关键：酸性环境
• 固体废物虽经脱水，但含水率一般仍在60%左右。因此，固体废物的处理和处置也
影响到石灰石/石灰法洗涤工艺的推广应用 。
• 可以将脱硫副产物变成高品味的石膏，用于水泥、灰板等工业。 • 改进方法
• 为提高SO2的去除率、改进系统的可靠性和经济性，可以对石灰石/石膏法进行简单
的改造，经常使用添加已二酸、硫酸镁和碱性物质的方法。 • 【己二酸】解决问题：石灰石法SO2吸收慢、去除率低 • 【硫酸镁】解决问题：石灰石法易结垢和SO2去除效率低
• 【双碱法】解决问题：石灰石/石灰法结易垢且SO2去除效率低 • 2.氧化镁法 基本原理：
• 用MgO的浆液吸收SO2，产生含水亚硫酸镁和少量硫酸镁，然后送流化床加热，在
700－950oC高温煅烧，释放出MgO和高浓度的SO2气体。MgO可以循环使用，而高浓度SO2用于制硫酸。
• 由美国化学基础公司开发的氧化镁浆洗－再生法是氧化镁湿法脱硫的代表工艺。该
工艺包括：氧化镁浆液制备、SO2吸收、固体分离和干燥、MgSO3再生。 • 3.海水脱硫法
• 按照是否添加其他化学吸收剂，可以分成：纯海水脱硫工艺和添加少量石灰的海水
脱硫工艺。
• 前者以挪威ABB公司开发的Flakt－Hydro为代表，后者以美国Bethtel公司的工艺为
代表。 • 4. 氨法
• 是利用一定浓度的氨水做吸收剂，最终的脱硫产物是可以做农用肥的硫酸氨。 • 氨法脱硫主要包括SO2吸收和吸收液处理两部分。 【再生系统】
• 特点：可以根据需要选择吸收液再生方法，常用的再生方法有：热解、氧化和酸化。 • 由于热解法中用来解吸的蒸气消耗相当高，因此不如氧化和酸化法经济。
燃烧过程NOx的形成机理
形成机理
燃料型NOx
燃料中的固定氮生成的NOx
热力型NOx
高温下N2与O2反应生成的NOx
瞬时NO
低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO
烟气脱硝技术
1. 选择性催化还原法（SCR）
催化剂：贵金属、碱性金属氧化物
4NH34NOO24N26H2O
还原反应8NH36NO27N212H2O
4NH35O24NO6H2O
潜在氧化反应4NH33O22N26H2O
条件：温度，氨与烟气良好的混合，NH3与NOx含量的比例等于或略小于1，氧气浓度略大于2%，催化剂具有良好的活性 选择性非催化还原法（SNCR）
尿素或氨基化合物作为还原剂，较高反应温度
4NH36NO5N26H2O
化学反应CO(NH2)22NO0.5O22N2CO22H2O
同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生
挥发性有机物(简称VOCs)：熔点低于室温而沸点在50~260摄氏度之间的挥发性有机
化合物的总称。主要来自油漆、涂料、制革等化工行业；及有机溶剂使用过程中。 生物法（Biological Oxidation） 原理
微生物将有机成分作为碳源和能源，并将其分解为CO2和H2O
土壤法：
以土壤中胶状颗粒作为滤料，利用其吸附性能和土壤中细菌、霉菌等微生物的分解作用，将污染物去除。 堆肥法
以活性炭等新型材料为滤料的封闭式生物过滤系统：
大大减小了占地面积； 延长了滤料的使用寿命； 提高了有机物的转化能力； 增强系统的过程控制能力。
第十三章 集气罩
用于控制局部污染源的扩散，而将污染气流捕集起来，并通过风管进入净化装置或定向排放的装置。
局部排气净化系统的组成
(1)集气罩；(2)风管；(3)净化设备；(4)通风机；(5)烟囱；其它附属设备或辅助设备 按形状，局部排风罩可以分成下面几类：
密闭罩、通风柜、外部吸气罩、接受式排风罩、吹吸式排风罩。 一、密闭罩
• 把有害物源全部密闭起来。 • 优点：风量小，效果好。 • 缺点：罩内情况不好观察。
• 适应于：皮带运输机、振动落沙机、斗式提升机、滚动筛（密闭时不妨碍工作的）。 二、通风柜（半密闭罩）
• 如：热过程通风柜、冷过程通风柜 • 优点：风量较小、效果较好
• 适应于：工艺要求有工作孔或观察孔的场所。 三、外部吸气罩
• 由于工艺限制，不能用密闭罩，可靠近有害物源设置排风罩，依靠风机的抽力将有
害物抽走。
• 优点：不影响操作 • 缺点：风量大
• 为减小风量，可设置围挡，在罩内设挡板，或让其靠墙。 四、接受式排风罩（诱导气流）
• 由于热过程和机械运动产生诱导气流，利用这部分气流，让污染物直接进入罩内—
接受罩（布置在污染气流的上方或前方） 。 • 其作用原理与外部吸气罩不同： 前者：生产过程本身造成的，与罩子无关； 后者：利用罩子的抽吸作用造成的；
、吹吸式排风罩
• 由于生产条件的限制，外部吸气罩不能靠近有害物源，可利用射流速度衰减慢的特
点，把有害物吹向另一侧的吸风口。 • 优点：风量大大减小（相对外部吸气罩） • 缺点：设计制作较复杂。
局部排气净化系统设计的基本内容：包括污染物的捕集装置、净化设备、管道系统及排放烟囱设计四个部分 集气罩的集气机理
集气罩的设计是否合理，对整个净化系统是否能够有效地控制污染物的扩散起着重要作用。正确地设计集气罩和了解集气罩下部流体流场的分布，有助于更好地控制废气对环境的污染。
集气罩对污染物的控制 1、吸入气流：当吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围空气从四面八方流向吸气口，形成吸入气流或汇流。
通过每个等速面的吸气量相等，假定点汇流的吸气量
为Q，等速面的半得分别为r1和r2，相应的气流速度为vl和
v2，则有
Q4r24r2 (13—1)
1122
或 1/2(r1/r2)2 (13—2)
点汇流外某一点的流速与该点至吸气口距离的平方成
反比。吸气口吸入气流速度衰减很快，设计集气罩时，应尽
量减少罩口到污染源的距离，以提高捕集效率。
吹出气流：空气从孔口吹出，在空间形成的气流称为吹出气流或射流。 2、
吹出气流类型：
1、按口形状：圆射流、矩形射流和扁射流(条缝射流) ；
2、按空间界壁对射流的约束条件 ：自由射流(吹向无限空间)和受限射流(吹向有限空间) ； 3、按射流温度与周围空气温度是否相等：等温射流和非等温射流； 4、按射流产生的动力：机械射流和热射流。 吸入气流与吹出气流主要差异
1、吹出气流由于卷吸作用，沿射流方向流量不断增加，射流呈锥形；吸入气流的等速面为椭球面，通过各等速面的流量相等，并等于吸入口的流量。
2、射流轴线上的速度基本上与射程成反比，而吸气区内气流速度与距吸气口的距离的平方成反比。
集气罩性能的主要技术经济指标排风量和压力损失计算。
排风量的确定
A.实测法
QA00 (m/s) B.动压法
3
QAA2/)pd(m/s)
3
C.静压法
QA(2/)ps (m/s)
3
式中：-气体密度
——集气罩的流量系数
影响Kv值的主要因素
1、Kv值随H／E的增加而增大；
2、Kv随F3／E的增加而减小，即增大F3可以减少吸气范围，提高控制效果； 设计集气罩注意事项
(1)集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物扩散限制在最小范
围内，以便防止横向气流干扰，减少排风量。
(2)集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向—致，充分利用气 流的初始动能。
(3)尽量减少集气罩的开口面积，以减少排风量。
(4)集气罩的吸气气流不允许先经过工人的呼吸区再进入罩区。
(5)集气罩的结构不应妨碍工人操作和设备检修。
一、压力损失的测定：
一、排风量的测定： 1、集气罩的压损：
1、实测罩口上的平均吸气速度v0与罩口面积A0ppd＝v2/2; 3
则Q＝A0v（m/s)p 0-p-(pspd)pspd02—压力损失系数 、动压法：
QAvA(2/)pd(m3/s) 连接直管中测试断面上p—的全压
A—连接集气罩直管中的平均气速，pd —连接直管中测试断面上的动压
pd—连接集气罩直管中的平均动压。ps—连接直管中测试断面上的静压
—流体密度2、流量系数:pd/ps
1－23、压力损失系数：＝23、静压法：
QAvA(2/)p
d
23
A(2/)pA(2/)p(m/s)ss
A—管道断面面积
v—连接集气罩直管中的平均气速，
pd—连接集气罩直管中的平均动压。
ps—连接集气罩直管中的静压。
—流体密度—流量系数
密闭罩内正压危害及来源
• 危害：罩内正压，尘化气流从工作孔或不严密处泄漏出来。
• 来源：
1、机械设备运动：机械设备运转带动周围空气运转，产生一次尘化气流，与密闭罩壁碰撞，将动压转化为静压，使罩内压力升高。
• 2、物料运动：带入诱导风使罩内形成正压，使物料飞溅。
• 3、罩内外温差：对于斗式提升机输送热物料时，热气流带着粉尘向上运动，在上
部形成热压。
物料温度>150℃，在上部设排风口
50℃
抽风口的位置
• 设在正压最高的位置——消除正压
• 2、防止抽走物料：
• 1）不设在飞溅区；
• 2）抽风速度v0要适宜
块状物料：V0≤2m/s
粒状物料： V0≤1m/s
粉状物料： V0≤0.7m/s
• 有一浸漆槽槽面积尺寸600×600mm，槽内污染物散发速度v1＝0.25m/s，室内横向
风速0.2m/s，在槽上部350mm处设外部罩，分别用控制风速法和流量比法计算排放量，并进行比较。
•解：（法1） 1)罩口尺寸的确定（见p525图13－25） A＝B＝600＋0.43502880mm
2)该排风罩为前有障碍物的情形
则排风量Q＝kPHvx 查表13－（2p512），取vx＝0.25m/s， 又罩口四周无挡板，P＝4880＝3.52m 取k＝1.4
Q1.43.520.350.250.4321(m3/s)
题中情况符合p520图13－19，又 H0.35 0.5830.7E0.6 F0.88 1.031.471.5E0.6 H0.6 0.211L10.6
选用式13－10，计算kv
k＝[1.4(H/E)1.50.3][0.4(F/E)3.40.1](E/L1)v31
[1.40.5831.50.3][0.41.473.40.1](1.01)
0.4656
又污染气流量Q1＝v1E2＝0.250.620.09m3/s
又横向风速v＝0.2m/s,查p521表13－4，安全系数m＝8排风量Q＝Q1[1mkv(t)]0.09[180.4656]0.4256m3/s比较法1、法2，二者接近，法1较大。按法1，罩口尺寸越大，风量越大，越安全，横向风的影响未考虑，只与A、B有关，与法兰边宽F3无关。
14—1风管内空气流动阻力及压力分布
沿程阻力（摩擦阻力）—空气本身的粘性及其与管壁间的摩擦所引起的沿程能量损失。
局部阻力——速度大小和方向的变化形成涡流造成的比较集中的能量损失。 1、摩擦阻力系数
1K2.512lg() 3.71DRe 该式为超越方程，需迭代求解。 v2 RmD2 将制成线图或将其制成计算表。1K2.51 2lg()3.71DRe 其中有7个变量：R、D、u、、K、v、。m 每张图都是固定三个量，才能绘制出来， 故在查图时，应注意条件。条件不符时，应修正。
当量直径
若矩形管与圆形管内空气流量Q1＝Q2，比摩阻Rm1＝Rm2，
则该圆管的直径即为矩形管的流量当量直径。
圆管的水力半径：Rs1＝DQ/4
矩形管的水力半径：Rs2＝ab
（2ab)
Q1Q232a3b3
DQ2(ab)Rm1Rm2
注意：分别据Dv～v查图；DQ～Q查图
1、流速当量直径：
若矩形管与圆形管内空气流速v1＝v2，比摩阻Rm1＝Rm2，
则该圆管的直径即为矩形管的流速当量直径。
圆管的水力半径：Rs1＝Dv/4
矩形管的水力半径：Rs2＝ab
（2ab)
v1v22abRs1Rs2Dv（ab)Rm1Rm2
二、局部阻力
2、减小局阻的措施： 渐扩代替突扩，渐缩代替突缩—变径管； 弧弯代替直弯，并设导流片—弯头，曲率半径R≥2D;（见图） 三通应尽量使各支管的速度接近，且使夹角减小； 风机进出口：要避免产生局部涡流。 如对出口气速无要求，应降低排出口速度，以减低出口动压损失； 1、局部阻力计算：P＝v22
一、假定流速法
1、绘制通风系统轴测图，将管段编号，且标注长度和风量；（管段长度不扣除管件本身的长度，为管件中心线长度）
2、选择最不利环路：阻力最大的环路；
3、选择风管流速：
根据经验选定经济风速v，且保证不沉积堵塞，见p539表14－2。
4、由v、Q计算Dj。
根据计算Dj，查“通风管道统一规格”表，选定一个接近Dj的标准管径D。 根据D和v，或D和Q，查线图或阻力计算表，得出Rm。
再计算ΔPm＝RmL，ΔP＝ ΔPm＋ ΔP局
5、对并联管路进行阻力平衡：
分别计算每一并联管路的阻力，
P1P2若10%(除尘系统），可认为并联管路平衡。 P1 P1P2 若15%（一般通风系统），可认为并联管路平衡。P 1
若不平衡，应进行调节。
例：排风系统中（见图）排气罩的排风量LA＝10000m3/h, LB＝5000m3/h，其管段阻力ΔPAC= ΔPBC=490Pa, ΔPCD=900Pa,现因工艺要求，罩A、B均需增大风量，其中罩A的风量必须增大到12000m3/h，系统未设置调节阀门。求满足上述要求时，系统的总风量和总阻力
并联管路阻力平衡调节方法：
1）适当改变管径，D，vP， P0.225 调整后管径D，＝D（，）P
D—原设计支管管径。
P—原设计支管阻力。
P，—要求达到的支管阻力。 如果计算出的D，小于最小标准管径，则应重新调整系统。
2、增大风量：
当两支管的阻力相差不大时，如在20％内，
可不变管径，将阻力小的管段的流量适当增大，
达到阻力平衡。
P，
2增大后的风量Q＝Q（）P
Q—原设计风量。，1
本方法会引起后面干管内的流量相应增大，阻力也增大。
3、阀门调节：
除尘一般采用插板阀（注意安装方向）
能见度：TSP，SO2，NO和NO2，光化学烟雾
烟尘：固体燃料燃烧产生的颗粒物，包括：
黑烟：未燃尽的碳粒 飞灰：不可燃矿物质微粒
灰分中含有Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn等污染元素
影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素：煤质，燃烧方式，烟气流速，炉排和炉膛的
热负荷，锅炉运行负荷，锅炉结构
Hg对人的肾和神经系统有危害 煤碳燃烧是Hg的一大来源
煤中Hg的析出率与燃烧条件有关 燃烧温度>900oC时，析出率>90％ 还原性气氛的析出率低于氧化性气氛
Hg排放控制是燃煤污染控制的新课题之一 6、大气污染物综合防治措施
1、全面规划、合理布局 2、严格的环境管理
3、控制环境污染的技术措施（实施清洁生产，实施可持续发展的能源战略，建设综合性工业基地，对so2实施总量控制）
4、控制污染的经济政策（保证必要的环境保护投资，实施“污染者和使用者支付原则）”
5、控制污染的产业政策 6、绿化造林
7、安装废弃净化装置 碳粒子的生成
@积炭的生成1，核化过程：气相脱氢反应并产生凝聚相固体碳2，核表面上发生非均质反应3，较为缓慢的聚团和凝聚过程
影响因素：1，燃料的分子结构是影响积炭的主导因素2，积炭的生成与火焰的结构有关,3，提高氧气量可以防止积炭生成,4，压力越低则积炭的生成趋势越小,4，集碳抑制剂，如：钡盐用于汽油中
@石油焦和煤胞的生成
1，燃料油雾滴在被充分氧化之前，与炽热壁面接触，发生液相裂化和高温分解，出现结焦
2，多组分重残油的燃烧后期会生成煤胞，难以燃烧。3，焦粒生成反应的顺序：烷
烃--烯烃--带支链芳烃--凝聚环系--沥青--半园体沥青--沥青焦--焦炭
2、燃料完全燃烧的条件：燃料完全燃烧的条件是适量的空气、足够的温度、必要的
燃烧时间、燃料与空气的充分混合。
（1）空气条件：按燃烧不同阶段供给相适应的空气量。
（2）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。各种燃料的着火温度见表2-4 。 （3） 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。
（4） 燃烧与空气的混合条件：燃料与空气中氧的充分混合是有效燃烧的基本条件。
在大气污染物排放量最低条件下,实现有效燃烧的四个因素：空气与燃料之比、温度、时间、湍流度(三T) 。 4、燃烧产生的污染物
硫氧化物SOx：随温度变化不大，主要是煤中S。 粉尘：随燃烧温度而变化(增高、降低均有变化)。
CO及HC化合物：随燃烧温度而变化(增高、降低均有变化)。 NOx：随燃烧温度而变化(增高、降低均有变化)。 1、影响燃烧过程的主要因素：（1）燃烧过程及燃烧产物；（2）燃料完全燃烧的条件；
（3）发热量及热损失；（4）燃烧产生的污染物
1、大气污染：国际标准组织定义（ISO）定义：大气污染通常系指人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象。
. 一次大气污染物:直接以原始形态排放入大气中并达到足够的排放量从而造成
健康威胁的污染物 主要气象要素 气象要素（因子）：表示大气状态的物理现象和物理量，气象学中统称为～。 与大气污染关系密切的气象要素主要有：气温、气压、空气湿度（气湿）、风（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：表示大气温度高低的物理量。通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气
温度。
（2）气压：任一点的气压值等于该地单位面积上的大气柱重量。气压总是随高度的
增加而降低的。气压随高度递减关系式可用气体静力学方程式描述，即ΔP=-ρgΔZ，其积分式—压高公式：
lnP2lnP1
g
Z2Z1RTm
气压单位：mb（毫巴） 大气的压强
1atm＝101326Pa＝1013.26mb=760mmHg
（3）空气湿度（气湿）：反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量。 绝对湿度－1m3湿空气中含有的水汽质量
相对湿度－空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的百分比 含湿量－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量 水汽体积分数－水汽在湿空气中所占的体积分数 露点－同气压下空气达到饱和状态时的温度 （4）风：．风向和风速
水平方向的空气运动叫做风（垂直方向－升降气流） 风的来向叫风向（16个方位圆周等分）
风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（2或10min平均）
3
u3.02F (km/h) F－风力级（0～12级）
（5）云：云
大气中水汽的凝结现象叫做云（使气温随高度变化小）
云量:天空被云遮蔽的成数（我国10分，国外8分） 云高:云底距地面底高度
低云（2500m以下）
中云（2500～5000m） 高云（5000m以上）
云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形） 形成的基本条件：水蒸汽和使水蒸汽达到饱和凝结的环境。 国外云量与我国云量间的关系，国外云量×1.25=我国云量。 总云量：指所有云遮蔽天空的成数，不论云的层次和高度。
（6）能见度：在当时的天气条件下，视力正常的人能够从天空背景中看到或辨认出目标物的最大距离，单位：m，Km。 能见度的大小反应了大气的混浊现象，反映出大气中杂质的多少。大气中的雾、水汽、烟尘等，可使能见度降低。
（7）太阳高度角：太阳高度角为太阳光线与地平线间的夹角，是影响太阳辐射强弱
的最主要的因子之一。ho即太阳高度角，它随时间而变化。
（8）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、雪等。降水
是清除大气污染物的重要机制之一。 气温的垂直变化
气温直减率
Tz
（大气）
干绝热直减率:干空气绝热上升或下降单位高度时,温度降低或升高的数值
d
dTi
dz（空气团）
dT
g
一般满足，大气绝热过程，系统与周围环境无热交换
位温：各高度均把压力换算到1000mb（10kPa)时的温度（绝热）。 气温的垂直分布－温度层结
i
d0.98K/100m（Cp1004Jkg1K1）由定义：dzCp
T
z
> 0 ，正常分布层结
中性层结（绝热直减率）等温层结逆温层结
d，＝
＝0 ，
d>0, a>0 不稳定d
ag
(d)
zT
2.逆温：温度随高度的增加而增加。
逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。
逆温形成的过程：形成逆温的过程多种多样，最主要有以下几种：（1）辐射逆温（较常见）（2）下沉逆温（3）平流逆温（4）湍流逆温（5）锋面逆温。 3.辐射逆温
由于大气是直接吸收从地面来的辐射能，愈靠近地面的空气受地表的影响越大，所以接近地面的空气层在夜间也随之降温，而上层空气的温度下降得不如近地层空气快，因此，使近地层气温形成上高下低的逆温层，这种因地面辐射冷却而形成的气温随高度增加而递增现象叫辐射逆温。[以冬季最强 ] 4.五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）爬升型（屋脊型）：大气处于向逆温过渡。在排出口上方：r＞o，r＞rd 不稳定;在排出下方；r＜o，r＜rd，大气处于稳定状态。 （5）漫烟型（熏烟型）：大气逆温向不稳定过渡时，排出口上方：r＜o，r＜rd，大气处于稳定状态；
. 辐射逆温： 地面白天加热，大气自下而上变暖； 地面夜间变冷，大气自下而上冷却 下沉逆温 （多在高空大气中，高压控制区内）
很厚的气层下沉 压缩变扁 顶部增温比底部多 平流逆温
暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成 湍流逆温
由低空大气的湍流混合而形成的逆温 .锋面逆温
冷、暖气团相遇 ---暖气上爬，形成锋面----冷暖间逆温
平均风速随高度变化
u*Zuln
kZ0
中性层结：对数律，粗糙度和摩擦速度
k=0.4
uu1(
非中性层结： 指数律，稳定度参数
Zm
)Z
1
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。
湍流扩散理论
主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系 1.梯度输送理论
类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比
2.湍流统计理论
泰勒－>图4-1，正态分布 萨顿实用模式
高斯模式
3.相似理论
高斯扩散模式四点假设（6分）
①污染物在Y,Z轴上的分布符合高斯分布；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。 特殊气象条件下的扩散模式
封闭型扩散模式
相当于两镜面之间无穷次全反射 实源和无穷多个虚源贡献之和 n为反射次数，在地面和逆面
实源在两个镜子里分别形成n个像
P值法
Hs
国标GB/T 13201-91
H
烟囱设计中的几个问题
上述计算公式按锥形高斯模式导出，在逆温较强的地区，需要用封闭型或熏烟型模式校核
烟气抬升高度的选取 优先采用国家标准中的推荐公式
烟流下洗、下沉现象 (书上还有)P119页
【污染系数】
污染系数表示为风向频率与风速的比值，表征大气扩散稀释能力。 根据风向频率与风速可以画出污染系数玫瑰图。
某一风向的污染系数小，则该方向吹来的风造成的污染小，污染源应布置在污染系数最小的方位。
注意：污染系数法对中、矮烟囱适用，但对抬升高度很大的发电厂、冶炼厂不一定适用。
颗粒的粒径：显微镜法 定向直径dF（Feret 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（Martin直径）：各颗粒在投影图中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（Heywood直径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径 Heywood测定分析表明，同一颗粒的dF>dA>dM 颗粒的直径
筛分法
筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度 筛孔的大小用目表示－每英寸长度上筛孔的个数
光散射法
等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径
沉降法
斯托克斯（Stokes）直径ds：同一流体中与颗粒密度相同、沉降速
度相等的球体直径
@@@空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度（1g/cm3）的球体的直径
斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径 空气动力学直径的特征
1) 同一空气动力学直径的尘粒趋向于沉降在人体呼吸道内的相同区域。 2) 同一空气动力学直径的尘粒在大气中具有相同的沉降速度和悬浮时间。
3) 同一空气动力学直径的尘粒在通过旋风器和其它除尘装置时具有相同的机率。 4) 同一空气动力学直径的尘粒在进入粉尘采样系统中具有相同的机率。 颗粒的直径
粒径的测定结果与颗粒的形状有关
通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度
圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比Φs（ Φs
粒径分布指不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或表面积）所占的比例 粒数分布:每一间隔内的颗粒个数
粒数频率：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数Σni之比
fi
ni
n
N
i
粒数筛下累积频率：小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比
粒数频率密度
p(dp)dF
/ddp
粒数众径－频度p最大时对应的粒径，此时
dpd2F
02
ddpddp
粒数中位径（NMD）－累计频率F=0.5时对应的粒径
质量分布 假设：所有颗粒具有相同密度、颗粒质量与粒径立方成正比，
平均粒径
大小形状不一的真实粒子群 大小均匀、球形粒子群
二者具有相同物理意义时，以后者的粒径代表前者的粒径——平均粒径
对于频率密度分布曲线对称的分布，众径 dd 、中位径 d50 和算术平均直径
dg(d1n1d2n2d3n3...)1/N 或
dl相等
dgexp(
n
i
lndpi
N
)
dddd50L 频率密度非对称的分布，
单分散气溶胶，
dLdg
；否则，
dLdg
粒径分布函数
用一些半经验函数描述一定种类粉尘的粒径分布 正态分布
正态分布（续）
正态分布是最简单的分布函数
（1）
dpd50dd
（2）累计频率曲线在正态概率坐标纸上为一条直线，其斜率取决于σ
d84.1d50d50d15.9
（3）
1
(d84.1d15.9)2
正态分布函数很少用于描述粉尘的粒径分布，因为大多数粉尘的频度曲线向
大颗粒方向偏移
第二节 粉尘的物理性质
粉尘的密度
单位体积粉尘的质量，kg/m3或g/cm3
粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙－真密度Pp 用堆积体积计算——堆积密度Pb
空隙率——粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比
b(1)p
粉尘的真密度用在研究尘粒在气体中的运动，分离和去除等方面，堆积密度用于在贮仓或灰斗的容积确定等方面。
粉尘的安息角与滑动角
安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角
滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动时粉尘开始发生滑动的平
板倾角
安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标
安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、粉尘粘性、颗粒形状、颗粒表面
光滑程度
粉尘的安息角和滑动角是设计除尘器灰斗（或粉料仓）的锥度及除尘管路，或输灰管路倾斜度的主要依据。
粉尘的比表面积：单位体积粉尘所具有的表面积 粉尘的含水率
粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由水分以及颗粒内部
的结合水分
含水率－水分质量与粉尘总质量之比
吸湿现象 平衡含水率 粉尘的润湿性
润湿性－粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质
润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。 粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降 润湿速度－
v20
L20
(mm/min)20
润湿性是选择湿式除尘器的主要依据
粉尘的荷电性
天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷
荷电因素－电离辐射、高压放电、高温产生的离子或电子被捕获、颗粒间或
颗粒与壁面间摩擦、产生过程中荷电
天然粉尘和人工粉尘的荷电量一般为最大荷电量的1/10
荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加，且与化学组成有关
粉尘的导电性
比电阻
导电机制：
高温（200oC以上），粉尘本体内部的电子和离子—体积比电阻 低温（100oC以下），粉尘表面吸附的水分或其他化学物质－表面比
电阻
中间温度，同时起作用 比电阻对电除尘器运行有很大影响，最适宜范围104～1010
d
V
(Ωcm)j
cm
体积比电阻：在高温（一般在200℃以上）范围内，粉尘层的导电主要靠
粉尘本体内部的电子或离子进行。这种本体导电占优势的粉尘比电阻称为体积比电阻。P148
表面比电阻：在低温（一般在100℃以下）范围内，粉尘的导电主要靠尘粒表面吸附的水分或其他化学物质中的离子进行。这种表面导电占优势的粉尘比电阻称为表面比电阻。P148
粉尘的粘附性
粘附和自粘现象
粘附力－克服附着现象所需要的力 粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）
断裂强度－表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力除以其断裂的接触面积 分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性
粉尘的自燃性和爆炸性
影响因素：粉尘的结构和物化特性、粉尘的存在状态和环境
粉尘的爆炸性
可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物中可燃物达到一定的浓度 最低可燃物浓度－爆炸浓度下限。。。爆炸浓度上限 存在能量足够的火源
第三节 净化装置的性能
评价净化装置性能的指标
技术指标
处理气体流量 净化效率 压力损失
经济指标
设备费 运行费 占地面积
净化装置技术性能的表示方法
1
QN(Q1NQ2N) (mN3/s)
2 处理气体流量
Q1NQ2N
100 (%)
Q1N
漏风率
压力损失
P
v12
2
(Pa)
总净化效率的表示方法
S22NQ2N
11
SQ11N2N总净化效率
SQP1
S11NQ1N
通过率
SSi1
SS1i1i分级除尘效率
分割粒径－除尘效率为50％的粒径
由总效率求分级效率
S3g3ig3i
i
S1gig1i
Sggi11P
S1g1ig1i
i
Pg2i/g3i
多级串联的总净化效率
总分级通过率 总分级效率
PiTPi1Pi2Pin
iT1PiT1(1i1)(1i2)(1in)
T1(11)(12)(1n)
总除尘效率
除尘装置
从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置
湿式除尘装置 干式除尘装置
第一节 机械除尘器
机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分
离的装置，常用的有：
重力沉降室 惯性除尘器 旋风除尘器
对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin = ?
hcH
us
2dppg
18
2dp
pgLWH即 H
18Q
dmin
旋风除尘器
利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置 影响旋风除尘器效率的因素
二次效应－被捕集粒子的重新进入气流 比例尺寸
除尘器下部的严密性 烟尘的物理性质 操作变量
电除尘器基本原理：悬浮粒子核电，粒子捕集，清除
电晕放电
影响电晕特性的因素
电极的形状、电极间距离 气体组成、压力、温度
不同气体对电子的亲合力、迁移率不同
气体温度和压力的不同影响电子平均自由程和加速电子及能产生碰
撞电离所需要的电压
气流中要捕集的粉尘的浓度、粒度、比电阻以及在电晕极和集尘极上的沉积 电压的波形
克服高比电阻影响的方法
保持电极表面尽可能清洁 采用较好的供电系统 烟气调质
增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，
使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是SO3
改变烟气温度
向烟气中喷水，同时增加烟气湿度和降低温度
发展新型电除尘器
某钢铁厂烧结机尾气电除尘器的实测结果如下：除尘器入口含尘浓度
C1=26.80mg/m3，出口含尘浓度c2=0.133g/m3,处理风量Q=16×104m3/h。该除尘器
，，
采用Z型极板和星型电晕线，横断面积F=40m2集尘极总集尘面积A=1982m2参考上述数据，设计一台新建烧结机尾气电除尘器，要求η=99.8%，工艺提供的烟气量为70m3/s。
气固催化反应动力学
反应过程
(1)反应物从气流主体-催化剂外表面 (2) 进一步向催化剂的微孔内扩散 (3)反应物在催化剂的表面上被吸附 (4)吸附的反应物转为为生成物 (5)生成物从催化剂表面脱附下来 (6)脱附生成物从微孔向外表面扩散 (7)生成物从外表面扩散到气流主体
(1),(7)：外扩散；(2),(6)内扩散 (3),(4),(5)：动力学过程
外扩散控制
降低催化剂表面反应物浓度，从而降低反应速度 表现因数：KG 消除方法
提高气速，以增强湍流程度，减小边界层厚度
气速提高到一定程度，转化率趋于定值，外扩散影响消除－下限流速
内扩散控制
降低催化剂内反应物浓度，从而降低反应速度 表现因数：η 消除方法
尽量减小催化剂颗粒大小
粒径减小到一定程度，转化率趋于定值，内扩散影响消除
煤炭和石油燃烧排放的烟气通常含有较低浓度的SO2
• 由于燃料硫含量不同，燃烧设施直接排放到烟气中的SO2浓度范围大约为10-4～10-3
数量级。
• 对于这些含 SO2浓度低、体积流量大的烟气，回收SO2制硫酸非常不经济，只能通
过烟气脱硫控制。
• 常见的烟气脱硫方法可以分为抛弃法和回收法；
• 可按脱硫剂是否以浆液状态存在，分成湿法脱硫、湿干法脱硫和干法脱硫。
• 湿法脱硫工艺是利用碱性吸收液或含触媒粒子的溶液，吸收烟气中SO2，脱硫产物
以浆液形式排出。
• 湿法脱硫工艺主要有石灰石/石灰法、氧化镁法、海水脱硫法和氨法。 • 典型的石灰石烟气脱硫工艺可分为：吸收塔、石灰浆液制备、液固分离系统三部分。 脱硫过程：
• 烟气被含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石浆液洗涤； • SO2与浆液中的碱性物质生成亚硫酸盐和硫酸盐； • 新鲜石灰石或石灰浆液不断加入脱硫液的循环回路；
• 浆液中的固体(包括燃煤飞灰)连续地从浆液中分离出来并排往沉淀池。
• 目前较常用的吸收塔主要有喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔和道尔顿型塔四类。 喷淋塔是湿法脱硫工艺的主流塔型。
• 吸收塔是脱硫系统的核心装置，要求有持液量大、气液相间的相对速度高、气液接
触面积大、内部构件少、压力降小等特点。 • 石灰石与石灰法的比较 重要的区别：
• 石灰石法：Ca2+浓度与H+和CaCO3的存在有关；石灰法： Ca2+只与CaO的存在有关。 • 因此石灰石法的运行pH值比石灰法低。
• 美国国家环保局的试验表明石灰石系统的最佳pH值范围在5.8～6.2，而石灰法的最
佳pH值为8。
除pH值外，影响SO2吸收效率的其它因素包括：
• 液/气比、 • 钙/硫比、 • 气体流速、
• 浆液的固体含量、 • 气体中SO2的浓度 • 吸收塔结构等
上述因素的典型值见下表。 影响因素与存在问题
【设备腐蚀】问题关键：酸性环境
• 化石燃料燃烧的烟气中含有多种微量化学成分，如氯化物。
• 目前广泛应用的吸收塔材料是合金 C-276 (55%Ni，17%Mo，16%Cr，6%Fe，4%W)，
其价格是常规不锈钢的15倍。 • 为延长设备的使用寿命，溶液中氯离子的浓度不能太高。为保证氯离子不发生浓缩，
脱硫系统要根据物料平衡排出适量废水，并补充清水。
【结垢和堵塞】问题关键：Ca2+和SO42-在局部达到过饱和 固体沉积主要以三种方式出现：
• 湿干结垢，即因溶液或料浆中的水分蒸发而使固体沉积； • Ca(OH)2或CaCO3沉积或结晶析出；
• CaSO3或CaSO4从溶液中结晶析出（主要原因） 。
硫酸钙结垢坚硬、板结，难易去除，影响到所有与脱硫液接触的阀门、水泵、控制仪器和管道等。
为此，在吸收塔中要保持亚硫酸盐的氧化率在20%以下。 【除雾器堵塞】问题关键：雾滴被气流裹挟
• 雾化喷嘴产生雾滴的大小存在尺寸分布。较小的雾滴会被气流所夹带，如果不进行
除雾，雾滴将进入烟道，造成烟道腐蚀和堵塞。 • 因此，除雾器必须易于保持清洁。 目前使用的除雾器有多种形式，如折流板型等，通常用高速喷嘴每小时数次喷清水进行冲洗 【脱硫剂利用率】问题关键：脱硫剂表面被阻塞
• 脱硫产物亚硫酸盐和硫酸盐沉积在脱硫剂颗粒表面，阻塞颗粒的溶解通道，造成脱
硫剂没有完全溶解就随产物排出，降低了脱硫剂的使用效率。
• 为提高脱硫剂的利用率，需要脱硫剂在循环池中停留时间达到5-10min，使脱硫产
物溶解。
• 实际的停留时间设计与石灰石的反应性能有关，反应性能越差，为使之完全溶解，
要求它在池内的停留时间越长。
脱硫剂的停留时间一般通过的回流泵控制 【液固分离】问题关键：CaSO3·2H2O难以分离
• CaSO3·2H2O是片状晶体，难以分离，也不符合填埋要求，而二水硫酸钙是圆形晶体，
易于分离和过滤。 • 为保证固液分离，减少固体产物体积，要在循环池中尽量将亚硫酸盐氧化成硫酸钙，
通常需保证95％的脱硫产物转化成硫酸钙。 • 【固体处理】问题关键：酸性环境
• 固体废物虽经脱水，但含水率一般仍在60%左右。因此，固体废物的处理和处置也
影响到石灰石/石灰法洗涤工艺的推广应用 。
• 可以将脱硫副产物变成高品味的石膏，用于水泥、灰板等工业。 • 改进方法
• 为提高SO2的去除率、改进系统的可靠性和经济性，可以对石灰石/石膏法进行简单
的改造，经常使用添加已二酸、硫酸镁和碱性物质的方法。 • 【己二酸】解决问题：石灰石法SO2吸收慢、去除率低 • 【硫酸镁】解决问题：石灰石法易结垢和SO2去除效率低
• 【双碱法】解决问题：石灰石/石灰法结易垢且SO2去除效率低 • 2.氧化镁法 基本原理：
• 用MgO的浆液吸收SO2，产生含水亚硫酸镁和少量硫酸镁，然后送流化床加热，在
700－950oC高温煅烧，释放出MgO和高浓度的SO2气体。MgO可以循环使用，而高浓度SO2用于制硫酸。
• 由美国化学基础公司开发的氧化镁浆洗－再生法是氧化镁湿法脱硫的代表工艺。该
工艺包括：氧化镁浆液制备、SO2吸收、固体分离和干燥、MgSO3再生。 • 3.海水脱硫法
• 按照是否添加其他化学吸收剂，可以分成：纯海水脱硫工艺和添加少量石灰的海水
脱硫工艺。
• 前者以挪威ABB公司开发的Flakt－Hydro为代表，后者以美国Bethtel公司的工艺为
代表。 • 4. 氨法
• 是利用一定浓度的氨水做吸收剂，最终的脱硫产物是可以做农用肥的硫酸氨。 • 氨法脱硫主要包括SO2吸收和吸收液处理两部分。 【再生系统】
• 特点：可以根据需要选择吸收液再生方法，常用的再生方法有：热解、氧化和酸化。 • 由于热解法中用来解吸的蒸气消耗相当高，因此不如氧化和酸化法经济。
燃烧过程NOx的形成机理
形成机理
燃料型NOx
燃料中的固定氮生成的NOx
热力型NOx
高温下N2与O2反应生成的NOx
瞬时NO
低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO
烟气脱硝技术
1. 选择性催化还原法（SCR）
催化剂：贵金属、碱性金属氧化物
4NH34NOO24N26H2O
还原反应8NH36NO27N212H2O
4NH35O24NO6H2O
潜在氧化反应4NH33O22N26H2O
条件：温度，氨与烟气良好的混合，NH3与NOx含量的比例等于或略小于1，氧气浓度略大于2%，催化剂具有良好的活性 选择性非催化还原法（SNCR）
尿素或氨基化合物作为还原剂，较高反应温度
4NH36NO5N26H2O
化学反应CO(NH2)22NO0.5O22N2CO22H2O
同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生
挥发性有机物(简称VOCs)：熔点低于室温而沸点在50~260摄氏度之间的挥发性有机
化合物的总称。主要来自油漆、涂料、制革等化工行业；及有机溶剂使用过程中。 生物法（Biological Oxidation） 原理
微生物将有机成分作为碳源和能源，并将其分解为CO2和H2O
土壤法：
以土壤中胶状颗粒作为滤料，利用其吸附性能和土壤中细菌、霉菌等微生物的分解作用，将污染物去除。 堆肥法
以活性炭等新型材料为滤料的封闭式生物过滤系统：
大大减小了占地面积； 延长了滤料的使用寿命； 提高了有机物的转化能力； 增强系统的过程控制能力。
第十三章 集气罩
用于控制局部污染源的扩散，而将污染气流捕集起来，并通过风管进入净化装置或定向排放的装置。
局部排气净化系统的组成
(1)集气罩；(2)风管；(3)净化设备；(4)通风机；(5)烟囱；其它附属设备或辅助设备 按形状，局部排风罩可以分成下面几类：
密闭罩、通风柜、外部吸气罩、接受式排风罩、吹吸式排风罩。 一、密闭罩
• 把有害物源全部密闭起来。 • 优点：风量小，效果好。 • 缺点：罩内情况不好观察。
• 适应于：皮带运输机、振动落沙机、斗式提升机、滚动筛（密闭时不妨碍工作的）。 二、通风柜（半密闭罩）
• 如：热过程通风柜、冷过程通风柜 • 优点：风量较小、效果较好
• 适应于：工艺要求有工作孔或观察孔的场所。 三、外部吸气罩
• 由于工艺限制，不能用密闭罩，可靠近有害物源设置排风罩，依靠风机的抽力将有
害物抽走。
• 优点：不影响操作 • 缺点：风量大
• 为减小风量，可设置围挡，在罩内设挡板，或让其靠墙。 四、接受式排风罩（诱导气流）
• 由于热过程和机械运动产生诱导气流，利用这部分气流，让污染物直接进入罩内—
接受罩（布置在污染气流的上方或前方） 。 • 其作用原理与外部吸气罩不同： 前者：生产过程本身造成的，与罩子无关； 后者：利用罩子的抽吸作用造成的；
、吹吸式排风罩
• 由于生产条件的限制，外部吸气罩不能靠近有害物源，可利用射流速度衰减慢的特
点，把有害物吹向另一侧的吸风口。 • 优点：风量大大减小（相对外部吸气罩） • 缺点：设计制作较复杂。
局部排气净化系统设计的基本内容：包括污染物的捕集装置、净化设备、管道系统及排放烟囱设计四个部分 集气罩的集气机理
集气罩的设计是否合理，对整个净化系统是否能够有效地控制污染物的扩散起着重要作用。正确地设计集气罩和了解集气罩下部流体流场的分布，有助于更好地控制废气对环境的污染。
集气罩对污染物的控制 1、吸入气流：当吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围空气从四面八方流向吸气口，形成吸入气流或汇流。
通过每个等速面的吸气量相等，假定点汇流的吸气量
为Q，等速面的半得分别为r1和r2，相应的气流速度为vl和
v2，则有
Q4r24r2 (13—1)
1122
或 1/2(r1/r2)2 (13—2)
点汇流外某一点的流速与该点至吸气口距离的平方成
反比。吸气口吸入气流速度衰减很快，设计集气罩时，应尽
量减少罩口到污染源的距离，以提高捕集效率。
吹出气流：空气从孔口吹出，在空间形成的气流称为吹出气流或射流。 2、
吹出气流类型：
1、按口形状：圆射流、矩形射流和扁射流(条缝射流) ；
2、按空间界壁对射流的约束条件 ：自由射流(吹向无限空间)和受限射流(吹向有限空间) ； 3、按射流温度与周围空气温度是否相等：等温射流和非等温射流； 4、按射流产生的动力：机械射流和热射流。 吸入气流与吹出气流主要差异
1、吹出气流由于卷吸作用，沿射流方向流量不断增加，射流呈锥形；吸入气流的等速面为椭球面，通过各等速面的流量相等，并等于吸入口的流量。
2、射流轴线上的速度基本上与射程成反比，而吸气区内气流速度与距吸气口的距离的平方成反比。
集气罩性能的主要技术经济指标排风量和压力损失计算。
排风量的确定
A.实测法
QA00 (m/s) B.动压法
3
QAA2/)pd(m/s)
3
C.静压法
QA(2/)ps (m/s)
3
式中：-气体密度
——集气罩的流量系数
影响Kv值的主要因素
1、Kv值随H／E的增加而增大；
2、Kv随F3／E的增加而减小，即增大F3可以减少吸气范围，提高控制效果； 设计集气罩注意事项
(1)集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物扩散限制在最小范
围内，以便防止横向气流干扰，减少排风量。
(2)集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向—致，充分利用气 流的初始动能。
(3)尽量减少集气罩的开口面积，以减少排风量。
(4)集气罩的吸气气流不允许先经过工人的呼吸区再进入罩区。
(5)集气罩的结构不应妨碍工人操作和设备检修。
一、压力损失的测定：
一、排风量的测定： 1、集气罩的压损：
1、实测罩口上的平均吸气速度v0与罩口面积A0ppd＝v2/2; 3
则Q＝A0v（m/s)p 0-p-(pspd)pspd02—压力损失系数 、动压法：
QAvA(2/)pd(m3/s) 连接直管中测试断面上p—的全压
A—连接集气罩直管中的平均气速，pd —连接直管中测试断面上的动压
pd—连接集气罩直管中的平均动压。ps—连接直管中测试断面上的静压
—流体密度2、流量系数:pd/ps
1－23、压力损失系数：＝23、静压法：
QAvA(2/)p
d
23
A(2/)pA(2/)p(m/s)ss
A—管道断面面积
v—连接集气罩直管中的平均气速，
pd—连接集气罩直管中的平均动压。
ps—连接集气罩直管中的静压。
—流体密度—流量系数
密闭罩内正压危害及来源
• 危害：罩内正压，尘化气流从工作孔或不严密处泄漏出来。
• 来源：
1、机械设备运动：机械设备运转带动周围空气运转，产生一次尘化气流，与密闭罩壁碰撞，将动压转化为静压，使罩内压力升高。
• 2、物料运动：带入诱导风使罩内形成正压，使物料飞溅。
• 3、罩内外温差：对于斗式提升机输送热物料时，热气流带着粉尘向上运动，在上
部形成热压。
物料温度>150℃，在上部设排风口
50℃
抽风口的位置
• 设在正压最高的位置——消除正压
• 2、防止抽走物料：
• 1）不设在飞溅区；
• 2）抽风速度v0要适宜
块状物料：V0≤2m/s
粒状物料： V0≤1m/s
粉状物料： V0≤0.7m/s
• 有一浸漆槽槽面积尺寸600×600mm，槽内污染物散发速度v1＝0.25m/s，室内横向
风速0.2m/s，在槽上部350mm处设外部罩，分别用控制风速法和流量比法计算排放量，并进行比较。
•解：（法1） 1)罩口尺寸的确定（见p525图13－25） A＝B＝600＋0.43502880mm
2)该排风罩为前有障碍物的情形
则排风量Q＝kPHvx 查表13－（2p512），取vx＝0.25m/s， 又罩口四周无挡板，P＝4880＝3.52m 取k＝1.4
Q1.43.520.350.250.4321(m3/s)
题中情况符合p520图13－19，又 H0.35 0.5830.7E0.6 F0.88 1.031.471.5E0.6 H0.6 0.211L10.6
选用式13－10，计算kv
k＝[1.4(H/E)1.50.3][0.4(F/E)3.40.1](E/L1)v31
[1.40.5831.50.3][0.41.473.40.1](1.01)
0.4656
又污染气流量Q1＝v1E2＝0.250.620.09m3/s
又横向风速v＝0.2m/s,查p521表13－4，安全系数m＝8排风量Q＝Q1[1mkv(t)]0.09[180.4656]0.4256m3/s比较法1、法2，二者接近，法1较大。按法1，罩口尺寸越大，风量越大，越安全，横向风的影响未考虑，只与A、B有关，与法兰边宽F3无关。
14—1风管内空气流动阻力及压力分布
沿程阻力（摩擦阻力）—空气本身的粘性及其与管壁间的摩擦所引起的沿程能量损失。
局部阻力——速度大小和方向的变化形成涡流造成的比较集中的能量损失。 1、摩擦阻力系数
1K2.512lg() 3.71DRe 该式为超越方程，需迭代求解。 v2 RmD2 将制成线图或将其制成计算表。1K2.51 2lg()3.71DRe 其中有7个变量：R、D、u、、K、v、。m 每张图都是固定三个量，才能绘制出来， 故在查图时，应注意条件。条件不符时，应修正。
当量直径
若矩形管与圆形管内空气流量Q1＝Q2，比摩阻Rm1＝Rm2，
则该圆管的直径即为矩形管的流量当量直径。
圆管的水力半径：Rs1＝DQ/4
矩形管的水力半径：Rs2＝ab
（2ab)
Q1Q232a3b3
DQ2(ab)Rm1Rm2
注意：分别据Dv～v查图；DQ～Q查图
1、流速当量直径：
若矩形管与圆形管内空气流速v1＝v2，比摩阻Rm1＝Rm2，
则该圆管的直径即为矩形管的流速当量直径。
圆管的水力半径：Rs1＝Dv/4
矩形管的水力半径：Rs2＝ab
（2ab)
v1v22abRs1Rs2Dv（ab)Rm1Rm2
二、局部阻力
2、减小局阻的措施： 渐扩代替突扩，渐缩代替突缩—变径管； 弧弯代替直弯，并设导流片—弯头，曲率半径R≥2D;（见图） 三通应尽量使各支管的速度接近，且使夹角减小； 风机进出口：要避免产生局部涡流。 如对出口气速无要求，应降低排出口速度，以减低出口动压损失； 1、局部阻力计算：P＝v22
一、假定流速法
1、绘制通风系统轴测图，将管段编号，且标注长度和风量；（管段长度不扣除管件本身的长度，为管件中心线长度）
2、选择最不利环路：阻力最大的环路；
3、选择风管流速：
根据经验选定经济风速v，且保证不沉积堵塞，见p539表14－2。
4、由v、Q计算Dj。
根据计算Dj，查“通风管道统一规格”表，选定一个接近Dj的标准管径D。 根据D和v，或D和Q，查线图或阻力计算表，得出Rm。
再计算ΔPm＝RmL，ΔP＝ ΔPm＋ ΔP局
5、对并联管路进行阻力平衡：
分别计算每一并联管路的阻力，
P1P2若10%(除尘系统），可认为并联管路平衡。 P1 P1P2 若15%（一般通风系统），可认为并联管路平衡。P 1
若不平衡，应进行调节。
例：排风系统中（见图）排气罩的排风量LA＝10000m3/h, LB＝5000m3/h，其管段阻力ΔPAC= ΔPBC=490Pa, ΔPCD=900Pa,现因工艺要求，罩A、B均需增大风量，其中罩A的风量必须增大到12000m3/h，系统未设置调节阀门。求满足上述要求时，系统的总风量和总阻力
并联管路阻力平衡调节方法：
1）适当改变管径，D，vP， P0.225 调整后管径D，＝D（，）P
D—原设计支管管径。
P—原设计支管阻力。
P，—要求达到的支管阻力。 如果计算出的D，小于最小标准管径，则应重新调整系统。
2、增大风量：
当两支管的阻力相差不大时，如在20％内，
可不变管径，将阻力小的管段的流量适当增大，
达到阻力平衡。
P，
2增大后的风量Q＝Q（）P
Q—原设计风量。，1
本方法会引起后面干管内的流量相应增大，阻力也增大。
3、阀门调节：
除尘一般采用插板阀（注意安装方向）