【文章內(nèi)容簡介】 能量是可以代數(shù)相加的，設(shè)兩個聲源的聲功率分別為W1和W2，那么總聲功率W總 = W1+ W2。而兩個聲源在某點的聲強為I1 和I2 時，疊加后的總聲強I總 = I + I2。但聲壓不能直接相加?？偮晧杭墸?LP =10 lg[（P12 + P22）/ P02] =10 lg[10(Lp1/10)+10(Lp2/10)] 如LP1=LP2，即兩個聲源的聲壓級相等，則總聲壓級 LP = LP1+ 10lg2 ≈ LP1 + 3(dB)也就是說，作用于某一點的兩個聲源聲壓級相等，其合成的總聲壓級比一個聲源的聲壓級增加3dB。噪聲的相減：噪聲的頻譜分析聲音通常是由許多不同頻率、不同強度的分音迭加而成的。不同的聲音，其含有的頻率成分及各個頻率上的分布是不同的，這種頻率成分與能量分布的關(guān)系稱為頻譜。將噪聲的強度（聲壓級）按頻率順序展開，使噪聲的強度成為頻率的函數(shù)，并考查其波形，叫做噪聲的頻譜分析（或頻率分析）。噪聲的主要控制方法從聲源上降低噪聲、從傳輸途徑上控制噪聲、在接受點阻止噪聲。采取阻尼、隔振、吸收、隔聲、消聲器、個人防護和建筑布局等七大措施。第二部分 專業(yè)理論知識二、大氣污染防治（一）煙塵污染與顆粒污染物控制燃料燃燒與煙塵污染（1）熟悉燃料種類：固體燃料、液體燃料、氣體燃料、其它清潔燃料（1）固體燃料：煤，焦煤，焦炭等煤炭燃料（2）液體燃料：油類（3）氣體燃料：天然氣（4）其他清潔燃料：（2）了解燃料的燃燒過程燃燒是指可燃混合物的快速氧化過程，并伴隨著能量（光和熱）的釋放，同時使燃料的組成元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氧化物。（3）了解燃燒條件（《大氣污染控制工程》P37）（1）空氣條件：適應(yīng)的空氣量。（2）溫度條件：達到著火溫度，才能與氧化合而燃燒。（3）時間條件：燃料在高溫區(qū)的停留時間應(yīng)超過燃料燃燒所需要的時間。停留時間決定于燃燒室的大小和形狀。（4）燃料與空氣的混合條件：燃料和空氣中氧的充分混合。混合程度取決于空氣的湍流度。（4）掌握顆粒污染物的成因（《大氣污染控制工程》P54）（1）碳粒子的生成：由氣態(tài)烴類可燃物質(zhì)，包括固體燃料的揮發(fā)分氣體、已蒸發(fā)的液體燃料氣和氣體燃料，在高溫缺氧條件下進行熱分解所生成的固體顆粒物，通常稱為碳黑或積炭。積炭的生成（在高溫缺氧條件下進行熱分解）：① 第一階段，核化過程，即發(fā)生氣相脫氫反應(yīng)并產(chǎn)生凝聚相固體碳； ② 第二階段，在這些核表面上發(fā)生一些非均質(zhì)反應(yīng)； ③ 第三階段，緩慢的聚團或凝聚過程。石油焦和煤胞的生成：液態(tài)烴燃料高溫分解產(chǎn)生的那些粒子都是結(jié)焦或煤胞。① 燃料油霧滴在被充分氧化之前，與熾熱壁面接觸，會導(dǎo)致液相裂化，接著發(fā)生高溫分解，最后出現(xiàn)結(jié)焦。由此產(chǎn)生的碳粒叫石油焦，是一種比積炭更硬的物質(zhì)。② 燃料液滴燃燒的后期，將生成一種稱為煤胞的焦粒，并且難以燃燒。（2）燃煤煙塵的形成固體燃料燃燒產(chǎn)生的顆粒物通常稱為煙塵，它包括黑煙和飛灰兩部分。黑煙主要是 未燃盡的炭粒，飛灰則是燃料所含的不可燃礦物質(zhì)顆粒，是灰分的一部分。除塵技術(shù)（1）熟悉除塵基本原理從氣體中去除或捕集固態(tài)或液態(tài)微粒的過程。（2）掌握除塵器種類與工作原理：電除塵器、過濾式除塵器、機械式除塵器、濕式除塵器（1）電除塵器：立管式電除塵器、臥式電除塵器工作原理：在電極上施加高電壓后使氣體電離，進入電場空間的粉塵荷電，在電場力的作用下，分別向相反極性的極板或極線移動，最后將沉積的粉塵收集下來，實現(xiàn)電除塵的全過程。（2）過濾式除塵器：袋式除塵器工作原理：依靠編織的或氈織（壓）的濾布作為過濾材料，當含塵氣體通過濾袋時，粉塵被阻留在濾袋的表面，干凈空氣則通過濾袋纖維間的縫隙排走，從而達到分離含塵氣體中粉塵的目的。它的工作機理是粉塵通過濾布時產(chǎn)生的篩分、慣性、黏附、擴散和靜電等作用而被捕集。（3）機械式除塵器：重力沉降室、慣性除塵器、旋風除塵器工作原理：利用質(zhì)量里（重力、慣性力和離心力等）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置。重力沉降室：含塵氣流進入重力沉降室后，由于擴大了流動截面積而使氣體流速大大降低，使較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。慣性除塵器：可在沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，使含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離。旋風除塵器：利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。（4）濕式除塵器：噴霧塔洗滌器、旋風洗滌器、文丘里洗滌器工作原理：使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞及其他作用捕集顆?；蚴沽皆龃蟮难b置。（二）物化法凈化氣態(tài)污染物氣態(tài)污染物成因與控制（1）熟悉氣態(tài)污染物形成機理（2）了解燃燒過程中氣態(tài)污染物的形成與控制（1）硫氧化合物的生成機理 ① 有機硫化物和硫化氫的氧化煤或燃料油中的有機硫可能以硫醇、硫茂、硫化物或二硫化物中任意一種形式出現(xiàn)，而硫化氫主要存在于燃料油中。均勻分布在煤中的結(jié)構(gòu)疏松的有機硫在低于427℃下熱 分解，而結(jié)構(gòu)密致的有機硫在高于527℃后分解釋放，其主要揮發(fā)性氣體主要也是硫化氫。有機硫化物和硫化氫中的硫元素遇到氧首先進行如下總體反應(yīng)：H2S + O2 → SO + H2O S + O2 → SO + O 生成中間產(chǎn)物SO，然后通過下列主要反應(yīng) SO + O2 → SO2 + O SO + OH → SO2 + H 形成最終燃燒產(chǎn)物SO2。燃燒產(chǎn)生的SO2對碳氫化合物和氫的氧化物都有一種阻化作用。這種阻化作用促使了SO2的形成。例如，在富氧條件下硫醇的氧化，即使溫度約為300℃時硫也會全被轉(zhuǎn)化成SO2。當溫度較低時，在缺氧條件下可以生成SO2和一些其他產(chǎn)物，如醛和甲醇。② 無機硫化物的氧化無機硫化物存在于燃料煤中，主要形式是FeS2。由于無機硫的分解速度很慢，當煤受熱分解時，在一定的燃燒狀態(tài)下，煤中的部分無機硫被揮發(fā)出來。當燃燒溫度小于500℃，在還原性氣氛（缺氧）中，并有足夠的滯留時間，無機硫?qū)⒎纸獬蒘H2S和FeS等氣態(tài)產(chǎn)物，其中硫元素和H2S通過反應(yīng)生成SO2；而FeS必須在溫度高于1400℃，并滯留更長時間才可能分解成Fe，S2和CO2等，進而氧化成SO2。在氧化氣氛（富氧）下，F(xiàn)eS2可以直接氧化生成SO2：4FeS2 + 11O2 → 2FeO3 + 8SO2殘留在焦炭中的無機硫與灰中堿金屬氧化物反應(yīng)生成硫酸鹽，并在灰渣中固定下來。顯然，燃料含硫量越高，燃燒時的空氣量越充足，SO2的生成量就越多。③ 燃燒中SO3的生成含硫燃料在燃燒時產(chǎn)生的穩(wěn)定產(chǎn)物是SO2與SO3，但SO3的含量甚微。SO2與SO3在燃燒過程中可以相互轉(zhuǎn)化，生成SO3的主要反應(yīng)機理為：SO2 + O + M → SO3 + M 式中M為吸收能量的第三體。而SO3向SO2轉(zhuǎn)化的主要反應(yīng)為： SO3 + O → SO2 + O2 SO3 + M → SO2 + O + M 是一個熱分解過程。④ SO2在大氣中的轉(zhuǎn)化硫氧化物中的SO2與其他大氣污染物形成的光化學反應(yīng)物質(zhì)，或在大氣中催化反應(yīng)生成的SOH2SO4與各種硫酸鹽等對空氣污染起重要作用。SO2在大氣中的轉(zhuǎn)化速度非常小，常溫狀態(tài)下的SO2轉(zhuǎn)化為SO3通常是一個緩慢的過程。但是，若大氣中存在金屬氧化物、顆粒物與氮氧化物等可作催化劑的物質(zhì)與SO2接 觸，可以促使SO2轉(zhuǎn)化為SO3的速度增大，或使SO2直接氧化為硫酸鹽氣溶膠，如氧化鎂與SO2反應(yīng)生成硫酸鎂和硫化鎂，而這些氣溶膠對人體健康也有害。當陰天濕度很高時，大氣中的SO2和SO3與水蒸氣反應(yīng)都會形成硫酸蒸汽，尤其是大氣中存在起催化劑作用的鐵、錳等硫酸鹽與氯化物時，會顯著提高SO2氧化成硫酸蒸汽的反應(yīng)速度。事實上，這些反應(yīng)也就是發(fā)生酸雨的根本原因。（2）氮氧化合物燃燒中產(chǎn)生的NO與NO2的總平衡反應(yīng)式可以簡單表示為： N2 + O2 171。 2NO NO + O2 171。 NO2 + O ① NO的生成機理化石燃料燃燒所生成的NO主要來自燃料中含氮化合物(燃料氮)和燃燒所用的空氣中氮(分子氮)在燃燒中的氧化。根據(jù)不同的來源，NO的生成可分為三種類型，熱力型NO、快速型NO和燃料型NO，它們都有各自的生成機理。a）熱力型NO 熱力型NO是由于空氣中的氮在燃燒過程中與氧反應(yīng)而生成的，它的生成機理可用下列反應(yīng)式表示：O2 171。 2O O+ N2 171。 NO + N N + O2 171。 NO + O N + OH 171。 NO + H 熱力型NO通常生成于高溫火焰面之后。在火焰面上通常不會大量生成NO，而是在燃燒完成之后的高溫燃氣中產(chǎn)生。在化石燃料常規(guī)燃燒條件下，熱力型NO是油、氣燃料燃燒中的主要產(chǎn)物，而煤燃燒的熱力NO生成量只占燃燒生成總量的百分之幾。影響熱力型NO生成的因素有：溫度對熱力NO的生成有決定性的影響。正如前述，由于生成NO的活化能（565kJ）非常大，則反應(yīng)速度與溫度變化密切相關(guān)。高溫有利于NO的生成，所以又可稱為溫度型NO。當燃燒溫度低于1500℃，熱力型NO生成量非常少；溫度超過1500℃，NO生成量隨溫度升高而急劇增加。因此，適當降低燃燒帶的溫度，避免出現(xiàn)局部溫度峰值，可以顯著地減少NO的生成量?？s短燃燒產(chǎn)物滯留高溫的時間。實際燃燒中，高溫火焰內(nèi)的氧原子已經(jīng)超過平衡濃度，為空氣中氮的氧化提供了有利條件。若反應(yīng)混合物滯留時間長，會使NO濃度迅速增加。此外，當煙氣離開高溫火焰而快速冷卻時，由于去除NO的逆反應(yīng)速度在溫度降低時因活化能高而迅速降低，以及冷卻氣體中的氧原子重新結(jié)合成分子O2，NO的濃度將被“凍結(jié)”。因此，控制燃燒產(chǎn)物在高溫區(qū)的滯留時間，可以減少NO的生成和控制最終的煙氣成分。反應(yīng)混合物中氧濃度。NOx的生成量與氧濃度的關(guān)系存在一個峰值。理論上當空氣過剩系數(shù)α＝1時，NOx的濃度最高。當α＜1時，NOx的濃度隨氧的濃度增加而提高，因為原子氧的數(shù)量增加；當α＞1時，NOx的濃度隨氧的濃度增加而降低，這是由于氧的稀釋使燃燒溫度下降。實際上，盡管α＝1時可能達到最大的燃燒溫度，但必須要有過量的氧才能產(chǎn)生氮的氧化反應(yīng)，最大的NOx平衡濃度將發(fā)生在α＞1的情況下。甲烷燃燒時。因此，燃燒時偏離使NOx具有最大生成量的α，尤其是在α＜1，會導(dǎo)致NOx的濃度降低。b）燃料型NO 燃料N → HCN在富燃料條件下，由于缺乏氧，NH與含氧氫原子團RH反應(yīng)形成NH2。NH2可以生成NH3，也可以把NO還原成N2：有時NO可能與碳氫基團CHn或碳原子反應(yīng)，還原成HCN 或N2： NO + CHn → HCN 或 2NO + 2C→ N2 + 2CO 影響燃料型NO生成的因素有：燃料N含量增加，則中間產(chǎn)物增加，NO的生成量隨之增加，而燃料N的轉(zhuǎn)化率ηN卻下降；熱分解溫度提高，釋放出的中間產(chǎn)物增多，NO濃度增加；煤燃燒是部分擴散火焰，在常規(guī)燃燒條件下，NO的生成量隨著空氣過剩系數(shù)α的增大而增加；燃燒區(qū)中，若氧氣充足，釋放出的N停留時間越長，則生成NO越多，反之，若氧氣缺乏，延長燃燒區(qū)中的停留時間，使NO與中間產(chǎn)物反應(yīng)充分，因而使NO量減少。因此，使用低N含量燃料，實施缺氧燃燒，延長燃燒產(chǎn)物在還原區(qū)的停留時間，可以有效地控制燃料型NO的生成。c）瞬發(fā)型NO 瞬發(fā)型NO是指在富燃料混合氣火焰面上快速生成大量的NO。研究發(fā)現(xiàn)，碳氫化合物的預(yù)混燃燒中，在α＝～，火焰中測量到的NO生成率明顯大于按熱力型NO生成機理計算的結(jié)果，其生成機理尚不十分清楚。Fenimore認為是由燃燒時燃料中CmHn分解生成的CH和C等原子團，與空氣中N2進行反應(yīng)而形成中間產(chǎn)物N、CN、HCN等，再與氧反應(yīng)生成NO，和燃料型NO的生成過程比較相似。Bowman認為是由于火焰中原子態(tài)氧濃度超過氧分子離解平衡濃度的緣故。瞬發(fā)型NO在燃燒生成NO的總量中比例很小，主要是在火焰溫度小于1700℃出現(xiàn)。（3）一氧化碳CO是含碳燃料燃燒過程中生成的一種中間產(chǎn)物，最初存在于燃料中的所有碳都將形成CO。CO的形成和破壞過程都是受化學反應(yīng)動力學機理所控制，是碳氫燃料燃燒過程中基本反應(yīng)之一，它的生成機理為：RH → R → RO2 → RCHO → RCO → CO 式中R為碳氫自由基團。反應(yīng)中的RCO原子團主要通過熱分解生成CO，也可以氧化碳氫基團R后生成CO。燃燒過程中CO氧化成CO2的速率要比CO生成速率低，因此在碳氫化物火焰中CO的基本氧化反應(yīng)為：CO + OH → CO2 + H2CO是不完全燃燒的產(chǎn)物之一。若能組織良好的燃燒過程，即具備充足的氧氣、充分的混合，足夠高的溫度和較長的滯留時間，中間產(chǎn)物CO最終會燃燒完畢，生成CO2或H2O。因此，控制CO的排放不是企圖抑制它的形成，而是努力使之完全燃燒。研究表明，碳氫燃料和空氣的預(yù)混燃燒火焰中，由于CO的生成速率很快，在火焰區(qū)CO濃度迅速上升到最大值，該最大值通常比反應(yīng)混合物在絕熱燃燒時的平衡值要高，隨后CO濃度緩慢地下降到平衡值。因此，從燃燒設(shè)備的排氣中檢測的CO含量要比在燃燒室中最大值低，但明顯地大于排氣狀態(tài)下平衡值。這表明化學反應(yīng)動力學控制著CO的生成和破壞。（4）碳氫化物碳氫燃料不完全燃燒和石油類物質(zhì)的蒸發(fā)是大氣中碳氫化物的主要來源。汽車發(fā)動機內(nèi)的不完全燃燒排氣、化油器和油箱蒸發(fā)都會排出碳氫化物。另外工廠企業(yè)如石化工業(yè)、油漆、干洗等都會把碳氫化物排入大氣。（5）碳煙碳煙是汽車尾氣排放中的一種污染物，主要是柴油機的排氣，其碳煙濃度約為汽油機碳煙濃度的30～80倍。碳煙也是不完全燃燒的產(chǎn)物，這與柴油機的燃燒特性和和燃燒條件有關(guān)。（6）光化學煙霧汽車排氣和石油提煉等工業(yè)過程中的氮氧化物和碳氫化物，在陽光的強烈照射下，發(fā)生一系列的光化學反應(yīng)，形成二次污染物，如臭氧、醛類、過氧乙酰硝酸酯（PAN）等氧化劑。由這些氮氧化物、碳氫化物及其光化學反應(yīng)的中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物所組成的特殊混合物形成了光化學煙霧。氣體吸收凈化（《大氣污染控制工程》P238）（1）熟悉吸收機理與分類機理：溶質(zhì)從氣相傳遞到液相的相際間的傳質(zhì)過程。分類：物理吸收、化學吸收（2）了解吸收平衡與吸收流程 吸收平衡：在一定溫度和壓力下，吸收過程的傳質(zhì)速率等于解析過程的傳質(zhì)速率，氣液兩相就達到了動態(tài)平