【正文】 、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器)的工作和效率具有較大的影響。2．塵粒的密度塵粒的密度對于重力除塵及離心除塵等裝置的性能有很大影響。粉塵的分散度不同，對人體的危害以及除塵機(jī)理和所采取的除塵方式也不同。見圖42。另外，粒子的組成情況也可以用積分分布曲線的形式表示，他反映大于某粒徑的塵粒占全部塵粒的分率R與此粒徑x之間的關(guān)系，即R曲線。斯托克斯粒徑和空氣動(dòng)力粒徑是除塵技術(shù)中應(yīng)用最多的兩種粒徑。幾種常用的粉塵粒徑：有投影粒徑（用顯微鏡法直接觀測時(shí)測得的粒徑為投影粒徑。因此，在使用粉塵粒徑時(shí)，必須了解所采用的粒徑含義。實(shí)際的塵粒大多是不規(guī)則的，一般也用“粒徑”來衡量其大小，然而此時(shí)的塵粒只能根據(jù)賦予的定義用某一個(gè)有代表性的尺寸作為它的粒徑。粉塵的粒徑是表征粉塵顆粒大小的代表性尺寸。粉塵具有許多不同的特性，與防塵方法關(guān)系最密切的有顆粒尺寸和密度，此外還有比電阻率、粘附性、粒子形狀、親水性、腐蝕性、磨損性、爆炸性、毒性等等。前者可利用其質(zhì)量較大的特點(diǎn)，通過外力的作用，將其分離出來，通常稱為除塵；后者則要利用污染物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，通過采用冷凝、吸收、吸附、燃燒、催化等方法進(jìn)行處理。五、化工廢氣中主要污染物的影響（15分鐘）大氣中的污染物對環(huán)境和人體都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，可以通過各種途徑降到水體、土壤和作物中影響環(huán)境，并通過呼吸、皮膚、食物、飲用水等進(jìn)入人體，對人體的健康和生態(tài)環(huán)境造成直接的近期或遠(yuǎn)期的危害。氟化氫對人的呼吸器官和眼結(jié)膜有強(qiáng)烈的刺激性，長期吸入低濃度的HF會(huì)引起慢性中毒。(3) 含氟廢氣：主要是指含HF和SiF4的廢氣。氯化氫主要來自鹽酸制造、廢水焚燒等。 (2) 其他含氯化合物：大氣中含氯的無機(jī)物主要是氯氣(C12)和氯化氫(HCl)。在生產(chǎn)和使用過程中因揮發(fā)而進(jìn)入大氣。(1) 鹵代烴：大氣中鹵代烴包括鹵代脂肪烴和鹵代芳烴。CO2的人為源主要是礦物燃料的燃燒過程。二氧化碳(CO2)是一種無毒的氣體，對人體無顯著危害作用。實(shí)驗(yàn)證明，一氧化碳與血紅蛋白的結(jié)合能力比氧與血紅蛋白的結(jié)合能力大200~300倍，因此，它能使血液攜帶氧的能力降低而引起缺氧。CO在一定條件下，可以轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，然而其轉(zhuǎn)變速率很低。一氧化碳(CO)是無色、無臭的有毒氣體。碳?xì)浠衔锸切纬晒饣瘜W(xué)煙霧的主要成分；多環(huán)芳烴中有不少物質(zhì)被認(rèn)為是致癌物質(zhì)，經(jīng)研究和動(dòng)物試驗(yàn)表明，這些物質(zhì)中3，4苯并芘是強(qiáng)致癌物質(zhì)。大氣中的碳?xì)浠衔锎蟛糠謥碓从谥参锏姆纸?，認(rèn)為排放主要是由廣泛應(yīng)用石油和天然氣燃料的不充分燃燒造成的。4．碳?xì)浠衔?碳?xì)浠衔锇ㄖ咀鍩N、脂環(huán)烴、芳香烴。 氮氧化物對環(huán)境的損害作用極大：①對人體的損害：一氧化氮會(huì)使人的中樞神經(jīng)受損，引起痙攣和麻痹；二氧化氮是一種刺激性氣體，其毒性是一氧化氮的45倍，可直接進(jìn)入肺部，削弱肺功能，損害肺組織，二氧化氮被吸收后變?yōu)橄跛崤c血紅蛋白結(jié)合變性血紅蛋白，可降低血液輸送氧氣的能力，同時(shí)對心、肝、腎和造血器官也有影響；②NOx是形成酸雨的主要物質(zhì)之一；③是形成光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)；④能與臭氧反應(yīng)生成NO2和O2，是臭氧濃度降低，導(dǎo)致臭氧層的耗損。此外生產(chǎn)和使用硝酸的工廠也排放一定數(shù)量的氮氧化物。天然排放的NOx主要來自土壤和海洋中有機(jī)物的分解，屬于自然界的氮循環(huán)過程。 3．氮氧化物氮氧化物主要是一氧化氮、二氧化氮，還有一氧化二氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等，造成大氣污染的主要是前二者。主要危害有以下幾點(diǎn)：①SO2和飄塵具有協(xié)同效應(yīng)，結(jié)合起來危害更大；②二氧化硫在空氣中易被氧化成三氧化硫，遇水蒸汽時(shí)形成硫酸霧，導(dǎo)致呼吸道抵抗力減弱，引起上呼吸道發(fā)生感染產(chǎn)疾患；③SO2是形成酸雨的主要因素；④SO2形成的硫酸鹽在大氣中穩(wěn)定性好，能飄移至1000km以外，造成區(qū)域性污染；⑤在太陽紫外線的照射下，會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成SO3和硫酸霧，降低大氣能見度。其中以細(xì)菌活動(dòng)產(chǎn)生的硫化氫最為主要，硫化氫又會(huì)進(jìn)一步被氧化為SO2；人為源產(chǎn)生的硫氧化物主要是有燃燒含有硫的煤和石油等燃料產(chǎn)生的，此外金屬冶煉廠、硫酸廠等也排放相當(dāng)數(shù)量的硫氧化物氣體。大氣中的硫主要有人為排放和天然排放兩種主要來源?！?．硫化物硫常以二氧化硫和硫化氫的形式進(jìn)入大氣。l 霧（fog)：霧是氣體中液滴懸浮體的總稱。l 飛灰(fly ash)：飛灰是指燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣飛出的分散較細(xì)的灰分。l 粉塵(dust)：粉塵系指懸浮于氣體介質(zhì)中的小固體粒子，能因重力作用發(fā)生沉降。由于飄塵粒徑小，質(zhì)量輕，能被人直接吸入呼吸道內(nèi)造成危害；又由于它能在大氣中長期飄浮，易將污染物帶到很遠(yuǎn)的地方，導(dǎo)致污染范圍擴(kuò)大，同時(shí)在大氣中還可以為化學(xué)反應(yīng)提供反應(yīng)載體。l 飄塵：能在大氣中長期飄浮的懸浮物質(zhì)稱為飄塵。l 降塵：一般指粒徑大于10μm的粒子，在自身的重力作用會(huì)很快沉降下來，所以將這部分的微粒稱為降塵。l 總懸浮顆粒物(TSP)：是飄浮在大氣中的各種粒子的總稱，絕大多數(shù)是粒徑在100μm以下的微小固體顆粒和液粒，是目前大氣質(zhì)量評價(jià)中的一個(gè)通用的重要污染指標(biāo)。下面介紹幾種主要的大氣污染物的性質(zhì)、來源及其危害：　　1．顆粒物顆粒物是指除氣體之外的包含于大氣中的物質(zhì)，包含各種各樣的固體、液體和氣溶膠，其粒范圍約為0. 002—100μm。在化工行業(yè)中，具有普遍性的污染物有顆粒大氣污染物主要可以分為兩類，即天然污染物和人為污染物，引起公害的往往是人為污染物，它們主要來源于燃料燃燒和大規(guī)模的工礦企業(yè)。廢氣污染物難以治理：化工和石化廢氣組成復(fù)雜，污染物濃度變化大，難以治理。污染物濃度高：由于設(shè)備陳舊、管理不善、操作水平差等原因，都可能導(dǎo)致原料流失嚴(yán)重，致使廢氣中污染物濃度過高。三、化工廢氣的特點(diǎn)（5分鐘）種類繁多：由于化學(xué)工業(yè)行業(yè)比較多，加上每一種行業(yè)所用的化工原料千差萬別，造成化工廢氣種類繁多。⑤化工生產(chǎn)中排放的某些氣體，在光或雨的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也能產(chǎn)生有害氣體。③生產(chǎn)技術(shù)路線及設(shè)備陳舊落后，造成反應(yīng)不完全，生產(chǎn)過程中不穩(wěn)定，從而產(chǎn)生的分灰塵等。概括起來，化工廢氣來源主要有以下幾個(gè)方面：①副反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行不完全所產(chǎn)生的廢氣。教學(xué)難點(diǎn)：環(huán)境污染及其對人體的危害?！痘きh(huán)境工程概論》教案——張歡 第四章 化工廢氣污染控制第四章 化工廢氣污染控制授課方式：講課教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生了解環(huán)境、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境保護(hù)的相關(guān)概念，及當(dāng)前世界環(huán)境問題的嚴(yán)峻形勢，進(jìn)而明確環(huán)境保護(hù)的重大意義。教學(xué)重點(diǎn)：1 環(huán)境與環(huán)境科學(xué)的定義、研究目的、對像及任務(wù)等； 2 當(dāng)前世界環(huán)境的主要問題及其發(fā)展前景。教學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)授課內(nèi)容： 9 《化工環(huán)境工程概論》教案——張歡 第四章 化工廢氣污染控制 第一節(jié) 化工廢氣的來源、分類及特點(diǎn)（35分鐘）一、化工廢氣的來源（5分鐘）從各種化工及其有關(guān)過程中排放的含有污染物質(zhì)的氣體，統(tǒng)稱為化工廢氣。②產(chǎn)品加工和使用過程中產(chǎn)生的廢氣，以及搬運(yùn)、破碎、篩分及包裝過程中產(chǎn)生的粉塵等。④開停車或因操作失誤，指揮不當(dāng)，管理不善造成廢氣的排放。二、化工廢氣的分類（10分鐘）按照所含污染物性質(zhì)的不同，化工廢氣可分為三類：第一類為含有無機(jī)污染物的化工廢氣，廢氣含有SOH2S、CO等無機(jī)物，主要來自氮肥、磷肥、無機(jī)酸、無機(jī)鹽等制造業(yè)；第二類為有機(jī)廢氣，廢氣中含有苯系物、酚、醛、醇等，主要來自有機(jī)原料及合成材料、農(nóng)藥、染料、涂料等行業(yè)；第三類為既含無機(jī)物與含有有機(jī)物的廢氣，大部分石油煉制和石油化工排放的廢氣屬于這一類。組成復(fù)雜、具有一定毒性：化工廢氣中常含有多種復(fù)雜的有毒成分，有些還具有“三致”特性（致畸，致癌，致突變）和惡臭。污染面廣、危害性大：我國有6000多個(gè)化工企業(yè)，其中以中、小型占絕大多數(shù)，他們一般都工藝落后、設(shè)備力量薄弱，以賺錢為主要目標(biāo)，能源原料消耗高而治理卻很少。四、化工廢氣主要污染物目前對環(huán)境和人類產(chǎn)生危害的大氣污染物約有100種左右。具有普遍性的污染物有顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏?。若按粒子的粒徑大小分，可分為總懸浮顆粒物，飄塵和降塵；若按來源和物理性質(zhì)分，可分為粉塵、煙、飛灰、黑煙和霧。主要來源于燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙塵、生產(chǎn)過程中粉塵以及氣態(tài)污染物經(jīng)過復(fù)雜物理化學(xué)反應(yīng)在空氣中生成的鹽類顆粒等。單位面積的降塵量可作為評價(jià)大氣污染程度的指標(biāo)之一。其粒徑主要是小于10μm的微粒。因此，飄塵是從事環(huán)境科學(xué)工作者所注目的研究對象之一。粉塵的粒徑范圍一般為1~200μm左右。l 煙(fume)：煙一般指由冶金過程中形成的固體粒子的氣溶膠，煙的粒子尺寸很小，~1μm左右。l 黑煙(smoke)：黑煙一般指由燃料產(chǎn)生的能見氣溶膠。在工程中，霧一般泛指小液體粒子。其中會(huì)對環(huán)境造成影響的主要硫氧化物，主要是二氧化硫和三氧化硫，也包括三氧化二硫，一氧化硫等。其中天然2/3的硫來自天然源。一般1噸煤中含硫550Kg，1噸石油中含硫530Kg。　　氮氧化物： 是氮的氧化物的總稱，包括氧化亞氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。大氣中的氮氧化物主要也有人為排放和天然排放兩種主要來源。認(rèn)為排放的NOx主要來自重油、汽油、煤炭、天然氣等礦物燃料在高溫條件下的燃燒。高濃度的氮氧化物呈棕黃色，當(dāng)含大量氮氧化物的氣體排出時(shí)，看上去象一條黃龍騰空，故也有人稱之為“黃龍”?！　√?xì)浠衔铮?是以碳元素和氫元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烴類氣體。脂肪族烴包括烷、烯、炔烴，在常溫下隨碳原子多少而呈氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。因此，煉油廠、石油化工廠、以油(氣)為燃料的電廠或工業(yè)鍋爐、汽油機(jī)車、柴油機(jī)車等是碳?xì)浠衔锏闹匾廴驹础?．碳氧化合物碳的氧化物： 主要包括一氧化碳和二氧化碳。其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以在大氣中停留較長時(shí)間。一般城市空氣中的CO水平對植物及有關(guān)的微生物均無害，但對人類則有害，因?yàn)樗芘c血紅蛋白作用生成羧基血紅素。CO主要是由含碳物質(zhì)不完全燃燒產(chǎn)生的，天然源較少。在大氣污染問題中，CO2所以引起人們的普遍關(guān)注，原因在于它能引起全球性環(huán)境的演變：如使全球氣溫逐漸升高，生態(tài)系統(tǒng)和氣候發(fā)生變化等。6．含鹵素化合物大氣中以氣態(tài)存在的含鹵素化合物大致可分為以下三類：鹵代烴，其它含氯化合物、氟化物。鹵代烴的主要人為源如三氯甲烷(CHCl3)、二氯乙烷(CH3CHCl2)、四氯化碳(CCl4)、氯乙烯(C2H3Cl)、氯氟甲烷(CFM)等是重要的化學(xué)溶劑，也是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料和中間體。海洋也排放相當(dāng)?shù)娜燃淄?。氯?Cl2)主要由化工廠、塑料廠、自來水凈化廠等產(chǎn)生，火山活動(dòng)也排放一定量的Cl2。氯化氫在空氣中可形成鹽酸霧；除硫酸和硝酸外，鹽酸也是構(gòu)成酸雨的成分。主要來源于煉鋁工業(yè)、鋼鐵工業(yè)以及黃磷、磷肥和氟塑料生產(chǎn)等化工過程。目前在氟污染地區(qū)氟對人體健康的危害通常以植物為中間介質(zhì)，即植物吸收大氣中氟并在體內(nèi)積累，然后通過食物鏈進(jìn)入人體產(chǎn)生危害，最典型的是引起牙齒酸蝕的“斑釉齒癥”和使骨骼中鈣的代謝紊亂的“氟沉著癥”。六、大氣污染物的治理技術(shù)各種生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的空氣污染物，按其存在狀態(tài)可分為兩大類：其一是氣溶膠態(tài)污染物，如粉塵、煙塵、霧滴等顆粒狀污染物；其二是氣態(tài)污染物，如SONOx、CO等分子態(tài)污染物。第二節(jié) 除塵技術(shù)（40分鐘）一、粉塵的特性（20分鐘）粉塵本身固有的各種物理、化學(xué)性質(zhì)叫做粉塵特性。1．粒子大小粉塵的顆粒大小不同，不但對人體和環(huán)境的危害不同，而且對粉塵的吸捕方法以及除塵器的除塵機(jī)理和性能都有很大影響，所以，粒徑是粉塵的最基本特性之一。對球形塵粒來說，是指它的直徑。同一粉塵按不同定義所得的粒徑，不但數(shù)值不同，應(yīng)用場合也不一樣。在選取粒徑測定方法時(shí)，除需考慮方法本身的精度、操作難易及費(fèi)用等因素外，還應(yīng)特別注意測定的目的和應(yīng)用場合。根據(jù)定義不同，分為定向粒徑、定向面積等分粒徑和投影圓等值粒徑）；斯托克斯粒徑（指與被測塵粒密度相同、沉降速度相同的球形粒子直徑）；空氣動(dòng)力粒徑（指與被測塵粒在空氣中的沉降速度相同、密度為1g/cm3的球形粒子直徑）。粉塵經(jīng)常是由大小不同的粒子所組成，為了表示出其中各種粒徑粒子的多少，通常以各種粒徑的粒子在全部粒子中的分級(jí)分率來說明，粉塵的粒徑分布(也稱粒徑的頻率分布)叫做分散度，可用分級(jí)分布曲線表示，分級(jí)分布曲線是表示每種粒徑的粒子占全部粒子總數(shù)的分率f與其粒子的粒徑x之間的關(guān)系，即f曲線，又稱為頻率分布曲線。又稱為累積分布曲線。粉塵的分散度高，即表示小粒徑粉塵占的比例大，反之則小。因此，掌握粉塵的分散度是評價(jià)粉塵危害程度，評價(jià)除塵器性能和選擇除塵器的基本條件。塵粒的密度有視密度和真密度之分。例如，對于粒徑大、真密度大的粉塵可以選用重力沉降室或旋風(fēng)除塵器，而對于真密度小的粉塵，即使粒徑較大也不宜采用這種類型的除塵器。空隙率大則視密度小，視密度與真密度相差越大，粉塵也越容易飛揚(yáng)。如硅酸鹽水泥塵（～91μm），其ρp＝ kg/cm3，ρb＝ kg/cm3；煤燃燒產(chǎn)生的飛灰粒子（～），其ρp＝ kg/cm3，ρb＝ kg/cm3。ε值與粉塵種類、粒徑、充填方式等因素有關(guān)。3．塵粒的電阻率粉塵的電阻率對電除塵器和過濾除塵裝置的效率有很大的影響，最有利的電捕集范圍為104～21010Ω當(dāng)粉塵的比電阻不利于電除塵器捕塵時(shí)，需要采取措施來調(diào)節(jié)粉塵的比電阻，使其處于適合電捕集的范圍。二、除塵效率及壓力損失（10分鐘）從含塵氣流中將粉塵分離出來并加以捕集的裝置稱為除塵裝置或除塵器。除塵器效率是評價(jià)除塵器性能的重要指標(biāo)之一。它是指除塵器從氣流中捕集粉塵的能力，常用除塵器總除塵效率，分級(jí)除塵效率、通過率等表示。（3）兩級(jí)除塵時(shí)總效率的計(jì)算采用二級(jí)除塵時(shí)，其總效率可按下式計(jì)算： 式中：ηη2分別為第一級(jí)、第二級(jí)除塵器的除塵效率，%應(yīng)當(dāng)注意，兩個(gè)型號(hào)相同的除塵器串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由于它們處理粉塵的粒徑不同，η1和η2是不相同的。但是，對粒徑分布不同的粉塵和