大气颗粒物

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大气颗粒物(Atmospheric Particulate Matters)是大气中存在的各种固态和液态颗粒状物质的总称。各种颗粒状物质均匀地分散在空气中构成一个相对稳定的庞大的悬浮体系,即气溶胶体系,因此大气颗粒物也称为大气气溶胶(Atmospheric Aerosols)[1]  。1918年,物理学家E.GDonnan发现胶体化学过程和有云的大气过程有重要的相似点,因此参照术语“水溶胶(Hydrosol)”,引入了“气溶胶(Aerosol)"术语,用于指空气中分散的颗粒和液滴[2]  。气溶胶是多相系统,由颗粒及气体组成,平常所见到的灰尘、熏烟、烟、雾、霾等都属于气溶胶的范畴。在许多文献中,大气颗粒物和大气气溶胶都是指大气中的颗粒物。
中文名
大气颗粒物
外文名
Atmospheric Particulate Matters
别    称
大气气溶胶

大气颗粒物生成来源

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大气颗粒物的成分很复杂,主要取决于其来源。主要有自然源和人为源两种,后者危害较大。在学术界的分为一次颗粒物二次颗粒物两种。
一次颗粒物是由天然污染源人为污染源释放到大气中直接造成污染的颗粒物,例如土壤粒子海盐粒子、燃烧烟尘等等。
二次颗粒物是由大气中某些污染气体组分(如二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等)之间,或这些组分与大气中的正常组分(如氧气)之间通过光化学氧化反应、催化氧化反应或其他化学反应转化生成的颗粒物,例如二氧化硫转化生成硫酸盐
Wl'dtby等人根据大气颗粒物表面积和粒径分布的关系,得出了三种不同类型的粒度模,并用来解释大气颗粒物的来源与归宿f3;7;81(如图2.2)嘲。按照颗粒物的空气动力学直径,可将大气颗粒物分为三种类型的粒度模:爱根核模(以<O.05rtm)、积聚模(0.051xm飞<da≤2岬)和粗粒子模(以>21xrn)。
(1)爱根核模颗粒物主要来源于燃烧过程所产生的一次颗粒物,以及气体分子通过化学反应均相成核而生成的二次颗粒物
(2)积聚模颗粒物主要由核模凝聚、或通过热蒸汽冷凝再凝聚而生成。
(3)粗粒子模颗粒物主要由机械过程所产生的扬尘、海盐溅沫、风沙等一次颗粒物所构成。

大气颗粒物化学组成

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大气颗粒物的化学成分包括:无机物、有机物和有生命物质。
一、无机物
用X一荧光光谱对PM2.5~10气溶胶样品进行元素分析,目前已发现的化学元素主要有铝(Al)、硅(Si)、钙(Ca)、磷(P)、钾(K)、钒Ⅳ)、钛(Ti)、铁(Fc)、锰(Mn)、钡(Ba)、砷(As)、镉(Cd)、钪(SO、铜(Cu)、氟(F)、钴(Co)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(zn)、锆(Zr)、硫(S)、氯(C1)、溴(80、硒(Se)、镓(Ga)、锗(GO、铷(Rb)、锶(so、钇(Ⅵ、钼(Mo)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、锡(Sn)、锑(Sb)、碲(Te)、碘(I)、铯(CS)、镧(La)、钨(W)、金(Au)、汞(H曲、铬(co、铀(tO、铪(H0、镱(Yb)、钍(Th)、铕(Ta)、铽(Tb)等。细颗粒物中还有各种化合物及离子、硫酸盐、硝酸盐[3-5] 
研究表明,颗粒物的元素成分与其粒径有关。对Cl、Br、I等卤族元素,来自海盐的Cl主要在粗粒子中,而城市颗粒物的Br主要存在于在细粒子中。来自地壳的Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti和Sc等元素主要在粗粒子中,而Zn、Cd、Ni、Cu、Pb和S等元素大部分在细粒子中[6-8] 
颗粒物成分与其来源有关,可以根据污染物组分与颗粒物组分对比,来判断颗粒的来源[9-12]  。例如土壤主要含有Si、砧、Fe、n等;海盐中含Na、Cl、K;水泥、石灰等建材含Ca和砧;冶金企业排放Fe、Mn和相应的金属元素以及S;汽车尾气中有Pb、Br和Ba:燃料油排放Ni、V、Pb和Na;煤和焦炭的灰粉中有地壳元素,及As、Se等;焚烧垃圾可排放Zn、Sb和Cd等。大气颗粒物中的可溶性无机盐类可来自不同的排放源,海洋大气气溶胶颗粒在低层以Na+、Clo为主,存在于粗粒子中;而高空则以S04厶、NH4+为主,存在于细粒子爱根核模颗粒中。粗粒子主要由海水飞沫蒸发而悬浮在大气中,其中也有少量的S042。和Ca2+。而细粒子中的SO42-和Ca2+,则是由海洋释放的二甲基硫(DMS)经大气氧化成S02最后生成硫酸和硫酸盐,经气体.粒子转化而生成的[13-15] 
二、有机物及有生命物质成分
除一般的无机元素外,大气颗粒物中还有元素碳(EC)、有机碳(OC)、有机化合物(尤其是挥发性有机物(VOC)、多环芳烃(P:AH)和有毒物)、生物物质(细菌、病毒、霉菌等)。
含有机物的大气颗粒物粒径一般都比较小,多数在0.1"一51.tm范围内,多数有机颗粒是在燃烧过程中产生的。颗粒物中的有机物种类很多,其中烃类是主要成分,如烷烃、烯烃芳香烃和多环芳烃,此外还有亚硝胺、氮杂环、环酮、醌类、酚类和酸类等。大气中的多环芳烃主要集中在细粒子段,高环的多环芳烃主要在飘尘范围内[15] 

大气颗粒物表示方法

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大气颗粒物粒度表示

大气颗粒物的大小(粒径)与其性质密切相关,是大气颗粒污染物的采样与控制技术中主要考虑的特性之一。颗粒的粒径分为单颗粒粒径和颗粒群的平均粒径,单位一般用μm表示。
一、单颗粒粒径
大气颗粒物的形状多数是不规则的,根据不同定义得出的颗粒粒径值也不相同。确定粒径的方法有两种:
①直接测定法:根据颗粒的几何尺寸,借助显微镜或筛分等方法来确定颗粒粒径;
②间接测定法:根据颗粒的某种物理性质(如颗粒在空气中的沉降速度、密度等)来确定颗粒粒径。前者得到是颗粒的示性尺寸(代表性尺寸),如投影径和筛分径;用后一种方法测得的颗粒粒径称为当量直径。
二、颗粒群的平均粒径
大气颗粒物是由不同粒径的颗粒所组成的颗粒群,在实际应用中,有时需要知道颗粒物的平均粒径。平均粒径的定义是:与实际的大气颗粒群某一物理性质相同的大小均匀的球形颗粒群直径[16] 
三、颗粒物的粒径分布
颗粒的粒径分布又称为颗粒的分散度,指其中各种不同粒径的颗粒组成比,可以以颗粒数、表面积或质量计。颗粒粒径分布的表示方法主要有图表法和分布函数[1] 

大气颗粒物浓度表示

大气颗粒物的浓度通常有三种表示方法:
(1)数量浓度:以单位体积空气中含有的颗粒个数表示,记作“个,L"。
(2)质量浓度:以单位体积空气中含有的颗粒质量表示,记作“mg/m3”或“Lag/m3’’。
(3)沉降强度:以单位时间单位面积上自然沉降下来的颗粒数或者质量表示,记作“仰(cnl2·h)一或者“t/(kin2·月)力。
大气颗粒物的浓度变化很大,通常区分为瞬时浓度和平均浓度,最大值或最小值,或同时给出平均、最大和最小值。在平均浓度值里还应区分为1h平均、24h平均或月平均,时间越长的平均值应该越小;有时还注明连续平均的时间,如连续48h的lh平均值,或者白天8h的1h平均值等。最大、最小值也同样应指出其时间性即每日的最大(小)值。在大气污染控制中,通常采用质量浓度降尘量,而数量浓度多用于空气的超洁净净化技术方面。

大气颗粒物分类方法

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一、按颗粒物的来源性质分类
(1)一次颗粒物:从污染源直接排放的颗粒,如烟囱排放的烟尘、风刮起的灰尘及海水溅起的浪花等。
(2)二次颗粒物:从污染源排放的气体,在大气中经物理、化学作用转化生成的颗粒,如锅炉排放的H2S、S02等经过大气氧化过程生成的硫酸盐颗粒[17] 
二、按颗粒物的性质分类
(1)无机颗粒:如金属尘粒、矿物尘粒和建材尘粒等。
(2)有机颗粒:如植物纤维、动物毛发、角质、皮屑、化学染料和塑料等。
(3)有生命颗粒:如单细胞藻类、菌类、原生动物、细菌和病毒等。
三、按颗粒物的大小分类
按照空气动力学直径大小,可将大气颗粒物分为:
(1)总悬浮颗粒物(Total Suspended Particulate,简称TSP):吃≤1001nn。
(2)可吸入颗粒物(Inhalable Particles,一般称为PMlo):比≤lOgan。
(3)细颗粒物(Fine Particles,一般称为PM2.5):比≤2.5岬。
世界卫生组织(WHO)称PMIo为可进入胸部的颗粒物(Thoracic Particle):
Pooley与Gibbs(1996)定义的可入肺颗粒物(Respirable Particles)是指能够进入人体肺泡的颗粒,即指PM2.5
四、从污染控制的角度进行分类
大气污染控制的角度,按照颗粒的物理性质,通常采用如“粉尘"、“降尘"、“飘尘’’、“飞灰’’、“黑烟’’、“液滴"、“雾”等进行分类(详见文献)。
颗粒物分为两类:PM2.5和PM10,前者直径不超过2.5微米,是人类头发直径的1/30,后者则较粗大,当前的欧盟空气质量标准限定,一个人每年吸入的PM2.5最多为每立方米40微克,PM10为每立方米25微克。联合国世界卫生组织的指导原则建议:PM2.5和PM10的年接触量分别为每立方米20微克和每立方米10微克。
对颗粒物尚无统一的分类方法,按尘在重力作用下的沉降特性可分为飘尘和降尘。习惯上分为:
尘粒:较粗的颗粒,粒径大于75微米。
粉尘:粒径为1~75微米的颗粒,一般是由工业生产上的破碎和运转作业所产生。
亚微粉尘:粒径小于1微米的粉尘。
炱:燃烧、升华、冷凝等过程形成的固体颗粒,粒径一般小于1微米。
雾尘:工业生产中的过饱和蒸汽凝结和凝聚、化学反应和液体喷雾所形成的液滴。粒径一般小于 10微米。由过饱和蒸汽凝结和凝聚而成的液雾也称霾。
烟:由固体微粒和液滴所组成的非均匀系,包括雾尘和炱,粒径为0.01~1微米。
化学烟雾:分为硫酸烟雾和光化学烟雾两种。硫酸烟雾是二氧化硫或其他硫化物、未燃烧的煤尘和高浓度的雾尘混合后起化学作用所产生,也称伦敦型烟雾。光化学烟雾是汽车废气中的碳氢化合物和氮氧化物通过光化学反应所形成,光化学烟雾也称洛杉矶型烟雾
煤烟:煤不完全燃烧产生的炭粒或燃烧过程中产生的飞灰,粒径为0.01~1微米。
煤尘:烟道气所带出的未燃烧煤粒。
粉尘由于粒径不同,在重力作用下,沉降特性也不同,如粒径小于10微米的颗粒可以长期飘浮在空中,称为飘尘,其中10~0.25微米的又称为云尘,小于0.1微米的称为浮尘。而粒径大于10微米的颗粒,则能较快地沉降,因此称为降尘

大气颗粒物测定分析

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大气颗粒物浓度测定

标准状态下(即压力760毫米汞柱,温度为273K)气体每单位体积含尘重量(微克或毫克)数称为含尘浓度。测定方法主要有:
又叫重量浓度法,采用过滤器或其他分离器收集粉尘并称重的方法,是测定含尘量的可靠方法。过滤器可用滤纸、聚苯乙烯的微滤膜等。有多种测定仪器,如静电降尘重量分析仪可测出低达每标准立方米含尘10微克的浓度。若将已知有效表面积的集尘装置放在露天的适当位置,收集足够量的尘粒进行称重,可测定降尘量。
激光粉尘仪具有新世纪国际先进水平的新型内置滤膜在线采样器,仪器在连续监测粉尘浓度的同时,可收集到颗粒物,以便对其成份进行分析,并求出质量浓度转换系数K值。可直读粉尘质量浓度(mg/m3),具有PM10、PM5、PM2.5PM1.0及TSP切割器供选择。仪器采用了强力抽气泵,使其更适合需配备较长采样管的中央空调排气口PM10可吸入颗粒物浓度的检测,和对可吸入尘PM2.5进行监测。
仪器符合工业企业卫生标准(GBZ1-2002)、工作场所有害因素接触限值(GBZ2-2002)标准、卫生部WS/T206-2001《公共场所空气中可吸入颗粒物(PM10)测定法-光散射法》标准、劳动部LD98-1996《空气中粉尘浓度的光散射式测定法》标准以及铁道部TB/T2323-92《铁路作业场所空气中粉尘测定相对质量浓度与质量浓度的转换方法》等行业标准以及卫生部卫法监发[2003] 225号文件发布的《公共场所集中空调通风系统卫生规范》。
浓度规格表比较法
应用较广泛的是M.R.林格曼提出的林格曼煤烟浓度表(见表)。该表是在长14厘米、宽20厘米的各张白纸上描出宽度分别为1.0、2.3、3.7、5.5、10.0毫米的方格黑线图,使矩形白纸板内黑色部分所占的面积大致为 0、20、40、60、80、100%,以此把烟尘浓度区别为6级,分别称为0、1、2、3、4、5度。在标准状态下,1度烟尘浓度相当于0.25克/立方米,2度相当于 0.7克/立方米,3度相当于1.2克/立方米,4度约为2.3克/立方米,5度约为4~5克/立方米。在使用时,将浓度表竖立在与观测者眼睛大致相同的高度上,然后在离开纸板16米、离烟囱40米的地方注视此纸板,与离烟囱口30~45厘米处的烟尘浓度作比较。观测时,观测者应与烟气流向成直角,不可面向太阳光线,烟囱出口的背景上不要有建筑物、山等障碍物。除林格曼煤烟浓度表外,还有其他形式的浓度表和进行浓度比较的测定仪器,如望远镜式煤烟浓度测定仪和烟尘透视筒等。浓度规格表比较法的优点是简便易行,缺点是易产生误差。
用一定强度的光线通过受测气体,或用水洗涤一定量的受测气体,使气体中的尘粒进入水中,然后用一定强度的光线通过含尘水,气体或水中的尘粒就对光线产生反射和散射现象,用光电器件测定透射光散射光的强度,并与标准的光度比较,即可换算成含尘浓度。
粒子计算法
将已知空气体积中的粉尘沉降在一透明表面上,然后在显微镜下数出尘粒数目,测量结果用每立方厘米内的粒子数表示,必要时可换算成含尘浓度,其换算的近似值为:每立方厘米有500个尘粒,相当于在标准状态下含尘浓度每立方米约2毫克,2000个尘粒约为每立方米10毫克,20000个尘粒约为每立方米100毫克。⑤间接测量法:含尘气流以湍流状态通过测量管,由于粉尘粒子和管内壁之间的摩擦而使尘粒带电,测量电流量,即可根据标准曲线换算出含尘浓度。此外,用热电偶测定尘粒吸收特定光源的辐射热,可间接测出含尘浓度。在离子化室内,测出空气中尘粒对离子流的衰减。此法也可算出含尘浓度。测定下限可到每立方厘米 200个尘粒。

大气颗粒物化学分析

元素分析
一、无损分析
将大气颗粒物捕集后不经样品消解处理而直接进行定量分析的方法有:仪器中子活化分析法(1NAA)[371、质子X射线发射光谱分析法(PIXE)、非破坏性的X射线荧光光谱分析法(XRF)等。INAA法可测定多种元素,检测限为l四.01ppm。PIXE测定中必须使用质子加速器,检测限为2ng/m3(Cu、Zn)-4).1ng/m3(K)。XRF法与INAA法和PIXE法相比,其灵敏度稍低,但仪器相对廉价,且操作方便,元素间的相互干扰小。
二、试样经消解后分析
大气颗粒物的消解方法很多,用HN03-HCl分解后在氯仿中显色,可用分光光度计法测定Pb等元素。将试样经酸分解后,原子吸收分光光度法(AAS)、等离子发射光谱(ICP)、等离子体发射光谱.质谱法(ICP.MS)分析是使用最多的方法。
状态分析
一、水溶性成分分析
大气颗粒物中的水溶性成分易溶于雨水,会进入生物体内,应进行分析测定。以水为提取液样品经超声波提取后,一般金属离子用AAS、等离子体.原子发射光谱法(ICP.AES)、ICP.MS法脚;4刀测定,也可用离子色谱法(IC)进行测定。
二、碳的成分分析
大气颗粒物中的碳主要以元素态碳(EC)、碳酸盐碳和有机碳(OC)的形态存在。除了石灰岩地质区域外,一般地区采集的颗粒样品中碳酸盐碳含量较低。因此常以EC和OC为主要研究对象。一般情况下EC在总碳(TC)中所占的比例较低,但EC吸附致癌性物质的能力较强,又是吸收光能的主要物质之一,因此定量测定的意义很大。在EC和OC分别测定中,常使用的方法有热分离法、光学法和酸分解法等,其中热分离法使用较多。
三、特定元素的形态测定
As、Sb、Hg等元素在大气颗粒物中往往以多种化学形态存在,在环境中的行为及毒性差异较大,因此这些元素的形态测定十分重要。经过滤膜分级捕集大气颗粒物后,用INAA法定量测定T-As的同时,用水、磷酸盐溶液逐次提取分离,水提取液用高效液相色谱(HPLC)一原子荧光(AFS)法分离测定阴离子态As。
四、有机成分分析
大气中多环芳烃(PHA)及硝基多环芳烃主要是柴油、汽油及煤燃烧排放的污染物,被大气颗粒物吸附后其致癌性、致突变性及对人体健康的影响已引起人们的关注。大气颗粒物样品经提取并净化后,一般用GC。MS法进行测定,也有采用HPLC.荧光检测器化学发光检测器进行测定的报导。用大气压离子化LC—MS法测定苯并【a】芘,用GC.MS法同时测定PHA、正构烷烃及有机氯化物,用GC-ECD或GC—MS法定量测定PCB及有机氯杀虫剂等都有报导,用GC.MS法、IC法及CE法测定羧酸类的报导较多。

大气颗粒物产生危害

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颗粒物中1微米以下的微粒沉降速度慢,在大气中存留时间久,在大气动力作用下能够吹送到很远的地方。所以颗粒物的污染往往波及很大区域,甚至成为全球性的问题。粒径在0.1~1微米的颗粒物,与可见光的波长相近,对可见光有很强的散射作用。这是造成大气能见度降低的主要原因。由二氧化硫和氮氧化物化学转化生成的硫酸和硝酸微粒是造成酸雨的主要原因。大量的颗粒物落在植物叶子上影响植物生长,落在建筑物和衣服上能起沾污和腐蚀作用。粒径在 3.5微米以下的颗粒物,能被吸入人的支气管和肺泡中并沉积下来,引起或加重呼吸系统的疾病。大气中大量的颗粒物,干扰太阳和地面的辐射,从而对地区性甚至全球性的气候发生影响。
来自欧洲的一项研究称,长期接触空气中的污染颗粒会增加患肺癌的风险,即使颗粒浓度低于法律上限也是如此。另一项报告称,这些颗粒或其他空气污染物短期内还会浓度上升,还会增加患心脏病的风险。欧洲流行病学家发现,肺癌与局部地区的空气污染颗粒有明显的关联。
研究人员还发现,即使污染水平短暂升高——类似城市发出雾霾警告的同时,也会使心力衰竭住院或死亡的风险上升2%—3%。这项研究将这些数据应用于美国,发现如果每立方米空气中的PM2.5减少3.9微克,每年就可以避免近8000 例心力衰竭导致的住院治疗。

大气颗粒物治理技术和方法

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大气污染防治先进技术汇编》涵盖电站锅炉烟气排放控制、工业锅炉炉窑烟气 排放控制、典型有毒有害工业废气净化、机动车尾气排放控制、居室及公共场所典型空气污染物净化、柏美迪康环保科技(上海)有限公司无组织排放源控制、大气复合污染 监测模拟与决策支持、清洁生产等八个领域的关键技术,入选技术大多源于“十一五”以来相关国家科技计划项目或自主创新的研究成果。

大气颗粒物技术目录

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序号
技术名称
技术内容
适用范围
一、电站锅炉烟气排放控制关键技术
1
燃煤电站锅炉石 灰石/石灰-石膏 湿法烟气脱硫技 术
采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂,在吸收塔
内,吸收剂浆液与烟气充分接触混合,烟气中的二氧 化硫与浆液中的碳酸钙(或氢氧化钙)以及鼓入的氧 化空气进行化学反应从而被脱除,最终脱硫副产物为 二水硫酸钙即石膏。该技术的脱硫效率一般大于
95% , 可达 98% 以上 ; SO2 排放 浓度一 般小于
100mg/m3 ,可达 50mg/m3 以下。单位投资大致为
150~250 元/kW;运行成本一般低于 1.5 分/kWh。
2
火电厂双相整流 湿法烟气脱硫技 术
利用在脱硫吸收塔入口与第一层喷淋层间安装
的多孔薄片状设备,使进入吸收塔的烟气经过该设备 后流场分布更均匀,同时烟气与在该设备上形成的浆 液液膜撞击,促进气、液两相介质发生反应,达到脱 除一部分 SO2 的目的。该技术将喷淋塔和鼓泡塔技术 相结合,对提高脱硫效率、减少浆液循环量有显著效 果,特别适用于脱硫达标改造项目。双相整流装置能 提高系统脱硫效率 20%~30%,整体脱硫效率可达 97% 以上;阻力为 600Pa~700Pa,单位投资大致为 3~6 元
/kWh,电耗降低约 250~850 kWh/h。
3
燃煤锅炉电石渣
- 石膏湿法烟气 脱硫技术
采用电石渣作为脱硫吸收剂,在吸收塔内,吸收
剂浆液与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆 液中的氢氧化钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应 从而被脱除,最终脱硫副产物为二水硫酸钙即石膏。 该技术的脱硫效率一般大于 95%,可达 98%以上;SO2 排放浓度一般小于 100mg/Nm3,可达 50mg/Nm3 以下; 单位投资大致为 150~250 元/kW;运行成本一般低于
1.35 分/kWh。
4
循环流化床干法
/ 半干 法烟气脱 硫除尘及多污染 物协同净化技术
以循环流化床原理为基础,通过物料的循环利
用,在反应塔内吸收剂、吸附剂、循环灰形成浓相的 床态,并向反应塔中喷入水,烟气中多种污染物在反
应塔内发生化学反应或物理吸附;经反应塔净化后的
烟气进入下游的除尘器,进一步净化烟气。此时烟气
中的 SO2 和几乎全部的 SO3,HCl,HF 等酸性成分被 吸收而除去,生成 CaSO3·1/2 H2O、CaSO4·1/2 H2O 等副产物。该技术的脱硫效率一般大于 90%,可达
98%以上;SO2 排放浓度一般小于 100mg/m3,可达
50mg/m3 以下;单位投资大致为 150~250 元/kW;在
不添加任何吸附剂及脱硝剂的条件下运行成本一般 为 0.8~1.2 分/kWh。
燃煤电站锅炉
二、工业锅炉炉窑烟气排放控制关键技术
21
石灰石- 石膏湿 法脱硫技术
采用石灰石作为脱硫吸收剂,在吸收塔内,吸收
剂浆液与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆 液中的碳酸钙(或氢氧化钙)以及鼓入的氧化空气进 行化学反应从而被脱除,最终脱硫副产物为二水硫酸 钙即石膏。该技术的脱硫效率一般大于 95%,可达
98%以上;SO2 排放浓度一般小于 100mg/m3,可达
50mg/m3 以下;单位投资大致为 150~250 元/kW 或
15~25 万元/m2 烧结面积;运行成本一般低于 1.5 分
/kWh。
工业锅炉/钢铁 烧结烟气
22
电石渣- 石膏湿 法烟气脱硫技术
采用电石渣作为脱硫吸收剂,在吸收塔内,吸收
剂浆液与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆 液中的氢氧化钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应 从而被脱除,最终脱硫副产物为二水硫酸钙即石膏。 该技术的脱硫效率一般大于 95%,可达 98%以上;SO2 排放浓度一般小于 100mg/Nm3,可达 50mg/Nm3 以下; 单位投资大致为 150~250 元/kW;运行成本一般低于
1.35 分/kWh。
工业锅炉
23
白泥- 石膏湿法 烟气脱硫技术
采用白泥作为脱硫吸收剂,在吸收塔内,吸收剂
浆液与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液 中的碳酸钙(或氢氧化钠)以及鼓入的氧化空气进行 化学反应从而被脱除,最终脱硫副产物为二水硫酸钙 即石膏。该技术的脱硫效率一般大于 95%,可达 98% 以上;SO2 排放浓度小于 100mg/Nm3,可达 50mg/Nm3 以下;单位投资大致为 150~250 元/kW;运行成本一 般低于 1.35 分/kWh。
24
钢铁烧结烟气循 环流化床脱硫 技术
生石灰消化后引入脱硫塔内,在流化状态下与
通入的烟气进行脱硫反应,烟气脱硫后进入布袋除尘 器除尘,再由引风机经烟囱排出,布袋除尘器除下的 物料大部分经吸收剂循环输送槽返回流化床循环使 用。该技术脱硫率略低于湿法,吸收剂利用率高,结 构紧凑,操作简单,运行可靠,脱硫产物为固体,无 制浆系统,无二次污染,脱硫塔体积小,投资省,不 易堵塞。烟气中的 SO2 和几乎全部的 SO3,HCl,HF 等酸性成分被吸收而除去,生成 CaSO3·1/2H2O、 CaSO4·1/2 H2O 等副产物。该技术的脱硫效率一般大 于 95% ,可达 98% 以上;SO2 排放浓度一般小于
100mg/m3,可达 50mg/m3 以下;单位投资大致为 15~20 万元/平方米;在不添加任何吸附剂及脱硝剂的条件下 运行成本一般低于 5~9 元/吨烧结矿
钢铁烧结烟气
25
新型催化法烟气 脱硫技术
采用新型低温催化剂,在 80~200℃的烟气排放温
度条件下,将烟气中的 SO2、H2O、O2 选择性吸附在 催化剂的微孔中,通过活性组分催化作用反应生成
有色、石化化
工、工业锅炉/
炉 窑(含 民
三、典型有毒有害工业废气净化关键技术
41
挥发性有机气体
(VOCs)循环脱 附分流回收吸附 净化技术
采用活性炭作为吸附剂,采用惰性气体循环加热
脱附分流冷凝回收的工艺对有机气体进行净化和回 收。回收液通过后续的精制工艺可实现有机物的循环 利用。该技术对有机气体成分的净化回收效率一般大 于90%,也可达95%以上。单位投资大致为9~24万元/ 千(m3h-1),回收有机物的成本大致为700~3000元/吨。
石油化工、制 药、印刷、表 面涂装、涂布 等
42
高效吸附- 脱附
-(蓄热)催化燃烧
VOCs 治理技术
利用高吸附性能的活性碳纤维、颗粒炭、蜂窝炭
和耐高温高湿整体式分子筛等固体吸附材料对工业 废气中的VOCs进行富集,对吸附饱和的材料进行强 化脱附工艺处理,脱附出的VOCs进入高效催化材料 床层进行催化燃烧或蓄热催化燃烧工艺处理,进而降 解VOCs。该技术的VOCs去除效率一般大于95%,可 达98%以上。
石油、化工、 电子、机械、 涂装等行业
43
VOCs 技术
采用吸附、解析性能优异的活性炭(颗粒炭、活
性炭纤维和蜂窝状活性炭)作为吸附剂,吸附企业生 产过程中产生的有机废气,并将有机溶剂回收再利 用,实现了清洁生产和有机废气的资源化回收利用。 废气风量:800~40000m3/h,废气浓度:3~150g/m3。
包装印刷、石
油、化工、化 学药品原药制 造、涂布、纺 织、集装箱喷
四、机动车尾气排放控制关键技术
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汽油车尾气催化 净化技术
采用优化配方的全Pd型三效催化剂,以及真空吸
附蜂窝状催化剂的定位涂覆技术,制备汽车尾气净化 器核心组件。真空涂覆技术可以精确控制催化剂涂覆 量,有效提高产品的一致性。全Pd催化剂配方根据发 动机型号不同其Pd含量约在1~3g/L范围内,较同种发 动机上用的普通Pd-Pt-Rh三效催化剂成本可降低50% 以上。利用该催化剂及涂覆技术生产的净化器对汽车 尾气中CO、HC和NOx的同时净化效果可大于95%, 催化剂寿命超过10万公里,达到相当于国VI以上的尾 气排放标准要求。
五、居室及公共场所典型空气污染物净化关键技术
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中央空调空气净 化单元及室内空 气净化技术
针对不同场所,采用风盘或/和组空不同的中央空
调系统,设置过滤器和净化组件,集成过滤、吸附、
(光)催化、抗菌/杀菌等多种净化技术,实现室内温 度和空气品质的全面调节。
居室及公共场 所室内空气净 化
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室内空气中有害 微生物净化技术
研制层状材料为载体负载银离子的抗菌剂,在保
持很好的抗菌性能的同时解决了银离子在高温使用 时变色的问题。研制有机无机复合抗菌喷剂,对室内 常见的有害微生物,如大肠杆菌,金黄色葡萄球菌白色念珠菌军团菌有很好的抗菌效果,对枯草芽孢 杆菌也有很好的抑制作用。
居室及公共场 所室内空气净 化
六、无组织排放源控制关键技术
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主要包括生物纳膜抑尘技术、云雾抑尘技术及湿式收尘技术等关键技术。生物纳膜是层间距达到纳米 级的双电离层膜,能最大限度增加水分子的延展性, 并具有强电荷吸附性;将生物纳膜喷附在物料表面, 能吸引和团聚小颗粒粉尘,使其聚合成大颗粒状尘 粒,自重增加而沉降;该技术的除尘率最高可达99% 以上,平均运行成本为0.05~0.5元/吨。云雾抑尘技术是 通过 高 压离 子 雾 化 和 超 声 波雾 化 , 可 产 生1μm~100μm的超细干雾;超细干雾颗粒细密,充分增 加与粉尘颗粒的接触面积,水雾颗粒与粉尘颗粒碰撞 并凝聚,形成团聚物,团聚物不断变大变重,直至最 后自然沉降,达到消除粉尘的目的;所产生的干雾颗 粒,30%~40%粒径在2.5μm以下,对大气细微颗粒污 染的防治效果明显。湿式收尘技术通过压降来吸收附 着粉尘的空气,在离心力以及水与粉尘气体混合的双 重作用下除尘;独特的叶轮等关键设计可提供更高的 除尘效率。
适用于散料生 产、加工、运 输、装卸等环 节,如矿山、 建筑、采石场、 堆场、港口、 火电厂、钢铁 厂、垃圾回收 处理等场所
七、大气复合污染监测、模拟与决策支持关键技术
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大气挥发性有机 物快速在线监测 系统
环境大气通过采样系统采集后,进入浓缩系统,
在低温条件下,大气中的挥发性有机化合物在空毛细 管捕集柱中被冷冻捕集;然后快速加热解吸,进入分 析系统,经色谱柱分离后被FID和MS检测器检测,系 统还配有自动反吹和自动标定程序,整个过程全部通 过软件控制自动完成。系统主要特点有:自然复叠电 子超低温制冷系统、自主研发的温度测量技术、双通 路惰性采样系统、去活空毛细管捕集、双色谱柱分离、 FID和MS双检测器检测。系统可以用于在线连续监 测,也可以用于应急检测(采样罐现场采样)。该系 统一次采样可以检测99种各类VOCs(碳氢化合物、 卤代烃、含氧挥发性有机物),在较长时间内可以满 足我国环境空气中VOCs的监测要求。
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大气细粒子及其 气态前体物一体 化在线监测技术
利用多种快速接口组合,设计开发出具有自主知
识产权的“大气细粒子及其气态前体物一体化的在线 监测系统”,实现细粒子水溶性化学成分及其气态前 体物的同步在线监测,包括:气态HCl、HONO、HNO3、
H2SO4,气溶胶中F-、Cl-、NO2 、NO3 、SO4 以及WSOC
- - 2-
的分析,实现大气细粒子中多种元素快速在线检测。 设计开发出能够进行不同粒径段的细粒子样品成分 分析装置,用于解析大气细粒子的来源与转化过程, 为大气污染区域协同控制提供基础数据,为区域大气 细粒子污染调控措施的制定提供科学基础和监测技 术。
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大气中NOx及其 光化产物一体化 在线监测仪器及 标定技术
利用光解技术和表面化学方法研发准确测量NO2
的技术,与常规化学发光技术结合开发能够准确测定NO、NO2、PAN和PPN的技术系统。集成所研制的动 态零点化学发光法测NO模块,光降解NO2模块和钼催 化转化模块,制造一体化样机,样机可同时在线精确 测量大气样品中的NO、NO2、NOy。为评估含氮大气 活性成分对O3产生贡献的准确测算和其产物的进一 步演化提供可靠的技术方法和适合国情的仪器设备 产品。
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大气细粒子和超细粒子的快速在 线监测技术
针对区域大气颗粒物立体在线监测的技术需求,
开展大气复合污染中细粒子及超细粒子物化特性的 原位快速测定技术研究,基于“称重法”的振荡天平 颗粒物质量浓度监测仪,完成大气PM2.5质量浓度的实
八、清洁生产关键技术
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水煤浆代油洁净 燃烧技术
水煤浆代油洁净燃烧技术是把煤磨成细粉与水
和少量添加剂混合成悬浮状高浓度浆液,像油一样采 用全封闭方式输送和储存,用泵输送,并用喷嘴喷入 锅炉炉膛雾化悬浮燃烧,燃烧效率高,它是一种以煤 代油的新技术。在制浆过程中要对煤净化处理,处理
各 种电站 锅 炉、工业锅炉、 工业窑炉
[18-19] 
大气中的颗粒物可以通过以下三种途径得到自然清除:
雨除(作为凝结核形成雨滴而降落)和降水冲刷。这是最有效的清除途径。
②在大气动力作用下由于撞击而被捕获在地面、植物或其他物体表面上。
③由于本身重量而自然沉降。
一次颗粒物排放的控制主要是采用除尘器。对二次颗粒物则只能控制其前身物质。二次颗粒物的形成和变化规律是环境科学的重大研究课题之一。
参考资料
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词条标签:
非社会 社会