第3章烟气的排放.优秀PPT.ppt
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1、第第3 3章章 烟气的排放烟气的排放教学内容教学内容1 1 影响烟气扩散的因素影响烟气扩散的因素2 2 污染物浓度的估算污染物浓度的估算3 3 烟云抬上升度和烟气抬升现象烟云抬上升度和烟气抬升现象4 4 烟囱高度计算及厂址选择烟囱高度计算及厂址选择1源源受体受体大气扩散大气扩散酸雨越境转移(日本、韩国酸雨越境转移(日本、韩国)大气科学大气科学大气物理、化学大气物理、化学大气气象学大气气象学污染气象学污染气象学气象条件对污物的稀释、扩散作用气象条件对污物的稀释、扩散作用污染物对气象的影响污染物对气象的影响1影响烟气扩散的因素影响烟气扩散的因素211影响烟气扩散的因素影响烟气扩散的因素影响烟气扩散
2、的因素影响烟气扩散的因素一一、大气圈垂直结构大气圈垂直结构3高度(km)一、一、大气圈垂直结构大气圈垂直结构每上升每上升100m,气温降低气温降低0.65N2O2ArCO2NeHeKrH2XeO O3 3越往上氧、氦等气体的原子态越多越往上氧、氦等气体的原子态越多紫外线的猛烈照紫外线的猛烈照射,射,N2和和O2产产生不同程度的离生不同程度的离解解4一、大气圈垂直结构一、大气圈垂直结构一、大气圈垂直结构一、大气圈垂直结构对流层(对流层(10km左右)左右)集中了大气质量的集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气,主要天气现象都和全部的水蒸气,主要天气现象都发生在这一层发生在这一层温度随高度的增加而降
3、低,每上升温度随高度的增加而降低,每上升100m平均降温平均降温0.650C猛烈对流作用猛烈对流作用温度和湿度的水平分布不均温度和湿度的水平分布不均大气边界层对流层下层大气边界层对流层下层12km,地面阻滞和摩擦,地面阻滞和摩擦作用明显作用明显自由大气大气边界层以上,地面摩擦可以忽略自由大气大气边界层以上,地面摩擦可以忽略5一、大气圈垂直结构一、大气圈垂直结构一、大气圈垂直结构一、大气圈垂直结构平流层(对流层顶平流层(对流层顶5055km)同温层对流层顶同温层对流层顶3540km,气温,气温-550C左右左右同温层以上,气温随高度增加而增加同温层以上,气温随高度增加而增加集中了大部分臭氧集中了
4、大部分臭氧没有对流运动,污染物停留时间很长没有对流运动,污染物停留时间很长中间层(平流层顶中间层(平流层顶85km)气温随高度上升而快速降低气温随高度上升而快速降低对流运动猛烈对流运动猛烈6一、大气圈垂直结构一、大气圈垂直结构一、大气圈垂直结构一、大气圈垂直结构暖层(中间层顶暖层(中间层顶800km)气温随高度上升而增高气温随高度上升而增高气体分子高度电离电离层气体分子高度电离电离层散逸层(暖层以上)散逸层(暖层以上)气温很高,空气淡薄气温很高,空气淡薄空气粒子可以摆脱地球引力而散逸空气粒子可以摆脱地球引力而散逸大气压力总是随高度的上升而降低大气压力总是随高度的上升而降低均质大气层均质大气层8
5、085km以下,成分基本不变以下,成分基本不变7二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素气象要素(因子):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。表示大气状态的物理现象和物理量,气象学中统称为。与大气污染关系亲密的气象要素主要有:与大气污染关系亲密的气象要素主要有:气温气温气压气压空气湿度(气湿)、空气湿度(气湿)、风(风向、风速)风(风向、风速)云量云状云量云状能见度能见度降水降水蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等。蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等。8二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素1
6、气温气温表示大气温度凹凸的物理量。表示大气温度凹凸的物理量。天气预报中:天气预报中:1.5m高、百叶箱内气温。高、百叶箱内气温。9二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素2气压气压任一点的气压值等于该地单位面积上的大气柱重量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。气压总是随高度的增加而降低的。国国际际上上规规定定:温温度度0,纬纬度度45的的海海平平面面上上的的气气压压为为一个标准大气压。一个标准大气压。据据实实测测近近地地层层高高度度每每上上升升100米米,气气压压平平均均降降低低约约5毫毫米汞柱米汞柱1atm101326Pa101
7、.326Kb=760mmHg静力学方程静力学方程:10二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素3气湿气湿反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量。反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量。常常用用的的表表示示方方法法有有:确确定定湿湿度度、水水蒸蒸气气压压力力、体体积积百分比、含湿量、相对湿度、露点等。百分比、含湿量、相对湿度、露点等。确定湿度确定湿度1m3湿空气中含有的水汽质量湿空气中含有的水汽质量相相对对湿湿度度空空气气的的确确定定湿湿度度与与同同温温度度下下饱饱和和空空气气的的确确定湿度的百分比定湿度的百分比含湿量湿空气中含湿量湿空气中1kg干空气包含的水
8、汽质量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露点同气压下空气达到饱和状态时的温度11二、主要气象要素二、主要气象要素4.风向和风速(风向和风速(windspeedanddirection)什么是风?空气的流淌就形成风。垂直方向的运动称为升降气流。什么是风?空气的流淌就形成风。垂直方向的运动称为升降气流。风的形成:风主要由于气压的水平分布不匀整而引起的,而气压的水平分布不均是风的形成:风主要由于气压的水平分布不匀整而引起的,而气压的水平分布不均是由温度分布不均造成。由温度分布不均造成。风的形成除热力
9、缘由外,还有动力缘由,自然界的风是由于这两种缘由综合作用的结果,但只要有温差存在,空气就不会停止运动。12二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素4风向和风速风向和风速水平水平(horizontal)方向的空气运动称为风。方向的空气运动称为风。(垂直方向升降气流)(垂直方向升降气流)风的来向叫风向(风的来向叫风向(16个方位圆周等分)个方位圆周等分)风风速速:单单位位时时间间内内空空气气在在水水平平方方向向上上运运动动距距离离(2或或10min平均)平均)(km/h)F风力级(风力级(012级)级)1314二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素
10、4风向和风速风向和风速风玫瑰图风玫瑰图风速风速,m/s 某某地地区区1988年年的的风风玫玫瑰瑰图图。同同心心圆圆表表示示风风的的频频率率,例例如如,吹吹南南风风的的频频率率约约为为11,其其 中中 风风 速速 大大 于于10.82m/s的的频频率率约约为为1,风风速速在在3.355.41m/s的的频频率为率为3.5左右。左右。15风对污染物浓度分布的第一个作用是整体输送,因风对污染物浓度分布的第一个作用是整体输送,因而污染区总是在污染源的下风向;其次个作用则是而污染区总是在污染源的下风向;其次个作用则是冲淡稀释,因而污染物的浓度总是与风速大小成反冲淡稀释,因而污染物的浓度总是与风速大小成反比
11、。比。地表旁边的气流运动受下垫面的摩擦力的阻滞,地表旁边的气流运动受下垫面的摩擦力的阻滞,使气流在垂直方向上产生了风速梯度。表示使气流在垂直方向上产生了风速梯度。表示风速随高度变更的曲线称为风速随高度变更的曲线称为“风速廓线风速廓线”16目前常用的两种风速廓线模式是:目前常用的两种风速廓线模式是:1.对数率对数率高度为高度为z处的风速,处的风速,m/sU*摩擦速度,摩擦速度,m/sk卡门常数,一般卡门常数,一般0.4Z高度,高度,mZ0地面粗糙度,地面粗糙度,m2.指数率指数率高度高度z处平均风速处平均风速U10高度高度10米处的平均风米处的平均风速,速,m/sM常数,与大气稳定度、常数,与大
12、气稳定度、地形有关,一般由试验确地形有关,一般由试验确定定1718二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素5 5、云、云、云、云云:是发生在高空的水汽凝合现象。云:是发生在高空的水汽凝合现象。云:是发生在高空的水汽凝合现象。云:是发生在高空的水汽凝合现象。形形形形成成成成的的的的基基基基本本本本条条条条件件件件:水水水水蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽和和和和使使使使水水水水蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽达达达达到到到到饱饱饱饱和和和和凝凝凝凝合合合合的的的的环环环环境境境境云云云云量量量量:指指指指云云云云遮遮遮遮挡挡挡挡天天天天空空空空的的的的成成成成数数数数。在在在在我我我我国国国国,将将将将
13、天天天天空空空空分分分分为为为为1010等等等等份份份份,有有有有几几几几分分分分天天天天空空空空被被被被云云云云遮遮遮遮盖盖盖盖,云云云云量量量量就就就就是是是是几几几几。如如如如:云云云云占占占占天天天天空空空空的的的的1/101/10,云云云云量量量量记记记记为为为为1 1;在在在在云云云云层层层层中中中中有有有有少少少少量量量量空空空空隙隙隙隙(空空空空隙隙隙隙总总总总量量量量不不不不到到到到天天天天空空空空的的的的1/201/20)记为)记为)记为)记为1010;当天空无云或云量不到;当天空无云或云量不到;当天空无云或云量不到;当天空无云或云量不到1/201/20时,云量为时,云量为
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