3 烟气排放(精品).ppt
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1、3 烟气的排放大气污染控制技术13 烟气的排放3 3 烟气的排放烟气的排放本章主要内容:本章主要内容:了解烟气的扩散规律;了解烟气的扩散规律;了解影响烟气的扩散因素;了解影响烟气的扩散因素;掌握污染物浓度的估算方法;掌握污染物浓度的估算方法;掌握烟囱高度的计算方法;掌握烟囱高度的计算方法;了解烟气抬升现象和烟云抬升高度计算。了解烟气抬升现象和烟云抬升高度计算。大气污染控制技术23 烟气的排放3.1 3.1 影响烟气扩散的因素影响烟气扩散的因素3.1.13.1.1气象条件对烟气扩散的影响气象条件对烟气扩散的影响主要有:主要有:风向风向、风速风速、大气湍流大气湍流、大气温度的垂直分大气温度的垂直分
2、布布和和大气稳定度大气稳定度等。等。(1 1)风对烟气扩散的影响)风对烟气扩散的影响 风对污染物的作用:风对污染物的作用:整整体体输输送送,污污染染源源安安排排在在城市下风向;城市下风向;冲淡稀释冲淡稀释。污污染染物物在在大大气气中中的的浓浓度度与与污污染染物物的的排排放放总总量量成成正正比比,与平均风速成反比。与平均风速成反比。大气污染控制技术33 烟气的排放(2 2)大气湍流对烟气扩散的影响)大气湍流对烟气扩散的影响大气湍流:大气湍流:指大气因受动力湍流的影响所形成的不规则运动指大气因受动力湍流的影响所形成的不规则运动气流。气流。湍流运动:湍流运动:大气的运动除了风以外,还存在着不同于主流
3、方大气的运动除了风以外,还存在着不同于主流方向向(平均风向平均风向)的各种尺度的次生运动或旋涡运动。的各种尺度的次生运动或旋涡运动。只有只有“层流层流”,污染物只能靠,污染物只能靠分子扩散分子扩散缓慢地向四周扩散,缓慢地向四周扩散,大气湍流运动造成强烈混合,大气湍流运动造成强烈混合,湍流扩散湍流扩散速率比分子扩散速率速率比分子扩散速率快快l 00000l 0000010000001000000倍。倍。风速越大,湍流越强,污染物稀释扩散速率就越快,大气污风速越大,湍流越强,污染物稀释扩散速率就越快,大气污染物的浓度就越低。染物的浓度就越低。风风和和湍流湍流是决定污染物在大气中稀释扩散的最直接的因
4、子。是决定污染物在大气中稀释扩散的最直接的因子。大气污染控制技术43 烟气的排放(3 3)气温的垂直分布)气温的垂直分布地球表面上方大气圈各气层的温度随着高度的不地球表面上方大气圈各气层的温度随着高度的不同而发生变化,常用气温垂直递减率同而发生变化,常用气温垂直递减率()()表示。表示。气温垂直递减率:气温垂直递减率:指在垂直于地球表面方向上每指在垂直于地球表面方向上每升高升高100m100m气温的变化值。气温的变化值。气气温温随随高高度度递递减减,00,一一般般出出现现在在晴晴朗朗的的白白天天风不大时;风不大时;气气温温随随高高度度递递增增,00,一一般般出出现现在在少少云云或或无无风风的夜
5、间;的夜间;气气温温随随高高度度基基本本不不变变,=0=0,出出现现在在多多云云天天或或阴阴天。天。大气污染控制技术53 烟气的排放(4 4)大气垂直稳定度对烟气扩散的影响)大气垂直稳定度对烟气扩散的影响大气稳定度:大气稳定度:指近地层大气作垂直运动的强弱程度。指近地层大气作垂直运动的强弱程度。如果大气处于不利于垂直运动发展的状态,即称此大气为如果大气处于不利于垂直运动发展的状态,即称此大气为稳稳定状态定状态;反之,则称为;反之,则称为不稳定状态不稳定状态。气象学把近地层大气划分为稳定、中性和不稳定三种状态。气象学把近地层大气划分为稳定、中性和不稳定三种状态。大气污染控制技术63 烟气的排放大
6、气稳定度与气温垂直递减率关系大气稳定度与气温垂直递减率关系:愈大,大气愈大,大气愈不稳定,湍流充分,污染物扩散稀释能力强;愈不稳定,湍流充分,污染物扩散稀释能力强;愈小,大气愈稳定,如果愈小,大气愈稳定,如果 很小很小=零零(等温等温)或小于或小于零零(逆温逆温),大气则处于稳定状态,湍流受到抑制。,大气则处于稳定状态,湍流受到抑制。大气稳定度是影响污染物扩散的极重要因素:大气大气稳定度是影响污染物扩散的极重要因素:大气处于不稳定状况,对流强烈,烟气迅速扩散;大气处于不稳定状况,对流强烈,烟气迅速扩散;大气处于强稳定状态,烟气不易扩散,造成严重污染。处于强稳定状态,烟气不易扩散,造成严重污染。
7、烟形:烟形:翻卷形、锥形、扇形、屋脊形、漫烟形。风翻卷形、锥形、扇形、屋脊形、漫烟形。风和大气稳定度对烟气在大气中运行和扩散的影响。和大气稳定度对烟气在大气中运行和扩散的影响。大气污染控制技术73 烟气的排放大气污染控制技术83 烟气的排放大气污染控制技术93 烟气的排放3.1.23.1.2下垫面对烟气扩散的影响下垫面对烟气扩散的影响 (1 1)城市下垫面对烟气扩散的影响)城市下垫面对烟气扩散的影响城市下垫面的城市下垫面的特点特点:城市人口密集、工业集中,能耗水平高;城市人口密集、工业集中,能耗水平高;城市覆盖物热容大,白天吸收太阳辐射热,夜间放热缓慢;城市覆盖物热容大,白天吸收太阳辐射热,夜
8、间放热缓慢;城市上空笼罩烟雾和城市上空笼罩烟雾和CO2CO2,使地面有效辐射冷却效应减弱。,使地面有效辐射冷却效应减弱。城市热岛效应城市热岛效应热岛环流热岛环流,也叫,也叫“城市风城市风”。产生上升气。产生上升气流,郊区空气进行补充,污染物输送进城市。流,郊区空气进行补充,污染物输送进城市。大气污染控制技术103 烟气的排放(2 2)地形对大气扩散的影响)地形对大气扩散的影响地形地物对污染物扩散的影响主要是通过地形地物对污染物扩散的影响主要是通过气流运动气流运动和气温的影响和气温的影响以以改变烟气的运动和扩散改变烟气的运动和扩散。烟气运行碰到高的丘陵和山地,引起高浓度污染;烟气运行碰到高的丘陵
9、和山地,引起高浓度污染;烟气越过不太高的丘陵,在背风面下滑,产生涡流,烟气越过不太高的丘陵,在背风面下滑,产生涡流,出现严重污染。出现严重污染。大气污染控制技术113 烟气的排放大气污染控制技术123 烟气的排放大气污染控制技术133 烟气的排放晴朗的夜晚,由于地面辐射冷却得快,山沟两侧贴近山坡的、冷晴朗的夜晚,由于地面辐射冷却得快,山沟两侧贴近山坡的、冷而重的大气顾坡下沿,形成而重的大气顾坡下沿,形成下坡风下坡风,又称,又称山风山风。具有日照的白天形成具有日照的白天形成上坡风上坡风和和谷风谷风。日出日落前后是山谷风的转换期,风向不稳定,风速很小,山沟日出日落前后是山谷风的转换期,风向不稳定,
10、风速很小,山沟中污染源排出的污染物由于风向来回摆动,产生循环积累,造成中污染源排出的污染物由于风向来回摆动,产生循环积累,造成高浓度污染。高浓度污染。在易于出现小风并伴随逆温的凹地处,污染源排放的污染物,往在易于出现小风并伴随逆温的凹地处,污染源排放的污染物,往往会造成严重的大气污染。往会造成严重的大气污染。大气污染控制技术143 烟气的排放3.1.3 3.1.3 水陆交界区对烟气扩水陆交界区对烟气扩散的影响散的影响水陆交界,水面和陆面的热导水陆交界,水面和陆面的热导率和热容不同,白天上层空气率和热容不同,白天上层空气由大陆吹向海洋,下层空气则由大陆吹向海洋,下层空气则由海洋流向陆地,形成由海
11、洋流向陆地,形成海风海风,并构成完整的热力环流。夜间并构成完整的热力环流。夜间产生与白天相反的气流,形成产生与白天相反的气流,形成陆风陆风。一般来说,海风比陆风。一般来说,海风比陆风强度大。强度大。盛行风和海风方向相反,形盛行风和海风方向相反,形成逆温顶盖。成逆温顶盖。大气污染控制技术153 烟气的排放盛行风和海风方向相反,形成逆温顶盖。盛行风和海风方向相反,形成逆温顶盖。大气污染控制技术163 烟气的排放3.2 3.2 污染物浓度的估算污染物浓度的估算 3.2.1 3.2.1 污染物浓度估算公式污染物浓度估算公式高斯公式高斯公式 图示烟羽形状,反映从污染源排放的污染物在风向沿图示烟羽形状,反
12、映从污染源排放的污染物在风向沿x x轴的大气中扩散的情况。轴的大气中扩散的情况。大气污染控制技术173 烟气的排放大气污染控制技术183 烟气的排放高斯引入高斯引入“像源像源”说明地面的反射作用,说明地面的反射作用,“实源实源”与与 “像源像源”共同作用;共同作用;同时假定,污染物在扩散过程中不发生化学反应。同时假定,污染物在扩散过程中不发生化学反应。大气污染控制技术193 烟气的排放P P点的实际污染物浓度:点的实际污染物浓度:高斯公式表明:在烟轴位置,某一点的浓度高斯公式表明:在烟轴位置,某一点的浓度c c与源强与源强QQ成正成正比,与风速和扩散参数成反比。比,与风速和扩散参数成反比。用高
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