《大气污染控制工程》(第二版) 结合我国大气环境保护工作新思想、新要求,以及大气污染控制领域推出的新技术和新标准,根据本科教材建设新规范进行编写。主要修订的内容包括以二维码的形式拓展了当前环保政策、法律法规标准、工程技术案例等课程资源,增加了碳捕集、利用与封存章节,精简了《大气污染控制工程》(第一版) 第八章气态化合物控制技术基础气体吸收和气体吸附两节部分内容,改写了绪论、氮氧化物污染控制、移动源废气污染控制等章节部分内容,总章数增至16章。每章附有大量例题和课后习题,方便读者使用。
本书可作为高等院校环境工程等相关专业的教材或教学参考书,也可供相关专业领域的从业人员参考。
王家德,浙江工业大学生物与环境工程学院,教授 博导,主要研究方向:工业污染控制理论与技术。
研究(情况)项目:
主持国家科技支撑课题、国家自然科学基金项目、教育部重点项目、浙江省重大科技专项等纵向、横向科研项目20多项。
学生培养等教学情况:主讲《大气污染控制工程》《环境生物工程》等本科和研究生课程。近年来,已培养博士3人,硕士20余人。
奖励和荣誉:研究成果获浙江省科学技术一等奖1项、中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖2项、教育部技术发明二等奖1项等奖励。
2008年入选教育部新世纪优秀人才、浙江省“新世纪151人才工程”培养计划,2010年入选浙江省“新世纪151人才工程”重点层次培养计划。科技部染料产业技术创新战略联盟专家组成员;全国挥发性有机废气(VOCs)减排与控制技术创新联盟专家委员会委员;国际电化学协会会员;《环境污染与防治》外审专家等。
第1章 概论 1
1.1 大气污染 1
1.1.1 大气及大气污染 1
1.1.2 大气污染物 2
1.1.3 大气污染的影响 5
1.1.4 大气污染物的来源 7
1.2 大气污染防治 7
1.2.1 法律标准规范 7
1.2.2 大气污染防治措施 9
1.3 空气质量指数 10
1.3.1 大气污染物浓度 10
1.3.2 空气质量指数定义 11
1.3.3 空气质量分级 12
习题 13
第2章 大气污染控制工程设计 14
2.1 工程设计 14
2.1.1 大气污染控制系统 14
2.1.2 工程设计程序 14
2.1.3 工程设计主要内容 17
2.2 工程分析 18
2.2.1 物料和能量平衡 18
2.2.2 气流量和污染物排放量 21
2.3 经济核算 25
2.3.1 成本优化原则 25
2.3.2 折旧 26
2.3.3 增量投资回报率 27
2.3.4 大气污染控制设备成本和运行费用估算 28
习题 28
第3章 颗粒污染物控制技术基础 30
3.1 颗粒污染物 30
3.2 颗粒的物理特性 30
3.2.1 颗粒密度 30
3.2.2 颗粒含水率和润湿性 31
3.2.3 颗粒流动性 31
3.2.4 颗粒电学性能 32
3.2.5 颗粒比表面积 33
3.2.6 颗粒自燃性和爆炸性 33
3.3 颗粒粒径分布 34
3.3.1 粒径 34
3.3.2 粒径分布 36
3.3.3 颗粒群平均粒径 40
3.3.4 颗粒粒径分布函数 40
3.4 颗粒在流体中的运动行为 44
3.4.1 力的分析 44
3.4.2 斯托克斯定律 47
3.5 颗粒污染物控制技术 50
3.5.1 颗粒污染物净化方法 50
3.5.2 净化装置性能评价 51
习题 53
第4章 机械力除尘器 55
4.1 概述 55
4.2 重力沉降室 55
4.2.1 沉降理论 55
4.2.2 沉降室设计 57
4.3 惯性除尘器 58
4.3.1 除尘机理 58
4.3.2 结构形式 59
4.4 旋风除尘器 60
4.4.1 结构和工作原理 60
4.4.2 除尘效率计算 61
4.4.3 最小直径和分割直径 63
4.4.4 压力损失 65
4.4.5 影响因素 66
4.5 旋风除尘器选用 67
4.5.1 旋风除尘器类型 67
4.5.2 旋风除尘器的设计选型 68
习题 69
第5章 电除尘器 71
5.1 概述 71
5.2 工作原理 71
5.2.1 电除尘器的除尘过程 71
5.2.2 电晕放电 71
5.2.3 粒子荷电 76
5.2.4 粒子捕集 78
5.3 电除尘器的影响因素 80
5.3.1 气流特性 80
5.3.2 颗粒物性质 81
5.3.3 操作参数 82
5.4 电除尘器设计和选用 83
5.4.1 电除尘器的结构 83
5.4.2 电除尘器的类型 86
5.4.3 电除尘器设计 87
习题 89
第6章 过滤式除尘器 91
6.1 概述 91
6.2 工作原理 91
6.2.1 过滤机理 91
6.2.2 过滤效率 92
6.2.3 压力损失 96
6.2.4 过滤除尘器的影响因素 98
6.2.5 袋式除尘器的运行状态分析 100
6.3 过滤除尘器类型和结构设计 102
6.3.1 过滤除尘器种类 102
6.3.2 除尘器清灰方式 104
6.3.3 袋式除尘器设计 105
6.4 电袋除尘器 107
习题 108
第7章 湿式除尘器 110
7.1 概述 110
7.2 洗涤理论 110
7.2.1 雨水捕集理论 110
7.2.2 液滴捕集效率 111
7.2.3 接触功率 116
7.2.4 分割粒径 117
7.3 湿式除尘器结构类型 118
7.3.1 湿式除尘器类型 118
7.3.2 自激式洗涤器 119
7.3.3 旋风水膜除尘器 120
7.3.4 泡沫除尘器 120
7.4 文丘里除尘器设计 120
7.4.1 结构和原理 120
7.4.2 压力损失 122
7.4.3 除尘效率 123
7.4.4 设计计算 124
习题 126
第8章 气态化合物控制技术基础 128
8.1 气态化合物的基本特性 128
8.1.1 气体和蒸气 128
8.1.2 蒸气压力 128
8.1.3 扩散系数 130
8.1.4 气液固平衡 131
8.2 化学反应 132
8.2.1 反应动力学 132
8.2.2 热氧化 134
8.2.3 催化氧化 136
8.3 气体吸收 137
8.3.1 传质理论 137
8.3.2 吸收塔计算 139
8.4 气体吸附 143
8.4.1 吸附理论 143
8.4.2 吸附剂 147
8.4.3 吸附床计算 149
习题 152
第9章 VOCs 污染控制技术 155
9.1 概述 155
9.1.1 VOCs 及来源 155
9.1.2 净化方法及选择 156
9.2 高浓度 VOCs 处理技术 157
9.2.1 冷凝法 157
9.2.2 膜分离法 159
9.2.3 热氧化 163
9.3 低浓度 VOCs 净化技术 172
9.3.1 吸附法 172
9.3.2 生物法 177
9.3.3 高能粒子氧化 182
习题 185
第10章 含硫气态污染物控制 188
10.1 含硫化合物 188
10.2 高浓度 SO2 资源化 189
10.3 低浓度 SO2 排放控制 190
10.3.1 湿式钙法烟气脱硫技术 191
10.3.2 喷雾干燥法烟气脱硫技术 195
10.3.3 干法烟气脱硫技术 197
10.3.4 其他烟气脱硫技术 198
10.3.5 烟气脱硫工艺综合比较 200
10.4 硫化氢排放与控制 202
10.4.1 高浓度硫化氢资源化技术 202
10.4.2 低浓度硫化氢处理技术 204
习题 207
第11章 氮氧化物污染控制 209
11.1 氮氧化物 209
11.2 NOx 的形成机理 209
11.2.1 热力型 NOx 209
11.2.2 瞬时型 NOx 212
11.2.3 燃料型 NOx 212
11.2.4 影响燃烧 NOx 形成的因素 213
11.3 固定源 NOx 控制 214
11.3.1 燃烧过程控制 214
11.3.2 烟气脱硝技术 216
11.4 同步脱硫脱硝 218
11.4.1 高能束氧化技术 218
11.4.2 吸附技术 219
11.4.3 气/固催化技术 220
习题 222
第12章 碳捕集、利用与封存技术 223
12.1 概述 223
12.2 碳捕集技术 224
12.2.1 燃烧前捕集技术 225
12.2.2 燃烧后捕集技术 228
12.2.3 富氧燃烧捕集技术 230
12.3 碳利用技术 231
12.3.1 矿化利用 231
12.3.2 化学合成 232
12.3.3 生物转化 233
12.4 碳封存技术 233
12.4.1 地质封存 234
12.4.2 海洋封存 235
12.4.3 矿物封存 235
习题 237
第13章 移动源废气污染控制 238
13.1 移动源及其尾气 238
13.1.1 移动源 238
13.1.2 移动源发动机特点 238
13.2 移动源排放量计算 241
13.2.1 道路移动源 241
13.2.2 非道路移动源 241
13.2.3 移动源排放因子 242
13.3 排放管控 245
13.3.1 尾气排放控制 245
13.3.2 其他管控措施 247
习题 249
第14章 气体收集输送系统的设计 251
14.1 通风 251
14.1.1 通风的重要性 251
14.1.2 通风方法 251
14.2 集气单元设计 252
14.2.1 集气罩气流特性 252
14.2.2 集气罩基本形式 253
14.2.3 集气单元计算 255
14.3 管道设计 258
14.3.1 压力损失 258
14.3.2 管道计算 258
14.4 集气输送系统设计 260
14.4.1 管道系统的布置 260
14.4.2 管道和部件 262
14.5 实际案例 264
习题 266
第15章 污染物扩散和排气筒设计 268
15.1 大气的热力过程 268
15.1.1 大气运动 268
15.1.2 烟流形状与大气稳定度 270
15.2 大气污染物扩散运动 273
15.2.1 大气湍流运动 273
15.2.2 高斯扩散模式 273
15.2.3 污染物扩散浓度的估算 275
15.3 排气筒设计 280
15.3.1 排气筒高度的计算 280
15.3.2 排气筒设计中的几个问题 282
习题 284
第16章 室内空气质量与控制 286
16.1 引言 286
16.2 室内空气污染物 286
16.3 室内空气质量控制 288
16.3.1 源头控制 288
16.3.2 通风 289
16.3.3 清洁空气 289
16.4 室内通风计算 290
习题 294
附录 296
附录 1 单位换算 296
附录 2 干空气的物理参数(p = 101325Pa) 298
附录 3 水的物理性质 300
附录 4 其他气体物质性质 302
附录 5 一些物质在空气和水中的扩散系数 305
附录 6 部分 VOCs 的燃烧热值 306
参考文献 307