正版 大气污染控制工程(普通高等教育规划教材) 侯立安,陈冠益 化

第1章 概论1
1.1 大气污染1
1.1.1 大气的组成1
1.1.2 大气污染的定义2
1.1.3 影响大气污染形成的主要因素3
1.2 大气污染物及其发生源3
1.2.1 大气污染物3
1.2.2 大气污染物的发生源6
1.2.3 主要大气污染物治理技术和排放源概述7
1.3 大气污染的影响8
1.3.1 变暖和气候变化8
1.3.2 臭氧层破坏9
1.3.3 酸雨9
1.3.4 大气污染对人体健康的影响10
1.3.5 大气污染对植物的影响10
1.3.6 大气污染对器物和材料的影响10
1.4 大气污染概况及综合防治措施11
1.4.1 国外大气污染概况11
1.4.2 我国大气污染概况12
1.4.3 大气污染的综合防治措施13
1.5 大气环境质量控制标准14
1.5.1 大气环境质量标准14
1.5.2 工业企业设计卫生标准16
1.5.3 大气污染物排放标准17
习题17

第2章 燃烧与大气污染18
2.1 燃料及其性质18
2.1.1 常规燃料18
2.1.2 规燃料20
2.2 燃料的燃烧过程25
2.2.1 燃料 燃烧的条件25
2.2.2 燃烧所需空气量26
2.2.3 燃烧产生的烟气量27
2.3 燃料燃烧产生的主要污染物28
2.3.1 颗粒状污染物28
2.3.2 主要气态污染物29
习题32

第3 章 气象与大气扩散 34
3.1 大气的垂直结构 34
3.1.1 对流层 34
3.1.2 平流层 35
3.1.3 中间层 35
3.1.4 热层 36
3.1.5 外逸层 36
3.2 主要的气象要素 36
3.2.1 气温 36
3.2.2 气压 36
3.2.3 湿度 37
3.2.4 风 37
3.2.5 湍流 37
3.2.6 云 37
3.2.7 太阳高度角 38
3.2.8 能见度 38
3.3 大气稳定度及其分类 38
3.3.1 气温的垂直分布 38
3.3.2 干 热直减率 39
3.3.3 大气稳定度 40
3.3.4 大气稳定度的分类方法 41
3.4 大气污染与气象 43
3.4.1 气象要素对大气污染的影响 44
3.4.2 地形、地物对大气污染的影响 47
3.5 烟囱的有效高度及相关计算 49
3.5.1 烟囱的有效高度 49
3.5.2 烟气抬升高度的计算公式 50
3.6 大气扩散模式及污染物浓度估算方法 53
3.6.1 高斯扩散模式 54
3.6.2 扩散参数σy 和σz 的确定 56
3.6.3 有上部逆温时的扩散 57
3.6.4 非点源扩散模式 61
3.6.5 大气化学传输模式 62
3.7 烟囱高度的设计 64
3.7.1 烟囱高度的计算方法 65
3.7.2 烟囱设计中的几个问题 65
3.8 厂址选择 66
3.8.1 厂址选择中所需的气象资料 66
3.8.2 长期平均浓度的计算 67
3.8.3 厂址选择的考虑因素 68
习题 70

第4 章 除尘技术基础 71
4.1 颗粒污染物的粒径及其分布 71
4.1.1 颗粒污染物的粒径 71
4.1.2 粒径分布 73
4.1.3 粒径分布函数 75
4.2 颗粒污染物的物理性质 77
4.2.1 颗粒污染物的密度 77
4.2.2 颗粒污染物的比表面积 78
4.2.3 颗粒污染物的含水量及其润湿性 79
4.2.4 颗粒污染物的荷电性及导电性 79
4.2.5 颗粒污染物的黏附性 80
4.2.6 颗粒污染物的安息角 80
4.2.7 颗粒污染物的 性 80
4.3 颗粒污染物的动力特性 81
4.3.1 颗粒污染物的重力沉降 81
4.3.2 颗粒污染物的离心分离 83
4.3.3 颗粒污染物的静电分离 83
4.3.4 颗粒污染物的惯性分离 84
4.3.5 颗粒的扩散沉降 85
4.4 颗粒污染物检测方法 88
4.4.1 粒径分布测定 88
4.4.2 颗粒浓度测定 90
习题 92

第5 章 除尘装置 93
5.1 除尘器的性能 93
5.1.1 除尘器性能的表示方法 93
5.1.2 除尘器的除尘效率 93
5.2 除尘器的分类 97
5.3 机械式除尘 98
5.3.1 重力沉降室工作原理及捕集效率 98
5.3.2 惯性除尘器 98
5.3.3 旋风除尘器 99
5.4 湿式除尘 105
5.4.1 湿式除尘器的分类105
5.4.2 湿式除尘器的原理106
5.4.3 重力喷雾洗涤器108
5.4.4 旋风式洗涤器108
5.4.5 文丘里洗涤器110
5.5 过滤式除尘 112
5.5.1 袋式除尘器112
5.5.2 颗粒层除尘器116
5.5.3 新型过滤技术117
5.6 静电除尘 117
5.6.1 电除尘工作原理118
5.6.2 电除尘器的分类119
5.6.3 电除尘器中粉尘的捕集120
5.7 其他除尘器 124
5.7.1 电袋除尘器124
5.7.2 湿式电除尘器125
5.8 颗粒污染物超低排放技术 125
习题126

第6章 气态污染物控制技术基础129
6.1 吸收法净化气态污染物129
6.1.1 吸收的基本原理129
6.1.2 物理吸收134
6.1.3 化学吸收140
6.1.4 吸收设备145
6.2 吸附法净化气态污染物147
6.2.1.吸附原理147
6.2.2 吸附剂151
6.2.3 吸附反应动力学152
6.2.4 固定床吸附设备的计算153
6.3 催化法净化气态污染物158
6.3.1 催化原理158
6.3.2 催化剂159
6.3.3 气固相催化反应动力学161
6.3.4 气固相催化反应器165
6.4 新型方法净化气态污染物167
6.4.1.低温冷凝167
6.4.2 生物净化168
6.4.3 等离子体168
习题169

第7章 硫氧化物污染控制170
7.1 硫循环及硫排放170
7.2 硫氧化物检测方法172
7.2.1 硫氧化物化学检测方法172
7.2.2 硫氧化物光学检测方法173
7.3 燃烧前燃料脱硫技术174
7.3.1 煤的物理脱硫174
7.3.2 煤的化学脱硫175
7.3.3 煤的生物脱硫176
7.4 燃烧中脱硫技术176
7.4.1 型煤固硫技术176
7.4.2 炉内喷钙固硫技术177
7.4.3 流化床脱硫技术177
7.5 烟气脱硫技术181
7.5.1 烟气脱硫方法概述181
7.5.2 石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术183
7.5.3 喷雾干燥法烟气脱硫技术186
7.5.4 氧化镁湿法烟气脱硫技术187
7.5.5 活性炭吸附脱硫技术188
7.5.6 其他脱硫技术190
7.5.7 烟气脱硫技术的综合比较191
7.5.8 烟气脱硫案例194
7.6 硫资源化回收利用技术197
7.6.1 二氧化硫氧化回收制备硫酸197
7.6.2 二氧化硫还原为单质硫198
习题199

第8章 氮氧化物污染控制201
8.1 氮循环及氮排放201
8.2 氮氧化物检测方法203
8.2.1 定电位电解法203
8.2.2 非分散红外吸收法204
8.2.3 便携式紫外吸收法204
8.2.4 酸碱滴定法204
8.2.5 盐酸萘乙二胺分光光度法204
8.3 固定源氮氧化物污染控制205
8.3.1 固定源氮氧化物排放情况205
8.3.2 燃烧过程氮氧化物生成机理206
8.3.3 低氮氧化物燃烧技术210
8.3.4 烟气脱硝技术213
8.3.5 烟气同时脱硫脱硝技术223
8.4 移动源氮氧化物污染控制228
8.4.1 汽车尾气排放控制228
8.4.2 柴油车尾气排放控制230
8.4.3 船舶氮氧化物排放控制232
习题235

第9章 挥发性有机物污染控制236
9.1 挥发性有机物污染种类及危害236
9.1.1 挥发性有机物污染的种类236
9.1.2 挥发性有机物污染的危害236
9.2 挥发性有机物的污染现状238
9.2.1 挥发性有机物的 污染状况238
9.2.2 中国挥发性有机物（VOCs）的污染特点及分布238
9.3 挥发性有机物的污染监测239
9.3.1 VOCs的监测点布设原则和采样测试方法240
9.3.2 案例——辽宁省化工业园区VOCs监测工作242
9.4 挥发性有机物污染的典型治理技术244
9.4.1 吸附技术245
9.4.2 催化燃烧技术249
9.4.3 吸附浓缩-催化燃烧技术251
9.4.4 蓄热燃烧技术251
9.4.5 生物净化技术252
9.4.6 回收技术252
9.4.7 光催化降解技术253
9.4.8 等离子体技术253
9.4.9 组合技术253
9.5 典型行业VOCs处理技术253
9.5.1 石化行业253
9.5.2.家具制造与汽车制造表面涂装行业254
9.5.3 包装印刷行业255
9.5.4 合成材料行业255
9.5.5 油品储运256
9.5.6 塑料制品行业257
9.5.7 化学原料药行业257
9.5.8 胶黏剂生产行业257
9.5.9 制鞋行业258
习题258

0章 温室气体捕集技术259
10.1 温室气体及碳循环259
10.2 二氧化碳的排放260
10.2.1 粉煤火力发电厂260
10.2.2 .天然气联合循环电厂260
10.2.3 整体煤气化联合循环电厂261
10.2.4 其他排放源262
10.3 二氧化碳捕集技术263
10.3.1 常见的CO2捕集方式263
10.3.2 常见二氧化碳捕集技术264
10.3.3 各种技术的局限性267
10.4 二氧化碳封存269
10.4.1 生态封存269
10.4.2 地质封存270
10.4.3 海洋封存271
10.5 二氧化碳再利用技术271
10.5.1 CO2的物理利用271
10.5.2 CO2的化学利用271
10.5.3 CO2的生物利用273
习题273

1章 室内空气污染控制274
11.1 室内空气污染物种类274
11.1.1 空气及空气媒污染物274
11.1.2 过敏原278
11.2 室内空气污染来源278
11.2.1 室外空气278
11.2.2 建筑装修装饰材料279
11.2.3 空调系统279
11.2.4 家具和办公用品280
11.2.5 厨房燃烧产物280
11.2.6 室内人员280
11.3 室内空气污染物的检测方法280
11.3.1 室内空气中苯的检验方法280
11.3.2 室内空气中总挥发性有机物的检验方法（热解吸／毛细管气相色谱法）281
11.3.3 室内空气中菌落总数检验方法281
11.4 室内空气污染物控制282
11.4.1.污染物源头治理282
11.4.2 通新风稀释和合理组织气流283
11.4.3 空气净化284
11.5 室内空气污染评价及法规291
11.5.1 室内空气质量对人的影响291
11.5.2 室内空气质量的评价方法292
11.5.3 国外室内空气质量标准简介293
习题296

2章 大气污染物协同控制297
12.1 PM2.5与O3协同控制297
12.1.1 PM2.5和O3协同控制的科学依据297
12.1.2 PM2.5和O3协同控制的措施评述299
12.1.3 我国PM2.5和O3协同控制现状302
12.2 CO2和PM2.5协同控制303
12.2.1 CO2和PM2.5协同控制的科学依据303
12.2.2 CO2和PM2.5协同控制的措施评述305
12.2.3 我国CO2和PM2.5协同控制现状310
习题311

3章 净化系统中管道设计计算312
13.1 流动气体能量方程312
13.2 气体流动压力损失313
13.2.1 沿程压力损失313
13.2.2 局部压力损失315
13.2.3 空气流动总阻力315
13.2.4 流动气体的压力变化315
13.3 局部排气罩的设计316
13.3.1 局部排气罩的基本形式316
13.3.2 局部排气罩的排气量和压力损失318
13.3.3 局部排气罩的设计要点319
13.4 气体管道的设计计算320
13.4.1 管道系统设计要点320
13.4.2 管道系统计算方法322
13.5 高温烟气管道的设计计算327
13.5.1 高温烟气管道的布置327
13.5.2 高温烟气管道的计算327
13.6 管道的计算机设计330
13.6.1 控制方程和离散方法330
13.6.2 湍流模型331
13.6.3 计算工具331
习题332

4章 大气环境系统分析模型与管理政策333
14.1 大气环境系统分析333
14.1.1 大气环境系统的构成333
14.1.2 大气环境系统经济评价334
14.1.3 大气环境系统规划模型334
14.2 大气环境质量的监测335
14.3 大气环境质量模型336
14.3.1 AERMOD模型336
14.3.2 CALPUFF模型337
14.3.3 CAMQ模型338
14.3.4 CAMx模型340
14.3.5 NAQPMS模型341
14.3.6 多种大气环境质量模型比较342
14.4 我国大气环境治理的发展历程343
14.4.1 大气环境管理的历史演变343
14.4.2 我国重要大气环境管理政策简介350
14.4.3 “十四五”我国大气环境治理展望352
习题354

5章 碳达峰与碳中和355
15.1 双碳目标的概念和意义355
15.2 双碳目标的发展历程356
15.3 双碳目标的科学内涵356
15.4 双碳目标的实现策略357
15.4.1 能源领域358
15.4.2 交通领域359
15.4.3 建筑领域360
习题361

附录362
附录1 空气的物理参数（压力为101.325kPa）362
附录2 水的物理参数365
附录3 几种气体或蒸气的 特性365
附录4 几种粉尘的 特性366
附录5 局部阻力系数367
附录6 病态建筑综合征及其可能的相关因素371
附录7 实现双碳目标的重点领域的主要技术清单371

参考文献373

陈冠益，多年来围绕生物质能源环境技术进行科学研究与探索，并取得了一系列成果。获首届天津市杰出人才； 万人计划领军人才； 长江学者奖励计划特聘教授； 中青年科技创新领军人才；全国优 秀科技工作者； 政府特殊津贴； 新世纪优 秀人才；宝钢教育基金会优 秀教师；天津市131创新型人才培养工程第 一层次人选；天津市中青年科技创新领军人才；天津市优 秀科技工作者；天津市优 秀留学回国人员；天津五一劳动奖章；天津五四青年奖章。近五年主要讲授《大气污染控制》等多门本科生和研究生课程。主讲的《大气污染控制》课程先后获批 精品课程、 精品资源共享课，也是2019年刚结项 环境类专业核心课在线开放课程群的重要课程，正在申报 在线精品课程。获得天津市教学成果一等奖2项、 教学成果二等奖1项；负责的“气体污染控制与净化”教学团队入选天津市教学团队，积极推动面向“新工科”的环境专业人才培养模式和课程体系改革、《大气污染控制》在线课程及教材建设；承担教改项目4项，发表教改论文7篇；主编出版专著6部。

1.大气污染控制工程根据 “工程教育专业认证标准”中“大气污染控制工程”课程的教学内容要求，结合多年教学经验及读者的意见和要求修改编写而成。
2.大气污染控制工程系统讲解了大气污染主要来源和危害、大气污染物产生及其特征、重点介绍了主要污染物控制技术原理、工艺特点及典型案例解析、有关设计计算，补充了新型污染物的控制技术，增加了大气质量模型、大气环境治理政策和大气污染物协同控制章节。
3.大气污染控制工程可供高等学校环境工程及相关专业的学生使用，也可供从事大气污染控制工程设计、科研和管理的工程技术人员参考。

本书是侯立安、陈冠益主编的高等学校教材。本书在天津大学2008年编写的同名教材（第二版）基础上，结合多年教学经验及读者的意见编写而成。教材跟踪 外大气污染控制技术和大气科学的 进展，兼顾不同的教学需求，阐述了大气污染物的生成机理，介绍了大气扩散，讲解了主流的除尘和脱硫、脱硝技术原理与应用，给出了管道设计计算方法，总结了我国大气环境治理政策和污染物协同控制进展，简要介绍了大气质量模型。此外，对燃烧与大气污染部分，补充了燃料与燃烧气态污染物相关的现状与发展，增加了VOCs治理技术等章节。针对 的碳达峰碳中和目标，增加了温室气体捕集技术、碳达峰与碳中和内容。特别增加了室内空气污染控制一章。本书可供高等学校环境类及能源类相关专业的学生使用，也可供从事环保工程设计、科研和管理的工程技术人员参考。

1.大气污染控制工程根据教育部“工程教育专业认证标准”中“大气污染控制工程”课程的教学内容要求，结合多年教学经验及读者的意见和要求修改编写而成。
2.大气污染控制工程系统讲解了大气污染主要来源和危害、大气污染物产生及其特征、重点介绍了主要污染物控制技术原理、工艺特点及典型案例解析、有关设计计算，补充了新型污染物的控制技术，增加了大气质量模型、大气环境治理政策和大气污染物协同控制章节。
3.大气污染控制工程可供高等学校环境工程及相关专业的学生使用，也可供从事大气污染控制工程设计、科研和管理的工程技术人员参考。