PM2.5和气体净化技术

本书介绍了大气污染物、PM2.5的基本知识，大气污染的发生、发展及治理技术，美国、欧洲和我国PM2.5的研究进展,国内外大气质量与颗粒物相关标准的比较,国内外颗粒物污染的防治规划，空气颗粒物污染源防控等；论述了大气中微细粒子的测定方法，固体或液体微细粒子从大气中的分离原理、针对不同粒子大小及形态采用不同分离方法的截留机理与技术；还介绍了針对PM2.5的治理策略及相关设备，二次颗粒物前体物的减排技术及设备，各种湿式除尘、脱硫脱硝、干法气体净化等技术及设备；本书还特别介绍了机动车尾气处理技术、室内空气净化技术，以及对微细颗粒及PM2.5的分离可采用的新型分离设备（如：电袋复合除尘器、静电颗粒层除尘器、静电旋风除尘器、静电增强湿式除尘器、湿式电除尘器等的原理、性能及适用范围等），和国外的发展及国内的工程应用实例。

    本书重点介绍了分离细微颗粒用过滤介质及截留机理，并介绍了除去高温气体中细粒子的过滤介质及新型多功能过滤介质、催化与过滤复合过滤介质、金属过滤介质、陶瓷过滤介质的应用与发展等。

 

 

本书拟从微细粒子的性质、危害，分析、 测定入手，重点着眼于：对固体或液体微细粒子从气相中分离截留原理、技术与方法，对不同粒子大小及形态采用不同机理与技术、方法进行分离；不同工况下的热(高温)过滤、和对不同有害气体的催化SCR过滤；采用被动吸附过滤式的净化原理、主动式的净化原理(无滤网型)和 双重净化原理在 空气净化器的应用 ；与此相应重点介绍了各种湿式洗涤器、织物过滤器、纤维过滤器、热(高温)过滤器、催化SCR过滤器；同时还介绍了适用于微细粒子采用上述不同机理气固分离的过滤介质，及新型多功能过滤介质的应网与发展趋势。本书也对上述设备的适应性、选型、适用范围
、应用场合进行了介绍。

 

第1章导论001

1.1基本概念/001

1.1.1颗粒粒径/001

1.1.2颗粒物的特征/001

1.1.3大气颗粒的粒径分类/002

1.1.4PM2.5、PM10和TSP的比较/002

1.1.5颗粒物浓度的表示方法/003

1.1.6PM2.5在PM10中所占比重的分析/003

1.2PM2.5的分类、组成与性质/003

1.2.1PM2.5的分类/003

1.2.2PM2.5的化学组成/005

1.2.3PM2.5的物理性质/006

1.3PM2.5中对人体健康有危害的物质/006

1.4PM2.5对环境、健康及气候的影响/007

1.4.1PM2.5对环境的影响/007

1.4.2PM2.5对健康的影响/007

1.4.3PM2.5对气候和温度的影响/008

1.5PM2.5对能见度的影响/008

1.5.1颗粒物与能见度的关系/008

1.5.2颗粒物与能见度的变化趋势/008

1.6气溶胶及其影响/009

1.6.1气溶胶的组成/009

1.6.2气溶胶的影响/009

1.7治理大气颗粒物用的气固分离技术及装备/009

1.7.1气固分离技术及装备在治理大气颗粒物中的作用/009

1.7.2气固分离设备的种类/010

参考文献/011

第2章PM2.5空气质量新标准及治理012

2.1我国PM2.5污染现状/012

2.1.1大气环境 /012

2.1.2我国大气污染的特点/012

2.1.3对PM2.5研究的需求/013

2.2国内外PM2.5的研究进展/013

2.2.1国外PM2.5的研究进展/013

2.2.2我国PM2.5的研究与治理进展/014

2.3生态环境部相关规划回顾/015

2.4国内外相关空气质量标准/017

2.4.1我国环境空气质量标准/017

2.4.2国外空气颗粒物质量标准研究进展/021

2.4.3我国空气质量标准与国外的对比分析/022

2.5国内外PM2.5的污染管控/024

2.5.1国外PM2.5的污染管控/024

2.5.2我国大气污染联防联控规划/025

2.6我国改善大气环境质量的成效及目标/026

2.6.1我国改善大气环境质量的成效/026

2.6.2我国改善大气环境质量的目标/027

2.6.3大气污染物浓度的改善/028

参考文献/029

第3章大气中细颗粒物及测定030

3.1大气颗粒物/030

3.1.1大气颗粒物的来源/030

3.1.2大气颗粒物的分类/031

3.1.3大气颗粒物的汇集/033

3.2粉尘的物理、化学性质/034

3.2.1粉尘的物理性质/034

3.2.2粉尘的化学性质/035

3.3气体的基本参数和特性/036

3.3.1气体的基本参数/036

3.3.2气体的特性/037

3.4大气中细颗粒物的测量内容与方法/037

3.4.1化学检测方法/037

3.4.2大气颗粒物的粒径及测量/038

3.4.3浓度测量/040

3.4.4颗粒浓度和粒径的在线测量方法/042

3.5大气颗粒物测试技术的发展趋势/042

参考文献/043

第4章PM2.5治理策略及相关技术和设备044

4.1PM2.5的源头治理措施/044

4.1.1清洁生产技术的开发和使用/044

4.1.2工艺路线的升级改造/045

4.1.3加强监督管理，减少事故性排放和无组织排放/046

4.2一次颗粒物的减排措施/047

4.2.1干法除尘技术/047

4.2.2湿法除尘技术/048

4.2.3复合式除尘技术/049

4.3二次颗粒物前体物的减排措施/050

4.3.1脱硫技术/050

4.3.2脱硝技术/052

4.3.3VOCs治理技术/054

4.4PM2.5的综合治理措施/056

4.4.1区域协同治理/056

4.4.2多污染物协同控制/057

4.4.3产业结构的转型升级/057

参考文献/057

第5章干法气体净化技术及设备059

5.1概述/059

5.2旋风分离器/062

5.2.1旋风分离器的结构/062

5.2.2旋风分离器的工作原理/066

5.2.3旋风分离器的性能/069

5.2.4影响旋风分离器性能的因素/072

5.2.5多管旋风分离器/074

5.2.6旋风分离器的设计实例/079

5.3过滤式除尘器/080

5.3.1袋式除尘器/080

5.3.2颗粒层除尘器/091

5.3.3塑烧板除尘器/095

5.3.4多层式气体过滤器/099

5.3.5高温过滤器/101

5.4电除尘器/107

5.4.1电除尘器的分类/107

5.4.2电除尘器的工作原理/109

5.4.3影响电除尘器性能的因素/112

5.4.4电除尘器的设计计算/116

5.4.5电除尘器的应用实例/116

参考文献/120

第6章湿式除尘技术及设备122

6.1湿式除尘基本原理及分类/122

6.1.1湿式除尘基本原理/122

6.1.2湿式除尘器分类/122

6.2液滴接触型湿式除尘器/123

6.2.1离心喷淋洗涤器/123

6.2.2文氏管洗涤器/124

6.3液膜接触型湿式除尘器/127

6.3.1湍球塔/127

6.3.2旋风水膜除尘器/130

6.3.3管式水膜除尘器/131

6.4液层或泡沫接触型湿式除尘器/132

6.4.1筛板塔/132

6.4.2动力波泡沫洗涤器/135

6.5其他类型的洗涤器/137

6.5.1冲击式洗涤器/137

6.5.2旋流板洗涤器/138

6.5.3强化型洗涤器/140

6.6除沫设备/140

6.6.1惯性除沫器/141

6.6.2纤维除雾器/142

6.6.3旋流板除沫器/143

6.6.4电除雾器/143

参考文献/144

第7章二次颗粒物前体物的减排技术及设备145

7.1脱硫净化技术/145

7.1.1石灰石/石灰-石膏法/146

7.1.2钠碱法/151

7.1.3氧化镁法/154

7.1.4氨法/156

7.1.5海水法/159

7.1.6钠-钙双碱法/161

7.1.7其他新型脱硫法/163

7.2脱硝净化技术/165

7.2.1低氮燃烧技术/165

7.2.2选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)/166

7.2.3选择性催化还原脱硝技术(SCR)/167

7.2.4SNCR-SCR联合烟气脱硝技术/170

7.2.5氧化吸收法/171

7.2.6吸收还原法/171

7.2.7络合吸收法/171

7.3脱硫脱硝一体化技术/172

7.3.1活性焦脱硫脱硝一体化技术/172

7.3.2液态催化氧化法脱硫脱硝技术/172

7.4挥发性有机物（VOCs）的治理技术/173

7.4.1VOCs源头控制技术/173

7.4.2VOCs末端控制技术/174

参考文献/189

第8章新型分离器原理、性能及适用范围191

8.1电袋复合除尘器/191

8.1.1电袋复合除尘器的工作原理/191

8.1.2电袋复合除尘器的结构形式和技术性能/192

8.1.3电袋复合除尘技术研究进展/194

8.1.4电袋复合除尘器的工业应用/195

8.2静电颗粒层除尘器/197

8.2.1静电颗粒层除尘器的工作原理/197

8.2.2静电颗粒层除尘器的结构形式/198

8.2.3静电颗粒层除尘器的除尘性能/198

8.3静电旋风除尘器/198

8.3.1静电旋风除尘器的除尘机理/198

8.3.2静电旋风除尘器的技术特点/199

8.3.3静电旋风除尘器的研究现状/200

8.4静电增强湿式除尘器/201

8.4.1静电增强湿式除尘器的工作原理/201

8.4.2静电增强湿式除尘器的性能及其类型/202

8.5湿式电除尘器/204

8.5.1湿式电除尘器的工作原理/204

8.5.2湿式电除尘器的技术特点/204

8.5.3湿式电除尘器的结构形式/205

8.5.4湿式电除尘器的工程应用/206

8.6旋转填充床湿式除尘器/208

8.6.1旋转填充床的除尘原理/208

8.6.2旋转填充床的除尘特点/208

8.6.3旋转填充床的工业应用/209

参考文献/209

第9章空气净化技术211

9.1空气污染与净化概述/211

9.1.1空气污染/211

9.1.2空气净化/212

9.2空气净化技术的分类及原理/214

9.2.1按主、被动分类/214

9.2.2按工作原理分类/214

9.3空气净化技术的应用/226

9.3.1空气净化技术在室内的应用/226

9.3.2空气净化技术在环保尾气处理上的应用/226

9.3.3空气净化技术在食品行业气体净化中的应用/227

9.3.4空气净化技术在医药工业厂房净化中的应用/228

9.3.5空气净化技术在涉爆除尘系统中的应用/229

9.4我国空气净化行业的展望/229

9.4.1各类空气净化技术及设备/229

9.4.2我国空气净化行业的市场分析/231

参考文献/231

第10章机动车尾气处理技术234

10.1我国机动车尾气排放现状/234

10.1.1我国机动车保有量情况/234

10.1.2我国机动车污染物排放量情况/235

10.2机动车尾气组成及危害/236

10.2.1一氧化碳(CO)/236

10.2.2固体悬浮微粒/236

10.2.3二氧化碳(CO2)/237

10.2.4氮氧化物(NOx)/237

10.2.5烃类化合物(HC)/237

10.2.6铅(Pb)化合物/237

10.2.7二氧化硫(SO2)/237

10.3机动车排放标准/238

10.3.1国外机动车排放管理标准体系简介/238

10.3.2我国机动车标准发展历程/241

10.4机动车尾气排放检测方法/243

10.4.1柴油车尾气排放检测方法/243

10.4.2汽油车尾气排放检测方法/244

10.5发动机污染控制技术/244

10.5.1提升油品质量/245

10.5.2发动机机内净化技术/245

10.5.3发动机机外净化/248

10.5.4车载诊断系统(OBD)监管/248

10.6机动车尾气后处理装置的类型与发展/249

10.6.1氧化型催化器(DOC)/249

10.6.2选择性催化还原技术(SCR)/249

10.6.3三元催化技术(TWC)/251

10.6.4废气再循环(EGR)系统/253

10.6.5尾气后处理装置对比与方向/254

10.7机动车尾气处理趋势/255

10.7.1行政管理系统化、规范化/255

10.7.2尾气处理技术的突破创新/255

10.7.3应用高新检测技术/256

10.7.4检测设备的智能化/256

10.7.5汽车尾气检测管理网络化/256

10.7.6因地制宜、灵活执行/256

参考文献/256

第11章微细颗粒用过滤介质及截留机理260

11.1过滤介质分类和应用场合/260

11.1.1过滤介质分类/260

11.1.2过滤介质应用场合/260

11.2过滤介质的主要技术参数/262

11.2.1过滤效率/262

11.2.2透气率/263

11.2.3透气阻力/264

11.2.4容尘量/264

11.2.5粉尘可剥落性/264

11.2.6过滤精度/265

11.3过滤介质用纤维/266

11.3.1过滤介质用纤维的种类/266

11.3.2过滤介质用纤维的物理性能/266

11.3.3过滤介质用纤维的化学性能/267

11.3.4几种高温过滤介质用纤维简介/268

11.4滤布/269

11.4.1织造滤布/269

11.4.2非织造滤布/271

11.4.3滤布的后处理/272

11.4.4常用滤布/273

11.5高温气体过滤介质/275

11.5.1高温无纺布/276

11.5.2金属过滤介质/276

11.5.3多孔陶瓷过滤介质/281

11.6过滤介质截留机理及堵塞、再生/283

11.6.1关于机织过滤介质堵塞的研究状况/283

11.6.2深层过滤/287

11.6.3机织过滤介质的堵塞/289

11.6.4过滤介质堵塞的再生/291

11.7过滤介质的发展/291

11.7.1纳米纤维过滤介质/291

11.7.2驻极体空气过滤介质/293

11.7.3功能性过滤介质/294

11.8过滤介质的计算机模拟/295

参考文献/298

 

随着国民经济的发展，我国大气污染问题近二十年内集中爆发,目前已由传统的总悬浮颗粒物及可吸入颗粒物污染转向以微细颗粒和污染气体等形成的复合型大气污染，严峻的形势迫切地需要科学技术的支持来治理大气污染。

目前专门论述改善大气质量、治理PM2.5的技术书籍缺乏，限制了人们深入理解、掌握PM2.5的特征及治理技术,为此编者结合上海化工研究院长期进行的过滤与分离研究及大气污染防治工程的实践经验编写了本书，希望能给同仁们提供参考与借鉴。

本书介绍了大气污染物、PM2.5的基本知识，大气污染的发生、发展及治理技术，美国、欧洲和我国PM2.5的研究进展，国内外大气质量与颗粒物相关标准的比较，国内外颗粒物污染的防治规划，空气颗粒物污染源防控等；论述了大气中微细粒子的测定方法，固体或液体微细粒子从大气中的分离原理，针对不同粒子大小及形态采用不同分离方法的截留机理与技术；还介绍了针对PM2.5的治理策略及相关设备，二次颗粒物前体物的减排技术及设备，各种湿式除尘、脱硫脱硝、干法气体净化等技术及设备；还特别介绍了机动车尾气处理技术，室内空气净化技术，新型分离设备（如电袋复合除尘器、静电颗粒层除尘器、静电旋风除尘器、静电增强湿式除尘器、湿式电除尘器等）的原理、性能及适用范围，以及国外的发展及国内的工程应用实例。

本书重点介绍了分离微细颗粒用过滤介质及截留机理，并介绍了除去高温气体中细粒子的过滤介质及新型多功能过滤介质、催化与过滤复合过滤介质、金属过滤介质、陶瓷过滤介质的应用与发展等。

本书共11章，编写人员及分工如下。

都丽红编写了第1章导论，第2章PM2.5空气质量新标准及治理，第3章大气中细颗粒物及测定，第11章微细颗粒用过滤介质及截留机理；李秋萍编写了第4章PM2.5治理策略及相关技术和设备，第6章湿式除尘技术及设备；谢嘉、李秋萍编写了第8章新型分离器原理、性能及适用范围；李秋萍、叶丽萍编写了第7章二次颗粒物前体物的减排技术及设备；许慧萍、金伟编写了第5章干法气体净化技术及设备；刘德礼编写了第9章空气净化技术；罗勇、杨维成编写了第10章机动车尾气处理技术。全书由都丽红负责统稿与审定，李秋萍协助做了部分工作。

在全书编写过程中，得到了上海化工研究院领导的支持与关心，也得到了上海化工研究院原副总工李尚仁教授、院化机所夏兴祥教授等专家及前辈们给予的指导与帮助，编写过程中吴芳、汪焰等在资料收集、编排等方面做了大量细致的工作，对于他们辛勤的工作，在此一并表示谢意！

由于编写人员水平和能力有限，书中不足之处在所难免，恳请广大同仁不吝赐教、批评指正！

 

都丽红

2018年12月