石灰生产中的大气污染物及煤烟在大气中的扩散

  石灰厂发生的污染，大部分是对大气的污染。这些污染物质在大气中扩散，发生化学变化和物理变化，变成新的物质和其他形态，对人体的健康和生活环境危害很大。例如，据有关部门研究，24小时平均浓度100 毫克/m³的飘尘，可以引起支气管炎等呼吸道疾病的增加，幼儿呼吸道不畅；24小时平均浓度 150毫克/m³时，患病者、老弱者死亡率增加。并且飘尘中还含有有毒金属和致癌物质。因此，在我国日益重视环保的今天，我们有必要加深对石灰工厂污染的认识和理解，并积极采取防治措施，从而保障人们的身体健康和保护我们的生活环境。

大气污染物

大气污染物是指伴随着人们的生产活动而产生的，向大气中扩散的危害人体健康和恶化生活环境的物质。重要的大气污染物有如下几种：

1、煤烟

一般煤烟污染物包括下列物质：

（1）硫氧化物

 随同燃料与其他物质的燃烧而产生的硫氧化物，是最有代表性的大气污染物质。燃烧重油、煤炭时产生的硫氧化合物SOx, 大部分由二氧化硫SO2 构成，其中含有少量的三氧化硫SO3。石灰炉也产生SOx，但大部分硫氧化物被石灰所吸收，其吸收比例依石灰炉的种类而异。

（2）烟尘

 烟尘主要由煤炭燃烧时产生的灰分和重油燃烧时产生的煤烟子（碳黑）等构成。在石灰炉生产时原料中的粉末也成为烟尘，与后面将叙述的粉尘都扩散到大气中，成为降尘或飘尘。

（3）其他有害物质

随同物质燃烧、合成、分解和其他处理（机械处理除外）而产生的其他有害物质主要有5 种：A. 镉和镉化物；B.氯和氯化氢；C. 氟、氟化氢和氟化硅； D.铅和铅化合物；E. 氮氧化合物 NOx。与石灰生产有关的主要是氮氧化合物 NOx,（NOx一般是一氧化氮NO和二氧化氮 NO2的混物），在燃烧时NOx 的产生是不可避免的。因而，除工厂、企业的燃烧炉产生NOx 之外，汽车尾气中也有相当高的含量。NOx与 SOx 一样，本身就有害，而且它和汽车尾气中含有的碳氢化合物 ’( 在阳光下发生化学反应，生成氧化剂，产生所谓光化烟雾。

2、 粉尘

所谓粉尘，是指在工厂和企业中伴随物质的分选和破碎等机械处理，或伴随堆积而产生的飞扬的物质。自石灰石的皮带输送机，贮料场、生石灰和消石灰的输送机等处产生的飞扬物质，即是粉尘。煤尘和粉尘两者都是向空气中扩散的粉末状物质。前者是物质燃烧时产生的，后者是纯机械性处理产生的。与烟尘一样，粉尘在大气中扩散，成为降尘或飘尘。

3、降尘

所谓降尘主要是指扩散到大气中的煤尘、粉尘等颗粒状污染物中颗粒较大容易沉降的物质。降尘是用降尘计测定，一般以 t/k㎡/月表示。最近已研制出先进的除尘装置，这些装置已在各工厂大量使用，对减少降尘量有显著作用。

4、飘尘

 飘尘指的是飘浮在大气中粒径在10μm 以下的粉尘，其对人体的健康危害更大。

煤烟在大气中的扩散

 煤烟在大气中扩散，随风向、风速、气温及其梯度、大气稳定度等气象条件和地形而变化，平坦地带和凹凸较少的地带的扩散可以做最简单的处理，并已有了预测污染浓度的方程式。大气污染防治法的氧化物排放标准的根据，就是出自这种平坦地带的扩散理论。为了研究地形复杂地带的扩散状态，可以采用风洞模型试验、现场扩散试验和基于扩散微分方程式的数值实验的方法。

1、 烟云抬升与烟囱的有效高度

从烟囱排出的气体，如果排放速度足够大则会因排放速度的效果而在大气中上升，若是高温气体，则会在由密度差而产生的浮力的作用下，边上升边逐渐随风流动扩散。排烟向上的动量越大，与周围大气的温度差越大，烟云抬升的高度就越高。烟囱高度加上抬升高度是烟囱的有效高度 He。出现在烟囱下风向地面上的污染浓度，基本上与废气从有效烟囱高度水平扩散时的浓度相等。因此，可作简单处理，首先计算排气的有效烟囱高度 He，然后，假定排气从有效烟囱高度水平地扩散，进行大气扩散的计算。

2、 大气污染物的地面浓度

从烟囱排出的煤烟的扩散，受气象条件的影响呈不规则的变化，但从长时间平均值来看，可以以一定的形式予以表示，地面上污染物的浓度也可以一定的形式来表示。烟囱下风的地面浓度，在靠近烟囱的地方，因为烟尘还没降到地面，故浓度较低，随着距离的增大会逐渐增大。在达到最大地面浓度之后，在远方会因其进一步扩散而又逐渐变小。如果排气量相同，则从高处排出的污染物的地面浓度必定比在同一扩散条件下，自低处排出的浓度小。高的烟囱，扩大了污染物扩散范围，但却使地面上的大气污染物浓度降低。