大气污染控制工程2012重点文档格式.doc

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3.对于气体污染物，有可分为一次污染物和二次污染物。

P5（填空）

4.一次污染物：

是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质。

P5（名词解释）

5.二次污染物：

是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。

P6（名词解释）

6.硫酸烟雾：

硫酸烟雾系大气中的SO2等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。

硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害，要比SO2气体大得多。

P7（简答）

7.光化学烟雾：

光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾。

其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。

光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物强烈得多。

（简答）

8.大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类。

P7（填空）

9.人为污染源有各种分类方法。

按污染源的空间分布可分为：

点源、面源、线源。

第四节：

大气污染综合防治

1.大气污染综合防治：

实质上就是为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施。

P19（名词解释）

第五节：

环境空气质量控制标准

1.环境空气质量标准P22（了解内容）

2.环境空气质量标准，执行环境保护法和大气污染防治法、实施环境空气管理及防治大气污染的依据和手段。

主要分为：

环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染控制技术标准及大气污染警报标准。

3.大气污染物排放标准：

浓度达标，总量控制。

4.大气污染控制技术标准P22（了解内容）

5.环境空气质量标准：

P23（选择）

二级标准：

为保护人群健康和城市、乡村的动、植物在长期和短期的接触情况下，不发生伤害的空气质量要求

三级标准中的二类区：

为城镇规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。

6.大气污染物综合排放标准：

任何一个排气筒必须同时遵守最高允许排放浓度（任何1小时浓度平均值）和最高允许排放速率（任何1小时排放污染物的质量）两项超标，超过其中任何一项均为超标排放。

P24（选择）

7.大气污染物综合排放标准中，按照综合排放标准与行业性排放标准不交叉执行的原则，仍继续执行行业性标准（优先使用行业标准）。

P25（选择）

8.目前计入空气污染指数（API）的项目定为：

可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）。

P25（选择/填空）

9.各种污染物的污染分指数都计算出以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，则该种污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物。

API<

50时，则不报告首要污染物。

P27（选择）

第二章燃料与大气污染

燃料的性质

1.燃料按物理状态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类。

P29（填空）

2.煤的工业分析包括测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳，以及估测硫含量和热值。

P30（填空）

3.灰分：

是煤中不可燃矿物物质的总称。

P30（名词解释）

4.元素分析是用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧等的含量。

P31（填空）

5.煤中含有四种形态的硫：

黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（MeSO4）、有机硫（CxHySz）和元素硫。

煤的成分表示方法中常用的基准有：

收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基四种。

收到基（ar），以包括全部水分和灰分的燃料作为100%的成分，亦即锅炉燃料的实际成分，（ar）C+H+O+N+S+A+W=100%；

空气干燥基（ad），以去掉外部水分的燃料为100%成分，（ad）C+H+O+N+S+A+W=100%；

干燥基（d），以去掉全部水分的燃料作为100%的成分，（d）C+H+O+N+S+A=100%；

干燥无灰基（daf），以去掉全部水分和灰分的燃料作为100%的成分，（daf）C+H+O+N+S=100%。

6.石油是多种化合物的混合物，主要由链烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物组成。

P35

7.天然气是典型的气体燃料，它的组成一般为甲烷85%、乙烷10%、丙烷3%；

含碳更高的碳氢化合物也可能存在于天然气中。

燃料燃烧过程

1.燃料完全燃烧的四个条件为：

空气条件、温度条件、时间条件和燃料与空气的混合条件。

（选择/填空）

2.燃烧过程的“三T”为：

温度、时间和湍流。

3.【计算】燃料燃烧的理论空气量P39（必考）

4.空气过剩系数：

实际烟气量Va与理论空气量Va0之比定义为空气过剩系数，即。

（名词解释）

5.空燃比：

单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。

（空燃比为无量纲）

6.发热量：

单位燃料完全燃烧时发生的热量变化，即在反应物开始状态和反应产物终了状态相同的情况下（通常为298K和1atm）的热量变化，称为燃料的发热量。

第三节：

烟气体积及污染物排放量计算

1.理论烟气体积：

在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积，以表示。

理论烟气体积等于干烟气体积和水蒸气体积之和。

燃烧过程中颗粒污染物的形成

1.燃烧过程中生成一些主要成分为碳的粒子，通常由气相反应生成积碳，由液态烃燃料高温分解产生的那些粒子都是结焦或煤胞。

（填空）

2.固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘，它包括黑烟和飞灰两部分。

黑烟主要是未燃尽的碳粒，飞灰则主要是燃料所含的不可燃矿物质微粒，是飞灰的一部分。

第六节：

燃烧过程中其他污染物的形成

1.有机污染物，常常指未燃尽的碳氢化合物，是燃料燃烧不完全的结果。

P59（填空）

习题

1.【计算】：

；

习题：

2.1，2-3，2-4、2-5

第三章大气污染气象学

1、

（一）对流层

对流层是大气的最低层，其厚度随纬度和季节而变化。

在赤道附近为16-18km；

在中纬度地区为l0-12km，两极附近为8-9km。

（二）平流层

从对流层顶到约50km的大气层为平流层。

在平流层下层，即30—35knl以下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定，所以又称同温层。

在30—35km以上，温度随高度升高而升高。

平流层的特点：

一是空气没有对流运动，平流运动占显著优势；

二是空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象；

三是在高约15—35km范围内，有厚约20km的—层臭氧层，因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力，故使平流层的温度升高。

（三）中间层

从平流层顶到80km高度称为中间层。

这一层空气更为稀薄，温度随高度增加而降低

（四）电离层

从80km到约500km称为热层。

这一层温度随高度增加而迅速增加。

（五）散逸层

热层以上的大气层称为逃逸层。

这层空气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大部分分子发生电离；

使质子的含量大大超过中性氢原子的含量。

逃逸层空气极为稀薄，其密度几乎与太空密度相同，故又常称为外大气层。

2、在空气微团干绝热上升时,其温度T随高度z降低的变化率，表达式为Гd=-dT/dz。

3、气温直减率和干绝热直减率：

（干，包括不饱和的湿块）空气块（绝热）上升或下降单位高度（通常取100m）时，温度降低或升高的数值，称为（干）空气温度（绝热）垂直递减率。

3、气温垂直分布、逆温：

气温随高度增加而增加，即γ<

0，称为气温逆转，简称逆温。

具有逆温层的大气层是强稳定的，某一高度上的逆温层像一个盖子一样阻碍着气流的垂直运动。

由于污染的空气不能穿过逆温层，而只能在其下面积聚或扩散，可能造成严重污染

4、什么是大气稳定度？

如何判断定性和定量大气稳定度？

大气稳定度是指在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。

三种定性判定：

如果一空气块受到外力作用，产生了上升或下降的运动，当外力去除后，可能发生

（1）气块减速并有返回原来高度的趋势，则称这种大气是稳定的；

（2）气块加速上升或下降，称这种大气是不稳定的；

（3）气块被外力推到某一高度后，既不加速也不减速，保持不动，称这种大气是中性的。

γ>

γd时，a>

0，气块加速度与其位移方向相同，气块加速运动，大气不稳定；

γ<

γd时，a<

0，气块加速度与其位移方向相反，气块减速运动，大气稳定；

γ=γd时，a=0，大气是中性的。

第四章大气扩散浓度估算模式

1、大气湍流：

大气的无规则运动。

P87

2、扩散的高斯模式：

（1）.坐标系

高斯模式的坐标系如图所示，其原点为排放点（无界点源或地面源）或高架源排放点在地面的投影点，x轴正向为平均风向，y轴在水平面上垂直于x轴，正向在x轴的左侧，z轴垂直于水平面xoy，向上为正向，即为右手坐标系。

（2）.高斯模式的四点假设:

大量的实验和理论研究证明，特别是对于连续源的平均烟流，其浓度分布是符合正态分布的。

因此我们可以作如下假定：

（1）污染物浓度在y、z轴上的分布符合高斯分布（正态分布）；

（2）在全部空间中风速是均匀的、稳定的；

（3）源强是连续均匀的；

（4）在扩散过程中污染物质量是守恒的。

3、高架连续点源扩散模式（可能有计算题）

………………………….P91

第五章颗粒污染物控制技术基础

颗粒的粒径及粒径分布

1.几种常用的粒径表示方法：

P128

⑴用显微镜法观测颗粒时，采用如下几种粒径：

①定向直径

②定向面积等分直径

③投影面积直径

⑵用筛分法测定时，可得到筛分直径

⑶有光散射法测定时，可得到等体积直径

⑷用沉降法测定时，一般采用如下两种定义：

①斯托克斯直径：

为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球直径。

②空气动力学当量直径：

为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（）的圆球的直径。

2.个数频率：

为第间隔中的颗粒个数与颗粒总个数之比（或百分比）。

P129

个数筛下累计频率：

为小于第间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比（或百分比）。

P130

粉尘的物理性质

1.若所指的粉尘体积不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部体积，而是粉尘自身所占的真实体积，则以此真实体积求得的密度称为粉尘的真密度，并以表示。

2.呈堆积状态存在的粉尘（即粉体），它的堆积体积包括颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，以此堆积体积求得的密度称为粉尘的堆积密度，并以表示。

3.安息角：

粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，也称动安息角或堆积角等，一般为35°

～55°

。

4.滑动角：

系指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角，也称静安息角，一般为40°

5.粉尘的润湿性：

粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的性质。

P136（名词解释）

6.粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据。

7.体积比电阻：

在高温（一般在200℃以上）范围内，粉尘层的导电主要靠粉尘本体内部的电子或离子进行。

这种本体导电占优势的粉尘比电阻称为体积比电阻。

8.表面比电阻：

在低温（一般在100℃以下）范围内，粉尘的导电主要靠尘粒表面吸附的水分或其他化学物质中的离子进行。

这种表面导电占优势的粉尘比电阻称为表面比电阻。

9.粉尘比电阻对电除尘器的运行有很大影响，最适宜于电除尘器运行的比电阻范围为104～1010

净化装置的性能

1.评价净化装置性能的指标：

包括技术指标和经济指标两方面。

技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等；

经济指标主要有设备费、运行费和占地面积等。

此外，还应考虑装置的安装、操作、检修的难易等因素。

2.【计算】1，处理气体流量；

2，总效率；

3，多级除尘的总净化效率

（试卷计算涉及题型：

1，烟气；

2，总效率/处理气体流量/多级除尘的总净化效率）

3.分级效率：

系指除尘装置对某一粒径或粒径间隔内粉尘的除尘效率。

第六章除尘装置

了解“四大除尘技术”

机械除尘器

1.机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。

2.旋风除尘器的基本原理？

旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。

含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上而下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。

气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗，当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。

3.普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成。

4.除尘器相对尺寸对压力损失影响较大，当除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变。

）

5.分割直径：

处于平衡状态的尘粒有50%的可能进入内漩涡，也有50%的可能性移向外壁，除尘效率为50%使所对应的粒径即为除尘器的分割直径。

6.二次效应：

即被捕集粒子重新进入气流。

电除尘器

1.电除尘器的工作原理：

其原理涉及悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上清除等三个基本过程。

假如电晕电极为负极，从金属丝表面或附近放出的电子迅速向接地极即正极运动，与气体分子碰撞并使之离子化，结果又产生了大量电子，通常称这种过程为雪崩过程。

随着电子离开金属丝表面距离的增加，电场迅速减弱。

因为电子运动速度主要由电场强度决定，致使电子运动速度减低到使气体分子离子化所需要的最小速度。

在除尘器电晕电场中存在两种截然不同的粒子荷电机理。

一种是离子在静电力作用下作定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电，称为电场荷电或碰撞荷电。

另一种是由离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程，称之为扩散荷电。

2.起始电晕电压：

开始产生电晕电流是所施加的电压。

3.粒子荷电中：

1，电场荷电；

2，扩散荷电。

4.电晕闭塞：

当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，颗粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减少到零，失去除尘作用。

5.克服高比电阻影响的方法有：

保持电极表面尽可能清洁；

采用较好的供电系统，烟气调质，以及发展新型电除尘器。

6.烟气调质：

增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3、及Na2CO3等化合物，可使粒子导电性增加。

7.异常荷电现象：

（1）沉积在集尘极表面的高电阻率粒子导致在低电压下发生火花放电或集尘极发生饭店晕现象。

（2）当气流中微小粒子的浓度较高时，虽然荷电尘粒所形成的点晕电流不大，可是形成的空间电荷却很大严重抑制了点晕电流的产生，使尘粒不能获得足够的电荷，因此，电除尘器的效率显著降低。

（3）但含尘量大到某一数值时，点晕现象消失，颗粒在电场中根本得不到电荷，点晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕闭塞。

湿式除尘器

1.在工程上使用的湿式除尘器总体上分为：

低能和高能两类。

低能湿式除尘器包括喷雾塔和旋风除尘器等，高能湿式除尘器包括文丘里洗涤器等。

2.文丘里结构组成、优点:

主要包括收缩管、喉管、扩散管

优点：

除尘效率高、其效率可与电除尘器和袋式除尘器相比拟、能处理高温高湿、高比电阻、易燃易爆气体、出去粉尘的同时能除去水、液滴，可以降低烟气温度。

缺点：

处理产生废水，需要进行水处理，水需要重复利用、不适用于憎水性、水硬性粉尘、不适用于寒冷地区，水易冻，需要解冻。

过滤式除尘器

1.过滤式除尘的原理？

含尘气体流通过过滤材料将粉尘分离捕集

2.颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。

初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。

3.气布比：

烟气实际体积流量与滤布面积之比。

4.袋式除尘器的压力损失由通过清洁滤料的压力损失和通过颗粒层的压力损失组成。

5.袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的。

6.常用的清灰方式有三种：

机械振动式、逆气流清灰和脉冲喷吹清灰。

第七章气态污染物控制基础

1吸附

（1）物理吸附：

是由于分子间的范德华力引起的，可以是单层吸附也可以是多层吸附。

主要特点：

1、吸附质与吸附剂间不发生化学反应。

2、吸附过程极快，各相间迅速达到平衡。

3、吸附为放热反应。

4、吸附质与吸附剂间的吸附力不强，当气体中吸附质分压降低或温度升高时，被吸附的气体容易从固体表面溢出，而不改变气体原来的性质。

（2）化学吸附：

化学吸附是由吸附质与吸附质间的化学键作用力而引起的，是单层吸附，吸附需要一定的活化能。

特点：

有很强的选择性、吸附速度慢达到平衡需要一定的时间、升高温度可以提高吸附速度。

（3）吸附剂的要求：

要具有巨大的内表面积。

对不同气体具有选择性。

具有较高的机械强度、化学、热稳定性。

吸附容量大。

来源广泛、造价低廉。

具有良好的再生性能。

吸附剂的再生:

加热解析再生、降压或真空解析再生、置换再生、溶剂萃取

吸附过程：

外扩散、内扩散、吸附

穿透曲线：

出口气体中吸附质浓度为横坐标，吸附时间为纵坐标，表示吸附床处理气体量与气体中污染物浓度之间的关系的曲线。

静活性：

一定温度下，与气体中吸附质的初始浓度达到平衡时单位吸附剂；

可能吸附的最大吸附量。

动活性：

吸附过程还没有达到平衡时单位吸附剂吸附吸附质的量。

（4）催化剂：

1、催化转化：

含有污染物的气体通过催化剂床层的催化反应，使其中的污染物转化为无害或易于处理与回收利用的物质的净化方法。

2、催化作用：

化学反应速度因加入某种物质而改变，而被加入物质的数量和性质，在反应终了时不变的作用。

3、催化作用有两个显著特征：

第一，催化剂只能加速化学反应速度，对于可逆反应而言，其对正逆反应速度的影响是相同的，因而只能缩短到达平衡的时间，而不使平衡移动，也不能使热力学上不可能发生的反应发生。

第二，催化作用有特殊的选择性，这是由催化剂的选择性决定的。

4、催化剂的组成：

活性组分、助催化剂和载体。

活性组分乃催化剂主体，它能单独对化学反应起催化作用，可作为催化剂单独使用。

助催化剂本身无活性，但具有提高活性组分活性的作用。

载体则起承载活性组分的作用，使催化剂具有合适形状与粒度，从而有大的表面积，增大催化活性、节约活性组分用量，并有传热、稀释和增强机械强度作用，可延长催化剂使用寿命。

催化剂的活性是衡量催化剂效能大小的标准。

催化剂的选择性是指当化学反应在热力学上有几个反应方向时，一种催化剂在一定条件下只对其中的一个反应起加速作用的特性。

催化剂在化学反应过程中保持活性的能力称为催化剂稳定性。

催化剂老化是指催化剂正常工作条件下逐渐失去活性的过程。

催化剂中毒是指反应物中少量的杂质使催化剂活性迅速下降的现象。

5、气-固相催化反应器停留时间：

反应物通过催化床的时间称为停留时间。

t=εVR/Q

空间速度：

系指单位时间内通过单位体积催化床的反应物料体积，记为Wsp：

Wsp=QN/VR

第八章硫氧化物的污染控制

硫循环及硫排放

1.SO2排放的控制方法有：

采用低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、燃烧过程中脱硫和末端尾气脱硫。

燃烧前燃料脱硫

1.煤炭转化主要是气化和液化。

流化床燃烧脱硫

1.流化床燃烧脱硫的概念/是怎么样运行的？

当气流速度达到使升力和煤粒的重力相当的临界速度时，煤粒将开始浮动流化。

维持料层内煤粒间的气流实际速度大于临界值而小于输送速度是建立流化状态的必要条件。

流化床为固体燃料的燃烧创造了良好的条件。

燃烧过程中，处于沸腾状的煤粒和灰渣相互碰撞，使煤粒不断更新表面，再加上能与空气充分混合并在床内停留较长时间，促进了它的燃尽过程。

2.流化燃烧的床层温度一般控制在850～950℃之间。

3.流化床燃烧脱硫的主要影响因素？

①钙硫比；

②煅烧温度；

③脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构；

④脱硫剂种类

4.钙硫比：

脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比。

低浓度二氧化硫烟气脱硫

1.主要的烟气脱硫工艺

㈠石灰石/石灰法洗涤的原理（湿法）？

烟气用含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石／石灰浆液洗涤，SO2与浆液中的碱性物质发生的化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐，新鲜石灰石或石灰浆液不断加入脱硫液的循环回路，浆液中的固体连续的从浆液中分离出来排往沉淀池。

㈡喷雾干燥法烟气脱硫的原理（湿－干法）？

喷雾干燥法是一种湿-干法脱硫工艺。

其脱硫过程是SO2被雾化的Ca（OH）2浆液或NaCO2溶液吸收。

同时，温度较高烟气干燥了液滴。

形成干固体废物。

干废物（亚硫酸盐、硫酸盐、未反应的吸收剂和飞灰等）由袋式除尘器或电除尘器捕集。

㈢干法喷钙脱硫的原理（干法）？

首先，作为固硫剂的石灰石粉料喷入锅炉炉膛，CaCO3受热分解成CaO和CO2。

热解后生成CaO随烟气流动，与其中SO2反应，脱除部分SO2。

CaO+SO2+1/2O2→CaSO4CaO+SO3→CaSO4

然后，生成的CaSO4与未反应的CaO以及飞灰一起，随烟气进入锅炉后部的活化反应器。

在活化器中，通过喷水雾增湿。

一部分尚未反应的C