大气污染控制工程试题及答案.docx

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大气污染控制工程试题及答案

1、名词解释

大气污染系：

由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。

大气稳定度：

垂直方向上大气稳定的程度。

气压梯度力：

单位质量的空气在气压场中受到的作用力。

空燃比：

单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。

干绝热直减率：

干空气块绝热上升或下降单位高度时，温度降低或升高的数值。

2、填空题

1、大气污染物侵入人体主要的途径：

表明接触、食入含污染物的物质和水、吸收被污染的空气。

2、湿法脱硫技术包括：

氧化镁湿法烟气脱硫、海水烟气脱硫技术、湿式氨法烟气脱硫。

3、目前，常用的除尘器分为：

机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器四种。

4、气态污染物控制技术基础是气体扩散、气体吸收、气体吸附、气体催化转化

5、影响燃烧过程的因素是：

空气条件、温度条件、时间条件、燃料与空气的混合条件。

3、简答题

1、简述双模理论模型的基本要点？

答：

（1）当气液两相接触时，两相之间有一个相界面在相界面两侧分别存在着呈层流流动的气膜和液膜。

溶质必须以分子扩散形式从气流主体连续通过这两个膜层而进入液相主体。

（2）在相界面上，气液两相的浓度总是相互平衡，即界面上不存在吸收阻力。

（3）在层膜以外的气相和液相主体内，由于流体的充分湍动，溶质的浓度基本上是均匀的，即认为主体内没有浓度梯度存在，也就是说，浓度梯度全部集中在两层膜内。

2、大气分为哪几层？

分别有么特点？

答：

（1）对流层：

a虽然薄，但却集中了整个大气质量的3/4和几乎全部水蒸气，主要的大气现象都发生在这一层中，天气变化最复杂。

b大气温度随高度增加而降低c空气具有强烈的对流运动，主要是由于下垫面受热不均匀及其本身特性不同造成的。

D温度和湿度的水平分布不均匀。

（2）平流层：

气温虽高度增高而增高，集中了大部分臭氧，吸收紫外光，保护地球。

（3）中间层：

气温虽高度的升高而迅速降低

（4）暖层：

分子被高度电离，存在大量的粒子和电子。

（5）散逸层：

气温很高，空气很稀薄，空气离子的运动速度很高。

3.吸附法净化气态污染物时，吸附剂应具有哪些条件？

答：

a.要有巨大的内边面积。

b.对不同其体具有选择性的吸附作用。

c.较高的机械强度，化学与热稳定性。

d.吸附容量大。

e.来源广泛，造价低廉。

f.良好的再生性能。

4.请简述电除尘器的工作原理

答：

电除尘器的原理审计悬浮粒子荷电，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三个基本过程。

高压直流电晕是使粒子荷电的最有效办法。

电晕过程发生于活化的高压电极和接地极之间，电极之间的空间内形成高浓度的气体离子，含尘气流通过这个空间时，尘粒在百分之几秒的时间内因碰撞俘获气体离子而导致荷电。

荷电粒子的捕集是使其通过延续的电晕电场或光滑的不放电的电极之间的纯静电场而实现。

通过振打除去接地电极上的灰层并使其落入灰斗，当粒子为液态时，被捕集粒子会发生凝集并滴入下不容器内。

为保证电除尘器在高效率下运行，必须使粒子荷电，并有效地完成粒子捕集和清灰等过程。

5、高斯扩散模式四点假设

答：

①污染物在Y,Z轴上的分布符合高斯分布；

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的质量是守恒的。

4、计算题

1、已知重油元素分析结果如下：

（质量分数）

C：

84.０%H：

10%O：

2..４%N：

１%S:

０.096%　，空气中α=，求燃烧１千克重油所需要的实际空气量。

解：

1千克重油中含有C:

840g所需O2的量为：

；

H:

100g所需O2的量为：

；

O:

24g,转化成O2为：

；

N:

所需O2的量为：

；

S:

所需O2的量为:

；

所以理论需氧量为：

；

设O:

N=1：

则理论空气量为:

；

所需的实际空气量为:

。

2、某冶炼厂的烟囱高62米，烟云抬升高度为13米，SO2排放速率为

mg/h。

假定烟气在烟道口采用脱硫技术，脱硫效率为85%：

（1）试估算排放后下风向1km处的SO2地面浓度。

（2）计算出地面最大浓度以及其出现距离。

解：

（1）SO2源强为:

;

（2）

名称解释

空气过剩系数：

实际空气量与理论空气量之比。

空燃比：

单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。

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过一系列化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。

干绝热直减率：

干空气块（包括未饱和的湿空气块），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。

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。

二、填空

1、燃烧过程的“3T”是指：

温度、时间、湍流。

2、按照湍流形成原因可分为两种湍流：

一是由于垂直方向温度分布不均匀引起的热力湍流，其强度主要取决于大气稳定度；二是由于垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起的机械湍流，其强度主要取决于风速梯度和地面粗糙度。

实际的湍流是上述两种湍流的叠加

3、常用的除尘器可分为：

机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器

4、烟囱有效高度为烟囱有效高度与烟气抬升高度之和

5、 粉尘物理性指标：

粉尘的密度、安息角与滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性与导电性、粘附性及自然性和爆炸性

三、简答

1、高斯扩散模式立足于哪种湍流扩散理论？

它的主要假设是什么？

答：

湍流统计理论。

主要假设有四点：

（1）污染物浓度在y、z轴向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）源强是连续均匀地。

（4）在扩散过程中污染物质的质量是守恒的。

2、目前我国城市大气污染日趋严重，主要化石燃料燃烧、工业生产过程、交通运输造成的，控制大气污染应采取哪些措施？

答：

1、化石燃料燃烧，对于煤炭来说，一是煤炭的固态加工；二是煤炭的转化（包括煤气化、煤的液化）。

对于石油来说，可采用直接脱硫和间接脱硫。

2、工业生产过程中的尘、二氧化硫、氮氧化物可分别采用除尘设备除尘，干法脱硫和湿法脱硫方法消除二氧化硫，选择性催化还原法和选择性非催化还原法消除氮氧化物。

3、3、交通运输污染可采用三效催化转化器净化汽油机排气中的CO、CH、NOX采用过滤捕集法和催化转化法净化柴油机排气中的NOX和碳烟.

3、烟气脱硝技术有哪些方面？

答：

选择性催化还原法（SCR）脱硝、选择性非催化还原法（SNCR）、吸收法净化烟气中的NOX、吸附法净化烟气中的NOX

4、简述吸附再生的方法。

答：

（1）加热解析再生

（2）降压或真空解析再生（3）置换再生（4）溶剂萃取再生（5）化学转化再生                            

5、分析旋风除尘器结构对其除尘效率的影响。

1、排放管直径越小，dc越小，除尘效率越高；

2、筒体直径D越小，粒子所受的离心力越大，其效率越高，但D过小，粒子容易出现二次逃逸，效率反而下降；

3、锥体适当加长，可以提高效率；

4、除尘器下部的严密性不好，会引起除尘效率的下降。

四、计算

1.某电厂排放出的烟气温度为453K，压力为95Kpa，每分钟排出的湿烟气体积为10000立方米，其中除去水的部分的体积分数为%，利用奥萨特仪测得烟气中各组份的体积分数分别为：

CO2为%,02为%，没有测出CO，该厂污染物排放浓度为m^3.求在该测定条件下污染物的排放浓度（修正为全球监测系统网的标准状况）。

 解：

该条件下干烟气的流量为＝9263m^3/min

该测定条件下在干烟其中的污染物浓度为：

^6/9263mg/m^3＝m^3

全球监测系统网的标准状况为298k和101325pa，所以修正后的浓度为：

计算庚烷（C7H16）在理论空气条件量下燃烧室的燃料／空气质量比，并确定燃烧产物气体的组成。

解：

庚烷在理论空气量条件下燃烧，可表示为：

C7H16+11（O2+）→7CO2+8H2O+N2

燃料每摩尔燃料燃烧需要11mol的空气，庚烷的摩尔质量为

100g／mol,因此，理论空气量下燃烧时燃料／空气的质量比为：

（mf／ma）s=100/11（32+×28）=100/=

燃烧产物总物质的量为（7+8+）mol=。

因此，

庚烷燃烧产生的烟气组成为：

yCO2=7/==％

yH2O=8/==％

yN2===％

大气试题

1．填空题

1.燃烧烟气主要由悬浮的少量颗粒物，燃烧产物，未燃烧和部分燃烧的燃料，氧化剂及惰性气体等组成。

2.典型的烟流形状有波浪形，锥形，扇形，漫烟形，，其中扇形烟流发生在烟囱出口处逆温层中。

3.工业上广泛应用的吸附剂主要有：

活性炭，活性氧化铝，硅胶，白土和沸石分子筛。

4.从废气中去除气态污染物，控制气态污染物向大气的排放，常常涉及气体吸收，气体吸附，气体催化转化等单元操作。

5.粉尘的安息角和滑动角是评价粉尘流动特性的一个重要指标。

2．名词解释

1.空气过剩系数：

实际空气量与理论空气量之比。

2.相对湿度：

空气的绝对湿度占同温度下饱和空气的绝对湿度之百分比。

3.干绝热直减率：

干空气块绝热上升或下降单位高度时，温度降低或升高的数值，

4.分级除尘效率：

除尘装置对某一粒径或粒径间隔内粉尘的除尘效率。

5.煤炭气化：

在一定的温度和压力下，通过加入气化剂使煤转化为煤气的过程。

3．简答题

1.空气/燃料比对燃烧过程形成的污染物种类和总量有什么影响？

答：

低空燃比时，燃料燃烧不完全，易形成CO和HC，NOx排放很少；高空燃比时，燃料燃烧充分，火焰温度高，CO和HC排放很少，NOx生成量较高；存在一个最佳点，CO、HC和NOx的排放总量最低。

2.影响燃烧过程的主要因素

①空气条件

②温度条件

③时间条件

④燃料与空气混合条件

3.高斯扩散模式四点假设

①污染物在Y,Z轴上的分布符合高斯分布；

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的质量是守恒的。

4分析旋风除尘器原理以及结构对其除尘效率的影响。

答：

机理：

是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，用来分离粒径大于5-10μm以上的的颗粒物。

a）排放管直径越小，dc越小，除尘效率越高；

b）筒体直径D越小，粒子所受的离心力越大，其效率越高；但D过小，粒子容易出现二次逃逸，效率反而下降；

c）锥体适当加长，可以提高效率；

d）除尘器下部的严密性不好，会引起除尘效率的下降。

5.化学吸附的特征

①吸附有很强的选择性；②吸附速率较慢，达到吸附平衡需相当长的时间；

③升高温度可提高吸附速率。

6.物理吸附的特征

答：

①吸附质与吸附剂间不发生化学反应；

②吸附过程极快，参与吸附的各相间常常瞬间即达平衡；

③吸附为放热反应；

④吸附剂与吸附质间的吸附不强，当气体中吸附质分压降低或温度升高时，被吸附的气易于从固体表面逸出，而不改变气体原来的性质。

7.试论述气体中硫氧化物的控制技术

答：

（1）控制SO2的排放量；

（2）采用低硫燃料和清洁能源来替代含硫成份较高的能源；（3）燃料脱硫，燃烧过程脱硫和末端尾气脱硫；（4）增加绿化面积，增大自然净化能力。

4．计算题

1.已知某种烟煤的组成为：

试计算燃烧1kg该种煤所需的理论空气量和产生的理论烟气量（假定空气中不含水分）。

解：

收到基的成分组成

以1kg烟煤为基准

组分质量（g）摩尔数（mol）需O2量（mol）产生烟气量（mol）

C（CO2）

H（H2O）

O0

N0（N2）

S（SO2）

H2O（H2O）

需氧量为（+）mol=

需理论空气量（*）=

烟气量（++++）+*=

2.某一工业锅炉烟囱高30m，直径,烟气出口速度为20m/s,烟气温度为405k,大气温度为293k，烟囱出口处风速4m/s,SO2排放量为10mg/s.计算中性大气条件下SO2的地面最大浓度和出现的位置。

解：

（1）用Holland公式算烟气抬升高度

有效高度

（2）地面最大浓度

出现在

查表4-4，与

对应的下风向距离x=，相应

=,

=m3

出现在下风向处。

大气污染控制工程考试题

1120662班27、29、30、31、32、34、35、36提供

一、填空

1、全球性大气污染问题目前主要包括、和。

2、燃烧过程的“3T”指的是、和。

3、决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素是＿和。

4、机械除尘器包括、和。

5、按罩口气流流动方式可将集气罩分为和。

二、名词解释

1、大气污染物：

2、空燃比：

3、大气稳定度：

4、分级效率：

5、挥发性有机物（VOCS）：

三、简答题

1、简述静电除尘器的除尘机理？

2、简述文丘里洗涤器的除尘机理？

3、试述石灰石/石灰法湿法烟气脱硫的工艺流程及原理？

4、烟气脱硝技术有哪些技术？

并举一例具体说明其机理。

5、简述太原市的主要大气污染源有哪些？

如何控制？

四、计算题

1、已知重油成分分析结果（质量分数）如下：

C:

%;H:

%;O:

%;N:

%;S:

%

试计算：

（1）、燃油1Kg所需的理论空气量和产生的理论烟气量。

（2）、干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度。

（3）、当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。

2、某城市火电厂的烟囱高100m，出口内径5m，烟气出口速度13m/s，烟气温度373K，流量250m3/s，烟气出口处平均风速为4m/s，大气温度293K。

试求夏季平均气压，计算有效源高。

（推荐抬升公式△H=n0Qn1HHsn2/u，若QH≥21000Kw，n0=,n1=1/3,n2=2/3）。

参考答案

一、填空

1、温室效应臭氧层破坏酸雨

2、温度时间湍流度

3、风湍流

4、重力沉降室惯性除尘器旋风除尘器

5、吸气式集气罩吹吸式集气罩

二、名词解释

1、大气污染物：

指由于人类活动或自然过程排入大气的，并对人和环境产生有害影响的物质。

2、空燃比：

单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。

3、大气稳定度：

指在垂直方向上大气稳定的程度。

4、分级效率：

指除尘装置对某一粒径dpi或粒径间隔△dp内粉尘的除尘效率。

5、挥发性有机物（VOCS）：

特定使用条件下具有相应挥发性的全部有机化合物的统称。

三、简答题

1、答：

在放电极与集尘极之间施加直流高电压，使放电极附近发生电晕放电，气体电离，生成大量的自由电子和正离子，在放电极附近的电晕区内正离子立即被电晕极吸引过去而失去电荷。

自由电子和随即形成的负离子则因受电场力的作用向集尘极移动，并充满到两极间的绝大部分空间，含尘气流通过电场空间时，自由电子、负离子与粉尘碰撞并附着其上，使粉尘荷电，荷电粉尘在电场中受库仑力的作用向集尘极移动，经过一定时间后到达集尘极表面，放出所带电荷而沉积其上，集尘极表面上的粉尘沉积到一定厚度后，用机械振打等方法将其清除掉，使之落入下部灰斗中。

2、答：

含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大。

气流的压力能逐渐转变为动能，在喉管入口处，气速达到最大，洗涤液（一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速。

微细颗粒以与气流相同的速度进入喉管，洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管部分被逐渐加速，在液滴加速过程中，由于液滴与颗粒之间惯性碰撞，实现微细颗粒的捕集，在扩散管中，气流速度减小和压力的回升，使以颗粒为凝结核的凝聚作用的速度加快，形成直径较大的含尘液滴，被低能洗涤器或除雾器捕集下来。

3、答：

石灰石/石灰法湿法脱硫工艺系统主要有：

烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。

其基本工艺流程如下：

锅炉烟气除尘器除尘后，通过增压风机降温后进入吸收塔。

在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。

循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。

经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。

最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。

脱硫过程主反应

1．SO2+H2O→H2SO3溶解吸收反应

2．CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和反应

3．CaSO3+1/2O2→CaSO4氧化反应

4、答：

目前烟气脱硝技术有选择性催化还原法（SCR）脱硝、选择性非催化还原法（SNCR）脱硝、吸收法净化烟气中的NOx、吸附法净化烟气中的NOx。

例如选择性催化还原法（SCR）脱硝：

SCR过程是以氨作还原剂，通常在空气预热器的上游注入含NOx的烟气。

此处烟气的温度约290~400℃，是还原反应的最佳温度。

在含有催化剂的反应器内NOx被还原为N2和水。

5、答案略

四、计算题

1、解：

1kg燃油含：

重量（g）   摩尔数（g）   需氧数（g） 

C           855                  

H      113－               

S            10                  

H2O                          0

N元素忽略。

1）理论需氧量 ++=kg 

设干空气O2：

N2体积比为1：

，则：

理论空气量×=kg重油。

即×1000=kg重油。

烟气组成为CO2：

，H2O：

+=，

SO2：

，N2：

×=。

理论烟气量 +++=kg

即×1000= m3N/kg重油。

2）干烟气量为－=kg重油。

SO2百分比浓度为=%

空气燃烧时CO2最大浓度为=%

3）过剩空气为10%时，

所需空气量为×=kg重油， 

产生烟气量为+×= m3N/kg重油。

2、解：

烟气热释放量：

QH=TS=**250*（373-293）/373=25914Kw

因为QH≥21000Kw

所以△H=n0Qn1HHsn2/u=*25914^1/3*100^2/3/4=

则有效源高：

H=Hs+△H=100+=

大气污染控制工程试题

一名词解释

1、大气污染：

系指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。

2、二次污染物：

是指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的污染物质。

3、理论空气量：

单位量燃料按燃烧反映方程式完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量。

4、能见度：

能见度是指视力正常的人在当时的天气条件下，能够从天空背景中看到或辨认出的目标物的最大水平距离，单位用m或km。

5、温室效应：

大气中的二氧化碳和其他微量气体如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯碳、水蒸气等，可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象。

二填空

1.大气污染物的人为污染源包括三方面：

   ﹍﹍﹍       、   ﹍﹍     和      ﹍﹍﹍﹍    。

答案：

生活、工业、交通运输

2、大气污染侵入人体主要途径有：

  ﹍﹍﹍、﹍﹍﹍、﹍﹍﹍

答案：

表面接触、食入含污染物的食物、吸入被污染的空气

3、局部排气净化系统主要有﹍﹍﹍ ，﹍﹍﹍ ，﹍﹍﹍ ，﹍﹍﹍ 及﹍﹍﹍ 几部分组成。

答案：

集气罩，风管，净化设备，风机,烟囱

4．全球性大气污染问题包括   ﹍﹍﹍       、﹍  ﹍ ﹍     和      ﹍﹍﹍   等三大问题

答案：

 酸雨、臭氧层破坏、温室效应

5．目前常用的除尘器可分为﹍﹍﹍﹍  、  ﹍﹍﹍ 、﹍﹍﹍ 、 ﹍﹍﹍ 等。

答案：

机械除尘器，电除尘器，湿式除尘器， 过滤式除尘器

三解答，

1..控制VOCs污染的方法有哪几种？

请简述。

答：

（1）燃烧法

（2）吸收法（3）冷凝发（4）吸附法（5）生物法

2.简述双膜理论的基本要点，

答：

 吸收过程为透过两层层流膜的分子扩散，通过两层膜的分子扩散阻力，就是吸收过程的总阻力。

（1）存在两层膜，气膜和液膜

（2）气、液相主体无传质阻力，无浓度差（3）界面上处于平衡状态（4）两层膜中是分子扩散阻力处层流态 

3.影响气体吸附的因素有哪些？

答：

操作条件：

低温有利于物理吸附，适当升温有利于化学吸附。

加压有利用吸附。

 吸附剂的性质：

孔隙率、孔径、粒度等影响比表面积，从而影响吸附效果。

 吸附质的性质与浓度； 

吸附剂的活性：

单位吸附剂所能吸附的吸附质的量

4、汽油机排气中有毒物质有哪些污染物，采用处理装置有那几类？

答：

主要有CO、NOx和HC（包括方香烃、烯烃、烷烃、醛类等），以及少量的铅、硫、磷等。

处理装置有：

氧化型催化转化器、还原型催化器、三效催化转化器。

5.控制SO2排放的的重点是控制与能源活动有关的排放，控制的主要方法有哪些，并简述其基本原理。

答：

控制的方法有：

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。

（1）采用低硫燃料和清洁能源替代：

直接减少或不用含硫的燃料，减少二氧化硫的排放。

（2）燃料脱硫：

主要用重力脱硫法、型煤固硫等方法，将燃料中的硫除去，减少燃料中的硫。

（3）燃烧过程中脱硫：

利用流化床燃烧脱硫，添加的固硫剂和SO2能够充分混合接触，将SO2转化成为硫酸盐而稳定在炉渣中。

 （4）末端尾气脱硫：

利用各种脱硫方法将烟气中的SO2回收或除去。

四计算题

1假定煤的化学组成以质量计C:

80%H:

5%O:

6%N:

%S:

3%灰分：

%空气含湿量为15g/m3α=

求：

<1>燃烧1kg煤所需理论空气量和产生的理论烟气量

<2>实际空气量和实际烟气量

解

（1）以一千克煤燃烧为基础则

质量

/g

成分物质的量/mol

理论需氧量/mol

C

800

H

50

50

O

60

-

N

15

-

S

30

理论需氧量：

++理论空气量：

+1）=kg

即m3/kg

理论烟气量：

++25+即

（2）α=则理论干空气量空气含湿量为m3，即含水量m3N=m3N

故H2O的体积分数为%，

故实际空气量：

（%）=kg

实际烟气量：

+×%=N/kg

2位于城市附近的某发电厂烟囱高度为130m，内径为6m，排烟速度为10m/s，烟气温度418K。

若此时大气温度为288K当地大气压100Kpa，大气为中性层结，源高处平均风速3m/s流量为200m3/s求烟气抬升高度。