大气污染控制工程试题及答案(5份)

名词解释1.TSP:总悬浮颗粒物。指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。2.大气稳定度：指在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。3.烟气脱硝：除通过改进燃烧技术控制氮氧化物排放外，有些情况还要对冷却后的烟气进行处理，以降低氮氧化物排放量。4.空气过剩系数：实际空气量与理论空气量之比。5.气体吸附：指用多孔固体吸附剂将气体混合物中一种或数组分被浓集于固体表面，而与其他组分分离的过程。简答1.除尘器可以分为哪几类？就其中两种简述其作用机理。2.太原市的主要污染源有哪些？针对其污染有什么解决方案？3.烟囱的高度设计中应注意什么问题？4.气态污染物的控制技术有哪些，并说明其发展方向。5.根据如今的汽车燃油问题，发挥想象，畅想未来新工具。答案（一）根据除尘器的作用机理，可将其分为四种，分别为机械除尘器，电除尘器，袋式除尘器与湿式除尘器。（1）机械除尘器通常指利用质量力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。含尘气体进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低，使较重的颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降；在沉降室内设置各种挡板，使含尘气体流冲击在挡板上，气流方向发生急剧变化，借助颗粒本身的惯性力，使其与气流分离；旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使颗粒从气流中分离。（2）电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘极上分离出来。（三）（1）工矿企业点源排放筒高度不得低于它所从属建筑物高度的两倍。（2）排放大气污染物的排气筒，其高度不得低于15米（3）排气筒高度应比主厂房最高点高出3米以上（4）分散的烟囱不利于产生较高的抬升高度，当需要设计几个烟囱时，尽量采用多管集合烟囱（二）气态污染物的控制技术有吸收法，吸附法，催化法。填空1.燃烧过程的“三T”条件为：温度、时间和湍流度。2/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。3.根据气温垂直于下垫面方向上的分布，由下至上可将大气圈分为五层：对流层，平流层，中间层，暖层，散逸层。4.气体净化常用的吸附剂有：活性炭，活性氧化铝，白土，硅胶等。5.燃烧中脱硫主要影响因素有：钙硫比，煅烧温度，脱硫剂种类，脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构计算1、已知煤的成分分析结果（质量分数）为：碳75.9％；氢3.7％；硫0.9％；氮0.9；氧4.7；灰分13.9％。试确定燃煤1㎏所需理论空气量及在空气过剩15%条件下完全燃烧时产生的烟气量。解：1kg燃煤中质量/g各组分的摩尔数/mol需氧量/mol碳75963.2563.25氢37379.5硫90.281250.28125氮9氧472.9375总需氧量摩尔数为：71.3125mol理论空气摩尔数为：4.78×71.3125mol=340.87375mol故，理论空气量kgma3o64.710004.2287375.340v理论烟气摩尔数为351.5925mol故理论烟气量为kgmo3fg88.710004.225925.351v当过剩系数15.1时实际烟气量kgm026.91-15.164.788.7)1(v3fg）（oaofgvv2、城市的郊区有一铜冶炼厂，它的烟囱高度150m，烟气流量sm/2503烟气温度165℃，环境温度25℃，二氧化硫排放速率为sg/100，烟筒出口处平均风速为sm/6。大气稳定度为D级且在此气象条件下的扩散参数满15.0。试确定烟气抬升高度和地面污染物最大浓度。解：由TsTQvPQHa35.0得：kwQH21000kw28000故，城市远郊区427.1on31n132n2所以由uHQHnSnHo21n得烟气抬升高度为mH7.204所以m7.3547.204150SHHH地面污染物最大浓度3352max0158.01058.1eu22mmgmgHQyz一、名词解释1、大气稳定度：在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。2、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量。3、双模理论：①气液两项接触时形成一个相界面②相界面两侧存在呈层流流动的气膜和液膜③溶质以分子扩散从气流主体通过这两个膜层进入液相主体④相界面出气液两项存在动态平衡⑤膜层以外无浓度梯度、浓度梯度全部集中在两层膜内4、催化转化法：借助催化剂的催化作用，使气态污染物在催化剂表面上发生化学反应，转化为无害或易于处理与回收利用物质的净化方法。5、冷凝法：利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压的这一性质，采用降低温度、提高系统的压力或既降低温度又提高压力的方法，使处于蒸汽状态的污染物（如VOCs）冷凝并与废气分离。二、填空题1.大气污染物的污染源可分为自然污染源和人为污染源.2.常用的除尘器可分为机械除尘器、电除尘器、湿式除尘器、袋式除尘器。3.根据逆温生成的过程，可将逆温分为辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、湍流逆温、锋面逆温五种。4.按照湍流形成原因，可将湍流分为两种湍流：热力湍流、机械湍流。5.当吸附剂饱和后需要再生，再生的方法有加热吸附再生、降压或真空解吸再生、置换再生、溶剂萃取再生等。三、简答题1、燃料完全燃烧所需要具备的条件是什么？答：1)空气条件：燃料燃烧时必须保证供应与燃烧相适应的空气量。如果空气供应不足，燃烧就不完全。相反空气量过大，也会降低炉温，增加锅炉的排烟热损失。2)温度条件：燃料只有达到着火温度，才能与氧作用而燃烧。3)时间条件：燃料在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需要的时间。4)燃料与空气的混合条件：混合程度取决于空气的湍流度，若混合不充分，将导致不完全燃烧产物的产生。2、简述烟流形状与大气稳定度的关系。答：1)波浪型：烟流呈波浪状，污染物扩散良好，发生在全层不稳定大气中。2)锥型：烟流呈圆锥形，发生在中性条件下。3)扇型：烟流垂直方向扩散很小，像一条带子飘向远方。从上面看，烟流呈扇形展开，它发生在烟囱出口处于逆温层中。4)爬升型（屋脊型）：烟流的下部是稳定的大气，上部是不稳定的大气。5)漫烟型（熏烟型）：对于辐射逆温，日出后逆温从地面向上逐渐消失，即不稳定大气从地面向上逐渐扩展，当扩展到烟流的下边缘或更高一点时，烟流便发生了向下的强烈扩散，而上边缘仍处于逆温层中，漫烟型便发生了。3、烟囱高度设计中应注意什么？答：1)工矿企业电源排气筒高度不得低于它所从属建筑物高度的2倍，并且不得直接污染临近建筑物。2)排气筒的实际高度应为Hs=H0+32HcH0——计算出的排气筒高度Hc——排气筒四周需要保护的建筑物群的平均高度3)排放大气污染物的排气筒，其高度不得低于15m。4)对于总量控制区内的排气筒，当SO2排放率超过14kg/h时，排气筒高度皆必须超过30m。5)排气筒高度应比主厂房最高点高出3m以上。6)为了获得较高的烟气抬升高度，排气筒出口烟气速度vs皆为20~30m/s，排烟温度也不宜过低。7)分散的烟囱不利于产生较高的抬升高度。当需设几个烟囱时，应尽量采用多管集合烟囱。4、气态污染物的控制技术有几种？并简述各技术的净化设备有哪些？答：气态污染物的控制技术有三种：1)吸收法净化气态污染物净化设备：填料塔、板式塔和文丘里洗涤器。2)吸附法净化气态污染物净化设备：固定床吸附器、移动床吸附器和流化床吸附器。3)催化法净化气态污染物净化设备：固定床催化反应器、硫化床反应器和移动床反应器。5、简述控制挥发性有机物的各方法及其定义。1)燃烧法，用燃烧方法将有害气体，蒸汽，液体或烟尘转化为无害物质的过程称为燃烧法。2)吸收(洗涤)法，采用低挥发或不挥发性溶剂对VOCs进行吸收，再利用VOCs分子和吸收剂物理性质的差异进行分离。3)冷凝法，利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压的这一性质，采用降低温度，提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法，使处于蒸汽状态的污染物(如VOCs)冷凝并与废气分离。4)吸附法，含VOCs的气态混合物与多孔性固体接触时，利用固体表面存在的未平衡的分子吸引力或化学键作用力，把混合气体中VOCs组分吸附在固体表面，这种分离过程称为吸附法控制VOCs污染。5)生物法，VOCs生物净化过程的实质是附着在滤料介质中的微生物在适宜的环境条件下，利用废气中的有机成分作为碳源和能源，维持其生命活动，并将有机物同化为CO2,H2O和细胞质的过程。四、计算题1、煤的元素分析结果如下（以质量百分比表示）：H5%；C75.8%；N1.5%；S1.6%；O7.4；灰8.7%。在空气过量20%的条件下燃烧，空气湿度为0.0116mol（H2O）/mol（干空气）。假定完全燃烧，试计算烟气的组成。解：以完全燃烧1kg煤为基准，计算各组分的摩尔数、需氧量和产生烟气量，计算结果如下：组分质量/g摩尔数/mol需氧量/mol产生的烟气量/molH505012.525（H2O）C75863.1763.1763.17（CO2）N151.07100.536（N2）S160.50.50.5（SO2）O744.625-2.3130灰87—00因此，燃烧1kg煤需要的理论氧气量为：（12.5+63.17+0.5-2.313）mol=73.857mol需要的实际空气量为：73.857×（1+3.78）×（1+20%）×（1+0.0116）mol=423.64×1.0116mol=428.56mol产生的烟气总量为：（25+63.17+0.536+0.5）+428.56-73.857=443.9mol所以烟气的组成为：CO2：9.44317.63×100%=14.23%；SO2：9.4435.0×100%=0.11%；H2O：9.4430116.064.42325×100%=6.74%；O2：9.4432.0857.73×100%=3.33%；N2：9.443536.02.178.3857.73×100%=75.59%。2、某一工业锅炉烟囱高30m，直径0.6m，烟气出口速度为20，烟气温度为405K，大气温度为293K，烟囱出口处风速4，排放量为10。试计算中性大气条件下的地面最大浓度和出现的位置。解：1)首先，利用Holland公式计算烟气抬升高度：ΔH=)7.25.1(DTTTuDvsass=46.020（1.5+2.7×405293405×0.6）=5.84m因此有效烟囱高度为：H=HS+ΔH=30+5.84=35.84m2)地面最大浓度yzeuHQ22，出现在z|2maxHxx的距离处。所以：z|mmHxx34.25284.352max查表得，与z对应的下风向距离x=745.6m，相应的y=50.1m。因此地面最大浓度1.5034.25718.284.35414.3102222yzeuHQmg/m3334-/231.0/1031.2mgmmg出现在下风向745.6m处。一、名词解释1.可吸入颗粒物（pm10）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于等于10um的颗粒物。2.二次污染物：是指由一次污染物与大气中已有成分或者几种一次污染物之间经过一系列化学或者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。3.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。4.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那些物质。5.空燃比：单位质量燃料燃烧所需要的空气质量，它可以由燃烧方程式直接求得。二、填空1.要使燃料完全燃烧，应该具备如下条件：空气条件、温度条件、时间条件、燃料与空气的混合条件2.风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素。3.气态污染物净化的三种方法为：吸收法、吸附法、催化转化法4.控制挥发性有机物VOCs污染的方法：燃烧法、吸收法、冷凝法、吸附法、生物法。5.根据气温在垂直于下垫面方向上的分布，可将大气圈分为五层：对流层、平