(完整版)大气污染控制工程期末复习题答案

大气污染控制工程期末复习题第一章概述一、名词解释大气和环境空气，大气污染，温室效应，酸雨，TSP和PM10，二次污染物，硫酸烟雾，光化学氧化剂，能见度，大气污染综合防治：二、填空题1．大气是由多种气体混合而成的，其组成可以分为三部分：干结空气、水蒸气、各种杂质。2．干结空气的平均分子量为28.966，在标准状态下（273.15k，101325Pa）密度为1.293kg/m33．按照大气污染的范围来分，大致可分为：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染四类。4．全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。5．大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物和气体状态污染物。6．气体状态污染物是以分子状态存在的污染物，简称气态污染物，其种类很多，包括含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、有机化合物、卤素化合物五大类。7．从大气污染的控制角度，按气溶胶来源和物理性质，可将其分为粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾。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，人为污染源按照污染源的空间分布可分为点源、面源、线源。按人们社会活动功能不同分为生活污染源、工业污染源、交通污染源。按对污染物的分类统计分析可分为燃料燃烧，工业生产和交通运输。9．大气中悬浮颗粒物的平均粒径为1.0μm，密度为2500kg/m3，如果散射率K＝2，能见度为8km时颗粒物的浓度是mg/m3。10．目前我国的大气环境污染仍以煤烟型为主，主要污染物为TSP和SO2.11．大气污染物侵入人体主要有三条途径：表面接触、食入含污染物的食物、吸入污染空气。12．环境空气质量控制标准按其用途可分为环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染物控制技术标准、大气污染警报标准。按其使用范围分为国家标准、地方标准和行业标准。13．目前，我国空气污染指数的记入项目为PM10、SO2、NO2、CO、O3。三、简答题1、简述硫酸烟雾与光化学烟雾的区别4、如何实现大气污染的综合防治。3．简述大气污染物对人类及环境的影响。四、计算题1．污染物体积浓度、质量浓度和百分比浓度之间的相互转化2．大气能见度估算3．空气污染指数的计算及报告4．人体血液中CoHb饱和度估算。第二章燃烧与大气污染一、名词解释燃料，燃点，闪点，燃烧，煤的元素分析，空气过剩系数，空然比，炉排热负荷，炉膛热负荷，锅炉运行负荷。二、填空题1．目前使用的常规燃料主要为煤、石油、天然气。燃料按照物理状态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类。气体燃料的燃烧速度由空气与燃料的扩散或混合所控制，液体燃料的燃烧受其蒸发控制。固体燃料的燃烧则受这两种现象控制。2．煤的可燃成分主要是由碳、氢及少量的氧、氮和硫等一起构成的有机聚合物。3．煤的种类主要有褐煤、烟煤和无烟煤三种。4．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。这是评价工业用煤的主要指标。5．多数化石燃料完全燃烧的产物是二氧化碳和水蒸气，不完全燃烧的产物是黑烟、一氧化碳和其他部分氧化产物。6．煤中硫的形态主要含有黄铁矿硫、硫酸盐硫、有机硫、元素硫四种形态。其中参加燃烧的有：硫化铁硫、有机硫、单质硫，由于其燃烧能放出热量，称为挥发硫,不参加燃烧的是硫酸盐硫，是灰分的一部分。7．由于煤中水分和灰分受外界条件的影响，其百分比必然也随之改变。要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准。常用的基准有：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基四种。8．燃料燃烧中，适当控制空然比、温度、时间、湍流度，是在大气污染物排放量最低条件下实现有效燃烧所必须的。燃料燃烧过程的“三T”指的是温度、时间、湍流度。9．燃料油的一个重要性质是其比重为燃料油的化学组成和发热值提供了一种指示。当氢的含量增加时，比重减少，发热量增加。（减少或增加）10．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、氧化剂以及惰性气体等组成。11．燃料的发热量有高位发热量和低位发热量之分。高位发热量包括燃料燃烧生成物中水蒸气的汽化潜热。低位发热量是指燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在是完全燃烧过程所释放的热量。一般燃烧设备中的排烟温度均远远超过水蒸气的凝结温度，因此大都按低位发热量计算燃料发热量。12．燃烧设备的热损失，主要包括排烟热损失、不完全燃烧热损失和炉体散热损失。13．理论烟气体积等于干烟气体积和水蒸气体积之和。理论水蒸气体积由燃料中氢燃烧后生成的水蒸气体积、燃料中所含的水蒸气体积和由供给的理论空气量带入的水蒸气体积组成。14．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结焦或煤胞。燃料的分子结构是影响积碳的主导因素。通常碳氢比是控制积碳趋势的度量，有机化合物的不饱和度对生碳有一定影响，支链化合物比直链化合物释放碳的趋势要大。15、固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘，包括黑烟和飞灰。理想条件下，煤完全燃烧生成CO2等气体，如果燃烧不够理想，据有关研究证明，当碳与氧的摩尔比近于1.0时，最易形成黑烟。研究也发现，在预混火焰中，C/O小于1.0，大约为0.5时最易形成黑烟。16．在理想条件下，是否容易形成黑烟，与煤的种类和质量有很大关系。据研究表明，易于燃烧又少出现黑烟的各种煤顺序为无烟煤，焦炭，褐煤，低挥发分烟煤，高挥发分烟煤。即烟煤最易形成黑烟。三、简答题1．简述固体、液体、气体燃料燃烧过程的相同和不同之处？2．燃烧气体燃料造成的大气污染比燃烧固体燃料造成的大气污染程度轻的主要原因是什么？3．空燃比（或空气过剩系数）对燃烧过程形成的污染物种类和总量有什么影响？四、计算题1．理论空气量、理论烟气量、空然比的计算2．在一定的空气过剩系数下，实际空气量、实际烟气量及烟气中污染物浓度的计算。第三章大气污染气象学一、名词解释大气圈，大气圈垂直结构，大气边界层，自由大气，空气相对湿度，大气绝热过程，干绝热直减率，位温，大气稳定度，热岛效应二、填空1、根据气温在垂直于下垫面方向上的分布，可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。2．大气温度随高度增加而降低，每升高100米，平均降温约0.65℃。而干空气块（或未饱和的湿空气块）的干绝热直减率是1k/100m。3．大气成分的垂直分布，主要取决于分子扩散和湍流扩散的强弱。在80－85km以下的大气层中，以湍流扩散为主，大气的主要成分氮和氧的组成比例几乎不变，称为均质大气层。在该层以上的大气层中，以分子扩散为主。气体组成随高度变化而变化，称为非均质层。4．根据自然现象将风力分为13个等级（0～12级），那么当风力等级为4级风时的风速是km/h。5．云是表示大气状态的一个重要气象要素，从污染扩散的角度看，主要关心的是云量和云高。云量记录时，一般总云量和低云量以分数的形式记入观测记录。总云量作分子，低云量作分母。6．气温沿垂直高度的分布称为温度层结，主要有四种类型:：递减层结，中性层结，等温层结，逆温。7、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。8．高架点源排放烟流形状和特点与大气稳定度有密切关系。典型的烟流形状有波浪型、锥形、扇型、屋脊型、熏烟型。9．大气的运动是在各种力的作用下产生的。作用于大气的力有气压梯度力、重力、地转偏向力、摩擦力和惯性离心力。10．平均风速随高度的变化称为风速廓线。根据湍流半经验理论推导出的两种风速廓线模式是对数律风速廓线模式和指数律风速廓线模式。三、简答1、对流层的主要特征是什么？2、简述太阳、大气和地面的热交换过程。？3、简述大气稳定度的判别过程。4．简述辐射逆温和下沉逆温的形成机理。5．简述海陆风和山谷风的形成过程。四，计算1．根据指数律风速廓线模式推算不同高度处的平均风速。2．大气稳定度的判定。3．一个在30m高度释放的探空气球，释放时气温为12.8℃，气压为101.85kPa。释放后陆续发回的气温和气压记录如下表所给。①估算每一组数据发出的高度。②判断各层大气的稳定情况。测定位置23456789气温/℃10.412.014.215.413.012.61.60.8气压/kPa101.10100.0098.8197.390.685.0772.57.15第四章大气扩散浓度估算模式一、名词解释烟囱有效高度，熏烟过程、地面绝对最大浓度，危险风速，混合层高度，通风系数，污染系数二、填空1、大气的无规则运动称为大气湍流。按照湍流形成的原因，大气湍流可分为热力湍流和机械湍流。热力湍流取决于大气稳定度，机械湍流取决于风速梯度和地面粗糙度。2．大气扩散的基本问题，是研究湍流和烟流传播和物质浓度衰减的关系问题。目前处理这类问题有三种广泛应用的理论：梯度输送理论、湍流统计理论、相似理论。高斯扩散模型是在大量实测资料分析的基础上，应用湍流统计理论得到了正态分布假设下的扩散模型，其理论模型的坐标为右手坐标系。3．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。4．产生烟气抬升有两方面的原因：一是烟囱出口的初始动量。二是由于烟温高于周围气温而产生的浮力。5．目前，常用的烟气抬升高度计算公式有霍兰德公式、布里格斯公式和中国国家标准规定的公式。6．P-G扩散曲线法中，将大气稳定度级别分为强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定、稳定。7．在特定的气象条件下，污染物的垂直扩散收到限制，只能在地面和逆温层之间进行，描述这种扩散的模型叫“封闭型”扩散模型。8．城市中的街道和公路上的汽车排气可以作为线源。线源分为无限长线源和有限长线源。9．按地面最大浓度计算烟囱高度的依据是保证污染物的地面最大浓度不超过国家标准规定的浓度限值。三、简答题1、高斯扩散模型的主要假设是什么？2．请写出无界空间连续点源高斯扩散模式（C(x,y,z)）、有界高架连续点源高斯扩散模式（C(x,y,z,H)）、高架连续点源地面任意一点浓度扩散模式（C(x,y,0,H)）、以及高架连续点源地面轴线浓度扩散模式（C(x,0,0,H)），地面连续点源轴线浓度扩散模式（C(x,0,0,0)）。并简述如何根据国家标准规定的方法确定扩散参数σyσz。3．简述利用“封闭型”扩散模型计算下风向距离X处地面浓度的主要内容。4．从防止大气污染的角度出发，简要说明应从那几方面考虑，选择合适的建厂地址。四、计算题（利用高斯扩散模型及其特殊条件下的推论，计算污染源下游任一点污染物浓度）1、污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多，设有效源高为H，污染源高为H，污染源到峭壁的距离为L，峭壁对烟流起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散式，当吹北风时，该模式变化为何种形式？2、某污染源排出SO2量为72g/s,有效源高为40m，烟囱出口处平均风速为4.5m/s。在当时的气象条件下，正下风向800m处的δy=40.0m,δz=18.6m.求证下风方向800m处SO2的地面浓度及此处上方与污染物水平高度相同处SO2的浓度。3、某一工业锅炉烟囱高500m，直径1.0m，烟气出口速度为20m/s，烟气温度为375K，大气温度为293K，烟囱出口处风速为6m/s，SO2排放为21.5g/s.试计算中性大气下SO2的地面最大浓度和出现的位置（大气稳定度为C级）。4、某电厂烟囱的SO2排放量为107g/s，在冬季出现下沉逆温，逆温层底高为270m,地面平均风速为3.7m/s，烟囱有效高度为150m。试计算正下风向2km和4.5km处SO2的地面浓度（大气稳定度为C级）。5、试证明高架连续点源在出现地面最大浓度的距离上，烟流中心线上的浓度与地面浓度比值等于1.38.第五章颗粒污染物控制技术基础一、名词解释斯托克斯直径，空气动力学当量直径，圆球度，粒径分布，个数筛下累积频率，个数频度，对数正态分布，空隙率，坎宁汉修正，弛豫时间，皮克莱数。二、填空题1．累计频率曲线F是有一拐点的“S”形曲线，拐点发生在频度p为最大值时对应的粒径处，这一粒径称为众径。累积频率F＝0.5时对应的粒径d50，称为中位粒径。2．粉尘的真密度用在研究尘粒在气体中的运动、分离和去除等方面，堆积密度用在贮仓或灰斗的容积确