完整版大气污染控制工程期末复习题答案Word格式.docx
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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
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。
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。
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？
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
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。
估算每一组数据发出的高度。
判断各层大气的稳定情况。
测定位置
2
3
4
5
6
7
8
9
气温/℃
10.4
12.0
14.2
15.4
13.0
12.6
1.6
0.8
气压/kPa
101.10
100.00
98.81
97.3
90.6
85.07
72.5
7.15
第四章大气扩散浓度估算模式
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
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。
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
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。
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定方面。
3．粉尘的安息角和滑动角是评价粉尘流动特定的一个重要指标。
粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据。
4．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104－1010Ω.cm。
5．对于频率密度分布曲线是对称性的分布，其众径dd、中位直径d50和算术平均直径dL关系dd＝d50＝dL；
非对称分布又是dd<
d50<
dL。
6．粉尘颗粒之间的粘附力分为三种分子力、毛细力、和静电力，通常采用粉尘层的断裂强度作为表征粉尘自粘性的基本指标。
7．根据对某旋风除尘器的现场测试得到：
除尘器进口的气流量为10000m3/h，含尘浓度为4200mg/m3。
除尘器出口的气体流量为12000m3/h，含尘浓度为340mg/m3。
那么该除尘器的处理气体流量为11000m3/h，漏风率为－20％，考虑漏风情况下的除尘效率为90.3％，不考虑漏风情况下的除尘效率为91.9％
8．某烟尘颗粒物浓度为120mg/m3，经三级旋风除尘器（每级η＝80％）和一级静电除尘器（η＝97％）处理后排放，其排放烟尘颗粒物浓度为mg/m3。
9．某旋风除尘器的局部阻力系数位8.0，气体入口风速为2m/s，气体密度为0.8kg/m3，则该除尘器的压力损失为Pa
10．在不可压缩的连续流体中，做稳定运动的颗粒必然受到流体阻力的作用，这种流体阻力通常包括颗粒在流体中运行时受到的形状阻力和摩擦阻力。
著名的斯托克斯阻力定律公式为FD=3πμdpu，通常把Re≤1的区域称为斯托克斯区域。
11．在惯性碰撞除尘过程中，颗粒能否沉降到靶上，取决于颗粒的质量及相对于靶的运动速度和位置。
惯性碰撞和拦截是唯一靠靶来捕集尘粒的重要除尘机制。
惯性碰撞的捕集效率主要取决于气流速度在捕集体周围的分布，颗粒运动轨迹和颗粒对捕集体的附着三个因素。
对于大颗粒的捕集。
12．在颗粒的扩散沉降中，扩散沉降效率取决于捕集体的质量传递皮克莱数和雷诺数，皮克莱数越大，扩散沉降越不重要。
对于大颗粒的捕集，布朗扩散的作用很小，主要靠惯性碰撞作用，反之，对于很小的颗粒，主要是靠扩散沉降。
13．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。
前者主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等。
后者主要有设备费、运行费和占地面积等。
1．请简单介绍几种不规则颗粒粒径的定义方法。
2．推导出颗粒物的斯托克斯沉降公式，并根据颗粒物在斯托克斯区域内的沉降规律，讨论如何提高重力沉降室，惯性沉降室，旋风除尘器等的沉降效率。
第六章除尘装置
分割直径，多管旋风除尘器，电子雪崩，电晕闭塞，有效驱进速度，烟气调质，斯托克斯准数，气布比。
1．根据主要除尘机理，目前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。
根据除尘过程有无液体参与，可分成干式和湿式除尘器。
根据安装形式可分为立式和卧式除尘器。
2．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。
3．重力沉降室主要有层流式和湍流式两种。
4．旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力，将颗粒物从气体中分离出来的过程。
5．普通旋风除尘器的结构主要是由进气管、筒体、锥体和排气管组成。
含尘气体进入旋风除尘器后产生旋转气流，形成外蜗旋、内蜗旋和上蜗旋三种蜗旋，其中外蜗旋和内蜗旋的旋转方向是相同的。
为了研究方便，通常把外蜗旋气体的运动分解成为三个速度分量：
切向速度，径向速度和轴向速度。
6．在旋风除尘器内，当离心力Fc和向心运动作用于尘粒上的阻力FD相等时，作用在尘粒上的外力之和等于零，粒子在内外蜗旋的交界面上不停的旋转。
处于这种平衡状态的尘粒有50﹪的可能性进入内蜗旋，也有50﹪的可能性移向外壁，它的除尘效率为50﹪，此时的颗粒粒径称为分割粒径。
7．影响旋风除尘器效率的因素有：
二次效应，比例尺寸，烟尘的物理性质，操作变量。
8．除尘器下部的严密性是影响除尘效率的一个重要因素。
当收尘量较大要求连续排灰时，可设双翻板式或回转式锁气器。
9．旋风除尘器的结构，按照进气方式可分为切向进入式和轴向进入式两类。
按照气流组织形式可分为回流式、直流式、平旋式和漩流式多种。
10．在旋风除尘器型号的表示中，X表示除尘器，L表示离心，T表示筒式，P表示旁路式。
11．静电除尘器和其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，这就决定了它具有分离粒子耗能小、气流阻力也小的特点。
12．静电除尘器的工作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板表面清除三个过程。
13．根据粒子荷电和捕集是否处于同一区域，静电除尘器类型可分为单区电除尘器和双区电除尘器两种。
一般，静电除尘器的结构包括电晕电极，集尘极，高压供电设备，气流分布板及其它辅助设备。
14．电除尘器中粒子的荷电机理主要有两种，一是电场荷电，二是扩散荷电。
粒子的主要荷电过程主要取决于粒径，对于dp>
0.5μm的微粒，以电场荷电为主，对于dp<
0.15um的微粒，则以扩散荷电为主，对于粒径介于0.15-0.5um的粒子，则需同时考虑两过程。
15．影响电场荷电的因素，对于粒子特性是粒径和介电常数。
对于电晕电场是电场强度和离子密度。
16．静电除尘器集尘极的清灰方法在湿式和干式电除尘器中是不同的，在湿式除尘器中是用水冲洗集尘板，达到清灰的目的。
在干式电除尘器中，是通过电磁振打或锤式振打清灰。
17．电晕电极的固定方式有两种，一种为重锤悬吊式，另一种是管框绷线式。
18．文丘里洗涤器常用在高温烟气的降温和除尘上，其结构主要由收缩管、喉管和扩散管组成。
实现文丘里洗涤器高效除尘的基本条件是洗涤液的充分雾化。
19．袋式除尘器中，正常运行中起除尘作用的是粉尘初层，而滤布的主要作用是形成颗粒初层和支撑骨架作用。
20．袋式除尘器的清灰方式主要有机械振动清灰，逆气流清灰和脉冲喷吹清灰三种。
1．根据斯托克斯沉降原理，如何提高沉降室的沉降效率，为什么？
2．简述旋风除尘器，静电除尘器、布袋除尘器，文丘里洗涤器的除尘机理，它们各自有何优缺点。
。
3．简述颗粒的比电阻大小会对静电除尘效果产生什么样的影响。
如何克服高比电阻的影响。
4．简述异常荷电现象有哪几种情况。
5．如何合理选择除尘器。
四计算题（略）
第七章气态污染物控制技术基础
一．名词解释
分子扩散，湍流扩散，吸收速率，亨利定律，吸收操作线最小液气比，化学吸收，气体吸附，吸附剂的活性，吸附等温线，吸附床保护作用时间，催化转化。
二．填空
1．从污染气体中脱除SO2等气体污染物的过程，是化工及有关行业中通用的单元操作过程，这种单元操作的内容包括流体输送、热量传递和质量传递。
其中质量传递过程主要采用气体吸收、吸附和催化操作
2．气体的扩散过程包括分子扩散和湍流扩散两种方式。
3．吸收传质速率方程的一般表达式为：
吸收速率＝吸收推动力×
吸收系数
4．在一定的温度和压力下，吸收过程的传质速率等于解吸过程的传质速率，气液两相就达到了动态平衡，简称相平衡或平衡。
5．根据双膜理论，气体吸收传质过程的总阻力等于气相传质阻力和液相传质阻力之和。
对于难溶气体组分，溶质在溶剂中的吸收传质速率主要由液膜传质过程所控制，例水吸收O2。
对于易溶气体组分，吸收传质速率主要由气膜传质过程控制，例如碱液吸收SO2。
对于中等溶解度的气体组分，组分的传质速率是受气、液膜传质过程所控制，例如水吸收SO2。
6．设计吸收设备时，获取吸收系数的途径有：
实验测定，选用适当的经验公式进行计算；
选用适当的准数关联式进行计算。
7．填料层高度的计算涉及物料衡算，传质速率与相平衡三种关系式的应用。
8．气体溶于液体中，若发生化学反应，则被吸收组分的气液平衡关系既应服从相平衡关系，又应服从化学平衡关系。
9．化学吸收中的化学反应过程主要分为：
被吸收组分与溶剂的相互作用；
被吸收组分在溶液中解离；
被吸收组分与溶剂中活性组分作用三类。
在特定的条件下，上述三种反应过程可以同时出现在同一化学吸收过程中。
10．化学吸收和物理吸收在与其气相中的分压及温度之间的关系上，存在一定差异。
提高温度和增加压力可以改善化学吸收过程；
而对物理吸收，降低温度和增加压力可以改善液体中污染物的溶解度。
11．气体吸收是气－液传质过程，气体吸附是气－固传质过程。
12．影响气体吸附的主要因素有：
操作条件，吸附剂的性质，吸附质的性质与浓度，吸附剂的活性等。
13．吸附剂的活性分为静活性和动活性。
14．吸附剂的再生方法主要有加热解吸再生，降压或真空解吸再生，溶剂萃取再生，置换再生，化学转化再生等。
15．目前常用的吸附等温线主要有Freundlich方程式，Langmuir方程式，BET方程式三种，其中利用BET方程式可以测定和计算固体吸附剂的比表面积。
16．吸附工艺按吸附剂中的工作状态可分为固定床、流动床及沸腾（流化床）床吸附过程。
按操作过程的连续与否可分为间歇吸附过程与连续吸附过程。
17．催化剂按其存在状态可分为气态、液态和固态三类。
催化剂通常由活性组分、助催化剂和载体组成。
18．催化剂的性能主要指其活性、选择性和稳定性。
三．简答题
1．简述气液传质双膜理论的基本内容。
2．简述如何利用吸收操作线确定吸收塔的最小液气比。
3．同物理吸收相比较，化学吸收有哪些优点？
简述化学反应速度对化学吸收的影响。
4．简述物理吸附和化学吸附的基本特征。
5．工业用吸附剂应该具备哪些条件？
6．请写出Langmuir型和Freundlich型的吸附等温方程式，并讨论如何通过试验手段确定式中的参数a、b、K和1/n
7．试分析如何提高吸收效率？
第八章硫氧化物的污染控制
煤的气化、煤的液化、重油脱硫、“双碱流程”，
1．根据大气中SO2的主要来源，控制SO2排放的重点是控制与能源活动有关的排放。
控制的方法有：
低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、燃烧过程脱硫和末端尾气脱硫。
2．煤炭转化主要是气化和液化，即对煤进行脱碳或加氢改变其原有的碳氢比，把煤炭转化为清洁的二次燃料。
3．煤气主要是氢、一氧化碳和甲烷等可燃气体的混合物。
煤气中的硫主要以H2S形式存在。
4．煤的气化技术按照煤在气化炉中的流体力学行为，可分为移动床、流化床、气流床三种方法。
煤的液化可分为直接液化和间接液化两大类。
5．流化床燃烧脱硫的主要影响因素有钙硫比、煅烧温度、脱硫剂颗粒尺寸和空隙结构、脱硫剂种类。
6．在SO2尾气回收工艺中，回收产物通常为元素硫、硫酸或液体SO2。
7．烟气脱硫方法，根据脱硫剂的使用情况可分为抛弃法和再生法。
根据脱硫剂是否以溶液状态进行脱硫可分为湿法、干法或湿干法。
8．在石
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