大气污染控制工程作业三+四+五.docx

1、大气污染控制工程 作业三+四+五 大气污染控制工程 作业三：一、单项选择题：（每小题1分，共*分）( ) 1、下面哪一种大气污染物不是气溶胶状态的污染物？A、尘粒B、雾珠C、SO2D、可吸入颗粒物( ) 2、排放时间短暂、不固定，具有突然性的大气污染源是：A、连续源B、瞬间源C、间断源D、面源( ) 3、在大气中主要污染物为烯烃、NOx、烷、醇、O3、HO等，其大气污染类型是：A、石油型B、煤烟型C、混合型D、特殊型( ) 4、某一层大气由于上下强烈对流，200m处大气温度20.5，在350m处大气温度为：A、20.5B、19.5C、19.0D、18.5( ) 5、经测量，地面气温23.2，在

2、150m高空气温21.3，则此层大气层结状态为：A、不稳定B、稳定C、中性D、逆温1、C、2、B、3、A、4、D、5、C、( ) 6、在下雪后，一股暧空气被微风吹到雪地上时，可能发生的逆温是：A、平流逆温B、锋面逆温C、辐射逆温D、下沉逆温( ) 7、烟流形状为平展形时，大气稳定度状态是：A、稳定B、中性C、不稳定D、逆温 ( ) 8、为了防止发生烟流下洗现象，烟囱高度应该周围建筑物的高度。A、小于B、等于C、大于D、大于1.5倍( ) 9、在化学吸收中，慢速反应时，化学反应的存在对总传质速率影响A、不大 B、较大C、非常大 D、不能确定( )10、下面哪一个是固定吸附床的优点？A、吸附剂导热

3、性能差B、连续操作C、吸附剂磨损小D、需要备用设备6、A、7、A、8、D、9、A、10、C、( )11、在气固相催化反应时，如果是内扩散控制，则：A、气相主体浓度气固相界面浓度催化剂内部浓度催化剂表面平衡浓度B、气相主体浓度气固相界面浓度催化剂内部浓度催化剂表面平衡浓度C、气相主体浓度气固相界面浓度催化剂内部浓度催化剂表面平衡浓度D、气相主体浓度气固相界面浓度催化剂内部浓度催化剂表面平衡浓度 ( )12、在气固相催化反应器设计中，空间速度增大，催化反应器的直径将：A、增大B、不变C、减小D、不能确定( )13、在锅炉烟气中，NO2占NOx总量的A、0%B、5%C、10%D、15%( )14、在

4、集气罩设计中，控制速度与污染物的 有关。A、速度B、浓度C、温度D、总量( )15、下面哪一种不是汽车尾气中主要污染物？A、NOB、SO2C、COD、CH11、D、12、C、13、B、14、A、15、B、( )16、车间有两个吸气罩，合并后进入一个管道，如果两条管线压力损失不平衡，应该A、将压力损失大的管线增加阀门B、将压力损失大的管线直径缩小C、将压力损失小的管线直径缩小D、将压力损失大的管线直径扩大( ) 17、下面哪一种大气污染物是石油型污染的主要污染物？：A、烟气B、粉尘C、SO2D、NO( ) 18、下面哪种是按污染物排放的方式分类的污染源？A、移动污染源B、高架源C、工业污染源D、

5、固定污染源( ) 19、下面哪一种大气污染物是气溶胶状态的污染物？A、COB、NOC、SO2D、可吸入颗粒物( ) 20、从总体情况来看，平流层中气温随高度增加而A、上升B、不变C、下降D、不能确定16、C、17、D、18、B、19、D、20、A、( ) 21、某一层大气处于中性状态，地面大气温度14.6，在150m高空大气温度为：A、14.6B、14.0C、13.1D、13.1( ) 22、经测量，地面气温12.4，在150m高空气温10.7，则此层大气层结状态为：A、不稳定B、稳定C、中性D、逆温( ) 23、烟流形状为波浪形时，大气稳定度状态是：A、稳定B、中性C、不稳定D、逆温( )

6、24、发生逆温时，温度随高度增加而：A、升高 B、不变C、降低 D、先升高后降低( ) 25、为了防止烟流下洗，烟囱高度应该：A、与周边建筑物一样高B、与周边建筑物高度无关C、低于周边建筑物高度D、大于周边建筑物高度的1.5倍21、D、22、A、23、C、24、A、25、D、( ) 26、在化学吸收中，快速反应时，总传质速率的增强系数A、接近最大值 B、降低C、R D、不能确定( )27、下面哪一个是移动床的优点？A、吸附剂磨损小B、连续运行C、设备庞大D、运行费用低( )28、在气固相催化反应时，如果是外扩散控制，则：A、气相主体浓度气固相界面浓度催化剂内部浓度催化剂表面平衡浓度B、气相主体

7、浓度气固相界面浓度催化剂内部浓度催化剂表面平衡浓度C、气相主体浓度气固相界面浓度催化剂内部浓度催化剂表面平衡浓度D、气相主体浓度气固相界面浓度催化剂内部浓度催化剂表面平衡浓度( )29、在催化反应器设计中，空间速度增大，说明催化剂的生产能力A、减小B、不变C、增大D、无关( )30、由于锅炉烟气中NO2占NOx总量的 ，所以用湿法脱硝效率低。A、0%B、5%C、10%D、15%26、C、27、B、28、C、29、C、30、B、( )31、在集气罩设计中，控制速度与污染物的 有关。A、浓度B、温度C、种类D、不能确定( )32、吹吸式集气罩设计时，吸气量与 无关。A、吹吸气口距离B、吸气口面积C

8、、吸气速度D、吹气量( ) 33、车间有两个吸气罩，合并后进入一个管道，如果两条管线压力损失不平衡，应该A、将压力损失大的管线增加阀门B、将压力损失大的管线直径缩小C、将压力损失小的管线直径缩小D、将压力损失大的管线直径扩大31、C、32、C、33、C、 武汉大学资源与环境科学学院2009-2010学年第 二 学期期末考试 大气污染控制工程试题B答案姓名 年级任课教师：学号专业系主任签名：一、单项选择题：（每小题1分，共35分）1-10、B、A、C、D、A、C、A、D、A、B、11-16、B、C、B、B、C、C、二、名词解释(每小题2分，共*分)1、扩散参数-由概率统计计算的方差开方2、干绝热

9、直减率-干空气在绝热上升或下降过程中，每升高或降低单位高度（通常取100m）的温度变化率的负值，称干空气温度绝热垂直递减率：三、问答题(共*小题，共*分) 1、催化作用的特征是什么？简述气-固相催化反应的过程。（8分）答：只能加速化学反应的速度，不能使平衡移动；有特殊的选择性 组分A从气流主体扩散到颗粒外表面，称外扩散； 组分A从颗粒外表面通过微孔扩散到颗粒内表面，称内扩散； 组分A在内表面上被吸附，一般为化学吸附； 组分A在内表面上进行化学反应，生成产物B； 生成物B从内表面上脱吸； 生成物从颗粒内表面通过微孔扩散到颗粒外表面； 反应生成物B从外表面扩散到气相主体。2、影响大气污染扩散的主要

10、气象要素有哪些？是如何影响的？（7分）答：风，风速大，污染物扩散加快，云量云状，云量大，一般是中性。大气稳定度，大气稳定造成污染物扩散困难。温度层结，大气的温度层结对污染扩散影响大，特别是逆温。3、目前工业上常用的烟气脱硝工艺是什么？写出反应方程和工艺流程。(7分)答：选择性催化还原（SCR）。4NH3 + 4NO + O2 4N2 + 6H2O 8NH3 +6NO2 7N2 + 12H2O四、计算题(每小题8分，共8分)：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之比值为1.38。证明：出现地面最大浓度时，烟流中心线上的浓度为： 大气污染控制工程 作业四：大气

11、作业4 答案1、解：地面最大浓度：当时，地面浓度达到最大。计算得，此时的x=47006.9m， 地面最大浓度为： 2、解：， 3、解： 4、解：地面最大浓度：当时，地面浓度达到最大。（2分）计算得，此时的x=36200m，当x=42100m时， 地面最大浓度为： 1、某燃煤锅炉烟气中NOx（折算成NO2）排放量为1250kg/h，烟囱几何高度210m，抬升高度468.3m，烟流处平均风速为18.6m/s，在大气稳定度D的条件下，求地面最大浓度及发生最大浓度的位置？（6分） （已知扩散参数的数学表达式为y =0.161？X0.8，z =0.422？X0.654）1、解：地面最大浓度：当时，地面浓

12、度达到最大。计算得，此时的x=47006.9m， 地面最大浓度为： 2、某市郊区地面10m高处的风速为2.7m/s，当风速廓线指数m=0.07时，试估算50m、100m高度处的风速。（4分）2、解：， 3、某一地区风速的实测数据如下表，计算这一层大气的幂指数m值。高度z/m 10 20 30 40 50风速u/m.s-1 2.60 3.12 3.53 3.82 4.203、解： 4、某一高架点源SO2排放为2650kg/h，烟囱几何高度240m，抬升高度538.42m，烟流处平均风速为26.3m/s，在大气稳定度D条件下，试求最大地面浓度是多少？ （已知扩散参数的数学表达式为y =0.161？

13、X0.8，z =0.422？X0.654）4、解：地面最大浓度：当时，地面浓度达到最大。（2分）计算得，此时的x=36200m，当x=42100m时， 地面最大浓度为： 大气污染控制工程试题5 答案一、名词解释1、辐射逆温：在晴朗无云的夜间，风速较小时，地面冷却快，空气冷却慢而形成上面温度高下面温度低。2、干绝热直减率：干空气在绝热上升或下降过程中，每升高或降低单位高度（通常取100m）的温度变化率的负值。3、扩散荷电：离子作不规则热运动与粒子相撞使粉尘荷电。4、电晕放电：在强电场的作用下，电场中的电子被加速到很高的速度，并通过碰撞气体分子电离产生电子和正离子。这一过程在极短时间内反复进行无数

14、次，从而产生大量电子的过程。5、城市热岛环流：由城乡温度差引起的局地风。城市温度高，空气上升，周围的空气补充所形成的从四周吹向城市中心的风。6、控制距离：在气罩设计中控制点至罩口的距离7、粒径分布：某一粒子群中，不同粒径的粒子所占的比例8、除尘效率：在同一时间内，除尘器除去粉尘量和进入粉尘量的百分比。二、问答题：1、为什么城市大气污染最严重的是上午8-10点？结合熏烟型大气污染的特征进行分析。(6分)答：城市大气污染主要是污染物排放后扩散引起的。大气污染最严重的是上午8-10点。夜间污染物在上（逆温底）、下（地面）之间扩散。熏烟（或漫烟）扩散是在夜间发生辐射逆温时，烟流积累在逆温层中，太阳升起

15、后，逆温从地面开始消失，当消失到烟流边缘以上时，便发生强烈的向下混合作用，使地面浓度增大。一般熏烟污染发生在辐射逆温消失后，大多发生在上午8-10点。造成城市污染在上午有一个最高峰值。2、简述选择性催化还原法烟气脱硝技术的原理。有什么优缺点？在工程实际中如何应用？（7分）答：选择性催化还原技术（SCR）通过在烟气中加入氨气，在催化剂的作用下，利用氨气与NOx的有选择性的反应过程，可以将NOx还原成N2和H2O。其主要反应式为：2NO24NH3O23N26H24NO4NH3O24N26H2O副反应：4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O 优点：脱硝

16、效率高，温度控制方便，技术成熟，还原剂用量少，氨逃逸率低，运行可靠，缺点：需要催化剂，价格高，投资大，运行费用高，应用：适用于大机组根据上述分析，大容量锅炉宜采用SCR法进行烟气脱硝，先进行低氮燃烧控制氮氧化物的产生浓度，后采用SCR降低排放浓度。 3、机动车尾气的污染物主要是什么？如何净化？综合控制城市机动车尾气污染的措施有哪些？（7分）答： 汽车尾气主要污染物：NO、碳氢化合物（CH）、CO催化还原：对尾气中的NOx进行催化还原反应，还原剂利用废气中的CO、CH化合物。 CO + 2NO N2 + CO2 CH + 2NO N2 + CO2 + H2O * 催化氧化：对尾气中剩余的CO、C

17、H化合物进行催化氧化。 CO + O2 CO2 CH + O2 CO2 + H2O综合措施：逐步推进严格排放标准、强化在用车排放监管、提高油品质量、加速老旧车辆淘汰和更新高频使用车辆、油气回收治理、引导绿色出行4. 简述电除尘器的除尘过程。 分析SNCR或SCR脱氮系统对后置电除尘器除尘性能的影响。(5分)答案：在电晕极和集尘极之间施加高压直流电压，建立非匀强电场，在电晕极发生电晕放电，气体电离，在两极间产生大量的电子和离子。含尘气体通过电场空间时，粉尘粒子进行荷电。荷电粒子在电场中库仑力的作用下驱向集尘极到达集尘极后放出电荷而沉积在集尘极板上。集尘极板上粉尘积累到一定厚度后，通过清灰使粉尘落

18、入灰斗。SNCR或SCR工艺系统后续电除尘器的影响：由于SNCR或SCR工艺的NH3逸出量较多，并产生一定量的H2O，从而使粉尘比电阻降低，有利于电除尘器运行，电除尘器效率增加；5. 湿式除尘器的除尘机制是什么？如何强化这些作用？（5分）答案：湿式除尘器中水与粉尘接触的形式：水滴、水膜、气泡。湿式除尘器的除尘机制有：(1) 惯性碰撞：当气流流过水滴时，气流中的粉尘，由于惯性力作用而脱离流线，碰撞到水滴上；(2) 拦截作用：沿流线绕过水滴运动的粉尘，当其半径大于流线到水滴的距离时，被水滴拦截下来。强化方法：(1) 冷凝凝聚：Solivore洗涤器、蒸汽水除尘器、高温水除尘器(ADTEC除尘器 (

19、2) 静电作用：粉尘和水滴分别进行荷电，促进粉尘和水滴的接触凝聚和洗涤过程(3) 发泡剂：加入表面活性剂，促进粉尘和水滴的凝聚和洗涤过程6. 为了改善大气环境，粉尘排放标准要求做到20mg/Nm3，为此出现了新型的电除尘器，如低低温电除尘器、移动极板电除尘器，请说明其除尘性能为什么优于常规除尘器。（6分）答案：低低温电除尘器：通过换热器将烟气温度降低到70，从而使烟气量减少，粉尘比电阻降低，这都有利于提高粉尘除尘效率。移动极板电除尘器：移动极板使极板表面始终保持清洁，使极板电特性较好，不会发生反电晕，减少粉尘二次飞扬，从而有利于提高除尘效率。7. 布袋除尘器滤料纤维的网孔尺寸为520m，它如何

20、除去0.1m的细小粉尘？既然布袋除尘器可以做到很高的除尘效率，为什么在提高PM2.5的捕集效率时提出了发展结合电除尘器和袋除尘器特点的电袋除尘器？（6分）答案： 布袋除尘器在运行初期，滤料由于网孔尺寸比较大，颗粒通过惯性碰撞、拦截、静电和扩散作用，以滤料纤维为骨架建立粉尘初层，当粉尘初层建立后，利用粉尘之间的细小间隙进行除尘，随着粉尘层的增加，除尘效率增加，粉尘之间的间隙缩小，因而可以过滤除去0.1m的细小粉尘，真正起过滤除尘作用的是粉尘层，而不是滤料纤维。要除去0.1m的细小粉尘，袋表面必须维持一定的粉尘层。 布袋除尘器要除去PM2.5就需要一定的粉尘层，即除尘阻力会较高，气体量会降低。并且

21、粉尘会在高压差的情况下挤过滤袋。电袋除尘器： 电除尘器+布袋除尘器，粉尘在前级电除尘器中进行了荷电，其中一部分细小粉尘会凝聚成较大颗粒，利于被后续滤袋除去；荷电粉尘在布袋除尘器中就能更好地沉积在作为集尘极的滤料上，被滤料过滤下来，从而提高除尘效率；同时由于粉尘带电，荷电粉尘在滤袋表面由于相互排斥而呈疏松的状态，从而使阻力降低，气体处理量增大。因而综合看电袋除尘器性能优于电除尘器和袋除尘器。8、湿法吸收法是烟气净化的重要技术措施，结合湿法烟气脱硫简要分析影响气体吸收净化的影响因素？（7分）答：影响因素：入口烟气参数：烟气温度、烟气中浓度、烟气含尘浓度的影响； 吸附剂品质、纯度和粒度的影响。 运行

22、因素的影响：浆液pH值的影响、液气比L/G的影响、浆液停留时间的影响、吸收液过饱和度的影响、吸收塔内烟气流速的影响9、颗粒状污染物在大气中的扩散特点是什么？如何推导颗粒物大气扩散模式？（7分）答：颗粒物与气态污染物相比，密度相对较大，在大气中会逐渐沉降，因此其扩散烟流会逐渐倾斜下降。对于排放的粒径小于15m的颗粒物，其地面浓度可按气体扩散模式计算。对于粒径大于15m的颗粒物，由于具有明显的重力沉降作用，将使浓度分布有所改变，可按倾斜烟流模式计算地面浓度：一是考虑地面的吸收，用颗粒物的地面反射系数来表示，另外考虑颗粒物的策略沉降。10、在SCR烟气脱硝工艺中，制氨的方法有哪几种？分别是如何制取的

23、？（6分）答：氨制备及储存系统 尿素法：典型的用尿素制氨的方法有AOD（Ammonia on demand，即需制氨法）法。 氨水制氨法：通常是用25的氨水溶液，将其置于存储罐中，然后通过加热装置使其蒸发，形成氨气和水蒸汽。 纯氨法：液态氨的储存设计和运行操作必须符合国家危险品安全规范规定。液态NH3必须存放在圆形或圆柱形压力罐内，置放在地面。液态NH3采用压力罐车运送。11. 分析电除尘器中反电晕发生的原因并给出防止反电晕的几种途径。（6分）答案：对于高比电阻粉尘，由于导电性能差，粉尘到达极板时电荷释放困难，附着在极板上的粉尘所残留的电荷与极板间形成一定的电位差U，Uj，当U达到一定程度时，

24、粉尘层内部空气被击穿，产生反向放电（反电晕）。降低粉尘比电阻：烟气调质、采用高温电除尘器、降低烟气温度减少电晕电流j：采用电流密度均匀的型板、采用辅助电极、使用双区电除尘器、采用脉冲供电减少粉尘厚度：加强极板振打清灰、湿式清灰、移动极板12、文丘里湿式除尘器的除尘过程？（5分） 答案：文丘里湿式除尘器的除尘过程由三个过程组成雾化：当烟气流经文丘里管时，烟气速度在喉部达到最大，气流处于强烈的紊流状态，气液相对速度增大，从喷嘴出来的水滴被高速气流进一步撕碎成很细的水滴。粉尘与水滴充分接触，相互碰撞、凝聚。凝聚：由于相对速度较大，粉尘与水滴充分接触，相互碰撞、凝聚。当气流进入扩散管后，速度降低，压力

25、升高，水滴以粉尘为凝结核进一步凝结，粉尘凝聚成较大的含尘水滴后进入捕滴器。除尘、脱水：含尘水滴在离心力和器壁水膜的作用下除去。13. 半干法烟气脱硫是在电除尘器前的烟道或脱硫塔中喷入消石灰浆液或消石灰粉与水分别喷入，石灰在与SO2进行化学反应的同时，不断吸收烟气中的热量使石灰中的水分蒸发干燥，烟气温度降低、湿度增加，最后反应产物以干态形式进入电除尘器被收集下来。试分析这种烟气脱硫工艺对后续电除尘器性能和运行的影响。（5分）答案：半干法脱硫过程中由于喷水和石灰，其对后续电除尘器产生如下影响：(1) 粉尘浓度增加，对系统放电特性产生影响，导致除尘效率下降；(2) 虽然喷入的石灰和产物亚硫酸钙等的存

26、在使粉尘比电阻增加，但由于喷水使烟气湿度增加，粉尘比电阻降低，除尘效率提高；(3) 由于热交换，烟气温度降低，烟气量降低，使除尘效率提高；综合起来，电除尘器的除尘效率会提高，但由于粉尘入口浓度增加，电除尘器的出口粉尘浓度会增加，有可能导致出口粉尘浓度超标。(4) 由于粉尘浓度增加，放电极和集尘极积灰增加，需要改变清灰制度，加强清灰；由于粉尘使电晕放电强度减弱，需要提高运行电压等。14. 随着粉尘排放标准提高到30mg/Nm3，现行的四电场电除尘器已不能满足排放要求，现有一种呼声将电除尘器改为袋式除尘器，或改为电袋除尘器。请结合电除尘器和袋式除尘器的特点，分析这种改造的可行性。（6分）答：由于布

27、袋除尘器具有很高的除尘效率，尤其对细小粒子具有很好净化作用，可以过滤除去0.1m的细小粉尘，并且它不受粉尘比电阻的影响，在运行过程中能维持稳定的除尘效率，因此可以保证达到30mg/Nm3的粉尘排放标准。电袋除尘器： 一般将后级电除尘器改为布袋除尘器，由于粉尘在前级电除尘器中进行了荷电，荷电粉尘在布袋除尘器中就能更好地沉积在作为集尘极的滤料上，被滤料过滤下来，从而提高除尘效率，在加上布袋除尘器本身的高效除尘，因此改造后可以保证达到30mg/Nm3的粉尘排放标准。二、名词解释：1、辐射逆温 2、干绝热直减率3. 扩散荷电 4. 电晕放电5、城市热岛环流 6、控制距离 7、粒径分布 8、除尘效率三、

28、问答题：1、为什么城市大气污染最严重的是上午8-10点？结合熏烟型大气污染的特征进行分析。(6分)2、简述选择性催化还原法烟气脱硝的原理。有什么优缺点？在工程实际中如何应用？(7分)3、机动车尾气的污染物主要是什么？如何净化？综合控制城市机动车尾气污染的措施有哪些？（7分）4. 简述电除尘器的除尘过程。分析SNCR或SCR脱氮系统对后置电除尘器除尘性能的影响。(5分)5. 湿式除尘器的除尘机制是什么？如何强化这些作用？（5分）6. 为了改善大气环境，粉尘排放标准要求做到20mg/Nm3，为此出现了新型的电除尘器，如低低温电除尘器、移动极板电除尘器，请说明其除尘性能为什么优于常规除尘器。（6分）

29、7. 布袋除尘器滤料纤维的网孔尺寸为520m，它如何除去0.1m的细小粉尘？既然布袋除尘器可以做到很高的除尘效率，为什么在提高PM2.5的捕集效率时提出了发展结合电除尘器和袋除尘器特点的电袋除尘器？（6分）8、湿法吸收法是烟气净化的重要技术措施，结合湿法烟气脱硫简要分析影响气体吸收净化的影响因素？（7分）9、颗粒状污染物在大气中的扩散特点是什么？如何推导颗粒物大气扩散模式？（7分）10、在SCR烟气脱硝工艺中，制氨的方法有哪几种？分别是如何制取的？（6分）11、分析电除尘器中反电晕发生的原因并给出防止反电晕的几种途径。(6分)12. 文丘里湿式除尘器的除尘过程？（5分）13、半干法烟气脱硫是在电除尘器前的烟道或脱硫塔中喷入消石灰浆液或消石灰粉与水分别喷入，石灰在与SO2进行化学反应的同时，不断吸收烟气中的热量使石灰中的水分蒸发干燥，烟气温度降低、湿度增加，最后反应产物以干态形式进入电除尘器被收集下来。试分析这种烟气脱硫工艺对后续电除尘器性能和运行的影响。(5分)14、随着粉尘排放标准提高到50mg/Nm3，现行的四电场电除尘器已不能满足排放要求，现有一种呼声将电除尘器改为袋式除尘器，或改为电袋除尘器。请结合电除尘器和袋式除尘器的特点，分析这种改造的可行性。（6分）