大气污染控制工程期末复习题答案.docx

1、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PMio,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，101325P8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

2、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 1.0卩m，密度为2500k

3、g/m3，如果散射率K二2，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 准。13. 目前，我国空气污染指数的记入项目为 2W、SO2、NO2、CO、03。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

4、、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

5、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。

6、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

7、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

8、 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

9、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、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065C。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

10、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（012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

11、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

12、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 C,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23456789气温/C10.412.014.215.413.012.61.60.8气压/kPa101.10100.0098.81 97.390.685.0772.57.15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

13、 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

14、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,O,H）、以及高架连续 点源

15、地面轴线浓度扩散模式（C（x,O,O,H），地面连续点源轴线浓度扩散模式（C（x,O,O,O）。 并简述如何根据国家标准规定的方法确定扩散参数c y c z。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

16、源排出SQ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S y=40.0m, S z=18.6m.求证下风方向800m处 SQ的地面浓度及此处上方与污染物水平高度相同处 SO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，SQ排放为21.5g/s试计算中性大气下 SQ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SQ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

17、囱有效高度为150m试计算正下风向2 km和4.5km处SQ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d5o,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

18、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 1010Q .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 = d;非对称分布又是 dd d50 0.5卩m的微粒，以 电场荷电 为主,对于dp0.15um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

19、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

20、冲喷吹清灰三种。、简答题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

21、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：吸收速率二吸收推动力X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 02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 S02对于中等溶解度的气体组分，组分的传质速率是受气、

22、液膜传质过程所控制，例如水吸收 S026.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

23、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 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、

24、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。3.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/n7.试分析如何提高吸收效率？第八章硫氧化物的污染控制1.名词解释煤的气化、煤的液化、重油脱硫、“双碱流程”，2.填空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