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1 大 气 污 染 控 制 工 程 题 篇 1 一、填空题（120 分） 1、大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类： 和 。 2、按人们的社会活动功能不同，大气人为污染源主要有三方面： 、 、 。 3、环境空气质量分为 级；环境空气质量功能区分为 类；一类区执行 级标准；二类区执行 级标准；三类区执行 级标准。 4、煤的元素分析常用的基准主要有 、 、 和 四种。 5、理论空气量是指单位燃料按 完全燃烧所需要的空气量，它由 的组成决定。 一般把超过理论空气量多供给的空气量称为 ，过剩空气系数是指 。 6、燃料完全燃烧所必需的条件有 、 、 、 、 。通常把 、 和 称为燃烧过程的“三 T” 7、空燃比定义为 ，它可以由燃烧方程式直接求得。 8、燃烧设备的热损失主要包括 、 、 。 9、 燃烧烟气分为 、 ；燃烧烟气中的水蒸气主要来自三 方面： 、 、 。 10、实际烟气体积等于 、 之和。 11、用显微镜法观测颗粒时，得到 、 、 三种粒径。 2 12、如果某种粉尘的粒径分布符合对数正态分布，则无论是质量分布、粒数分布还是表面积分 布，它们的 相同，累积频率分布曲线在对数概率坐标图中为相互 的直线。 13、粉尘的物理性质主要包括 、 、 、 等几种（任意说出四种） 。 14、评价净化装置性能的技术指标主要有 、 、 、等三项。 15、驰豫时间为颗粒-气体系统的一个基本特征参数，它的物理意义为：由 于 使 颗 粒 的 速 度 减 小 到 它 的 初 速 度 的 时 所 需 的 时 间 。 16、 目 前 常 用 的 除 尘 器 主 要 有 、 、 、 等四大类。惯性除尘器在除尘过程中除借助 力的作用外，还 利 用了 力和 力的作用。 17、机械式除尘器通常指利用 (重力、惯性力和离心力等) 的作用使颗粒物与气流分 离的装置，包括 、 和 等。 18、在旋风除尘器内，气流的运动非常复杂，为研究方便，通常将气体在除尘器内的运动分解 为 三个速度分量，即 、 、 速度。 速度是决定气流速度 大 小的主要速度分量。外涡旋的切向速度 于旋转半径，内涡旋的切向速度 于 旋转半径，在 处气流切向速度最大。 19、在旋风除尘器内，粒子的沉降主要取决于离心力 Fc 和向心运动气流作用于尘粒上的阻力 FD。 在内、外涡旋界面上：如果 ，粒子在离心力推动下移向外壁而被捕集；如果 ， 粒子在向心气流的带动下进入内涡旋，最后由排出管排出；如果 ，粒子在交界面上不 停地旋转。 3 20、旋风除尘器的结构型式按进气方式可分为 进入式和 进入式两类， 进入式又分为直入式和蜗壳式。 21、流化床燃烧脱硫具有炉内 的优点，其燃烧本质上是一种低温燃烧过程，炉内存 有 局部 气氛，NOx 的发生量少。 22、燃烧过程中形成的 NOx 分为两类，一类是由燃料中固定氮生成的 NOx，称为 型 NOx，另一类是由大气中氮生成，称为 型 NOx。在 NOx 形成过程中，低温有利于 的生成，高温有利于 的生成。因此，控制燃烧过程中 NO 的形成主要发展 了 、 两项技术。 23、催化还原法除 NOx 分为 、 两类。前者所用还原剂 为 ，后者用 作还原剂，选择性地将 NOx 还原为 N2。 24.按集尘电极的型式不同，电除尘器可以分为 除尘器和 除尘器。 25、电除尘器的工作原理涉及三个方面： 、 、 三个基本过程。 26、湿式除尘器在通常的工作条件下主要是液滴和尘粒之间的 及拦截作用。因此，与 尘粒的 密切相关。 27、惯性碰撞参数定义为： 。 28、文丘里洗涤器，常用在高温烟气降温和除尘上，由 、 和 组成。 29、过滤式除尘器的滤袋表面形成的粉尘层称为 ，它是袋式除尘器的主要过滤层。 一 般用 表示滤布表面粉层的厚度。气布比是指烟气实际 流量与 之比。 30、在电除尘器中存在两种截然不同的粒子荷电机理，一种是 ，另一种是 。 对前一种荷电过程主要依赖于 ，后一种荷电过程则依赖于离子的 。粒子的 4 荷电过程取决于粒径大小，对于粒径大于 0.5m 的微粒，以 荷电为主，粒径小于 0.15 m 的微粒，则以 荷电为主，粒径介于 0.150.5m 的微粒，需同时考虑这两种过程。 31、影响旋风除尘器效率的因素有： 、 、 和 。 32、湿式除尘器是使 与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的 及其他作用，捕集颗粒或使粒径增大的装置。在工程上使用的湿式除尘器型式 很 多，总体上可分为 和 两类。 33、过滤式除尘器是使含尘气流通过 将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃 纤 维等填充层作滤料的过滤器，称为 ，主要用于通风和空气调节方面的气体净化； 采用廉价的砂、砾、焦炭等颗粒物作为滤料的过滤器称为 ，在高温烟气除尘方 面 引人注目；采用纤维织物作滤料的过滤器称为 ，在工业尾气的除尘方面应用较 广。 二 、 简 答 题 （ 100 分 ） 1、 电 除 尘 器 最 适 宜 的 粉 尘 比 电 阻 为 多 少 ？ 比 电 阻 过 高 或 过 低 ， 对 电 除 尘 器 的 除 尘 效 率 有 哪 些 影 响 ？ （ 5 分 ） 2、 石 灰 石 灰 石 吸 收 法 烟 气 脱 硫 存 在 哪 些 问 题 ， 如 何 解 决 ？ （ 5 分 ） 3、 选 择 除 尘 器 时 应 注 意 哪 几 个 方 面 的 问 题 ？ （ 5 分 ） 4、 湿 式 除 尘 器 有 何 优 缺 点 ？ （ 10 分 ） 5、 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 原 因 是 什 么 ？ （ 5 分 ） 5 6、 催 化 剂 用 于 气 体 污 染 物 的 治 理 过 程 与 吸 收 、 吸 附 法 相 比 有 何 优 点 ？ 何 为 催 化 剂 的 主 活 性 物 、 载 体 、 助 催 化 剂 ， 各 自 的 作 用 是 什 么 ？ （ 10 分 ） 7、 工 业 用 吸 附 剂 必 须 具 备 哪 些 条 件 ？ （ 5 分 ） 8、 著 名 的 希 洛 夫 方 程 式 为 ，请说明公式中各个符号代表的意思以及常数 K 代0KL 表的物理意义。 （ 5 分 ） 9、 燃 烧 设 备 的 热 损 失 主 要 有 哪 些 ？ （ 5 分 ） 10、 如 何 控 制 燃 烧 过 程 引 起 的 氮 氧 化 物 的 污 染 ？ （ 5 分 ） 11、 净 化 氮 氧 化 物 的 选 择 性 与 非 选 择 性 催 化 还 原 的 主 要 区 别 是 什 么 ？ （ 5 分 ） 12、 什 么 是 理 论 空 气 量 ？ 燃 料 完 全 燃 烧 必 需 具 备 的 条 件 是 什 么 ？ （ 5 分 ） 13、 影 响 燃 煤 烟 气 中 飞 灰 排 放 特 征 的 因 素 有 哪 些 ？ （ 5 分 ） 14、 静 电 除 尘 器 有 何 优 缺 点 ？ （ 10 分 ） 15、 名 词 解 释 （ 15 分 ） （ 1） 斯 托 克 斯 直 径 （ 2） 空 气 动 力 学 直 径 （ 3） 驰 豫 时 间 的 物 理 意 义 （ 4） 颗 粒 的 停 止 距 离 （ 5） 惯 性 碰 撞 参 数 三 、 计 算 题 （ 90 分 ） 1. 试 确 定 一 个 球 形 颗 粒 在 静 止 干 空 气 中 运 动 时 的 阻 力 。 （ 20 分 ） 粒 径 dp=1000 m， 沉 降 速 度 u=10m/s， T=373K， P=1atm, =2.1810-5Pas， =0.947kg/m3； 粒 径 dp=0.5 m， 沉 降 速 度 u=0.1m/s， T=293K,P=1atm, =1.81105Pas， =1.205kg/m3。 6 2. 某 电 厂 电 除 尘 器 的 进 口 和 出 口 的 烟 尘 粒 径 分 布 数 据 如 下 ， 若 电 除 尘 器 总 除 尘 效 率 为 99%， 试 确 定 其 分 级 效 率 。 (请 写 出 计 算 公 式 及 计 算 示 例 ， 并 将 计 算 结 果 列 于 表 下 面 ) (10 分 ) 粒径间隔 (m) 0.6 0.6-0.7 0.7-0.8 0.8-1.0 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-8 8-10 10-20 20-30 进口 g1 2.0 0.4 0.4 0.7 3.5 6.0 24 13 2.0 2.0 3.0 11 8.0质 量 频 率 （ %） 出口 g2 7.0 1.0 2.0 3.0 14.0 16 29 6.0 2.0 2.0 2.5 8.5 7.0 3. 普 通 煤 的 元 素 分 析 如 下 ： C:65.7% S:1.7% H:3.2% O:2.3% 灰 分 :18.1% 水 分 :9.0% (含 N 量 不 计 ) （ 20 分 ） 计 算 燃 煤 1kg 所 需 要 的 理 论 空 气 量 、 产 生 的 理 论 烟 气 量 和 SO2 在 烟 气 中 的 含 量 （ 以 体 积 百 分 比 表 示 ） ； 假 定 烟 尘 的 排 放 因 子 为 80%， 计 算 烟 气 中 灰 分 的 浓 度 （ 以 mg/m3 表 示 ） ； 假 定 用 流 化 床 燃 烧 技 术 加 石 灰 石 脱 硫 。 石 灰 石 中 含 Ca34%。 当 Ca/S 比 为 1.7（ 摩 尔 比 ） 时 ， 计 算 燃 烧 1 吨 煤 需 加 石 灰 石 的 量 。 4. 用 硝 酸 吸 收 净 化 含 NH35%（ 体 积 ） 的 尾 气 ， 为 了 使 吸 收 过 程 以 较 快 的 速 度 进 行 ， 必 须 使 吸 收 过 程 不 受 硝 酸 在 液 相 扩 散 速 率 所 限 制 ， 试 计 算 吸 收 时 硝 酸 浓 度 最 低 不 得 低 于 多 少 ？ 已 知 kG=0.11kmol/(m2hatm)， kL=0.82m/h， DHNO3 和 DNH3 在 液 相 中 相 同 。 （ 10 分 ） 5. 已 知 某 一 装 置 排 放 烟 气 量 为 55000Nm3/h， 含 尘 浓 度 为 3.0g/Nm3。 地 区 的 环 境 管 理 部 门 限 定 该 装 置 每 日 排 尘 量 不 得 大 于 60kg， 试 问 应 选 用 多 大 除 尘 效 率 的 除 尘 器 才 能 满 足 环 境 保 护 的 要 求 。 （ 10 分 ） 7 6.已 知 重 油 元 素 分 析 结 果 如 下 ： C： 85.5% S： 1.0% H： 11.05% O： 0.2% ； 水 分 : 2.25% (含 N 量 不 计 )， 试 计 算 ： （ 20 分 ） 燃 油 1kg 所 需 要 的 理 论 空 气 量 和 产 生 的 理 论 烟 气 量 ； 干 烟 气 中 SO2 的 浓 度 ； 当 空 气 过 剩 10%时 ， 所 需 的 空 气 量 和 产 生 的 烟 气 量 。 部 分 试 题 解 析 二 、 简 答 题 （ 100 分 ） 1、 电 除 尘 器 最 适 宜 的 粉 尘 比 电 阻 为 多 少 ？ 比 电 阻 过 高 或 过 低 ， 对 电 除 尘 器 的 除 尘 效 率 有 哪 些 影 响 ？ （ 5 分 ） 答 ： 电 除 尘 器 最 适 宜 的 粉 尘 比 电 阻 为 1010 cm 以 下 （ 2 分 ） 。 当 低 于 1010 cm 时 ， 比 电 阻 几 乎 对 除 尘 器 操 作 和 性 能 没 有 影 响 ； 当 比 电 阻 介 于 1010-1011 cm 之 间 时 ， 火 花 率 增 加 ， 操 作 电 压 降 低 ； 当 高 于 1011 cm 时 ， 集 尘 板 粉 尘 层 内 会 出 现 电 火 花 ， 即 会 产 生 明 显 反 电 晕 。 反 电 晕 的 产 生 导 致 电 晕 电 流 密 度 大 大 降 低 ， 进 而 严 重 干 扰 粒 子 荷 电 和 捕 集 。 （ 3 分 ） 2、 石 灰 石 灰 石 吸 收 法 烟 气 脱 硫 存 在 哪 些 问 题 ， 如 何 解 决 ？ （ 5 分 ） 答 ： 石 灰 /石 灰 石 吸 收 法 烟 气 脱 硫 存 在 的 问 题 主 要 为 结 垢 和 堵 塞 ， 另 外 固 废 产 生 量 大 。 （ 2 分 ） 解 决 的 方 法 主 要 有 ： 加 入 己 二 酸 ， 提 高 了 石 灰 石 利 用 率 ， 减 少 固 废 产 生 量 ； 添 加 硫 酸 镁 ， 可 以 消 除 洗 涤 塔 内 的 结 垢 ； 双 碱 流 程 也 可 以 克 服 结 垢 的 弱 点 ， 提 高 二 氧 化 硫 的 去 除 率 （ 3 分 ） 3、 选 择 除 尘 器 时 应 注 意 哪 几 个 方 面 的 问 题 ？ （ 5 分 ） 答 ： （ 1） 选 用 的 除 尘 器 必 须 满 足 排 放 标 准 规 定 的 排 放 浓 度 。 （ 2） 粉 尘 的 物 理 性 质 对 除 尘 器 性 能 具 有 较 大 的 影 响 。 8 （ 3） 气 体 的 含 尘 浓 度 较 高 时 ， 在 静 电 除 尘 器 或 袋 式 除 尘 器 前 应 设 置 低 阻 力 的 初 净 化 设 备 ， 去 除 粗 大 尘 粒 （ 4） 气 体 温 度 和 其 它 性 质 也 是 选 择 除 尘 设 备 时 必 须 考 虑 的 因 素 。 选 择 除 尘 器 时 ， 必 须 同 时 考 虑 捕 集 粉 尘 的 处 理 问 题 。 4、 湿 式 除 尘 器 有 何 优 缺 点 ？ （ 10 分 ） 主 要 优 点 : 1) 除 尘 效 果 好 ； 2) 能 同 时 清 除 废 气 中 的 可 溶 性 气 态 污 染 物 ； 3) 可 直 接 处 理 高 温 、 高 湿 和 含 粘 性 粉 尘 的 废 气 ； 4) 操 作 灵 活 性 较 大 ； 5) 安 全 性 好 ； 6） 结 构 简 单 、 造 价 低 、 占 地 面 积 小 ， 操 作 及 维 修 方 便 。 主 要 缺 点 ： 1) 产 生 泥 浆 或 废 液 ， 处 理 比 较 麻 烦 ， 容 易 造 成 二 次 污 染 。 2) 可 能 存 在 严 重 的 腐 蚀 ， 对 有 些 设 备 容 易 发 生 堵 塞 。 3) 不 利 于 副 产 品 的 回 收 。 4) 寒 冷 和 缺 水 地 区 不 宜 采 用 。 必 须 考 虑 在 冬 天 设 备 可 能 冻 结 的 问 题 。 5、 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 原 因 是 什 么 ？ （ 5 分 ） 答 ： 燃 料 完 全 燃 烧 必 须 具 备 的 条 件 为 ： 空 气 条 件 、 温 度 条 件 、 时 间 条 件 、 燃 料 与 空 气 的 混 合 条 件 。 气 体 燃 料 在 燃 烧 时 比 固 体 燃 料 燃 烧 更 容 易 较 好 的 满 足 上 述 四 个 条 件 ， 尤 其 是 燃 料 与 空 气 的 混 合 条 件 ， 气 体 燃 料 更 容 易 和 空 气 混 合 均 匀 ， 实 现 完 全 燃 烧 ， 因 此 产 生 的 大 气 污 染 物 少 ， 对 大 气 污 染 的 程 度 就 轻 。 6、 催 化 剂 用 于 气 体 污 染 物 的 治 理 过 程 与 吸 收 、 吸 附 法 相 比 有 何 优 点 ？ 何 为 催 化 剂 的 主 活 性 物 、 载 体 、 助 催 化 剂 ， 各 自 的 作 用 是 什 么 ？ （ 10 分 ） 答 ： 催 化 剂 用 于 气 体 污 染 物 的 治 理 过 程 与 吸 收 、 吸 附 法 的 根 本 不 同 是 无 需 使 污 染 物 与 主 气 流 分 离 而 把 它 直 接 转 化 为 无 害 物 ， 避 免 了 其 它 方 法 可 能 产 生 的 二 次 污 染 。 主 活 性 物 质 ： 能 单 独 对 化 学 反 应 起 催 化 作 用 ， 因 而 可 作 为 催 化 剂 单 独 使 用 。 9 助 催 化 剂 ： 本 身 无 催 化 性 能 ， 但 它 的 少 量 加 入 能 明 显 提 高 主 活 性 物 质 的 催 化 性 能 。 载 体 ： 用 以 承 载 主 活 性 物 质 和 助 催 化 剂 ， 它 的 基 本 作 用 在 于 提 供 大 的 比 表 面 积 以 节 约 主 活 性 物 质 ， 并 改 善 催 化 剂 的 传 热 、 抗 热 冲 击 和 机 械 冲 击 等 物 理 性 能 。 7、 工 业 用 吸 附 剂 必 须 具 备 哪 些 条 件 ？ （ 5 分 ） 答 ： 工 业 吸 附 剂 必 须 具 备 的 条 件 ： 要 具 有 巨 大 的 内 表 面 ； 对 不 同 气 体 具 有 选 择 性 的 吸 附 作 用 ； 吸 附 容 量 大 ； 具 有 足 够 的 机 械 强 度 、 热 稳 定 性 及 化 学 稳 定 性 ； 来 源 广 泛 ， 价 格 低 廉 ， 以 适 应 对 吸 附 剂 的 日 益 增 长 的 需 要 。 8、 著 名 的 希 洛 夫 方 程 式 为 ，请说明公式中各个符号代表的意思以及常数 K 代0KL 表的物理意义。 （ 5 分 ） 答 ： 保 护 作 用 时 间 ; K吸 附 层 保 护 作 用 系 数 ； 其 物 理 意 义 为 ： 当 浓 度 分 布 曲 线 进 入 平 移 阶 段 后 ， 浓 度 分 布 曲 线 在 吸 附 层 中 移 动 单 位 长 度 所 需 要 的 时 间 。 L吸 附 床 层 长 度 ； 0 保 护 作 用 时 间 损 失 。 9、 燃 烧 设 备 的 热 损 失 主 要 有 哪 些 ？ （ 5 分 ） 答 ： 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 （ 包 括 化 学 不 完 全 燃 烧 和 机 械 不 完 全 燃 烧 ） 、 散 热 损 失 。 10、 如 何 控 制 燃 烧 过 程 引 起 的 氮 氧 化 物 的 污 染 ？ （ 5 分 ） 可 以 通 过 低 氮 氧 化 物 燃 烧 技 术 来 控 制 ， 主 要 包 括 ： 低 空 气 过 剩 系 数 运 行 技 术 ； 降 低 助 燃 空 气 预 热 温 度 ； 烟 气 循 环 燃 烧 ； 两 段 燃 烧 技 术 。 11、 选 择 性 催 化 还 原 与 选 择 性 非 催 化 还 原 净 化 氮 氧 化 物 的 主 要 区 别 是 什 么 ？ （ 5 分 ） 答 ： 选 择 性 催 化 还 原 法 净 化 氮 氧 化 物 是 以 氨 作 还 原 剂 ， 还 原 反 应 的 最 佳 温 度 是 290- 10 400 ， 在 含 有 催 化 剂 的 反 应 器 内 进 行 ； 选 择 性 非 催 化 还 原 是 以 尿 素 和 氨 基 化 合 物 作 为 还 原 剂 进 行 的 ， 还 原 反 应 的 最 佳 温 度 是 930-1090 ， 不 需 要 催 化 剂 。 12、 什 么 是 理 论 空 气 量 ？ 燃 料 完 全 燃 烧 必 需 具 备 的 条 件 是 什 么 ？ （ 5 分 ） 答：理论空气量是指单位燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量。 燃 料 完 全 燃 烧 必 须 具 备 的 条 件 为 ： 空 气 条 件 。 燃 料 燃 烧 必 须 保 证 供 应 于 燃 料 燃 烧 相 适 应 的 空 气 量 ； 温 度 条 件 。 燃 料 必 须 达 到 着 火 温 度 ； 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 ； 燃 料 与 空 气 的 混 合 条 件 。 燃 料 和 空 气 中 的 氧 要 充 分 混 合 。 13、 影 响 燃 煤 烟 气 中 飞 灰 排 放 特 征 的 因 素 有 哪 些 ？ （ 5 分 ） 答 ： 煤 质 、 燃 烧 方 式 、 烟 气 流 速 、 炉 排 和 炉 膛 的 热 负 荷 、 锅 炉 运 行 负 荷 等 多 种 因 素 有 关 。 14、 静 电 除 尘 器 有 何 优 缺 点 ？ （ 10 分 ） 答 ： 优 点 ： （ 1） 电 除 尘 器 的 除 尘 效 率 高 （ 对 细 粉 尘 有 很 高 的 捕 集 效 率 ） ， 可 高 于 99%； （ 2） 处 理 烟 气 量 大 ， 可 达 105 106m3/h； （ 3） 能 耗 低 ,约 0.2 0.4kwh/1000m3； （ 4） 压 力 损 失 小 ， 一 般 为 200 500Pa； （ 5） 可 净 化 温 度 较 高 的 或 强 腐 蚀 性 含 尘 烟 气 。 缺 点 （ 任 意 说 出 5 个 ） ： （ 1） 一 次 投 资 费 用 高 ， 钢 材 消 耗 量 较 大 。 据 估 算 ， 平 均 每 平 方 米 收 尘 面 积 所 需 钢 材 大 约 为 3.5-4t； （ 2） 除 尘 效 率 受 粉 尘 物 理 性 质 影 响 很 大 ， 特 别 是 粉 尘 比 电 阻 的 影 响 更 为 突 出 。 （ 3） 电 除 尘 器 不 适 宜 直 接 净 化 高 浓 度 含 尘 气 体 ； （ 4） 电 除 尘 器 对 制 造 和 安 装 质 量 要 求 较 高 ； （ 5） 需 要 高 压 变 电 及 整 流 控 制 设 备 ； （ 6） 占 地 面 积 较 大 。 11 15、 名 词 解 释 （ 15 分 ） （ 1） 斯 托 克 斯 直 径 ： 在 同 一 流 体 中 与 颗 粒 的 密 度 相 同 和 沉 降 速 度 相 等 的 球 的 直 径 。 （ 2） 空 气 动 力 学 直 径 : 在 空 气 中 与 颗 粒 的 沉 降 速 度 相 等 的 单 位 密 度 ( p 1g/cm3)的 球 的 直 径 。 （ 3） 驰豫时间的物理意义: 驰豫时间为颗粒-气体系统的一个基本特征参数， 它的物理意义为：由 于 流体阻力使 颗 粒 的 速 度 减 小 到 它 的 初 速 度 的 1/e 时 所 需 的 时 间 。 （ 4） 颗 粒 的 停 止 距 离 ： 使 粒 子 由 初 速 度 u0 达 到 静 止 所 需 的 时 间 是 无 限 长 的 ， 但 颗 粒 在 静 止 之 前 所 迁 移 的 距 离 却 是 有 限 的 ， 这 个 距 离 称 为 颗 粒 的 停 止 距 离 。 （ 5） 惯 性 碰 撞 参 数 ： 颗 粒 的 停 止 距 离 xs 与 液 滴 直 径 Dc 的 比 值 为 惯 性 碰 撞 参 数 NI。 三 、 计 算 题 （ 90 分 ） 1. 试 确 定 一 个 球 形 颗 粒 在 静 止 干 空 气 中 运 动 时 的 阻 力 。 （ 20 分 ） 粒 径 dp=1000 m， 沉 降 速 度 u=10m/s， T=373K， P=1atm, =2.1810-5Pas， =0.947kg/m3； 粒 径 dp=0.5 m， 沉 降 速 度 u=0.1m/s， T=293K,P=1atm, =1.81105Pas， =1.205kg/m3。 解 ： 由 4.8.Re 6 知 ： 颗 粒 处 于 过 渡 紊 流 区 （ 3 分 ） 所 以 （ 3 分 ）45.0e16.pCD （4 分）)(18.2975NdFp 解 ： 因 为 103.0.2Re56 u 12 颗粒处于 stocks 区，由于颗粒较小，需进行坎宁汉修正： T=293K，P=1atm 所以 3.1650pdC)(104.6/.8.143 265 NduFD 2. 某 电 厂 电 除 尘 器 的 进 口 和 出 口 的 烟 尘 粒 径 分 布 数 据 如 下 ， 若 电 除 尘 器 总 除 尘 效 率 为 99%， 试 确 定 其 分 级 效 率 。 (请 写 出 计 算 公 式 及 计 算 示 例 ， 并 将 计 算 结 果 列 于 表 下 面 ) (10 分 ) 粒径间隔 (m) dM； 24 (2).筛分法：.筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度；.筛孔的大 小用目表示每英寸长度上筛孔的个数； (3).光散射法:等体积直径 dV：与颗粒体积相等的球体的直径； (4).沉降法: .斯托克斯直径 ds：同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相 等的球体直径；.空气动力学当量直径 da：在空气中与颗粒沉降速度相等的单位 密度(1g/cm 3)的球体的直径。 斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关，是除 尘技术中应用最多的两种直径。 31.粉尘的物理性质包括哪些？ 答：包括：粉尘密度；安息角与滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性和导 电性、舔附性，及自然性和爆炸性等。 32.粉尘的安息角与滑动角。 答：(1).安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角， 也称动安息角或堆积角等，一般为 3555； (2).滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动时粉尘开始发生 滑动的平板倾角，也称静安息角，一般为 4055； (3).安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标，安息角小的粉尘，其流 动性好；安息角大的粉尘，其流动性差。粉尘的安息角与滑动角是设计除尘斗(或 粉料仓)的锥度及除尘管路或输灰管路倾斜度的主要依据； (4).安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光 滑程度、粉尘粘性。对于同一种粉尘，粒径越小，安息角越大，这是由于细颗粒之 间粘附性增大的缘故；粉尘含水率增加，安息角增大；表面越光滑和越接近球形的 颗粒，安息角越小。 33.评价净化装置性能的指标。 答：(1).技术指标：.处理气体流量；.净化效率；.压力损失；(2).经济指 标：.设备费；.运行费；.占地面积。 34.机械式除尘器的定义。 答：通常指利用质量力(重力、惯性力和离心力)的作用使颗粒物与气体分离的装置。 25 35.机械式除尘器的分类。 答：常用的有：重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。 36.影响旋风除尘器效率的因素。 答：影响旋风除尘器效率的因素有：二次效应、比例尺寸、烟尘的物理性质的操作 变量。 37.简 要 分 析 旋 风 除 尘 器 结 构 对 其 除 尘 效 率 的 影 响 ？ 答 ： (1).排出管直径太小，会导致压力降的增加；(2).筒体直径 D 愈小，除尘效率 愈高；(3).筒体直径 D 愈小，粒子受到的惯性离心力愈大，除尘效率愈高；(4).但 D 过小，粒子容易逃逸，效率下降；(5).锥体适当加长，对提高效率；(6).除尘器 下部的严密性不好，会引起除尘效率的下降。 38.克服高比电阻影响的方法。 答：实践中克服高电阻率影响的方法有：保持电极表面尽可能清洁；采用较好的供 电系统；烟气调质，以及发展新型电除尘器。 39.电除尘器的选择和设计。 答：(1).比集尘表面积的确定；(2).长高比的确定；(3).气流速度的确定；(4).气 体的含尘浓度。 40.袋式除尘器的选择、设计和应用。 答：(1).选择与设计：.滤料的比较；.气布比对穿透率的影响；.计算过滤 面积；.除尘器设计：确定滤袋尺寸:直径 d 和高度 h；计算每条滤袋面积: a=dh；计算滤袋条数:n=A/a；在滤袋条数多时，根据清灰方式及运行条件将 滤袋分成若干组，每组内相邻两滤袋之间的净距一般取 5070mm。 (2).应用：.袋式除尘器作为一种高效除尘器，广泛用于各种工业部门的尾 气除尘；.比电除尘器结构简单、投资省、运行稳定，可以回收高比电阻粉尘； .与文丘里洗涤器相此，动力消耗小，回收的干粉尘便于综合利用；.对于微细 的干燥粉尘，采用袋式除尘器捕集是适宜的。 26 41. 湿式除尘器的定义。 答：使含尘气体与液体(一般为水)密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作 用捕集尘粒或使粒径增大的装置。可以有效地除去直径为 0.120m 的液态或固 态粒子，亦能脱除气态污染物。 42. 文丘里除尘器除尘过程。 答：(1).含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变 为动能； (2).在喉管入口处，气速达到最大，一般为 50180m/s； (3).洗涤液(一般为水)通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流 雾化和加速； (4).充分的雾化是实现高效除尘的基本条件。 43. 除尘器的选择要考虑哪些因素？ 答：(1).选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放浓度； (2).粉尘的物理性质对除尘器性能具有较大的影响，要充分考虑它； (3).气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初 净化设备，去除粗大尘粒； (4).气体温度和其它性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素：.高温、高 湿气体不宜采用袋式除尘器；.烟气中同时含有 SO2、NO 等气态污染物，可以考虑 采用湿式除尘器，但是必须注意腐蚀问题； (5).选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的处理问题； (6).其他因素：.设备的位置，可利用的空间，环境条件；.设备的一次投 资(设备、安装和工程等)以及操作和维修费用。 44. 在气体压力为 101325Pa，温度 293K 下运行的管式电除尘器，圆筒形集趁管直 径为 0.3m，L=2.0m，气体流量 0.075m3/h。若集尘管附近的平均电场强度 E=100kV/m，粒径为 1.0m 的粉尘荷电量 q=0.310-15C，计算该粉尘的驱进速度 w 和电除尘器效率。 45.双膜呼吸理论的假定(基本要点)。 27 答：(1).界面两侧的两层分别存在着稳定的气膜和液膜，膜内流体流动状态为层流， 传质主力是在膜内；(2).气膜和液膜外还流动，无浓度梯度，也就是说，无扩散阻 力；(3).气、液界面上气、液达到溶解平衡；(4).膜内无物质积累，也就是达到稳 态。 46.物理的吸收过程，主要是气体溶解于溶剂中的物理过程，而不伴有显著的化学 反应，如用水吸收 NH3、SO2、CO2 等。工业生产中，为了增大对气态污染物的吸收 率的吸收速率，多采用化学吸收。化学吸收是伴有显著化学反应的吸收过程，被溶 解的气体与吸收剂或原先溶于吸收剂中的其他物质进行化学反应，也可以是两种同 时溶解进去的气体发生化学反应。 47.气体吸附。 答：是用多孔固体吸附剂将气体(或液体)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。 48.吸附过程能够有效脱除一般方法难以分离的低浓度有害物质，具有净化效率高、 可回收有用组分、设备简单、易实现自动化控制优点；其缺点是吸附容量较小、设 备体积大。 49.煤炭洗选。 答：是利用煤和杂质(矸石)的物理、化学性质的差异，通过物理、化学或微生物分 选的方法使煤和杂质有效分离，并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加 工技术。按选煤方法的不同，可分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物 选煤等。 50.烟气脱硫。 答：煤炭和石油燃烧排放的烟气通常含有较低浓度的 SO2，根据燃料硫含量的不同， 燃烧设施直接排放的 SO2 浓度通常为 10-410 -3 数量级。 51.烟气脱硫工艺的分类。 28 答：(1).湿法抛弃系统；(2).湿法再生系统；(3).干法抛弃系统；(4).干法再生系 统。 52.石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术。 答：是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中 SO2 的方法。该方法开发较早，工艺成 熟，吸收剂廉价易得，因而应用广泛。 53.Ca-S=0.5(OH-H+-HSO3-)-SO2H2O，Ca-S反映了加入的脱硫 石灰与吸收的 SO2 的浓度差值；当溶液中的石灰与溶解的 SO2 完全反应时，Ca-S =0，因此最佳的 pH 应在 89 之间，此时石灰得到完全利用。 54.石灰石/石灰法洗涤需要解决的问题。 答：(1).设备腐蚀；(2).结垢和堵塞；(3).除雾器阻塞；(4).脱硫剂的利用率；(5). 液固分离；(6).固体废物的处理处置。 55.燃料型 NOx 的形成。 答：燃料中氮的形态多以 C-N 键存在的有机化合物，从理论上讲，氮气分子中 NN 的键能比有机化合物中 C-ND 的键能大得多，因此氧倾向于首先破坏 C-N。 56.低 NOx 燃烧技术。 答：(1).低氧燃烧技术；(2).降低助燃空气预热温度；(3).烟气循环燃烧；(4).两 段燃烧技术；(5).再燃技术。 57.挥发性有机物(VOCs)。 答：是一类有机化合物的统称，在常温下他们的蒸发速率大，易挥发。 58.汽油机的污染来源。 答：汽油机排气中的有害物质是燃烧过程产生的，主要有 CO、NOx、和 HC(包括酚、 醛、酸、过氧化物等)，以及少量的铅、硫、磷的污染。 59. 催化反应器：通常采用三效技术，三效对于这些 S、N、挥发物都有效或者 S、N、Pb 有效，一般地三效就是指以下三种污染物：CO、HC(石油、汽油)、NOx， 29 有时指 S、N 和颗粒物，有时指 S、N 和重金属。 60.三效催化转化器。 答：是在 NOx 还原催化转化器的基础上发展起来的，它能同时使是 CO、HC、NOx 三 种成分都得到高度净化。 61.集气罩。 答：是用来捕集污染空气的，其性能对净化系统的技术经济指标有直接的影响。由 于污染源设备结构和生产操作工艺的不同、集气罩的形式是多种多样的。 大气污染控制工程复习题篇 4 名词解释 1、总悬浮颗粒物：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100 um 的颗粒物。 2、可吸入颗粒物：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径10 um 的颗粒物。 3、温室效应：由于大气中气体成分的变化，导致全球气温升高的现象，成为“温室效应” 。 4、酸雨：pH 小于 5.6 的雨雪或其他形式的大气降水（如雾、露霜）成为酸雨。 5、二次污染物: 指大气中的一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过化学或光 化学反应生成的新的污染物质。 6、煤的工业分析：测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热量，是评价工业用 煤的主要指标。 7、煤的元素分析：用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧的 含量。 8、空气过剩系数：实际空气量与理论空气量之比。以 表示， 通常1。 9、空燃比：是指单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。 10、温度层结：气温沿垂直高度的分布，可用坐标图上的曲线表示，这种曲线简称温度层结。 11、干绝热直减率：干空气块绝热上升或下降单位高度时，温度降低或升高的数值。 12、大气稳定度：是指在垂直方向上打起稳定的程度，即是否易于发生对流。 13、粒径分布：是指不同粒径范围内的颗粒的个数所占的比例。 14、斯托克斯直径（d s）：指在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球的直径。 15、空气动力学当量直径(d a)：指在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（p=1g/cm 3）的圆 球的直径。 16、粉尘的安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水 平面的夹角。 17、粉尘的平衡含水率：指粉尘中所含水分质量与粉尘总质量之比。 18、分割粒径：与分级效率值为 50%相对应的粒径。 30 19、驰豫时间：是指由于流体阻力使颗粒的运动速度减小到它的初速度的 1/e（约 36.8%）时所 需的时间。 20、气布比：单位时间内通过袋式除尘器的烟气量与整个过滤面积之比。单位为 m3/(m2 ( min)。 21、有效驱进速度（We）：实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和运行条件下测得的总捕 集效率值，代入德意希方程反算出相应的驱进速度值。 22、惯性碰撞参数：颗粒的停止距离 Xs 与捕集体直径 Dc 之比。 简答题 1、大气污染的四大类型 答：局部地区污染、区域性污染、广域污染、全球性污染。 2、 “酸雨”定义、形成的主要原因及其危害，简述控制酸雨的主要途径。 答：（1）酸雨是指 pH 小于 5.6 的雨雪或其他形式的大气降水（如雾、露霜）成为酸雨。 （2）形成的主要原因：SOx 和 NOx 在大气中形成硫酸和硝酸，又以雨雪雾等形式返回地面， 形成“酸沉降”。 （3）危害：淡水湖泊、河流酸化，水生生物减少甚至绝迹；影响土壤特性，贫瘠化；破坏森林 的生长；腐蚀建筑材料及金属结构；危害人体健康角膜和呼吸道刺激 （4）控制途径：针对酸沉降前体物质：洗煤；开发低硫燃料；改进燃烧技术；烟气脱硫；机动 车净化 3、什么是“温室效应”？分析温室效应形成的主要原因及其危害，简述控制温室效应的主要途 径。 答：（1）温室效应是指由于大气中气体成分的变化，导致全球气温升高的现象，成为“温室效 应” 。 （2）温室效应形成的主要原因：要由于人类工业活动以及自然原因导致大气中的二氧化碳、甲 烷、臭氧、氯氟烃以及水气等浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温 升高。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这 样就使地表与低层大气温度增高。 （3）温室效应的危害：雪盖和冰川面积减少；海平面上升；降水格局变化；气候灾害；影响人 体健康；影响农业生产和生态系统。 （4） 控制途径：控制温室气体的排放；（改变能源结构；提高能源转换效率；提高能源使用 效率；减少森林植被的破坏；控制水田和垃圾填埋场的甲烷排放 2 增加温室气体的吸收；（植树造林；采用固碳技术；CO2 分离、回收，注入深海或地下；化 学、物理、生物方法固定） 3 适应气候变化。 （培养新农作物品种，调整农业生产结构等；规划和建设防止海岸侵蚀的工程） 4、燃料燃烧的条件 答：空气条件：提供充足的空气；但是空气量过大，会降低炉温，增加热损失 温度条件（Temperature ）：达到燃料的着火温度 31 时间条件（Time）：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间 燃料与空气的混合条件（Turbulence ）：燃料与氧充分混合 5、粉尘的物理性质、颗粒粒径分布的特征，S 形、钟形 答：粉尘的物理性质： （1）粉尘的密度：（2）粉尘的安息角与滑动角：（3）粉尘的比表面积：（4）粉尘的含水率： （5）粉尘的润湿性： （6）粉尘的荷电性和导电性：（7）粉尘的粘附性：8）粉尘的自然性和爆炸性： 6、.重力沉降室除尘机理、提高除尘效率的途径 答：（1）机理：重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置 。气流进入 重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰 斗沉降 。 （2）提高除尘效率的途径：降低沉降室内气流速度、增加沉降室长度、降低沉降室高度。 7、电除尘器机理、粒子荷电机理、电除尘器结构、电除尘器异常荷电的情况有哪些？设计电除 尘器的基本步骤；克服高电阻率的方法。 答：（1）电除尘器机理 P178：烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘 带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴 极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使 具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中， 从而达到清除烟气中的烟尘的目的。 （2） 电除尘器结构：除尘器类型：双区电除尘器通风空气的净化和某些轻工业部门，单 区电除尘器控制各种工艺尾气和燃烧烟气污染 电晕电极：常用的有直径 3mm 左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺线等 集尘极：集尘极结构对粉尘的二次扬起，及除尘器金属消耗量 （约占总耗量的 4050% ） 有很大影响 高压供电设备提供粒子荷电和捕集所需要的高场强和电晕电流 气流分布板。 （3）粒子荷电两种机理：电场荷电或碰撞荷电离子在静电力作用下做定向运动，与粒子碰 撞而使粒子荷电； 扩散荷电离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程；依赖于离子的热能，而不是依赖于 电场 。 （4）电除尘器异常荷电的情况 p197 5）设计电除尘器的基本步骤 1.比集尘表面积的确定 2,、长高比的确定 3.气流速度的确定 4、气 体的含尘浓度：气体含尘浓度过高，易发生电晕闭塞 （6）克服高电阻率的方法 保持电极表面尽可能清洁：提高振打强度是电极表面粉尘层的厚度保持在 1mm 以下 采用较好的供电系统 烟气调质 发展新型电除尘器 8、袋式除尘器的净化机理；为什么不能过度清灰？，清灰方式。 32 （1）机理：含尘气体由灰斗部进气口进入过滤室，较粗颗粒直接落入灰斗或灰仓，含尘气体经 过滤袋过滤，粉尘阻留于袋表面。净气经袋口到净气室，由风机排入大气。当滤袋表面的粉尘 不断增加，导致设备阻力上升到设定值时，时间继电器输出信号，控制信开始工作，逐个开启 脉冲阀，使压缩空气通过喷口对滤袋进行吹气清灰，在反向气流的作用下，附于袋表面(或过滤 层内)的粉尘迅速脱离滤袋落入灰斗，粉尘由放灰阀排出。全部滤袋喷吹清灰结束后，除尘器恢 复正常工作。 （2）不能过度清灰是因为清灰过度继而使粉尘通过率上升。大清灰强度( 高压) 又容 易加速滤袋磨损, 影响滤袋的使用寿命。 （3）清灰方式：机械振动式 、逆气流清灰、脉冲喷吹清灰。 9、旋风除尘器结构对其除尘效率的影响。 答：（1）结构：由进气管、筒体、锥体和排气管等组成 . 10、文丘里洗涤器的除尘原理？结构，提高其除尘效率的方法。 答：（1）原理：含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动 能；在喉管入口处，气速达到最大，一般为 50180m/s ；洗涤液 （一般为水） 通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速。 （2）文丘里洗涤器结构：收缩管，喉管，扩散管。 （3）提高其除尘效率的方法： 11、各种除尘器的结构示意图（注意工作时的气流方向） 、工作机理、适用的粒径范围、除尘效 率的表针指标、压力损失情况。 答： 12、选择除尘器时，特别需要注意的问题有哪些？ 答：选取除尘器时必须全面考虑有关因素，如除尘损失、压力损失、一次投资、维修管理等， 其中最主要的是除尘效率。 （1）选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放浓度：应注意烟气处理量变化对除尘效率和压 力损失的影响 。 （2）粉尘的物理性质对除尘器性能具有较大的影响 黏性大的粉尘不宜用干法除尘；电阻率过大或过小的粉尘，不宜用电除尘； 纤维性或憎水性粉尘不宜用湿法除尘；选择除尘器时应先了解捕集粉尘的粒径分布。 （3）气体的含尘浓度：气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的 初净化设备，去除粗大尘粒 文丘里洗涤器、喷雾塔洗涤器等湿式除尘器，理想含尘浓度在 10g/m3 以下； 袋式除尘器理想含尘浓度为 0.2-10g/m3；电除尘器含尘浓度在 30g/m3； （4）烟气温度和其它性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素； （5）选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的处理问题。 （6）其他因素：设备的位置，可利用的空间，环境条件，设备的一次投资（设备、安装和工程 等）以及操作和维修费用等。
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