2013大氣環(huán)境復(fù)習(xí)思考題

1、大氣污染控制復(fù)習(xí)題1名詞解釋行星邊界層1. 混合層高度逆溫層2. 氣溫直減率干絕熱直減率3. 濕絕熱直減率7JH.露點(diǎn)相對(duì)濕度8. 水汽壓10標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。11地面有效輻射12大氣逆輻射13. 地面輻射差額輻射逆溫14. 平流逆溫?zé)焽栌行Ц叨?5. 大氣環(huán)境容量18濕法脫硫19.干法脫硫20.SCR脫硝法2簡(jiǎn)答大氣垂直分層的主要依據(jù)是什么？共分哪幾層？對(duì)流層的主要特點(diǎn)和成因是什么？1. 太陽(yáng)輻射隨太陽(yáng)高度角、大氣透明度、緯度、海拔高度是如何變化的？2. 為何濕絕熱直減率（m）小于干絕熱直減率（d）?m?的大小與什么有關(guān)？y7y3. 什么叫大氣穩(wěn)定度？如何通過(guò)m、d、判斷大氣的層結(jié)穩(wěn)定度？4. 等

2、壓面為什么不是一個(gè)水平面？隨著空間氣壓的高低變化，等壓面如何起伏？5. 什么是氣壓梯度？氣壓梯度力？寫(xiě)出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。6. 地轉(zhuǎn)偏向力有哪些特點(diǎn)？寫(xiě)出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。7. 作用于空氣質(zhì)點(diǎn)上的力有哪幾種？它們對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)分別產(chǎn)生怎樣的影響？8. 什么叫地轉(zhuǎn)風(fēng)？梯度風(fēng)？其風(fēng)速大小與哪些因子有關(guān)？風(fēng)向與氣壓場(chǎng)的關(guān)系如何？9. 什么是熱成風(fēng)？熱成風(fēng)與溫度場(chǎng)關(guān)系如何？10. 埃克曼螺旋所表示的風(fēng)向、風(fēng)速隨高度的變化有何規(guī)律？這些變化是由什么原因引起的？11. 大氣穩(wěn)定度如何影響煙氣擴(kuò)散？12. 畫(huà)圖說(shuō)明輻射逆溫的形成過(guò)程，說(shuō)明輻射逆溫層的形成、維持及消散對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響畫(huà)圖說(shuō)明山谷風(fēng)的形成，并說(shuō)明山谷

3、風(fēng)對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響13. 畫(huà)圖說(shuō)明海陸風(fēng)的形成，并說(shuō)明山谷風(fēng)對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響畫(huà)圖說(shuō)明城市熱島環(huán)流的形成，并說(shuō)明山谷風(fēng)對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響14. 影響大氣環(huán)境質(zhì)量的氣象要素？15. 寫(xiě)出靜力學(xué)方程的表達(dá)式，并說(shuō)明其物理意義。19.設(shè)山高為1000m,m=0.65C/100m,團(tuán)未飽和濕空氣在迎風(fēng)坡山腳時(shí)的溫度為20C,露點(diǎn)為165C,當(dāng)它上升到山頂時(shí)，水汽已全部凝結(jié)并離開(kāi)氣塊。求該團(tuán)空氣上升到山頂時(shí)的溫度是多少？越過(guò)山頂后到達(dá)北風(fēng)坡山腳時(shí)氣溫為多少？20. 簡(jiǎn)述常用的氣態(tài)污染物控制技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)。21. 吸收法與吸附法的異同點(diǎn)？22. 簡(jiǎn)述常用的除塵技術(shù)及其特點(diǎn)。23. 試述電除塵

4、器的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。24. 硫氧化物控制技術(shù)主要有哪些？25. 煙氣脫硫主要有哪些方法？26. 燃燒中脫硫的原理及化學(xué)反應(yīng)式？27. 簡(jiǎn)述旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法的原理、工作過(guò)程及優(yōu)缺點(diǎn)。28. 我國(guó)脫硫渣資源化應(yīng)用的領(lǐng)域有哪些？29. 列出氮氧化物的主要控制技術(shù)。30. 選擇性催化還原脫硝技術(shù)包括哪幾種？各自的特點(diǎn)是什么？31. 簡(jiǎn)述選擇性催化還原法（SCR）的原理、化學(xué)反應(yīng)式及優(yōu)缺點(diǎn)。32. 試述氮氧化物的主要來(lái)源，轉(zhuǎn)化途徑及其對(duì)大氣環(huán)境的影響。33. 試述影響大氣環(huán)境質(zhì)量的主要因素及改善大氣質(zhì)量的對(duì)策。3計(jì)算3.1污染源計(jì)算例1:某市全年用煤量300萬(wàn)t,其中撫順煤150萬(wàn)t,含硫量0.8%,銅

5、川煤150萬(wàn)t,含硫量3.6%，若脫硫效率按50%+，求全市共排放二氧化硫多少?lài)?。解：Go=(2B1?S+2E2?S2)X0.8X50%=1.6X(150X0.008+150X0.036)X0.5=5.28(萬(wàn)t)某市全年由于燃煤共排放二氧化硫5.28萬(wàn)t0例2:某廠鍋爐房鏈條爐年用煙煤量7000t,Qy1=23000kJ/kg，灰分A=30%含硫量3.5%，裝有一級(jí)XCZ旋風(fēng)除塵器n=92%并裝有省煤器。試計(jì)算煙氣量、煙塵和二氧化硫排放量？解：1?計(jì)算年排放的煙氣量計(jì)算理論空氣需要量：V0=1.05XQy/4182+0.278=1.05X23000/4182+0.278=6.058(m/kg

6、)計(jì)算煙氣量(a0=1.3a=0.15)Vy=1.04XQLy/4182+0.77+1.0161X(a-1)X6.058=9.26(nVkg)計(jì)算年排放煙氣總量:Vyt=B?Vy=7000000X9.26=64.818X106(m3)2. 計(jì)算煙塵排放量：取dfh=20%Ch=20%貝u-BA，dfh(a1)=7000000x30%x20%x(192%)Gsd=42000(kg)=42(t)=1-Cfh1-20%3. 計(jì)算二氧化硫排放量：Gso=1.6B?S=1.6X7000X3.5%=392(t)3.2預(yù)測(cè)污染物濃度例1：某城市電廠有一座高100m勺煙囪，煙囪出口內(nèi)徑5m煙囪出口煙流速度17

7、.42m/s，煙囪出口工況煙氣流量342mi/s,煙氣溫度100C,大氣溫度20C,煙囪出口處平均風(fēng)速4m/s,試用霍蘭德和布里吉斯公式計(jì)算0.9和1.3km處陰天時(shí)的抬升高度。煙流抬升高度的計(jì)算公式模型x計(jì)算公式-霍蘭德霍蘭德H=(1.5VsD0.01Qh)u布里吉斯布里吉斯<1OHs1.3>1OHs.H=0.33Qhsx'u"22?H-1.55QhHs3u解：熱釋放率為:Qh=3.5巳=3.5100匹342=25673(kJ/s)Ts373計(jì)算結(jié)果和使用公式如表所示。計(jì)算表明，即使將霍蘭德公式的結(jié)果再放大一倍，仍小于用布里吉斯公式計(jì)算的結(jié)果。因此，適當(dāng)選用抬升

8、公式在環(huán)境評(píng)價(jià)工作中具有重要意義。表電廠煙流抬升高度的計(jì)算公式和結(jié)果模型X計(jì)算公式結(jié)果(m)霍蘭德.H-(1.5VsD0.01Qh)u970.9121227<10HsH-0.33QhX3u布里吉斯1.3-2_|>10HsH=1.55QfsHssU246150mS02排放量151g/例2:某電廠煙囪有效高度s。夏季晴朗下午，大氣穩(wěn)定度B級(jí)，煙羽軸處風(fēng)速為4ms。若上部存在逆溫層，使垂直混合限制在1.5km之內(nèi)。確定下風(fēng)向3km和11km處的地面軸線S02濃度。解：計(jì)算煙流達(dá)到逆溫層的(TZ匕二！5A150"28(m)查表丫2=0.057025,a2=1.09356;代入5-

9、46,匸z=?xd:2；628=0.057025Xd1.09356解出Xd值為:4967m3km<4.97km,H2115023"砰exPMgl44035362旳匕也八7.5610(阿)1)二2X4.97km<11km彳匚彳_63C=explPA)=151=8.0910(g/m)2二uh;y2;y2二415001241例3某電廠煙囪有效高度150mSQ排放量151g/s。夜間和上午有效煙囪高度風(fēng)速為4n/s,夜間穩(wěn)定度E級(jí)。若清晨煙流全部發(fā)生熏煙現(xiàn)象，確定下風(fēng)向16km處的地面軸線SC2濃度。解:查表解出E級(jí)16km處(ty=733m,Cz=96m；hf=H+Cz=150

10、+2X96=342(m)熏煙擴(kuò)散時(shí)地面上的橫向擴(kuò)散參數(shù)Cyf:H二-733150/8二752(m)yf8Q151=5.8510-(g/m3)2-2-4342752Uh;例4某城市按邊長(zhǎng)為1.5km的正方形劃分面源單元，每一面源單元的SQ排放量為6g/s,面源平均有效高度為20m試確定大氣穩(wěn)定度E級(jí),風(fēng)速為2.5m/s時(shí)，下風(fēng)向相鄰面源單元形心處SC2的地面濃度。解：將面源當(dāng)作虛擬點(diǎn)源處理Cyc=W/4.3=1500/4.3=348.8m查表解出E級(jí)Cy=348.8位于x=9400n處，由x+xo=94OO+15OO=1O9OOm有cy=393m由x=1500m有cz=28.1m；代入運(yùn)算：C6

11、exp-1(a2a)2=5.410(g/m3)兀漢2.5漢393漢例5-7某地(P=100kPa)兩工廠煙囪在城市的位置以圖中的平面坐標(biāo)表示A(15,15)、B(150,150)(以m計(jì))，高度分別為100m和80m,SO2排放量分別為180g/s和130g/s；TSP排放量分別為340g/s和300g/s;煙氣溫度均為100C，當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁囟緸?10C,春秋季節(jié)為15C；其煙氣流量分別為135M3/s和124M3/S。(1) 分別求兩污染源在風(fēng)速與X方向平行，C穩(wěn)定度和相應(yīng)情況的熱排放率Qh,危險(xiǎn)風(fēng)速，地面絕對(duì)最大濃度值及發(fā)生部位(以平面坐標(biāo)表示)。(2) 若在接受點(diǎn)C(950,110)，

12、風(fēng)向平行X，地面風(fēng)速2.5m/s,C穩(wěn)定度，考慮疊加效果。(3) 若在接受點(diǎn)C(950,110)，地面風(fēng)速0.8m/s,其他條件同上，考慮疊加效果。B(150,150)C(950,110)13豐A(15,15)X圖工廠和測(cè)點(diǎn)位置的平面坐標(biāo)解：（1）求解地面絕對(duì)最大濃度；由5-35式計(jì)算污染源熱釋放率，如A源冬季有Qh=3.5Pa衛(wèi)Qv=350110135=13934(kj/s)Ts373抬升公式：HnoQhHsu;由表no=0.292,rn-3/5,n2=2/5；3/5,2/5對(duì)照公式HBu；有：B=0.292QhHs在危險(xiǎn)風(fēng)速條件下，有H=Hs；H=2Hs。求得危險(xiǎn)風(fēng)速u(mài)=B/H地面最大濃度

13、處czx_x=H/J2=J2Hs查表5-10代入5-46,；、h2Xm:2，解出xm，并計(jì)算廠;Cmax2Q表5-12地面絕對(duì)最大濃度的計(jì)算用表項(xiàng)目和公式單位A(15,15)B(150,150)冬季春秋冬季春秋T。K1108511085Hsm1001008080QvM3/s135135124124Qh-350*T/Ts*QvkJ/s13934.310767.412798.939890.08B-0.292*Qha(3/5)*Hsa(2/5)2.m/s564.721483.782490.8208420.474u-B/Hsm/s5.64724.83786.135265.2559dz-Hs*SQR(2

14、)m141.421141.421113.1371113.137Xm-(dz/Y2)A(1/a2)m2525.212525.211980.091980.09dy-Y1*XA(a1)m238.39238.39192.221192.22Q-dz/(2*PI()*B*e*Hs*d5.59E-078.45E-076.38E-079.64E-07ABCD23456789101112源強(qiáng)Qg/s18018013013015Cm=qQ*1000mg/m30.100.150.080.1316TSP17源強(qiáng)Qg/s34034030030018Cm=qQ*1000mg/m30.190.290.190.2919S02

15、14令z，由5-53式計(jì)算地面絕對(duì)最大濃度值為2Be兀Hyabsm2Be;Hs；y當(dāng)我們求解此類(lèi)問(wèn)題時(shí)，無(wú)論是手工計(jì)算還是使用Excel的電子表格，使用表5-12形式的計(jì)算用表可以起到減少差錯(cuò)和提高效率的作用。特別是對(duì)于多種污染因子和氣象因素的類(lèi)似操作，使用Excel一次輸入算式后即可用復(fù)制粘貼方法進(jìn)行成批的數(shù)據(jù)運(yùn)算。在一次完成模板制作后，只需改變自變量數(shù)值，結(jié)果將自動(dòng)生成。表5-13列出此例中對(duì)應(yīng)單元的算式和獲得表5-12運(yùn)算結(jié)果的復(fù)制粘貼使用方法。地面絕對(duì)最大濃度出現(xiàn)的坐標(biāo)應(yīng)是：A'(2540,15)、B'(2130,150)。求解接受點(diǎn)0(950,110)的污染物濃度；用

16、幕指數(shù)風(fēng)速廓線模式(5-2)2、U2二5()Z1表5-13對(duì)應(yīng)單元格的算式和復(fù)制粘貼區(qū)域源單元對(duì)應(yīng)單元格的算式復(fù)制粘貼區(qū)域C7=350*04/373*06C7-F7C8=0.292*C7a(3/5)*C5a(2/5)C8-F8C9=08/05C9-F9C10=C5*SQRT(2)C10-F10C11=(010/0.106803)人(1/0.917595)C11-F11C12=0.232123*01八0.885157C12-F12C13=C10/(2*PI()*C8*EXP(1)*C4*C12)C13-F13C16=C$13*C15*1000C16-F16;C19-F19將地面風(fēng)速折算成高空風(fēng)速

17、。按步驟（1）中抬升公式計(jì)算目前氣象條件和排放條件下的抬升高度和有效源高，代入地面任一點(diǎn)濃度公式（5-31）:cQy2H2CexP-22）；二U;y；z2；y2Z使用Excel的電子表格，輸入算式后制成模板，能夠適應(yīng)解此類(lèi)問(wèn)題的需一要。表5-14疊加求解高架源污染物地面濃度的Excel表格模板如表5-14。項(xiàng)目和公式單位源A源B受點(diǎn)C參數(shù)值源強(qiáng)Qg/s180130a10.924279坐標(biāo)xm15150950Y10.177154坐標(biāo)ym15150110a20.917595Hsm10080Y20.106803QhkJ/s107679890.1U102.5Uh=U10*(Hs/10Fpm/s3.96

18、223.7893P0.2H=0.292*Qha(3/5)*HsA(2/5)/um122.1110.96H=H+Hsm222.1190.96X=x坐標(biāo)差m935800Y=y坐標(biāo)差m95-40dy=Y1*XA(a1)m98.67685.431(Tz=Y2*XA(a2)m56.83149.254C=Q*1000/(PI()*u*Ty*Tz)*exp(-(yA2/2/T丫人2+屮2/2/TZA244mg/3m0.00080.00130.002ABCDEFG23456789101112131415源單元對(duì)應(yīng)單元格的算式復(fù)制粘貼區(qū)域C3-C7作為已知條件輸入C8=$G$7*(C6/10)A$G$8C8-D

19、8表5-15對(duì)應(yīng)單元格的算式和復(fù)制粘貼區(qū)域注：實(shí)際使用中Y1Y2a1a2等參數(shù)最好也放在單兀格內(nèi)用絕對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行引用，參見(jiàn)（3）步驟中建立的Excel電子表格模板H(m)改變?yōu)?5-45)Cl(x,y)2Q(2二嚴(yán)022求解小風(fēng)條件下，接受點(diǎn)C(950,110)的污染物濃度;C9=0.292*C7a(3/5)*C6a(2/5)/C8C9-D9C10=C9+C6C10-D10C11=$E4-C4C11-D12C13=$G$4*C11A($G$3)C13-D13C14=$G$6*C11A($G$5)C14-D14C15=C3*1000/(PI()*C8*C13*C14)*EXP(-(C12A2/2/

20、C13A2+C10A2/2/C14A2)C15-D15E15=C15+D15這時(shí)不能直接使用表5-14的Excel模板，因?yàn)樾★L(fēng)時(shí)煙氣抬升高度31dT8H=5.50Qhfa0.0098hdz；濃度預(yù)測(cè)模式變化為5-63式中耳按(5-64)計(jì)算，G按(5-65)計(jì)算。使用Excel函數(shù)，能夠根據(jù)(5-67)5-16、表5-17所示5-16、表5-17所示獲得正態(tài)函數(shù)(S)的值,Excel電子表格解小風(fēng)問(wèn)題的模板，如表表5-16解小風(fēng)問(wèn)題的Excel表格模板項(xiàng)目和公式單位源A源B受點(diǎn)C參數(shù)值源強(qiáng)Qg/s180130坐標(biāo)Xm15150950Y010.35坐標(biāo)ym15150110Y020.21dT/d

21、z(不得小于0.01)°K/m0.010.01Hsm10080QhkJ/s10767.439890.08U100.8Uh=U10*(Hs/10Fpm/s1.2679151.212573P0.2ABCDEFG123456781H=5.5*QhT(1/4)*(dT/dz+0.0098)A(-3/8)m243.8604238.7334H=H+Hsm343.8604318.7334X=x坐標(biāo)差m935800Y=y坐標(biāo)差m95-40n=xA2+yA2+(Y01/Y02*H)A21.21E+069.24E+05S=u*x/(丫01*n)2.80E-033.00E-03(S)=Normdist(s

22、,0,1,true()0.5011150.501197G=exp(-uA2*0.5/丫01人2)*(1+sqrt(2*PI()*S*exp(SA2/2)*(S)7.10E+024.06E+02C(小風(fēng))=2*Q*G*1000/(2*PI()A(3/2)*x10-5丫02*nA2)mg/m35.263.749.00112131415161718表5-17解小風(fēng)問(wèn)題對(duì)應(yīng)單元格的算式和復(fù)制粘貼區(qū)域通過(guò)該例題的分析，我們提供了在Excel環(huán)境下的計(jì)算模板，只要代入相應(yīng)的原始條件，便能方便源單元對(duì)應(yīng)單元格的算式復(fù)制粘貼區(qū)域C10=5.5*C8A(1/4)*(C6+0.0098)A(-3/8)C10-D1

23、0C11二C10+C7C11-D11C14=C12A2+C13A2+($G$4/$G$5*C11)A2C14-D12C15=C9*C12/($G$4*C14)C13-D13C16二NORMDIST(C15,0,1,TRUE()C16-D16C17=EXP(-C9A2*0.5/$G$4A2)*(1+SQRT(2*PI()*C15*EXP(C15A2/2)*C16)C17-D17C18=2*C3*C17*1000/(2*PI()A(3/2)*$G$5*C14A2)C18-D18E18=C18+D18地獲得結(jié)果。每一個(gè)中間環(huán)節(jié)均在表格中顯示出來(lái)，既免除了復(fù)雜的編程操作，又更方便使用，讀者可按此例建立自己的實(shí)用模板H=5.5*QhT(1/4)*(dT/dz+0.0098)A(-3/8)mH=AH+HsmX=x坐標(biāo)差mY=y坐標(biāo)差mn=xA2+yA2+(Y01/Y02*H)A2S=u*x/(丫01*n)(S)=Normdist(s,0,1,true()G=exp(-uA2*0.5/y01