大氣復(fù)習(xí)資料全

1、1.二、簡答題 1、簡述重力沉降室的原理重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置。（ 3分）含塵氣流進(jìn)入重力沉降室后，由于擴(kuò)大了流動截面積而使氣體流速大大降低，使較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。（ 4分）設(shè)計重力沉降室的模式有層流式和湍流式兩種。（ 3分）2、簡要分析旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)對其除塵效率的影響？排放管直徑越小，de越小，除塵效率越高（2分）筒體直徑D越小，粒子所受的離心力越大，其效率越高；但D過小，粒子容易出現(xiàn)二次逃逸，效率反而下降（4分）錐體適當(dāng)加長，可以提高效率（2分）除塵器下部的嚴(yán)密性不好，會引起除塵效率的下降（2分）3、簡要分析SO2排入大氣環(huán)境后造成的不良影

2、響。 主要的不良影響有a）本身對人體、動植物等具有毒害作用；（4分） b）導(dǎo)致酸沉降；（3分） c）是形成二次顆粒物的前體物質(zhì)。（3分）4、試描述輻射逆溫的形成和消散過程。由于地面強(qiáng)烈輻射冷卻而形成的逆溫，稱為輻射逆溫。在晴朗無云（或少云）、風(fēng)速不大的夜間，地面輻射冷卻很快，貼近地面氣層冷卻最快，較高的氣層冷卻較慢，因而形成自地面開始逐漸向上發(fā)展的逆溫層，即輻射逆溫。（5分）下午時為遞減溫度層結(jié)，日落前1小時逆溫開始形成，隨著地面輻射冷卻加劇，逆溫逐漸向上擴(kuò)展，黎明時逆溫強(qiáng)度最強(qiáng)，日出后太陽輻射逐漸增強(qiáng)，地面逐漸增溫，空氣也隨之自下而上的增溫，逆溫便自下而上逐漸消失，大約在上午10點鐘左右逆溫

3、層完全消失。三、計算題 1、 煤的元素分析結(jié)果如下S，0.6%；H，3.7%；C，79.5%；N，0.9%；O，4.7%；灰分10.6%。在空氣過剩20%條件下完全燃燒。計算煙氣中SO2的濃度。 （14分）解：按燃燒1kg煤計算 重量（g） 摩爾數(shù)（mol） 需氧數(shù)（mol）C 795 66.25 66.25H 31.125 15.5625 7.78 S 6 0.1875 0.1875H2O 52.875 2.94 0 (3分)設(shè)干空氣中N2：O2體積比為3.78：1， (2分)所需理論空氣量為4.78×（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg煤。 (2分)理

4、論煙氣量CO2 66.25mol，SO2 0.1875mol，H2O 15.5625+2.94=18.50mol N2 (3分)總計66.25+18.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤 實際煙氣量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤，SO2濃度為 (2分)2、 根據(jù)對某旋風(fēng)除塵器的現(xiàn)場測試得到：除塵器進(jìn)口的氣體流量為10000m3N/h，含塵濃度為4.2g/ m3N。除塵器出口的氣體流量為12000 m3N/h，含塵濃度為340mg/ m3N。試計算該除塵器的處理氣體流量、漏風(fēng)率和除塵效率（分別按考慮漏風(fēng)和不考慮漏風(fēng)兩種情況計算）。

5、 （9分）解：氣體流量按； (2分)漏風(fēng)率； (3分)除塵效率：考慮漏風(fēng) (2分)不考慮漏風(fēng) (2分)3、 有一沉降室長7.0m，高12m，氣速30cm/s，空氣溫度300K，塵粒密度2.5g/cm3，空氣粘度0.067kg/(kg.h)，求該沉降室能100%捕集的最小粒徑。 （7分）解： (3分) (3分)符合層流區(qū)假設(shè)。 4、 一冶煉廠尾氣采用二級催化轉(zhuǎn)化制酸工藝回收SO2。尾氣中含SO2為7.8%、O2為10.8%、N2為81.4%（體積）。如果第一級的SO2回收效率為98%，總的回收效率為99.7%。計算：1）第二級工藝的回收效率為多少？2）如果第二級催化床操作溫度為420。C，催化轉(zhuǎn)

6、化反應(yīng)的平衡常數(shù)K=300，反應(yīng)平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率為多少？其中，。 （10分）解： 1）由，解得。22）設(shè)總體積為100，則SO27.8體積，O210.8體積，N281.4體積。經(jīng)第一級催化轉(zhuǎn)化后余SO20.156體積，O26.978體積，N281.4體積。設(shè)有x體積SO2轉(zhuǎn)化，則總體積為。 (3分)因此，由此解得x=1.6×103； 故轉(zhuǎn)化率為 (3分) 2.二、簡答題 1、測定單個顆粒粒徑有哪些方法？簡述每種方法的特點。答：（1）用顯微鏡法觀測顆粒時，有以下幾種方法：定向直徑，為各顆粒在投影圖中同一方向上的最大投影長度。(1分)定向面積等分直徑，為各顆粒在投影圖中按同一方向?qū)㈩w

7、粒投影面積二等分的線段長度。(1分)投影面積直徑，為與顆粒投影面積相等的圓的直徑。 (1分)（2）用篩分法測定時可得到篩分直徑，為顆粒能夠通過的最小方篩孔的寬度。(2分)（3）用光散射法測定時可得到等體積直徑，為與顆粒體積相等的圓球的直徑。 （2分)（4）用沉降法測定時，一般采用以下兩種定義：斯托克斯直徑，為在同一流體中與顆粒的密度相同和沉降速度相等的圓球的直徑。(1分)空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑，為在空氣中與顆粒的沉降速度相等的單位密度的圓球的直徑。2、從一次污染物和二次污染物的角度，分析NOx排放對環(huán)境可能造成的影響。答：一次污染物是指從各類污染源排出的物質(zhì)。對于NOx來說，有N2O、NO、NO2

8、、N2O3、N2O4和N2O5等，其中污染大氣的主要是NO、NO2。在高溫燃燒條件下NOx主要以NO形式存在，但是在NO大氣中很不穩(wěn)定，極易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)生成NO2，故大氣中普遍以NO2的形式存在。NO2的毒性約為NO的5倍。在濕度較大時，NO2進(jìn)一步與水反應(yīng)生成硝酸；當(dāng)有催化劑存在時，NO2轉(zhuǎn)化成硝酸的速度加快。另外，飛行器在平流層中排放的NOx能與平流層內(nèi)的臭氧發(fā)生反應(yīng)，從而破壞臭氧層。(5分)二次污染物是一次污染物在大氣中反應(yīng)生成的一系列新的污染物。在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锖脱趸瘎┲g發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)而生成藍(lán)色煙霧，我們稱為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧的刺激性和危害

9、要比一次污染物強(qiáng)烈得多。(5分)3、簡述燃料燃燒前脫硫的優(yōu)缺點。答：燃燒前脫硫是在燃燒前對燃料脫硫，煤的燃燒前脫硫可以分為物理方法、化學(xué)方法和生物方法等。（1）物理脫硫方法只能從煤炭中分離出物理性質(zhì)不同的物體，而不能分離以化學(xué)狀態(tài)存在于煤中的硫。常規(guī)的物理選煤是十分成熟的工藝，也是減少SO2排放的經(jīng)濟(jì)衫的途徑。其中重介質(zhì)選煤分選效率高、分選密度調(diào)節(jié)范圍寬、適應(yīng)性強(qiáng)、分選粒度范圍寬、生產(chǎn)過程易于實現(xiàn)自動化。缺點是增加了重介質(zhì)的凈化回收工序及設(shè)備磨損比較嚴(yán)重。跳汰選煤可以省掉許多工序和大量設(shè)備，因此建設(shè)投資少、成本低、工作可靠、經(jīng)濟(jì)效益高。風(fēng)力選煤不用進(jìn)行產(chǎn)品脫水、煤泥回收等工序，可以節(jié)省設(shè)備和系

10、統(tǒng)投資。但其入料粒度范圍非常窄，對入選原料的水分和顆粒形狀非常敏感。風(fēng)選系統(tǒng)中要求設(shè)置降塵、集塵設(shè)施，分選效率低、成本高。（3分）（2）化學(xué)脫硫方法一般采用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑，在一定溫度和壓力下通過化學(xué)氧化、還原提取、熱解等步驟來脫除煤中的黃鐵礦。化學(xué)法特別適用于在物理分選排除了大部分礦物質(zhì)后的最后一道工序。大多數(shù)化學(xué)分選工藝在成本方面缺乏足夠的吸引力，限制了其使用。它包括堿法脫硫、氣體脫硫和氧化脫硫等。（3）生物脫硫是利用某些嗜酸耐熱菌在生長過程中消化吸收Fe3+、S等的作用，從而促進(jìn)黃鐵礦硫的氧化分解與脫除。它具有反應(yīng)條件溫和、對煤質(zhì)損害小、能脫除煤中的在部分硫，而且處理量大、不受場地限

11、制等優(yōu)點。其成本與某些分選技術(shù)相當(dāng)，應(yīng)用前景十分廣闊。但生物法脫硫周期長、工藝復(fù)雜，不適應(yīng)工業(yè)脫硫的需要。（3分）4、列舉燃料完全燃燒需要的條件并解釋“三T”的含義。答：（1）空氣條件：燃料燃燒時必須保證供應(yīng)與燃料燃燒相適應(yīng)的空氣量。如果空氣供應(yīng)不足，燃燒就不完全；相反空氣量過大，也會降低爐溫，增加鍋爐的排煙損失。因此按燃燒不同階段供給相適應(yīng)的空氣量是十分必要的。（2分）（2）溫度條件：燃料只有達(dá)到著火溫度才能與氧化合而燃燒。著火溫度系在氧存在下可燃質(zhì)開始燃燒所必須達(dá)到的最低溫度。各種燃料都具有自己特征的著火溫度。當(dāng)溫度高于著火溫度時，若燃燒過程的放熱速率高于向周圍的散熱速率，因而能夠維持在較

12、高的溫度下，才能使燃燒過程繼續(xù)進(jìn)行。（2分）（3）時間條件：燃料在燃燒室中的停留時間是影響燃燒完全程度的另一基本因素。燃料在高溫區(qū)的停留時間應(yīng)超過燃料燃燒所需要的時間。因此，在所要求的燃燒反應(yīng)速度下，停留時間將決定于燃燒室的大小和形狀。反應(yīng)速度隨溫度的升高而加快，所以在較高溫度下燃燒所需要的時間較短。（2分）（4）燃料與空氣的混合條件：燃料和空氣中氧的充分混合也是有效燃燒的基本條件?；旌铣潭热Q于空氣的湍流度。若混合不充分，將導(dǎo)致不完全燃燒產(chǎn)物的產(chǎn)生。對于蒸氣相的燃燒，湍流可以加速液體燃料的蒸發(fā)。對于固體燃料的燃燒，湍流有助于破壞燃燒產(chǎn)物在燃料顆粒表面形成的邊界層，從而提高表面反應(yīng)的氧利用率，

13、并使燃燒過程加速。（2分）適當(dāng)?shù)目刂七@四個因素空氣與燃料之比、溫度、時間和湍流度，是在大氣污染物排放量最低條件下實現(xiàn)有效燃燒所必須的，評價燃燒過程和燃燒設(shè)備時必須認(rèn)真考慮這些因素。通常把溫度(temperature)、時間(time)和湍流(turbulence)稱為燃燒過程的“三T”。（2分）三、計算題1、某鍋爐燃用煤氣的成分如下：H2S：0.2%；CO2：5%；O2：0.2%；CO：28.5%；H2：13.0%；CH4：0.7%；N2：52.4%已知空氣的含濕量為12g/m3，=1.2，試求燃燒實際需要的空氣量和燃燒時產(chǎn)生的煙氣量。（10分）解：空氣中水蒸氣的體積百分?jǐn)?shù)為：12/18/10

14、00/22.41.493%（1分)以燃燒1000mol煤氣為基準(zhǔn)，各組分的摩爾數(shù)、需氧量和燃燒后產(chǎn)生的煙氣量如下：（5分）組分摩爾數(shù)/mol需氧量/mol燃燒后產(chǎn)生的煙氣量/molH2S234(H2O + SO2)CO250050O22-20CO285142.5285(CO2)H213065130(H2O)CH471421(H2O + CO2)N25240524(N2)理論需氧量為：（3-2+142.5+65+14）mol/kmol（煤氣）222.5 mol/kmol（煤氣）（1分)實際需要的干空氣量：222.5*（1+3.78）*1.2 mol/kmol（煤氣）1276.3 mol/kmol

15、（煤氣）（1分)轉(zhuǎn)化為濕空氣：1.276*1/（1-0.01493）m3/ m3（煤氣）1.296 m3/ m3（煤氣）（1分)燃燒后產(chǎn)生的煙氣量為：（4+50+285+130+21+524）*10-3+1.296-0.22252.087 m3/ m3（煤氣）（1分)2、某新建電廠煤炭消耗量為5.5×103t/d，SO2排放量為4.8kg/s，若為該電廠設(shè)計石灰石濕法脫硫裝置，要求脫硫效率為90%。問（10分）（1） 鈣硫比為1.2時，每天消耗多少石灰石？假設(shè)石灰石純度為96%。（2） 脫硫劑的利用率是多少？（3） 如果脫硫污泥為含水40%的漿液，每天產(chǎn)生多少噸脫硫污泥？電廠燃煤含灰

16、8%。解：（1）SO2+CaCO3+2H2O CaSO32 H2O+ CO2（1分）消耗的石灰石量為：4.8*（100/64）*（1.2/96%）kg/s9.375 kg/s 810t/d（2分）（2）實際參加反應(yīng)的石灰石量為：（4.8*90%*100/64）kg/s（1分）則脫硫劑的利用率為：（4.8*90%*100/64）/9.37572%（1分）（3）脫硫污泥中60%為水分，其余40%包括飛灰、CaSO32 H2O和未反應(yīng)的脫硫劑。（1分）灰分為：62.8*8%*（64/32）kg/s10.05 kg/s868 t/d （1分）CaSO32 H2O：4.8*90%*（156/64）kg/

17、s10.53 kg/s910t/d （1分）未反應(yīng)的脫硫劑：810*28%226.8 t/d（1分）脫硫污泥的產(chǎn)生量為：（868+910+226.8）/40% t/d5012 t/d（1分）3、鍋爐每分鐘燃煤1000kg，煤炭熱值為26000kJ/kg，煤中氮的含量為2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），其中20%在燃燒中轉(zhuǎn)化為NOx。如果燃料型NOx占總排放的80%，計算：（10分）（1）此鍋爐的NOx排放量（以NO2計）。（2）此鍋爐的NOx排放系數(shù)。（3）要求脫氮率為90%，安裝SCR需要NH3的量（煙氣NOx中NO2占5%，NO占95%）。解：（1）1000*2%*20%*（46/14）kg/min13.

18、14 kg/min（2分）燃料型NOx占總排放的80%，則NOx排放總量為：13.14/80% kg/min16.43 kg/min（1分）（2）排放系數(shù)為：16.43/1000kg/t16.43kg/t（2分）（3）4NH3+4NO+O24N2+6H2O（1分）8NH3+6NO27N2+12H2O（1分）需要NH3的量為：16.43*95%*90%*（17/30）kg/min+16.43*5%*90%*（4*17/3*46）kg/min8.32 kg/min11.99t/d（3分）4、 已知某一裝置排放煙氣量為55000Nm3/h，含塵濃度為3.0g/Nm3。地區(qū)的環(huán)境管理部門限定該裝置每日

19、排塵量不得大于60kg，試問應(yīng)選用多大除塵效率的除塵器才能滿足環(huán)境保護(hù)的要求。（10分）3二、簡答題 1、主要的氣象要素有哪些？其中對大氣污染狀況影響較大的有哪些？答：氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)、云況、能見度、降水情況、輻射、日照等（每個0.5分）。這些氣象要素均隨時間、空間而變化。其中對大氣污染狀況影響較大的有氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)、云況、能見度（每個1分）。2、吸附凈化法的使用范圍以及優(yōu)缺點答：（1）適用范圍 常用于濃度低，毒性大的有害氣體的凈化，但處理的氣體量不宜過大；（2分） 對有機(jī)溶劑蒸汽具有較高的凈化效率；（2分） 當(dāng)處理的氣體量較小時，用吸附法靈活方便。（2分）（2）優(yōu)點：凈化效率高，可

20、回收有用組分，設(shè)備簡單，易實現(xiàn)自動化控制。（2分）（3）缺點：吸附容量小，設(shè)備體積大；吸附劑容量往往有限，需頻繁再生，間歇吸附過程的再生操作麻煩且設(shè)備利用率低。（2分）3、如何控制燃燒過程引起的NOX污染？與控制燃燒過程引起的二氧化硫污染有哪些重大差別？答：通過兩段燃燒、煙氣再循環(huán)等技術(shù)措施，控制燃燒過程的最高溫度及其持續(xù)時間、O2的濃度，減少熱力NOX的生成。與SO2相比，NOX的控制更注重燃燒條件的控制，而SO2主要針對燃料本身的S含量和燃燒后的SO2去除.4、凈化NOx的選擇性與非選擇性催化還原的主要區(qū)別是什么？答：選擇性催化還原法（SCR）脫硝是以氨作還原劑將NOx還原為N2，催化劑的

21、活性材料通常由貴金屬、堿性金屬氧化物和沸石等組成。反應(yīng)原理如下：4NH34NOO24N26H2O8NH36NO27N212H2O SCR系統(tǒng)的最佳反應(yīng)溫度為290400，NOx的轉(zhuǎn)化率為60%90%。(5分)非選擇性催化還原法（SNCR）脫硝是以尿素或氨基化合物作為還原劑，將NOx還原為N2。反應(yīng)原理如下：4NH36NO5N26H2OSNCR系統(tǒng)需要的反應(yīng)溫度為9301090，NO的還原率較低，通常在30%60%之間。三、計算題1、根據(jù)對某旋風(fēng)除塵器的現(xiàn)場測試得到：除塵器進(jìn)口氣流量為10000m3/h，含塵濃度為4.2g/ m3。除塵器出口的氣體流量為12000 m3/h，含塵濃度為340mg

22、/ m3。試計算該除塵器的處理氣體流量、漏風(fēng)率和除塵效率（分別按考慮漏風(fēng)和不考慮漏風(fēng)兩種情況計算）。（10分）解：氣體流量按P141（543）； (2分)漏風(fēng)率P141（544）； (3分)除塵效率：考慮漏風(fēng)，按P142（547） (2分)不考慮漏風(fēng)，按P143（548） (2分)2、城市垃圾元素分析如下：水分28.16%，碳25.62%，氧21.21%，氫3.45%，硫0.10%，氮0.64%，灰分20.82%；燃燒后干煙氣的組成為：7.2%的CO2，10.1%的O2。氮元素的燃燒忽略不計，試計算： （10分）（1）燃燒的理論需氧量。（2）空氣過剩系數(shù)。（3）煙氣中的SO2體積分?jǐn)?shù)。解：（1

23、）以100g垃圾為基準(zhǔn)，各元素的摩爾數(shù)如下：H2O：28.16/18 mol1.56 mol；C：25.62/12 mol =2.14 mol；O2：21.21/32 mol =0.66 mol；H2：3.45/2 mol1.73 mol；S：0.10/32 mol3.13×10-3 mol。（2分）燃燒的理論需氧量為：（2.14+1.73/2+0.003-0.66）mol2.35 mol（1分）（2）空氣過剩系數(shù)（2分） 1+10.1/（0.264*82.7-10.1） 1.86（1分）（3）燃燒100g垃圾的理論空氣量為：2.35*（3.78+1）11.23 mol（1分）燃燒1

24、00g垃圾的理論煙氣量為：nCO2+ nH2O+nSO2+nN22.14+（1.56+1.73）+0.003+2.35*3.7814.32 mol（1分）實際煙氣排放量為： 14.32+11.23*0.8623.98 mol（1分）SO2的體積分?jǐn)?shù)為：3.13×10-3/23.98130.5*10-6（1分）3、試確定一個球形顆粒在靜止干空氣中運動時的阻力。（5分） 粒徑dp=1000m，沉降速度u=10m/s，T=373K，P=1atm,=2.18×10-5Pa·s，=0.947kg/m3；4、設(shè)計一個鍋爐煙氣重力沉降室，要求能去除dp30m的煙塵。已知煙氣量Q

25、=2800m3/h，煙氣溫度t=150，煙氣真密度=2100kg/m3（忽略氣體密度），煙氣粘度=2.4×10-5Pa·s。取沉降室內(nèi)流速為0.25m/s，沉降室高度H為1.5m。 （15分）解：（30*10-6）2*2100*9.81/（18*24*10-5）0.0428m/s（3分)沉降室長度LHv/up1.5*0.25/0.04288.8m（2分)由于沉降室長度過長，可采用三層水平隔板，即四層沉降室，取每層高為0.4m，總高調(diào)整為1.6m，則此時所需沉降室長度為：（2分)沉降室長度LHv/up0.4*0.25/0.04282.34m（2分)若取沉降室長度為2.5m，則

26、沉降室寬度為：BQ/H（n+1）v2800/（3600*0.4（3+1）*0.25）2.0m（3分)因此沉降室的尺寸為L*B*H2.5m*2.0m*1.6m，其能捕集的最小粒徑為：2.86*10-5m28.6m小于30m，滿足要求。4.二、簡答題 ）1、簡述旋風(fēng)除塵器的原理以及優(yōu)缺點答：旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的，用來分離粒徑大于10m的塵粒旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的，用來分離粒徑大于510m以上的的顆粒物。工業(yè)上已有100多年的歷史。（3分）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失中等，動力消耗不大，可用于各種材料

27、制造，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。（3分）缺點：效率80%左右，捕集<5m顆粒的效率不高，一般作預(yù)除塵用。（2分）2、影響大氣污染過程的氣象因素主要有哪些？答：影響大氣污染過程的氣象因素主要有穩(wěn)定度、風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、氣濕等，（2分）北京市京市三面環(huán)山,風(fēng)場受局地環(huán)流和華北地區(qū)天氣系統(tǒng)作用,在局地風(fēng)向轉(zhuǎn)換時容易出現(xiàn)小風(fēng)、甚至靜風(fēng)情況,很不利于污染擴(kuò)散；（4分）冬季低溫，穩(wěn)定大氣出現(xiàn)的頻率高，不利于污染物擴(kuò)散；夏季光照強(qiáng)，易出現(xiàn)O3污染。3、如何控制燃燒過程引起的NOX污染？與控制燃燒過程引起的二氧化硫污染有哪些重大差別？答：通過兩段燃燒、煙氣再循環(huán)等技術(shù)措施，控制燃燒

28、過程的最高溫度及其持續(xù)時間、O2的濃度，減少熱力NOX的生成。與SO2相比，NOX的控制更注重燃燒條件的控制，而SO2主要針對燃料本身的S含量和燃燒后的SO2去除.4、簡要分析煤煙型污染與機(jī)動車污染的差別答：煤炭型污染又稱還原型污染，這類污染常發(fā)生在以使用煤炭為主，同時也使用石油的地區(qū)。其主要污染物為二氧化硫、一氧化碳和顆粒物。在低溫、高濕度且風(fēng)速很小的陰天，并伴有逆溫的情況下，一次污染物易在低空積聚，生成還原性煙霧。倫敦?zé)熿F事件是其典型代表，故這類污染又稱為倫敦?zé)熿F型。(5分)機(jī)動車型污染又稱氧化型污染，這類污染多發(fā)生在以使用石油為燃料的地區(qū)，主要污染源是汽車排氣、燃油鍋爐以及石油化工企業(yè)，

29、主要的一次污染物是一氧化碳、氮氧化物和碳?xì)浠衔?。在陽光照射下它們能起光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、醛類、過氧乙酰硝酸酯等二次污染物。這些物質(zhì)具有極強(qiáng)的氧化性，對人的眼睛等黏膜有很強(qiáng)的刺激作用。洛杉磯光化學(xué)煙霧就屬于這類污染。(5分)三、計算題1、 普通煤的元素分析如下：C65.7%；灰分18.1%；S1.7%；H3.2%；水分9.0%；O2.3%。（含N量不計）1）計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和SO2在煙氣中的濃度（以體積分?jǐn)?shù)計）；2）假定煙塵的排放因子為80%，計算煙氣中灰分的濃度（以mg/m3表示）；3）假定用硫化床燃燒技術(shù)加石灰石脫硫。石灰石中含Ca35%。當(dāng)Ca/S為1.7（摩爾比）時，

30、計算燃煤1t需加石灰石的量。 （16分）解：相對于碳元素作如下計算：%（質(zhì)量） mol/100g煤 mol/mol碳C 65.7 5.475 1H 3.2 3.2 0.584S 1.7 0.053 0.010O 2.3 0.072 0.013灰分 18.1 3.306g/mol碳水分 9.0 1.644g/mol碳故煤的組成為CH0.584S0.010O0.013， （3分）燃料的摩爾質(zhì)量（包括灰分和水分）為。燃燒方程式為n=1+0.584/4+0.0100.013/2=1.1495 （3分）1）理論空氣量； （2分）SO2在濕煙氣中的濃度為 （2分）2）產(chǎn)生灰分的量為 （1分） 煙氣量（1+

31、0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×103=6.826m3/kg（1分）灰分濃度為mg/m3=2.12×104mg/m3 （2分）3）需石灰石/t煤 （2分）2、 已知粉塵真密度為1900kg/m3，表面積-體積平均直徑（dsv）為8.53m，填充空隙率0.7，試確定其比表面積（分別以質(zhì)量、凈體積和堆積體積表示）。 （9分）解：按質(zhì)量表示（3分）按凈體積表示 （3分）按堆積體積表示。 （3分）3、 在氣體壓力下為1atm，溫度為293K下運行的管式電除塵器。圓筒形集塵管直徑為0.3

32、m，L=2.0m，氣體流量0.075m3/s。若集塵板附近的平均場強(qiáng)E=100kV/m，粒徑為1.0的粉塵荷電量q=0.3×1015C，計算該粉塵的驅(qū)進(jìn)速度w和電除塵效率。 （9分），=1.85×10-5解：驅(qū)進(jìn)速度按大氣污染控制工程P187（633）。 （3分），Q=0.075m3/s，代入P188（634） （3分）。 （3分）4、某新建電廠的設(shè)計用煤為：硫含量3%，熱值26535 kJ/kg。為達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)700 mg/m3，采用的SO2排放控制措施至少要達(dá)到多少的脫硫效率？(3%硫含量的煤煙氣中SO2體積分?jǐn)?shù)取0.3%) （6分）解：火電廠排放標(biāo)準(zhǔn)700mg/m3。

33、 （1分）3%硫含量的煤煙氣中SO2體積分?jǐn)?shù)取0.3%。 （1分）則每立方米煙氣中含SO2； 因此脫硫效率為 （2分）5.二、簡答題 ）1、簡述文丘里洗滌器的優(yōu)缺點。特點（優(yōu)點）：     不僅可以除去粉塵，還可凈化氣體；（2分）     效率較高，可去除的粉塵粒徑較??；（2分）     體積小，占地面積?。唬?）     能處理高溫、高濕的氣流。（1）缺點：     有泥渣；（1）  

34、    防凍設(shè)備（冬天）；（1分）      易腐蝕設(shè)備；（1分）     動力消耗大。（1分2、列舉燃料完全燃燒需要的條件并解釋“三T”的含義。答：（1）空氣條件：燃料燃燒時必須保證供應(yīng)與燃料燃燒相適應(yīng)的空氣量。如果空氣供應(yīng)不足，燃燒就不完全；相反空氣量過大，也會降低爐溫，增加鍋爐的排煙損失。因此按燃燒不同階段供給相適應(yīng)的空氣量是十分必要的。（2分）（2）溫度條件：燃料只有達(dá)到著火溫度才能與氧化合而燃燒。著火溫度系在氧存在下可燃質(zhì)開始燃燒所必須達(dá)到的最低溫度。各種燃料都具有自己特征的

35、著火溫度。當(dāng)溫度高于著火溫度時，若燃燒過程的放熱速率高于向周圍的散熱速率，因而能夠維持在較高的溫度下，才能使燃燒過程繼續(xù)進(jìn)行。（2分）（3）時間條件：燃料在燃燒室中的停留時間是影響燃燒完全程度的另一基本因素。燃料在高溫區(qū)的停留時間應(yīng)超過燃料燃燒所需要的時間。因此，在所要求的燃燒反應(yīng)速度下，停留時間將決定于燃燒室的大小和形狀。反應(yīng)速度隨溫度的升高而加快，所以在較高溫度下燃燒所需要的時間較短。（2分）（4）燃料與空氣的混合條件：燃料和空氣中氧的充分混合也是有效燃燒的基本條件?；旌铣潭热Q于空氣的湍流度。若混合不充分，將導(dǎo)致不完全燃燒產(chǎn)物的產(chǎn)生。對于蒸氣相的燃燒，湍流可以加速液體燃料的蒸發(fā)。對于固體

36、燃料的燃燒，湍流有助于破壞燃燒產(chǎn)物在燃料顆粒表面形成的邊界層，從而提高表面反應(yīng)的氧利用率，并使燃燒過程加速。（2分）適當(dāng)?shù)目刂七@四個因素空氣與燃料之比、溫度、時間和湍流度，是在大氣污染物排放量最低條件下實現(xiàn)有效燃燒所必須的，評價燃燒過程和燃燒設(shè)備時必須認(rèn)真考慮這些因素。通常把溫度(temperature)、時間(time)和湍流(turbulence)稱為燃燒過程的“三T”。（2分）3、石灰石灰石濕式煙氣脫硫工藝存在哪些問題，如何解決？石灰/ 石灰石濕式煙氣脫硫工藝存在的主要問題包括結(jié)垢堵塞、設(shè)備和管道的腐蝕等（2分）結(jié)垢控制措施：一是抑制亞硫酸鹽的氧化, 使硫酸鈣在非飽和狀態(tài)下操作; 二是強(qiáng)

37、制氧化, 使?jié){液中有足夠的石膏晶體存在。另外, 應(yīng)盡量選用結(jié)構(gòu)簡單、不易堵塞、操作彈性寬的脫硫設(shè)備, 從國內(nèi)外的應(yīng)用情況看, 噴淋塔、旋流板塔等有較好的防堵性能, 應(yīng)優(yōu)先考慮,而填料塔顯然不適宜。（4分） 防腐措施：防腐措施主要有:(1) 內(nèi)襯防腐; (2) 以防腐蝕非金屬材料制作;(3) 以防腐蝕合金材料制作。（4分）4、濕法鈣質(zhì)吸收劑脫硫過程中，pH值是重要的操作參數(shù)，試分析它對吸收洗滌塔操作造成的可能影響。濕法鈣質(zhì)吸收劑脫硫中一般使用CaCO3和Ca(OH)2（3分）如果PH值過高，即溶液中Ca(OH)2含量過高（2分）易產(chǎn)生Ca(OH)2沉淀，造成阻塞（2分）PH過低，不利于SO2的吸

38、收，還可能引起設(shè)備的腐蝕（3分）三、計算題（ ）1、 燃料油的重量組成為：C86%，H14%。在干空氣下燃燒，煙氣分析結(jié)果（基于干煙氣）為：O2，1.5%；CO，600×106（體積分?jǐn)?shù)）。試計算燃燒過程的空氣過剩系數(shù)。 （16分）解：以1kg油燃燒計算，C 860g 71.67mol； H 140g 70mol，耗氧35mol。 （3分）設(shè)生成CO x mol，耗氧0.5x mol，則生成CO2 （71.67x）mol，耗氧（71.67x）mol。煙氣中O2量。 （2分）總氧量 ，干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則含N2 3.78×（106.67+24.5x）。

39、（2分）根據(jù)干煙氣量可列出如下方程：，解得x=0.306 （2分）故CO2%：； （2分）N2%： （2分）空氣過剩系數(shù) （3分）2、 有一兩級除塵系統(tǒng)，已知系統(tǒng)的流量為2.22m3/s，工藝設(shè)備產(chǎn)生粉塵量為22.2g/s，各級除塵效率分別為80%和95%。試計算該處塵系統(tǒng)的總除塵效率、粉塵排放濃度和排放量。解： （3分）粉塵濃度為，排放濃度10（199%）=0.1g/m3； （3分）排放量2.22×0.1=0.222g/s。 3、 電除塵器的集塵效率為95%，某工程師推薦使用一種添加劑以降低集塵板上粉塵層的比電阻，預(yù)期可使電除塵器的有效驅(qū)進(jìn)速度提高一倍。若工程師的推薦成立，試求使用

40、該添加劑后電除塵器的集塵效率。 （6分）解：，故，（3分）因此。 （3分）4、氣體的初始組成以體積計為8.0%CO2、12%H2O、75%N2和5%O2。假如僅考慮N2與O2生成NO的反應(yīng)，分別計算下列溫度條件下NO的平衡濃度。1200K下，Kp=2.8×107 ，1500K下，Kp=1.1×105，2000K下，Kp=4×1041）1200K；2）1500K；3）2000K。 （9分）解： 1）1200K下，Kp=2.8×107。設(shè)有xN2轉(zhuǎn)化為NO，則解得x=0.00512；故NO平衡濃度為（體積分?jǐn)?shù)） （3分）2）1500K時，同理 解得x=0.0

41、32，故NO平衡濃度為（體積分?jǐn)?shù)） （3分）3）2000K時， 解得x=0.190，故NO平衡濃度為0.0038。（3分）6.二、簡答題 1、簡述電暈起始電壓的影響因素(1)電暈起始電壓隨電極的幾何形狀而變化，線愈細(xì)，電暈起始電壓愈低。（2分）(2)氣體組成的影響 氣體組成決定著電荷載體的分子種類。不同的氣體，電子附著形成負(fù)離子的過程是不同的。（2分） (3)溫度和壓力的影響氣體組成不同，電壓電流特性曲線有明顯不同。（2分）正電暈：運行電壓寬，Vc低，擊穿電位高，除塵中應(yīng)用廣泛。（2分）負(fù)電暈：小型，空調(diào)用。（2分）2、吸附凈化法的使用范圍以及優(yōu)缺點（1）適用范圍 常用于濃度低，毒性大的有害氣

42、體的凈化，但處理的氣體量不宜過大；（2分） 對有機(jī)溶劑蒸汽具有較高的凈化效率；（2分） 當(dāng)處理的氣體量較小時，用吸附法靈活方便。（2分）（2）優(yōu)點：凈化效率高，可回收有用組分，設(shè)備簡單，易實現(xiàn)自動化控制。（2分）（3）缺點：吸附容量小，設(shè)備體積大；吸附劑容量往往有限，需頻繁再生，間歇吸附過程的再生操作麻煩且設(shè)備利用率低。（2分）3、什么是理論空氣量？以及理論空氣量可以通過什么方法獲得？理論空氣量（ Vg0 ）是指單位量燃料按燃燒反應(yīng)方程式完全燃燒所需的空氣量稱為理論空氣量。（3分）理論空氣量獲得:（1）可由燃燒反應(yīng)方程式（2分） （2）經(jīng)驗公式（由熱值） 固體燃料 液體燃料 氣體燃料 天然氣

43、（式2.17）建立燃燒化學(xué)方程式時，假定：1).空氣僅由N2和O2組成，其體積比為79/21=3.76；) 燃料中的固態(tài)氧可用于燃燒；) 燃料中的硫被氧化成SO2；)計算理論空氣量時忽略NOX的生成量；)燃料的化學(xué)時為CxHySzOw，其中下標(biāo)x、y、z、w分別代表C、H、S、O的原子數(shù)。（5分）4、簡要分析旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)對其除塵效率的影響a)排放管直徑越小，de越小，除塵效率越高，（3分）b)筒體直徑D越小，粒子所受的離心力越大，其效率越高，但D過小，粒子容易出現(xiàn)二次逃逸，效率反而下降椎體適當(dāng)加長，可以提高效率，（4分）c)除塵器下部的嚴(yán)密性不好，會引起除塵效率的下降。（3分）三、

44、計算題1、 煤炭的元素分析按重量百分比表示，結(jié)果如下：氫5%；碳75.8%；氮1.5%；硫1.6%；氧7.4%；灰8.7%，燃燒條件為空氣過量20%，空氣的濕度為0.0116molH2O/mol干空氣，并假定完全燃燒，試計算煙氣的組成。 （15分）解：按1kg煤進(jìn)行計算 重量（g） 摩爾數(shù)（mol） 需氧數(shù)（mol）C 758 63.17 63.17H 50 25 12.5S 16 0.5 0.5O 74 2.3 -2.3N 15 0.54 0 （3分 ）需氧63.17+12.5+0.5-2.3=73.86mol （1分 ）設(shè)干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則干空氣量為73.86

45、15;4.78×1.2=423.66mol，含水423.66×0.0116=4.91mol。 （2分 ）煙氣中：CO2 63.17mol；SO2 0.5mol；H2O 4.91+25=29.91mol；N2：73.86×3.78+0.54=279.73 mol；過剩干空氣0.2×73.86×4.78=70.61mol。（2分 ）過剩干空氣中所含水分 70.61×0.01160.82 （1分 ）實際煙氣量為63.17+0.5+29.91+279.73+70.61+0.82=444.74 mol （1分 ）其中CO2 ；SO2 ；H2O

46、； N2 。O2 。 （5分 ）2、已知旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積為0.24m2，進(jìn)口的氣體流量為10000m3N/h，除塵器阻力系數(shù)為9.8，進(jìn)口氣流溫度為423K，氣體靜壓為-490Pa，試確定該處塵器運行時的壓力損失（假定氣體成分接近空氣）。 P=0.5×v2 （8分）解：由氣體方程得 （3分 ） （3分 ）。 （2分 ）3、某電廠采用石灰石濕法進(jìn)行煙氣脫硫，脫硫效率為90%。電廠燃煤含硫為3.6%，含灰為7.7%。試計算：1）如果按化學(xué)劑量比反應(yīng)，脫除每kgSO2需要多少kg的CaCO3；2）如果實際應(yīng)用時CaCO3過量30%，每燃燒一噸煤需要消耗多少CaCO3； （7分）解：（1）

47、SO2+CaCO3+2H2O CaSO32 H2O+ CO2（2分）消耗每kg SO2需要消耗石灰石的量為：100/641.56 kg/kg（2分）（2）燃燒一噸煤需要消耗石灰石的量為： 1*3.6%*90%*100/32*1.3=131.6kg（2分）4、 大型燃煤工業(yè)鍋爐的NOx排放系數(shù)可取為8kg/t，試計算排煙中NOx的濃度。假定煙氣中O2的濃度為6%，煤的組成為C：77.2%，H：5.2%，N：1.2%，S：2.6%，O：5.9%，灰分：7.9%。 NOx均以NO存在。（10分）解：取1kg煤計算，排放NOx約8g，在常規(guī)燃燒溫度下，近似認(rèn)為NO2濃度很小，NOx均以NO存在。 （2

48、分 ）1kg煤中，含C772g，H52g，N12g，S26g，O59g，灰分為79g。充分燃燒后，生成CO264.3mol，H2O26mol，SO20.812mol，NO0.267mol。需O2250459=2445g，約76.4mol。 （2分 ）引入N2。燃燒本身過程中產(chǎn)生N2。即在O2恰好耗盡時煙氣含CO264.3mol，H2O26mol，SO20.812mol，NO0.267mol，N2287.7mol。（2分 ）由題意，空氣過剩，設(shè)過?？諝饬繛閤mol，則，由此解得x=152mol。（2分 ）故NOx濃度為（體積分?jǐn)?shù)）。 （2分 ）7.二、簡答題 ）1、簡要分析煤煙型污染與機(jī)動車污染的差別。煤炭型污染又稱還原型污染，這類污染常發(fā)生在以使用煤炭為主，同時也使用石油的地區(qū)。其主要污染物為二氧化硫、一氧化碳和顆粒物。在低溫、高濕度且風(fēng)速很小的陰天，并伴有逆溫的情況下，一次污染物易在低空積聚，生成還原性煙霧。倫敦?zé)熿F事件是其典型代表，故這類污染又稱為倫敦?zé)熿F型。(5分)機(jī)動車型污染又稱氧化型污染，這類污染多發(fā)生在以使用石油為燃料的地區(qū)，主要污染源是汽車排氣、燃油鍋爐以及石油化工企業(yè)，主要的一次污染物是一氧化碳、氮氧化物和碳