大气污染控制工程试卷(整理带答案) 下载本文

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17、空气/燃料比对燃烧过程形成的污染物种类和总量有什么影响? 答:低空燃比时,燃料燃烧不完全,易形成CO和HC,NOx排放很少;高空燃比时,燃料燃烧充分,火焰温度高,CO和HC排放很少,NOx生成量较高;存在一个最佳点,CO、HC和NOx的排放总量最低。 18、

简要分析气象因素对北京市大气污染过程的影响。

答:影响大气污染过程的气象因素主要有稳定度、风向、风速、气温、气湿等,北京市京市三面环山,风场受局地环流和华北地区天气系统作用,在局地风向转换时容易出现小风、甚至静风情况,很不利于污染扩散;冬季低温,稳定大气出现的频率高,不利于污染物扩散;夏季光照强,易出现O3污染。

19、近年来,北京市近地层大气环境中O3浓度呈逐年增高的趋势,试简要分析O3的形成机制。若大幅度削减NOx的排放,能有效降低环境大气中O3的浓度吗? 答:O3的形成过程为:

NO2?h??O?NOO?O2?M?O3?M

VOC通过下述过程将NO重新转化为NO2:

OH?VOC?RO2?H2ORO2?NO?NO2?RORO?O2?RCHO?HO2HO2?NO?NO2?OH

O3的平衡浓度与NOx和VOC的相对比例有关,单纯的大幅度削减NOx,并不一定降低大气中的O3浓度,当NOx/VOC很大时,削减NOx的排放有可能导致O3浓度升高。

20、定义PM2.5,结合北京市大气污染的现状分析PM2.5的主要来源及化学组成。 答:PM2.5指空气动力学当量直径小于2.5μm的颗粒物。PM2.5的主要来源是燃料燃烧、机动车

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排放、二次颗粒物、无组织扬尘等。化学组成主要有SO42-、NO3-、NH4+、EC、OC、重金属等。 21、

美国环境空气质量标准中关于颗粒物的浓度,最初以TSP表示,后来改为PM10,

近来又改为PM2.5,其动因是什么?对污染控制技术提出哪些要求和挑战? 答:颗粒物粒径大小是危害人体健康的一个重要因素。PM10可以被吸入气管,在呼吸道内沉积,而PM2.5可以被吸入肺部,直接危害人体健康;而且,粒径越小比表面积越大,物理、化学活性越大,加剧生理效应的发生与发展。美国环境空气质量标准的改变,反映了对这一问题认识的深入。新的标准对除尘技术提出了挑战,不仅要求整体上较高的除尘效率,而且要求对细颗粒的捕集更为有效,而细颗粒的捕集相对粗颗粒要相对困难。 22、 等。 计算题

1某电除尘器的除尘效率为90%,欲将其除尘效率提高至99%。有人建议使用一种添加剂可以改变滤饼的比电阻,从而使电除尘器的效驱进速度提高一倍。若此建议可行,电除尘器的效率能满足要求吗?也有人建议,通过提高电除尘器的电压即可满足将除尘效率提高至99% 的要求。若按此建议,电除尘器的电压应增加多少? 解:由下列公式:

AQ

A?1?1?exp(?2?e1)?0.99Q哪些污染物可能引起全球气候变暖? 答:CO2、CH4、CFCs、N2O、O3

?1?1?exp(??e1)?0.9可知有效驱进速度提高一倍后能满足99%的除尘效率的要求。因为

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??q?EP/(3??dP);q?3?(???22)?0dPE0

驱进速度正比于dPE0,因此将dPE0提高到原来的两倍即可满足要求。

2.除尘系统的处理烟气量10000m3/h,初始含尘浓度为6g/m3,拟采用逆气流反吹清灰袋式除尘器,选用涤纶绒布滤料,要求进入除尘器的气体温度不超过393K,除尘器压力损失不超过1200Pa,烟气性质近似于空气。试确定:(1)过滤速度:(2)分成负荷;(3)除尘器的压力损失;(4)最大清灰周期;(5)滤袋面积;(6)滤袋的尺寸(直径和长度)和滤袋条数。(12分)

解:(1)过滤气速估计为VF=1.Om/min.(2分)

(2)除尘效率为99%,则粉尘负荷W=VF△Ct=0.99×6t=5.49tg/m2(2分)

(3)除尘器压力损失可考虑为△P=△Pt+△PE+△PP △Pt为清洁虑料损失,考虑为120Pa; △PE=SE×VF=350Pa; △Pp=RpV2△Ct=9.5×12×5.94t=56.43tPa, Rp取9.50N·min/(g·m); 故△P=△Pt+△PE+△PP=350+120+56.43t(Pa)=470+56.43 t(Pa)(2分)

(4)因除尘器压降小于1200Pa,故470+56.43 t(Pa)<1200,t<12.9min即最大清灰周期。(5)A=Q/60VF=1000×393/(60×1×273)=240m2((2分)

(6)取滤液袋d=0.8m,l=2m,a=πdl=5.03m2,n=A/a=47.7取48条布袋(2分)

3. 某电厂采用石灰石湿法进行烟气脱硫,脱硫效率为90%。电厂燃煤含硫为3.6%,含 灰为7.7%。试计算:如果按化学剂量比反应,脱除每kgSO2需要多少kg的CaCO3;如果实际应用时CaCO3过量30%,每燃烧一吨煤需要消耗多少CaCO3;3)脱硫污泥中含有60%的水分和40êSO4.2H2O,如果灰渣与脱硫污泥一起排放,每吨燃煤会排放多少污泥?(9分)

解:(1)CaCO3?SO2?2H2O?CaSO3?2H2O?CO2? m=1.5625kg

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10064? m1kg______________________________________________________________________________________________________________

(2)每燃烧1t煤产生SO2约

3.6?2t?72kg,约去除72×0.9=64.8kg。因此消耗CaCO3 100100?64.8?132kg。 6464.8(3)CaSO4.2H2O生成量 ?172?174kg;则燃烧1t煤脱硫污泥排放量为1740.4?435t,

64m?1.3?同时排放灰渣77kg。

4.某新建电厂的设计用煤为:硫含量3%,热值26.535Kj/kg。为达到目前中国火电厂的排放标准,采用的SO2排放控制措施至少要达到多少的脱硫效率?

解:火电厂排放标准700mg/m3; 3%硫含量的煤烟气中SO2体积分数取0.3%; 则每立方米烟气中含SO2(3/22.4)×64×103=8571mg,因此脱硫效率为(8571-700)/8571×100%=91.8%0

5、电除尘器的集尘效率为95%,某工程师推荐使用一种添加剂以降低集尘板上粉尘层的比电阻,预期可使电除尘器的有效驱进速度提高一倍。若工程师的推荐成立,试求使用该添加剂后电除尘器的集尘的集尘效率。(8分)

解:η=1-exp{-(A/Q)w}=95%,故exp{-(A/Q)w}=0.05,exp{-(A/Q)2w}=0.0025,因此η/=1- exp{-(A/Q)2w}=1-0.0025=99.75%

6.石灰石(CaCO3) 法洗涤脱硫采用喷雾塔设计,如果喷嘴产生雾滴的平均 直径为3mm,假定操作按表8-5的典型工况进行,试计算:(1)液滴相对与塔壁的沉降速度是多少?(2)如果气体进口温度为180℃,离开塔顶时下降到55℃,计算雾滴的水分蒸发率?假定雾滴可近似视为水滴。(3)脱硫液没经过一次喷雾塔,有多少分率的CaCO3发生了反应?(12分)

2.解:(1)取平均温度为T=(180+55)/2=117.5℃,此时气体密度ρ=0.94g/l(分子量取30)。显然雾滴处于牛顿区,us=1.74[3×10-3×9.8×1000/0.94]1/2=9.73m/s,因气体流速为3m/s,则液滴相对塔壁的沉降速度为6.73m/s

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