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。
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)。
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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。
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。
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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 荷电过程取决于粒径大小,对于粒径大于0.5μm的微粒,以 荷电为主,粒径小于0.15 μm的微粒,则以 荷电为主,粒径介于0.15~0.5μm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)
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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)
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??KL??0,请说明公式中各个符号代表的意思以及常数K代表的物理意义。(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) ①粒径dp=1000μm,沉降速度u=10m/s,T=373K,P=1atm,
μ=2.18×10-5Pa·s,ρ=0.947kg/m3;
②粒径dp=0.5μm,沉降速度u=0.1m/s,T=293K,P=1atm,
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μ=1.81×105Pa·s,ρ=1.205kg/m3。
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(μm) 质量频率(%) 进口g1 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 2.0 0.4 0.4 0.7 3.5 6.0 24 13 2.0 2.0 3.0 11 8.0 <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
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)
①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);
②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);
③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/(m2·h·atm),kL=0.82m/h,DHNO3和DNH3在液相中相同。(10分)
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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)
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)
① 燃油1kg所需要的理论空气量和产生的理论烟气量; ② 干烟气中SO2的浓度;
②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1010Ω·cm以下(2分)。当低于1010Ω·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1010-1011Ω·cm之间时,火花率增加,操作电压降低;当高于1011Ω·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:①加入己二酸,提高了石灰石利用率,减少固废产生量;②添加硫酸镁,可以消除洗涤塔内的结垢;③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)
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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。
(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)
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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。 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:
①要具有巨大的内表面;②对不同气体具有选择性的吸附作用; ③吸附容量大;④具有足够的机械强度、热稳定性及化学稳定性; ⑤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??KL??0,请说明公式中各个符号代表的意思以及常数K代表的物理意义。(5分) 答:τ—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; τ
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。
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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290-400℃,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:
①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; ②温度条件。燃料必须达到着火温度;
③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; ④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10~10m/h; (3)能耗低,约0.2~0.4kwh/1000m; (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;
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(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。 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(ρp=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) ①粒径dp=1000μm,沉降速度u=10m/s,T=373K,P=1atm,
μ=2.18×10-5Pa·s,ρ=0.947kg/m3;
②粒径dp=0.5μm,沉降速度u=0.1m/s,T=293K,P=1atm, μ=1.81×105Pa·s,ρ=1.205kg/m3。
?61000?10?10?0.947解:①由Rep???434.4 ?5?2.18?10du?知:颗粒处于过渡紊流区 (3分) 所以 C?18.5?0.4835 (3分)
D0.6Rep 10
10.947?1022FD?CD??dp??1.80?10?5(N) (4分)
42②解:因为Rep?du??0.5?10??0.1?1.205?3.33?10?3?1 ?51.81?10?6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
C?1?0.165?1.33 dpFD?3??du?3?3.14?1.81?10?5?0.5?10?6?0.1/1.33?6.41?10?12(N)
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(μm) 质量频率(%) 进口g1 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 2.0 0.4 0.4 0.7 3.5 6.0 24 13 2.0 2.0 3.0 11 8.0 <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 解:计算实例:总效率为99%,所以通过率为1%。
?i?100?Pg2i g1i所以:η1=100-1×7.0/2.0=96.5 其它同,计算结果如下表:
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粒径间隔(μm) 质量频率(%) 进口g1 出口g2 ηi <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 2.0 0.4 0.4 0.7 3.5 6.0 24 13 2.0 2.0 3.0 11 8.0 7.0 1.0 2.0 3.0 14.0 16 29 6.0 2.0 2.0 2.5 8.5 7.0 96.5 97.5 95 95.7 96 97.3 98.8 99.5 99.0 99.0 99.2 99.2 99.1
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)
①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);
②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);
③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。
解:① 质量(kg) 摩尔数(mol) 需氧量(mol) C 647 53.92 53.92 S 17 0.531 0.531 H 32 32 8 O 23 1.44 -0.72 H2O 90 5 0 所以:理论需氧量为 53.92+0.531+8-0.72=61.73mol/kg 理论空气量为 61.73×4.76×22.4/1000=6.58Nm3/kg
烟气组成为:CO2:53.92mol SO2:0.531mol H2O:16+5=21mol N2:61.73×3.76=232.1mol 理论烟气量为
Vf0.g=53.92+0.531+21+232.1=307.55mol/kg=6.89Nm3/kg
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SO2在烟气中的浓度:0.531/307.55×100%=0.17%
②烟气中灰分的浓度:191×80%×1000/6.89=2.218×104mg/m3 ③Ca/S=1.7 石灰中钙的含量为35% 所以Ca/S=x×34%/40.1/(1.7%×1000/32)=1.7 x=0.106t
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/(m2·h·atm),kL=0.82m/h,DHNO3和DNH3在液相中相同。(10分) 解:CKP?bDAkG 令PA=1atm
?PADBkLNH3+HNO3→NH4NO3 b=1 所以CKP?bDAkG0.1?PA?1?1??5%?0.007kmol/m3 DBkL0.72浓度不得低于0.007kmol/m3。
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)
解:该装置每日排放的烟尘量为:55000×3.0×10-3×24=3960kg/d 所以应选用的除尘器效率为η=(1-60/3960)×100%=98.5%
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)
③ 燃油1kg所需要的理论空气量和产生的理论烟气量; ④ 干烟气中SO2的浓度;
②当空气过剩10%时,所需的空气量和产生的烟气量。
解:① 质量(kg) 摩尔数(mol) 需氧量(mol) C 855 71.25 71.25
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S 10 0.3125 0.3125 H 110.5 55.25 27.625 O 2 0.125 -0.06
H2O 22.5 1.25 0 (5分) 所以:理论需氧量为 71.25+0.3125+27.625-0.06=99.1275mol/kg 理论空气量为 99.1275×4.78×22.4/1000=10.61Nm3/kg(4分) 烟气组成为:CO2:71.25mol SO2:0.1325mol H2O:55.25+1.25=56.50mol N2:99.1275×3.78=374.70mol 理论烟气量为
Vf0.g=71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg=11.27Nm3/kg (4分)
②干烟气量为:502.99-56.5=446.49 mol/kg
SO2在烟气中的浓度(百分比)为:0.3125/446.49×100%=15.96% (3分) ③过剩空气为10%时,所需空气量为 1.1×10.61=11.67 Nm3/kg
产生烟气量为:11.27+0.1×10.61=12.33 Nm3/kg (4分)
大气污染控制工程题篇2
一.填空
1.大气污染影响范围:①.局部地区污染;②.地区性污染;③.广域性污染;④.全球性污染。
2.温室气体包括:二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烃、一氧化氮等。
3.气体状态污染物分为五类,包括:(1)含硫化合化物:SO2、SO3、H2S;(2).含氯化物)、HF、HCI;(5).有机化合物。
4.空气污染指数的项目定为:可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)。
5.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.在对流层里,大气温度随高度增加而降低,每升高100m平均降温0.65℃。 7.大气稳定度是指大气在垂直方向上稳定的程度,反映其是否容易对流。 8.湍流扩散理论,是研究湍流与烟流传播和物质浓度衰减的关系问题。目前处理这
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类问题有三种广泛应用的理论:梯度输送理论、湍流统计理论和相似理论。 9.颗粒的粒径的四中定义方法:显微镜法,筛分法,光散射法,沉降法。 10.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。
11.评价净化装置性能的指标包括(1).技术指标:①.处理气体流量;②.净化效率;③.压力损失;(2).经济指标:①.设备费;②.运行费;③.占地面积。 12.常用机械式除尘器包括:重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。
13.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。
14.电除尘器的选择和设计主要考虑因素有:粉尘性质,除尘效率,气体含尘浓度。 15.湿式除尘器是使含尘气体与液体密切接触,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。
16.文丘里除尘器除尘过程为:(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50~180m/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。 17.
18.化学吸收的优点:
19.用多孔固体吸附剂将气体(或液体)混合物中一种或数组分浓集于固体表面,而与其他组分分离的过程称为气体吸附。
20.对于煤炭洗选,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,我国以物理洗煤为主。
21.燃烧设施直接排放的SO2浓度通常为10-4~10-3数量级。
22.以石灰或石灰石与烟气中SO2反应,脱硫产物石膏可直接抛弃,也可中和利用。 23.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N≡N的键能比有机化合物中C-N的键能大得多,因此氧倾向于首先破坏C-N。
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24.VOCs控制方法和工艺包括燃烧法和吸收法。
二.名词解释
1.大气污染:大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。
2.二次污染物:指由一次污染物在大气中互相作用,经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物。
3.空气过剩系数:一般把超过理论空气量而多供给的空气量称为过剩空气量,并把实际空气量Va与理论空气量Va0之比定义为空气过剩系数α。
4.集气罩: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。
5.大气稳定度:大气在垂直方向上稳定的程度,反映其是否容易对流。
6.挥发性有机物: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。
三.简答
1.如何改善电除尘器对高比电阻除尘的捕集效率?
答: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。
2.如何控制燃烧过程引起的NOx污染?与控制燃烧过程引起的SO2污染有哪些重大差别?
答:通过两段燃烧、烟气再循环等技术措施,控制燃烧过程的最高温度及其持续时
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间、O2的浓度,减少热力NOx的生成。与SO2相比,NOx的控制更注重燃烧条件的控制,而SO2主要针对燃料本身的S含量和燃烧后的SO2去除。
3.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。
4.分析机动车可能造成的大气污染,包括一次污染和二次污染?
答:一次污染物:CO、HC、NOx、颗粒物、SO2、铅、CO2等;二次污染物:HC和NOx反应形成光化学烟雾,SO2和NOx形成酸雨和二次颗粒物;HC形成二次有机颗粒物
5.湿法钙质吸收剂脱硫过程中PH值是重要的操作参数,试分析它对吸收洗涤塔造成的可能影响?
答:湿法钙质吸收剂脱硫中一般使用CaCO3和Ca(OH)2,如果PH值过高即溶液中
Ca(OH)2含量过高,易产生Ca(OH)2沉淀,造成阻塞;PH值过低,不利于SO2的吸
收,还可能造成设备的腐蚀。
6.燃料完全燃烧的条件(3T)是什么?
答:(1).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;
(2).温度条件:达到燃料的着火温度;
(3).时间条件:燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间; (4).燃料与空气的混合条件:燃料与氧充分混合。 通常把温度、时间和湍流度称为燃烧过程的“3T”。
7.袋式除尘器的选择、设计方法是什么?
答:选择与设计:①.滤料的比较;②.气布比对穿透率的影响;③.计算过滤面积;
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④.除尘器设计:a.确定滤袋尺寸:直径d和高度h;b.计算每条滤袋面积:a=πdh;c.计算滤袋条数:n=A/a;d.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50~70mm。
8.简述管道系统常用的防爆措施?
答:加强可燃物的监控;消除火源;除火与卸爆措施;设备密闭,厂房通风。
大气污染控制工程复习题篇3
1.大气污染定义。
答:按照国际标准化组织(ISO)作出的定义:大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。 2.大气污染的分类。
答:(1).根据大气污染影响范围:①.局部地区污染;②.地区性污染;③.广域性污染;④.全球性(或国际性)污染;
﹡(2).根据能源性质、大气污染物组成和反应分类:①.煤烟型(或还原型)污染:主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、NOx、CO和微粒物质,它们遇上低温、高湿的阴天,且风速很小并伴有逆温存在的情况时,一次污染 物扩散受阻,易在低空聚积,生成还原型烟雾;②.石油型(或交通型或氧化型)污染
污染源主要是机动车(汽油车和柴油车)和机动船。主要污染物是CO、NOX和HC。在相对湿度较低的夏季睛天,交通污染严重的地区可能会出现典型的二次污染——光化学烟雾。它对人体、动植物、材料 均会产生破坏作用,并且严重影响大气能见度。 3.温室效应。
答:大气中的二氧化碳和其他微量气体如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯烃(CFCs)、水蒸气等,可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过,但却可以吸收地表的长波辐射,由此引起全球气温升高的现象。 4.温室气体包括哪些?
答:主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烃、一氧化氮等。
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5.温室气体对地球表面和大气层有何影响?
答:当它们在大气中的浓度增加时,大气的温室效应就会加剧,引起地球表面和大气层下部的温度升高 。 6.酸雨的定义。
答:由于人类活动的影响,使降水中溶入其它酸性物质,从而使其pH值降到5.6以下的降水。
7.酸雨的形成。
答:是复杂的大气化学和大气物理现象,是由自然排放和人为活动等释放到大气中的SO2或NOx通过氧化反应(气相或液相反应),生成硫酸或硝酸和亚硝酸,附在凝结核上降落到地面上的。 8.酸雨的影响与危害。
答:(1).损害水生、陆生生物:如鱼类和森林;(2).对人体健康影响:使有毒重金属溶入饮用水中,危害饮用者;(3).腐蚀建筑材料、金属构件、油漆以及名胜古迹等。
9.大气污染物的定义及其分类。
答:(1).定义:由于人类活动或者自然过程排入大气,并对人和大气产生影响的那些物质;(2).分类:按存在状态,可以分为气溶胶状态污染物和气态污染物; 10.气溶胶的定义。
答:系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在介质中的悬浮体系。 11.气溶胶状态污染物包括哪些?各污染物的定义。
答:(1).粉尘(dust):由于固体物质的破碎、研磨、筛分、输送等机械过程或土壤、岩石的风化等自然过程形成的,1~200μm;
(2).烟(fume):固体气溶胶,0.01~1μm;
(3).飞灰(fly ash):指随燃料燃烧产生的烟气排出的分散得较细的灰分; (4).黑烟(smoke):一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶;一般将冶金过程和化学过程形成的固体颗粒气溶胶称为烟尘;将燃料燃烧过程产生的飞灰和黑烟,在
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不需仔细分时,也称为烟尘;在其他情况下,或泛指小固体颗粒的气溶胶时,则通称粉尘;
(5).雾(fog):是气体中液滴悬浮体的总称,在气象中指造成能见度小于1K M的小水滴悬浮体。
(6).霾(或灰霾)(haze):霾天气是大气中悬浮的大量微小尘粒使空气浑浊,能见度降低到10km以下的天气现象,易出现在逆温、静风、相对湿度较大等气象条件下。
12.颗粒物的分类。
答:在我国的环境空气质量标准中,还根据粉尘颗粒的大小,将其分为总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物。 13.总悬浮颗粒物(TSP)。
答:用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量,空气动力学直径≦100μm的颗粒物。它是分散在大气中的各种粒子的总称,也是目前大气质量评价中的一个通用的重要污指标。 14.可吸入颗粒物(PM10)。
答:是指可在大气中长期飘浮的悬浮物,直径小于10μm的粒子。飘尘能在大气中长期飘浮,易将污染物带到很远的地方,使污染范围扩大,同时在大气中还可为化学反应提供反应床。 15.气体状态污染物有哪些?
答:(1).含硫化合化物:SO2、SO3、H2S;(2).含氮化合化物:NO、NH3;(3).碳的氧化物:CO、CO2;(4).卤素化合物(氟化物、氯化物)、HF、HCI;(5).有机化合物。 16.一次污染物的定义,主要有哪些?
答:(1).定义:直接从污染源排放的污染物;(2).主要有:SO2、H2S 、NO、NH3 、CO、CO2 、HF、HCl 、C1~C12化合物。 17.二次污染物的定义,主要有哪些?
答:(1).定义:指由一次污染物在大气中 互相作用,经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物,其毒性比一次污染
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物还强;(2).主要有:SO3、H2SO4、MSO4、MNO3 、 NO2、醛类、酮类、酸类。 18.环境空气质量标准。
答:我国1982年制定并于1996年修订的《环境空气质量标准》(GB3095-1996),规定了二氧化硫(SO2)、总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、铅(Pb)、苯并[a]芘(B[a]P)和氟化物(F)共九种污染物的浓度值。
19.为客观反映我国空气污染状况,近年开始了大中城市空气污染指数(API)日报工作,目前计入空气污染指数的项目定为:可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)。空气污染指数的范围从0到500,其中50、100、200分别对应我国《环境空气质量标准》中的一、二、三级标准的污染物平均浓度限值,500则对应于对人体健康产生明显危害的污染水平。 20.煤的定义。
答:是一种复杂的物质聚集体。主要可燃成分是C、H及少量O、N、S等一起构成的有机聚合物。
21.煤的成分的表示方法。
答: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。 22.非常规燃料的分类。
答:(1).城市固体废弃物;(2).商业和工业固体废弃物;(3).农产物和农村废物;(4).水生植物和水生废物;(5).污泥处理厂废物;(6).可燃性工业和采矿废物;(7).天然存在的含碳和含碳氢的资源;(8).合成燃料。 23.燃料完全燃烧的条件(3T)。
答:(1).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;
(2).温度条件:达到燃料的着火温度;
(3).时间条件:燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间;
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(4).燃料与空气的混合条件:燃料与氧充分混合。 通常把温度、时间和湍流度称为燃烧过程的“3T”。 24.空气过剩系数。
答:一般把超过理论空气量而多供给的空气量称为过剩空气量,并把实际空气量Va与理论空气量Vao之比定义为空气过剩系数α。 25.大气圈的分类。
答:根据气温在垂直于垫面(即地球表面情况)方向上的分布,可将大气圈分为五层:对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。 26.对流层的特点。
答:(1).集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气,主要天气现象都发生在这一层;(2).温度随高度的增加而降低,每升高100m平均降温0.65℃;(3).强烈对流作用;(4).温度和湿度的水平分布不均。
27.主要气象要素。
答:(1).定义:表示大气状态的物理现象和物理量;(2).与大气污染关系密切的气象要素主要有:气温、气压、空气湿度(气湿)、风(风向、风速)、云量云状、能见度等。
28.大气稳定度的概念。
答:大气在垂直方向上稳定的程度;反映其是否容易对流。 29.湍流扩散理论简介。
答:大气扩散的基本问题,是研究湍流与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、湍流统计理论和相似理论。
30.颗粒的粒径。
答:(1).显微镜法:①.定向直径dF,也称菲雷特直径:为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度;②.定向面积等分直径dM,也称马丁直径:为各颗粒在投
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影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度;③.投影面积直径dA,也称黑乌德直径:为与颗粒投影面积相等的圆的直径,Heywood测定分析表明,同一颗粒的dF>dA>dM;
(2).筛分法:①.筛分直径:颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度;②.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: ①.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;②.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/cm3)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35°~55°;
(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40°~55°;
(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:①.处理气体流量;②.净化效率;③.压力损失;(2).经济指标:①.设备费;②.运行费;③.占地面积。
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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。 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:①.滤料的比较;②.气布比对穿透率的影响;③.计算过滤面积;④.除尘器设计:⒈确定滤袋尺寸:直径d和高度h;⒉计算每条滤袋面积:a=πdh;⒊计算滤袋条数:n=A/a;⒋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50~70mm。
(2).应用:①.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;②.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;③.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;④.对于微细的干
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燥粉尘,采用袋式除尘器捕集是适宜的。 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0.1~20μm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50~180m/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:①.高温、高湿气体不宜采用袋式除尘器;②.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:①.设备的位置,可利用的空间,环境条件;②.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1.0μm的粉尘荷电量q=0.3×10-15C,计算该粉尘的驱进速度w和电除尘器效率。
25
45.双膜呼吸理论的假定(基本要点)。
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10-4~10-3数量级。
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51.烟气脱硫工艺的分类。
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])-[SO2·H2O],[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8~9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N≡N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、
27
-+-
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,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(ds):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(da):指在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度(p=1g/cm3)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。
28
18、分割粒径:与分级效率值为50%相对应的粒径。
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m/(m
3
2
( 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
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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:①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
②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
③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40-50%)有很大影响
④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 ⑤气流分布板。
(3)粒子荷电两种机理:①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;
②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。
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(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50-180m/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
①黏性大的粉尘不宜用干法除尘;②电阻率过大或过小的粉尘,不宜用电除尘;
③纤维性或憎水性粉尘不宜用湿法除尘;④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
① 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; ② 袋式除尘器理想含尘浓度为0.2-10g/m3;③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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