第五章 大气质量与大气污染

5-1 简述导致酸雨、温室效应以及臭氧层破坏的原因。 5-2 简述大气污染控制的含义和内容。

典型的大气污染控制系统一般包括污染源的控制，废气排放控制系统（粉尘污染物的控制，气态污染物的控制）和稀释扩散控制等几部分。

1. 污染源的控制——大气污染控制的重点是控制污染源。将污染工艺更换为少污染或无污染工艺是最理想的方法，改革生产工艺，对原材料进行加工，尽量减少大气污染物的生成量。 2、废气排放控制系统

为使废气污染物能达标排放，通常采用如图所示的典型控制系统。用集气罩1将污染源产生的污染物收集起来，经颗粒除尘装置3，再进入气态污染物净化器4，经风机5进入烟囱7，由此排人大气，再经历扩散稀释过程，达到大气质量标准。现将系统各步控制简述于后。

3、稀释扩散控制

稀释法就是采用烟囱排放污染物，通过大气的输送和扩散作用降低其”着地浓度”，使污染物的地面浓度达到规定的环境质量标准。

5-3 根据我国《大气环境质量标准》的二级标准，求出浓度限值。

解：

、

、

三种污染物的日平均

5-4 成人每次吸入的空气量平均为500cm3，加入每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200μg/m3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。

解：10.8μg。

5-5 简述颗粒污染物和气态污染物控制方法和设备。 1、颗粒污染物控制的方法和设备主要有四类：

（1）机械力除尘器：包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。 （2）过滤式除尘器：包括袋式过滤器和颗粒层过滤器。 （3）静电除尘器：包括干式静电除尘器和湿式静电除尘器。

（4）湿式除尘器：包括泡沫除尘器、喷雾塔、填料塔、冲击式除尘器、文丘里洗涤器等 2、气态污染物控制方法和设备可分为两大类：分离法和转化法。

分离法是利用污染与废气中其它组分的物理性质的差异使污染物从废气中分离出来，如物理吸收、吸附、冷凝及膜分离等；转化法是使废气中污染物发生某些化学反应，把污染物转化成无害物质或易于分离的物质，如催化转化、燃烧法、生物处理法、电子束法等。

5-6 为什么说烟囱排放是废气控制系统的重要部分。

所谓稀释法，就是采用烟囱排放污染物，通过大气的输送和扩散作用降低其“着地浓度”，使污染物的地面浓度达到规定的环境质量标准。虽然废气的排放控制应依靠各种控制技术和净化装置，但是，对于那些难以去除的有毒物质要降到很低的浓度，其净化费用可能是相当高的，而以净化脱除为主，辅之烟囱排放稀释，则经济上是合理的。同时，无论采用什么控制方法和净化装置，其尾气中仍含有少量有害物质，即使有些尾气中不含有害物质，也因其中几乎没有氧气而对人类呼吸不利，也必须用烟囱（排气筒）排放稀释。所以烟囱是废气排放控制系统的重要组成部分。烟囱排放本身并不减少排入大气的污染物量，但它能使污染物从局地转移到大得多的范围内扩散，利用大气的自净能力使地面污染物浓度控制在人们可以接受的范围内，所以在工业密度不大的国家和地区，它一直是直接排放废气的常用工业方法。在某些情况下，烟囱可能是控制大气污染最通用和经济的方法。

第六章 颗粒污染物控制

6-1 某一除尘装置处理含尘气体，入口粉尘的粒径分布和分级效率如附表所示。试求该除尘装置的总效率。 习题6-1附表 粉尘粒径幅入口频数分布分级效率 0.5~5.8 5.8~8.2 8.2~11.7 11.7~16.5 16.5~22.6 22.6~33 33~47 47 31 61 4 85 7 93 8 96 13 98 19 99 10 8 100 100 解：η=86%。 6-2 一单层沉降室处理含尘气流，已知含尘气体流量Q=1.5m3/s，气体密度ρG=1.2kg/m3，气体黏度μ＝1.84×10-5kg/(m·s)，颗粒真密度ρp=2101.2 kg/m3，沉降室宽度W=1.5 m，要求对粒径=50μm的尘粒应达到60%的搜捕效率。试求沉降室的长度。

解：4.1m。

6-3 含尘粒直径为1.09

的气体通过一重力沉降室，宽20 cm，长50 cm，共8层，层间距

0.124 cm，气体流速是8.61 L/min。并观测到其捕集效率为64.9%。问需要设置到多少层才能得到80%的捕集效率？

解：10层。

6-4 简述旋风除尘器中影响粉尘捕集效率的因素。

1、入口风速（或者流量）：入口流量增大（即入口风速），降低，因此除尘效率提高。但

风速过大，粗颗粒将以较大的速度到达器壁而被反弹回内旋流，然后被上升气流带出，从而降低除尘效率。一般入口风速12~20m/s。

2、除尘器的结构尺寸：其他条件相同时，筒体直径越小，尘粒所受的离心力越大，除尘效率越高；筒体高度的变化对除尘效率的影响不明显；适当增加锥体长度，有利于提高除尘效率；减小排气管直径，对除尘有力若将除尘器各部分的尺寸进行几何相似放大时，除尘效率会有所降低。

1. 尘粒的粒径与密度：

，

4、气体温度，温度升高，气体粘度增加，而

，

加大，除尘率降低。

5、灰斗的气密性，即使除尘器在正压下工作，锥体底部也可能处于负压状态。若除尘器下部不严而漏气，会将已落入灰斗中的粉尘重新扬起带走，使除尘率降低。实验证明，当漏气量达除尘器处理气量的15%时，除尘率几乎为零。

6-6 有一单一通道板式电除尘器，通道高为5 m，长6 m，集尘板间距离为300 mm，处理含尘气量为600m3/h，测得进出口含尘浓度分别为9.30g/m3和0.5208 g/m3。参考以上参数重新设计一台静电除尘器，处理气量为9000m3/h，要求除尘效率99.7%，问需要多少通道数？

解：31个通道。

6-7 某厂家想购一台电除尘器，其净化含尘浓度为25g/m3的烟气，要求净化后浓度不超过0.5g/m3，其烟尘的粒度分布如附表所示。

习题6-7附表 粒径幅入口 0~0.2 3.5 0.2~0.4 8.0 0.4~0.6 13.0 0.6~0.8 19.0 0.8~1.0 45.0 1.0~1.2 11.5 某外商有一板间距为30 cm的板式电除尘器，其颗粒的切割直径为0.2μm，该除尘器的多依奇方程形式为：

式中：

——颗粒直径，

；

——经验常数。

该除尘器能否满足厂家的需求？ 解：不能满足厂家的需求。

6-11 简述产生液界面的的方式，为什么文氏洗涤器可以达到很高的捕集效率？

文丘里洗涤器的除尘包括雾化，絮凝和脱水三个过程，前两个过程在文丘里管中进行，后一过程在脱水管中完成。含尘气流进入进缩管，气速逐渐增加，在喉管中气速最高，可达50m/s，气液

相对速度很大。在高速气流冲击下，喷嘴喷出的水滴被高度雾化，喉管处的高速低压使气流达到过饱和状态，同时尘粒表面附着的气膜被冲破，使尘粒被水湿润。因此，在尘粒与水滴或尘粒之间发生激烈的碰撞和絮凝。从喉管进入扩散段后，速度降低，静压回升，以尘粒为凝结核的过饱和蒸汽的凝结作用进行很快。凝结有水分的颗粒继续凝聚碰撞，小颗粒凝并成大颗粒，很容易被其他除尘器或脱水器捕集下来，使气体得到净化。

第七章 气态污染物控制

7-3 简述物理吸附与化学吸附的区别。

吸附剂和吸附质之间通过分子间作用力（范德华力）产生的吸附称为物理吸附。物理吸附是一种常见的吸附现象。由于吸附是分子间作用力引起的，所以吸附热较小，一般在41.9kJ/mol以内。物理吸附因不发生化学作用，所以在低温下就能进行。被吸附的分子由于热运动还会离开吸附剂表面，此为解吸（吸附的逆过程）。物理吸附可形成单分子吸附层或多分子吸附层。由于分子间作用力是普遍存在的，所以一种吸附剂可吸附多种吸附质。但由于吸附剂和吸附质的极性强弱不同，某一种吸附剂对各种吸附质的吸附量是不同的。

化学吸附是吸附剂和吸附质之间发生化学作用而产生的吸附，是由于化学键力引起的。化学吸附一般在较高温度下进行，吸附热较大，相当于化学反应热，一般为83.7～418.7kJ/mol。一种吸附剂只能对某种或几种吸附质发生化学吸附，因此化学吸附具有选择性。由于化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力进行的，所以只能形成单分子层吸附层。当化学键力大时，化学吸附是不可逆的。

化学吸附和物理吸附并不是孤立的，往往相伴发生。只是由于吸附质、吸附剂及其他因素的影响，可能某种吸附是主要的。

第八章 污染物的稀释法控制

8-1 在气压为400 mb处，气块温度为320 K。若气块绝热下降到气压为600 mb处，气块温度变为多少？

8-2 在铁塔上观测到的气温资料如表8-17所示，试计算各层大气层的气温直减率、表8-17 高度气温解：

1.5 198 2.35k/100m不稳定；

10 197.8 30 197.5 50 297.3 -499k/100m稳定；

、

，并判断各层大气的稳定度。

、

、

1k/100m中性；-205k/100m稳定。

1.75k/100m不稳定；

8-3 某城市火电厂的烟囱高100 m出口内径5 m。出口烟气流速12.7 m/s,温度100℃，流量