4.

二、简答题 ）

1、简述旋风除尘器的原理以及优缺点

答：旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，用来分离粒径大于10μm的尘粒

旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，用来分离粒径大于5—10μm以上的的颗粒物。工业上已有100多年的历史。（3分）

优点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。（3分） 缺点：效率80%左右，捕集<5μm颗粒的效率不高，一般作预除尘用。（2分） 2、影响大气污染过程的气象因素主要有哪些？

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，（2分）

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；（4分）

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。 3、如何控制燃烧过程引起的NOX污染？与控制燃烧过程引起的二氧化硫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.

4、简要分析煤烟型污染与机动车污染的差别

答：煤炭型污染又称还原型污染，这类污染常发生在以使用煤炭为主，同时也使用石油的地区。其主要污染物为二氧化硫、一氧化碳和颗粒物。在低温、高湿度且风速很小的阴天，并伴有逆温的情况下，一次污染物易在低空积聚，生成还原性烟雾。伦敦烟雾事件是其典型代表，故这类污染又称为伦敦烟雾型。(5分)

机动车型污染又称氧化型污染，这类污染多发生在以使用石油为燃料的地区，主要污染源是汽车排气、燃油锅炉以及石油化工企业，主要的一次污染物是一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物。在阳光照射下它们能起光化学反应，生成臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯等二次污染物。这些物质具有极强的氧化性，对人的眼睛等黏膜有很强的刺激作用。洛杉矶光化学烟雾就属于这类污染。(5分) 三、计算题

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量不计） 1）计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SO2在烟气中的浓度（以体积分数计）； 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）假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。石灰石中含Ca35%。当Ca/S为1.7（摩尔比）时，计算燃煤1t需加石灰石的量。 （16分） 解：相对于碳元素作如下计算：

%（质量） mol/100g煤 mol/mol碳 C 65.7

5.475 1

H 3.2 3.2 0.584 S 1.7 0.053 0.010 O 2.3 0.072 0.013 灰分 18.1 3.306g/mol碳 水分 9.0 1.644g/mol碳

故煤的组成为CH0.584S0.010O0.013， （3分） 燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为

100?18.26g/molC。燃烧方程式为

5.475CH0.584S0.010O0.013?n(O2?3.78N2)?CO2?0.292H2O?0.010SO2?3.78nN2

n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495 （3分）

1）理论空气量

1.1495?(1?3.78)?1000?22.4?10?3m3/kg?6.74m3/kg； （2分）

18.26SO2在湿烟气中的浓度为

0.0101.6441?0.292?0.010?3.78?1.1495?18?100%?0.174% （2分）

2）产生灰分的量为18.1?1000?80%?144.8g/kg （1分） 100－

烟气量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×103=6.826m3/kg

（1分）

144.8?103mg/m3=2.12×104mg/m3 （2分）

6.8261000?1.7%?1.7?4032.003）需石灰石?103.21kg/t煤 （2分）

35%灰分浓度为

2、 已知粉尘真密度为1900kg/m3，表面积-体积平均直径（dsv）为8.53μm，填充空隙率0.7，试确定其比表面积（分别以质量、净体积和堆积体积表示）。 （9分） 解：按质量表示Sm?6dsv?P?3.7?103cm2/g

（3分）

按净体积表示SV?6?7.03?103cm2/cm3 （3分） dsv?6(1??)?2.11?103cm2/cm3。 （3分）

dsv按堆积体积表示Sb

3、 在气体压力下为1atm，温度为293K下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为0.3m，L=2.0m，气体流量0.075m3/s。若集尘板附近的平均场强E=100kV/m，粒径为1.0?m的粉尘荷电量q=0.3×10算该粉尘的驱进速度w和电除尘效率。 （9分）

－15

C，计

Awi)，μ=1.85×10-5 QP187（6－33） 3??dp解：驱进速度按《大气污染控制工程》

w?qEp，?i?1?exp(?0.3?10?15?100?103w???0.176m/s。 （3分） ?5?63??dp3??1.81?10?1?10A??dL???0.3?2?1.885m2，Q=0.075m3/s，代入P188（6－34） （3分）

qEp?i?1?exp(?

A1.885wi)?1?exp(??0.176)?98.8%。 （3分） Q0.0754、某新建电厂的设计用煤为：硫含量3%，热值26535 kJ/kg。为达到排放标准700 mg/m3，采用的SO2排放控制措施至少要达到多少的脱硫效率？(3%硫含量的煤烟气中SO2体积分数取0.3%) （6分）

解：火电厂排放标准700mg/m3。 （1分） 3%硫含量的煤烟气中SO2体积分数取0.3%。 （1分）

3?64?103?8571mg； 22.48571?700?100%?91.8% （2分） 因此脱硫效率为

8571则每立方米烟气中含SO2

5.

二、简答题 ）

1、简述文丘里洗涤器的优缺点。 特点（优点）：

① 不仅可以除去粉尘，还可净化气体；（2分） ② 效率较高，可去除的粉尘粒径较小；（2分） ③ 体积小，占地面积小；（1） ④ 能处理高温、高湿的气流。（1） 缺点：① 有泥渣；（1）

② 防冻设备（冬天）；（1分） ③ 易腐蚀设备；（1分）

④ 动力消耗大。（1分

2、列举燃料完全燃烧需要的条件并解释“三T”的含义。 答：

（1）空气条件：燃料燃烧时必须保证供应与燃料燃烧相适应的空气量。如果空气供应不足，燃烧就不完全；相反空气量过大，也会降低炉温，增加锅炉的排烟损失。因此按燃烧不同阶段供给相适应的空气量是十分必要的。（2分）

（2）温度条件：燃料只有达到着火温度才能与氧化合而燃烧。着火温度系在氧存在下可燃质开始燃烧所必须达到的最低温度。各种燃料都具有自己特征的着火温度。当温度高于着火温度时，若燃烧过程的放热速率高于向周围的散热速率，因而能够维持在较高的温度下，才能使燃烧过程继续进行。（2分） （3）时间条件：燃料在燃烧室中的停留时间是影响燃烧完全程度的另一基本因素。燃料在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需要的时间。因此，在所要求的燃烧反应速度下，停留时间将决定于燃烧室的大小和形状。反应速度随温度的升高而加快，所以在较高温度下燃烧所需要的时间较短。（2分）

（4）燃料与空气的混合条件：燃料和空气中氧的充分混合也是有效燃烧的基本条件。混合程度取决于空气的湍流度。若混合不充分，将导致不完全燃烧产物的产生。对于蒸气相的燃烧，湍流可以加速液体燃料的蒸发。对于固体燃料的燃烧，湍流有助于破坏燃烧产物在燃料颗粒表面形成的边界层，从而提高表面反应的氧利用率，并使燃烧过程加速。（2分）

适当的控制这四个因素－空气与燃料之比、温度、时间和湍流度，是在大气污染物排放量最低条件下实现有效燃烧所必须的，评价燃烧过程和燃烧设备时必须认真考虑这些因素。通常把温度(temperature)、时间(time)和湍流(turbulence)称为燃烧过程的“三T”。（2分） 3、石灰／石灰石湿式烟气脱硫工艺存在哪些问题，如何解决？

石灰/ 石灰石湿式烟气脱硫工艺存在的主要问题包括结垢堵塞、设备和管道的腐蚀等 （2分）

结垢控制措施：一是抑制亚硫酸盐的氧化, 使硫酸钙在非饱和状态下操作; 二是强制氧化, 使浆液中有足够的石膏晶体存在。另外, 应尽量选用结构简单、不易堵塞、操作弹性宽的脱硫设备, 从国内外的应用情况看, 喷淋塔、旋流板塔等有较好的防堵性能, 应优先考虑,而填料塔显然不适宜。（4分）

防腐措施：防腐措施主要有:(1) 内衬防腐; (2) 以防腐蚀非金属材料制作;(3) 以防腐蚀合金材料制作。（4分）

4、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操作造成的可能影响。 湿法钙质吸收剂脱硫中一般使用CaCO3和Ca(OH)2（3分） 如果PH值过高，即溶液中Ca(OH)2含量过高（2分） 易产生Ca(OH)2沉淀，造成阻塞（2分）

PH过低，不利于SO2的吸收，还可能引起设备的腐蚀（3分）