大氣污染控制工程復(fù)習(xí)資料02

1、第一章 概論填空題：1. 大氣污染按照污染范圍分：局部地區(qū)污染、地區(qū)性污染、廣域污染、全球性污染。2. 全球性大氣污染問題包括：溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。3. 大氣中的一次污染物主要有：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物和有機(jī)化合物。4. 大氣中的二次污染物主要有：硫酸煙霧、光化學(xué)煙霧。5. 根據(jù)對主要大氣污染物的分類統(tǒng)計分析，大氣污染源可概括為：燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸。前兩類統(tǒng)稱為：固定源；交通運(yùn)輸工具稱為：流動源。6. 大氣污染源的來源可分為：自然污染源、人為污染源。7. 人為污染源按污染源空間分布分為：點(diǎn)源、面源。按照人們的社會生活功能不同分為：生活污染源、工業(yè)污染源、交通運(yùn)輸污染源。

2、8. 中國的大氣環(huán)境污染仍以煤煙型為主，主要污染物為TSP、SO2。9. 大氣污染物侵入人體的三條途徑：表面接觸、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空氣。10. 環(huán)境污染質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按其用途分為：環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染物控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染預(yù)警預(yù)報標(biāo)準(zhǔn)。11. 環(huán)境污染質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按其適用范圍可分為：國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。12. 目前計入空氣污染指數(shù)的項目為：可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧。簡答題：1. 簡述我國的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)我國的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了9種污染物的濃度限值：總懸浮顆粒物、可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、鉛、苯

3、并芘和氟化物。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)對空氣質(zhì)量要求的不同，將環(huán)境空氣質(zhì)量分為三級：一級標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)自然生態(tài)和人群健康，在長期接觸情況下，不發(fā)生任何危害性影響的空氣質(zhì)量要求。二級標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動植物在長期和短期的接觸情況下，不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。三級標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)人群不發(fā)生急慢性中毒和城市一般動植物（敏感者除外）正常生長的空氣質(zhì)量要求。該標(biāo)準(zhǔn)將環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分為三類： 一類區(qū)：自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護(hù)的地區(qū)。 二類區(qū)：城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。 三類區(qū)：特定工業(yè)區(qū)。一類區(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)，二類區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)，三類區(qū)執(zhí)行三級

4、標(biāo)準(zhǔn)。2. 環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的種類和作用環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按其用途可分為：環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染預(yù)警預(yù)報標(biāo)準(zhǔn)。按其使用范圍可分為：國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。（1） 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是以保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人群健康的基本要求為目標(biāo)而對各種污染物在環(huán)境空氣中的允許濃度所作的限制規(guī)定。它是進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量管理、大氣環(huán)境質(zhì)量評價，以及制定大氣污染防治規(guī)劃和大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。（2） 大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是以實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，對從污染源排入大氣的污染物濃度（或數(shù)量）所作的限制規(guī)定。它是控制大氣污染物的排放量

5、和進(jìn)行凈化裝置設(shè)計的依據(jù)。（3） 大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)引申出來的輔助標(biāo)準(zhǔn)，如燃料、原料使用標(biāo)準(zhǔn)，凈化裝置選用標(biāo)準(zhǔn)，排氣筒高度標(biāo)準(zhǔn)，衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn)等。他們都是為了保證達(dá)到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)而從某一方面做出的具體技術(shù)規(guī)定，目的是使生產(chǎn)、設(shè)計和管理人員容易掌握和執(zhí)行。（4） 大氣污染預(yù)警預(yù)報標(biāo)準(zhǔn)大氣污染預(yù)警預(yù)報標(biāo)準(zhǔn)是為保護(hù)大氣環(huán)境不致惡化，或根據(jù)大氣污染發(fā)展趨勢，預(yù)防發(fā)生污染事故而規(guī)定的空氣中污染物含量的極限值。達(dá)到這一限值就發(fā)出警報，以便采取必要的措施。警報標(biāo)準(zhǔn)的制定，主要建立在對人體健康的影響和生物承受限度的綜合研究基礎(chǔ)之上。第二章 燃燒與大氣污染計算題：1

6、. 已知重油元素分析結(jié)果為：C：85.5% H：11.3% O：2.0% N：0.2% S：1.0% 試計算：燃燒1kg重油所需的理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量；干煙氣中SO2的質(zhì)量濃度和CO2的最大質(zhì)量濃度；當(dāng)空氣的過剩量為10%時，所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。解：1kg燃油含：重量（g） 摩爾數(shù)（g） 需氧數(shù)（g）C 855 71.25 71.25H 1132.5 55.25 27.625S 10 0.3125 0.3125H2O 22.5 1.25 0N元素忽略。（1）理論需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg理論空氣量99.1875×4.78

7、=474.12mol/kg重油。即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。煙氣組成為CO271.25mol， H2O 55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=374.93mol。理論煙氣量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99×22.4/1000=11.27 m3N/kg重油。（2）干煙氣量為502.9956.50=446.49mol/kg重油。SO2百分比濃度為 ，空氣燃燒時CO2存在最大濃度。（3）過?？諝鉃?0%時，所需

8、空氣量為1.1×10.62=11.68m3N/kg重油，2. 產(chǎn)生煙氣量為11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg重油。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，計算燃煤1t需加石灰石的量。解：1kg煤含：重量（g） 摩爾數(shù)（g） 需氧數(shù)

9、（g）C 675 54.75 54.75H 32 16 8 S 17 0.53125 0.53125H2O 90 5 0O 23 0.71875 -0.71875（1）理論需氧量 54.75+8+0.53125-0.71875=62.56mol/kg理論空氣量62.56×（1+3.78）=299.05mol/kg即299.05×22.4/1000=6.70m3N/kg 煙氣組成為CO254.75mol，H2O 5+16=21mol，SO20.53125mol，N23.78×62.56=236.48mol。理論煙氣量 54.75+21+0.53125+236.48=

10、312.76mol/kg即312.76×22.4/1000=7.01m3N/kgSO2百分比濃度0.53125/312.76=0.170%（2）產(chǎn)生灰分的量為灰分濃度為144.8/7.01×1000=2.1×104mg/m3（3）需石灰石0.53125×1.7×40/35%=103.21g/kg=103.21kg/t煤第三章 大氣污染氣象學(xué)填空題： 1. 當(dāng)>d時，a>0，氣塊加速度與其位移方向相同，氣塊加速運(yùn)動，大氣不穩(wěn)定；當(dāng)<d時，a<0，氣塊加速度與其位移方向相反，氣塊減速運(yùn)動，大氣穩(wěn)定；當(dāng)=d時，a=0，大氣是中

11、性的；2. 根據(jù)生成過程的不同，逆溫可分為：輻射逆溫、下沉逆溫、平流逆溫、鋒面逆溫、湍流逆溫。3. 地方性風(fēng)場分為：海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、城市熱島環(huán)流。第四章 大氣擴(kuò)散濃度估算模式計算題：1. 某污染源排出SO2量為80g/s，有效源高為60m，煙囪出口處平均風(fēng)速為6m/s。當(dāng)時的天氣是陰天，試計算下風(fēng)向x=500m、y=50m處SO2的地面濃度和地面最大濃度。解：(1)陰天穩(wěn)定度等級為D級，利用大氣污染控制工程表44查得x=500m時。將數(shù)據(jù)代入式48得 (2)2. 某一工業(yè)鍋爐煙囪高30m，直徑0.6m，煙氣出口速度為20m/s，煙氣溫度為405K，大氣溫度為293K，煙囪出口處風(fēng)速4m/s，S

12、O2排放量為10mg/s。試計算中性大氣條件下SO2的地面最大濃度和出現(xiàn)的位置。解：由霍蘭德公式求得，煙囪有效高度為。由大氣污染控制工程（410）、（411）時，。取穩(wěn)定度為D級，由表44查得與之相應(yīng)的x=745.6m。此時。代入上式。3. 某市在環(huán)境質(zhì)量評價中，劃分面源單元為1000m×1000m，其中一個單元的SO2排放量為10g/s，當(dāng)時的風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向為南風(fēng)。平均有效源高為15m。試用虛擬點(diǎn)源的面源擴(kuò)散模式計算這一單元北面的鄰近單元中心處SO2的地面濃度。（設(shè)大氣穩(wěn)定度為B級）解：。設(shè)大氣穩(wěn)定度為B級，當(dāng)x=1.0km，。由大氣污染控制工程（449） 4. 某燒結(jié)廠燒結(jié)

13、機(jī)的SO2的排放量為180g/s，在冬季下午出現(xiàn)下沉逆溫，逆溫層底高度為360m，地面平均風(fēng)速為3m/s，混和層內(nèi)的平均風(fēng)速為3.5m/s。煙囪有效高度為200m。試計算正下風(fēng)方向2km和6km處SO2的地面濃度。解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級。當(dāng)x=2km時，xD<x<2xD，按x= xD和x=2xD時濃度值內(nèi)插計算。x= xD時，代入大氣污染控制工程（49）得 x= 2xD時，代入（436）得；通過內(nèi)插求解當(dāng)x=6km>2xD時，計算結(jié)果表明，在xD<=x<=2xD范圍內(nèi)，濃度隨距離增大而升高。5. 某燒結(jié)廠燒結(jié)機(jī)的SO2的排放量為180g/s，在冬季下午出現(xiàn)下沉逆溫

14、，逆溫層底高度為360m，地面平均風(fēng)速為3m/s，混和層內(nèi)的平均風(fēng)速為3.5m/s。煙囪有效高度為200m。試計算正下風(fēng)方向2km和6km處SO2的地面濃度。解：取穩(wěn)定度為E級。查表44得x=12km處，。，。第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)填空題：1. 顯微鏡法測定顆粒粒徑的定義方法有：定向直徑dF、定向面積等分直徑dM、投影面積直徑dA。同一顆粒的dF >dA>dM。2. 沉降法測定顆粒粒徑的定義方法有：斯托克斯直徑ds、空氣動力學(xué)當(dāng)量直da。3. 粒徑分布的典型特點(diǎn)是：頻率密度曲線大致呈鐘形，累計頻率成S形。4. 粉塵中的水分包括附在顆粒表面和包含在凹坑和細(xì)孔中的自由水分，以及

15、緊密結(jié)合在顆粒內(nèi)部的結(jié)合水分。5. 顆粒物的沉降方式有：重力沉降、離心沉降、靜電沉降、慣性沉降、擴(kuò)散沉降。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）。解： 進(jìn)口流量：Q1N=10000含塵濃度：1N =4.2g/mN3 出口流量：Q1N=12000 含塵濃度：1N =340mg/mN3處理氣體流量；漏風(fēng)率；除塵效率：考慮漏風(fēng)不考慮漏風(fēng)2. 對于上題中給

16、出的條件，已知旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積為0.24m2，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(yùn)行時的壓力損失（假定氣體成分接近空氣）。解：空氣摩爾質(zhì)量為：29g/mol，R=8.31Pa×m3/mol×度由氣體方程得由PV=nRT得V/VN=423/273，Q/Q1N=423/273所以，按大氣污染控制工程（545）。第六章 除塵裝置填空題：1. 目前常用的除塵器分為：機(jī)械除塵器、電除塵器、袋式除塵器、濕式除塵器。2. 機(jī)械除塵器包括：重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器。3. 設(shè)計重力沉降室的模式有：層流式和湍流式。4. 提高重力沉降

17、室除塵效率的主要途徑：降低沉降室內(nèi)的氣流速度、增加沉降室長度、降低沉降室高度。5. 慣性除塵器分為：以氣流中粒子沖擊擋板捕集較粗粒子的沖擊式和通過改變氣流流動方向而捕集較細(xì)粒子的反轉(zhuǎn)式。6. 影響旋風(fēng)除塵器效率的因素：二次效應(yīng)、比例尺寸、煙塵的物理性質(zhì)、操作變量。7. 旋風(fēng)除塵器按進(jìn)氣方式分為：切向進(jìn)入式、軸向進(jìn)入式。8. 過濾式除塵器分為：空氣過濾器、顆粒層除塵器、袋式除塵器。9. 袋式除塵器的清灰方式：機(jī)械振動清灰、逆氣流清灰、脈沖噴吹清灰。簡答題：1. 重力沉降室的結(jié)構(gòu)和原理重力沉降室是通過重力作用使粉塵從氣流中沉降分離的除塵裝置。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

18、速大大降低，使較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。重力沉降室分為層流式和湍流式。層流式沉降室設(shè)計的簡單模式的假設(shè)是在沉降室內(nèi)氣流為柱塞流，流速為v0，流動狀態(tài)保持在層流范圍內(nèi)；顆粒均勻地分布在煙氣中。湍流式沉降室設(shè)計的模式是假設(shè)沉降室中氣流為湍流狀態(tài)，在垂直于氣流方向的每個橫斷面上粒子完全混合，即各種粒徑的粒子都均勻分布于氣流中。重力沉降室的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，投資少，壓力損失小，維修管理容易。缺點(diǎn)是它的體積大，效率低，因此只能作為高效除塵的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子。2. 慣性除塵器的結(jié)構(gòu)和原理為了改善沉降室的除塵效果，可在沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，使含塵氣體沖擊在擋板上，氣流方向

19、發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離。慣性除塵器分為沖擊式和反轉(zhuǎn)式。沖擊式的原理是：氣流沖擊擋板捕集較粗粒子；反轉(zhuǎn)式的原理是改變氣流方向捕集較細(xì)粒子。一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵。凈化效率不高，一般只用于多級除塵中的一級除塵，捕集1020µm以上的粗顆粒。壓力損失1001000Pa3. 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)和原理旋風(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裝置。普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成的。氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生外渦旋， 少量氣體沿徑向運(yùn)動到中心區(qū)域。 旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生內(nèi)渦旋 。氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)

20、動時，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁，到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時，一部分氣流帶著細(xì)小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出，稱為上渦旋。氣流運(yùn)動包括切向、軸向和徑向。切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小。 影響旋風(fēng)除塵器效率的因素：二次效應(yīng)、比例尺寸、煙塵的物理性質(zhì)、操作變量。4. 電除塵器的結(jié)構(gòu)和原理 電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場進(jìn)行電離的過程中，使塵粒荷電，并在電場力的作用下使塵粒沉積在集塵極上，將塵粒從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。電除塵過程與其他除塵過程的根本區(qū)別在于，分離力（主要是靜電力）直

21、接作用在粒子上，而不是作用在整個氣流上，這就決定了它具有分離粒子耗能小、氣流阻力小的特點(diǎn)。電除塵的原理涉及到三個基本過程：懸浮粒子荷電，帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集，以及將捕集物從集塵表面上清除等三個基本過程。懸浮粒子荷電是通過高壓直流電暈實(shí)現(xiàn)的。電暈過程發(fā)生于活化的高壓電極和接地極之間，電極之間的空間內(nèi)形成高濃度的氣體離子，含塵氣流通過這個空間時，塵粒在百分之幾秒的時間內(nèi)因碰撞俘獲氣體離子而導(dǎo)致荷電。帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集是使其通過延續(xù)的電暈電場（單區(qū)電除塵器）或光滑的不放電的電極之間的純靜電場（雙區(qū)電除塵器）而實(shí)現(xiàn)的。捕集物從集塵表面上清除是通過振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗而

22、實(shí)現(xiàn)的。5. 濕式除塵器的結(jié)構(gòu)和原理濕式除塵器是使含塵氣體與液體 （一般為水）密切接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵?；蚴沽皆龃蟮难b置 它可以有效地除去直徑為0.120m的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能脫除部分氣態(tài)污染物。分為高能和低能濕式除塵器：低能濕式除塵器的壓力損失為0.21.5kPa，對10m以上粉塵的凈化效率可達(dá)9095%；高能濕式除塵器的壓力損失為2.59.0kPa，凈化效率可達(dá)99.5以上 。6. 過濾式除塵器的結(jié)構(gòu)和原理過濾式除塵器是使含塵氣體通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置。它分為空氣過濾器、顆粒層除塵器、袋式除塵器。其工作原理分為：（1）截留、慣性碰撞；（2）擴(kuò)散、電沉

23、積；（3）篩分。袋式除塵器的工作原理為：含塵氣流從下部進(jìn)入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔氣體由排除口排除。沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械振動的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中。粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作用，在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉層初層。粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過濾層，提高了除塵效率。隨著粉塵在濾袋上積聚，濾袋兩側(cè)的壓力差增大，會把已附在濾料上的細(xì)小粉塵擠壓過去，使除塵效率下降。除塵器壓力過高，還會使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，因此除塵器阻力達(dá)到一定數(shù)值后，要及時清灰。清灰不應(yīng)破壞粉塵初層。計算題：1. 欲設(shè)計一個用于取樣的旋風(fēng)分

24、離器，希望在入口氣速為20m/s時，其空氣動力學(xué)分割直徑為1 。（1）估算該旋風(fēng)分離器的筒體外徑；（2）估算通過該旋風(fēng)分離器的氣體流量。解：根據(jù)公式 。因，故1000 ；由題意，當(dāng)。取，N=10，代入上式，解得Wi=5.5。根據(jù)一般旋風(fēng)除塵器的尺寸要求，D0=4Wi=2.2cm；H2 Wi=1.1cm。氣體流量c=1.21×103m3/s2. 板間距為25cm的板式電除塵器的分割直徑為0.9，使用者希望總效率不小于98%，有關(guān)法規(guī)規(guī)定排氣中含塵量不得超過0.1g/m3。假定電除塵器入口處粉塵濃度為30g/m3，且粒徑分布如下：質(zhì)量百分比范圍/%02020404060608080100

25、平均粒徑/3.58.013.019.045.0并假定德意希方程的形式為，其中捕集效率；K經(jīng)驗常數(shù)；d顆粒直徑。試確定：（1）該除塵器效率能否等于或大于98%；（2）出口處煙氣中塵濃度能否滿足環(huán)保規(guī)定；（3）能否滿足使用者需要。解：（1）由題意dp=3.5，dp=8.0，dp=13.0，故（2），則=0.42g/m3>0.1g/m3。不滿足環(huán)保規(guī)定。（3）滿足使用者需要。3. 水以液氣比12L/m3的速率進(jìn)入文丘里管，喉管氣速116m/s，氣體粘度為1.845×105Pa.s，顆粒密度為1.789g/cm3，平均粒徑為1.2，f取0.22。求文丘里管洗滌器的壓力損失和穿透率。解：

26、坎寧漢修正4. 除塵器系統(tǒng)的處理煙氣量為10000m3/h，初始含塵濃度為6g/m3，擬采用逆氣流反吹清灰袋式除塵器，選用滌綸絨布濾料，要求進(jìn)入除塵器的氣體溫度不超過393K，除塵器壓力損失不超過1200Pa，煙氣性質(zhì)近似于空氣。試確定：（1）過濾速度；（2）粉塵負(fù)荷；（3）除塵器壓力損失；（4）最大清灰周期；（5）濾袋面積；（6）濾袋的尺寸（直徑和長度）和濾袋條數(shù)。解：（1）過濾氣速估計為vF=1.0m/min。（2）除塵效率為99%，則粉塵負(fù)荷。（3）除塵器壓力損失可考慮為為清潔濾料損失，考慮為120Pa；故。（4）因除塵器壓降小于1200Pa，故即最大清灰周期。（5）。（6）取濾袋d=0

27、.8m，l=2m。，取48條布袋。第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)計算題：1. 在吸收塔內(nèi)用清水吸收混合氣中的SO2，氣體流量為5000m3N/h，其中SO2占5%，要求SO2的回收率為95%，氣、液逆流接觸，在塔的操作條件下，SO2在兩相間的平衡關(guān)系近似為Y*=26.7X，試求：若用水量為最小用水量的1.5倍，用水量應(yīng)為多少？解：GB=5000×0.95=4750m3N/h。Y1=0.053，；。因此用水量Ls=25.4GB×1.5=1.81×105m3N/h。2. 為11%（摩爾），要求出口氣體中丙酮的含量不大于2%（摩爾）。在吸收塔操作條件下，丙酮水的平衡曲線

28、（1atm和299.6K）可表示為。（1）試求水的用量，假設(shè)用水量取為最小用水量1.75倍；（2）假設(shè)氣相傳質(zhì)單元高度（以m計）。其中G和L分別為氣、液相的流量（以kg/m2.h表示），試計算所需要的高度。解：GB=10×0.89=8.9m3/min，Y1=0.124，Y2=0.02。作出最小用水時的操作線，xmax=0.068。故，Ls=1.53×1.75×8.9=23.8m3/min。圖解法可解得傳質(zhì)單元數(shù)為3.1。Hy=2.39×3.1=7.4m。3. 利用活性炭吸附處理脫脂生產(chǎn)中排放的廢氣，排氣條件為294K，1.38×105Pa，廢氣

29、量25400m3/h。廢氣中含有體積分?jǐn)?shù)為0.02的三氯乙烯，要求回收率99.5%。已知采用的活性炭的吸附容量為28kg三氯乙烯/100kg活性炭，活性炭的密度為577kg/m3，其操作周期為4h，加熱和解析2h，備用1h，試確定活性炭的用量和吸附塔尺寸。 解：三氯乙烯的吸收量V=2.54×104×0.02×99.5%=505.46m3/h，M=131.5。由理想氣體方程得因此活性炭用量；體積。4. 把處理量為250mol/min的某一污染物引入催化反應(yīng)器，要求達(dá)到74%的轉(zhuǎn)化率。假設(shè)采用長6.1m，直徑3.8cm的管式反應(yīng)器，求所需要催化劑的質(zhì)量和所需要的反應(yīng)管

30、數(shù)目。假定反應(yīng)速度可表示為：RA=0.15（1xA）mol/（kg催化劑.min）。催化劑堆積密度為580kg/m3。解：反應(yīng)管轉(zhuǎn)化率為xA時，反應(yīng)速度為RA=0.15（1xA）mol/（kg催化劑.min）。根據(jù)單管物料平衡可列出如下方程：其中，Q單位為mol/min。數(shù)據(jù)代入并整理得，對等式兩邊積分，即，解得Q=0.447mol/min。反應(yīng)管數(shù)目：250/0.447560個。5. 減少SO2向大氣環(huán)境的排放量，一管式催化反應(yīng)器用來把SO2轉(zhuǎn)化為SO3。其反應(yīng)方程式為：2SO2+O2>2SO3 總進(jìn)氣量是7264kg/d，進(jìn)氣溫度為250。C，二氧化硫的流速是227kg/d。假設(shè)反應(yīng)

31、是絕熱進(jìn)行且二氧化硫的允許排放量是56.75kg/d。試計算氣流的出口溫度。SO2反應(yīng)熱是171.38kJ/mol，熱容是0.20J/(g.K)。 解：由得。第八章 硫氧化物的污染控制填空題：1. 控制二氧化硫排放的方法有：采用低硫燃料和清潔能源替代、燃料脫硫、燃燒過程中脫硫、末端尾氣脫硫。2. 世界各國采用的選煤工藝是：重力分選法。3. 煤炭的氣化分為：移動床、流化床、 氣流床。簡答題：1. 濕法脫硫的技術(shù)問題：（1）設(shè)備腐蝕：化石燃料燃燒的排煙中含有多種微量的化學(xué)成分，如氯化物。在酸性條件下，他們對金屬的腐蝕性相當(dāng)強(qiáng)。為延長設(shè)備的使用壽命，溶液中的氯離子濃度不能太高。為保證氯離子不發(fā)生濃縮

32、，最有效的方法是在脫硫系統(tǒng)中根據(jù)物料平衡排出適量的廢水，并以清水補(bǔ)充。（2）結(jié)垢和堵塞：固體沉積主要以三種方式出現(xiàn)：a.濕干結(jié)垢，即因溶液或料漿中的水分蒸發(fā)而使固體沉積；b.Ca(OH)2或CaCO3沉積或結(jié)晶析出；c.CaSO3或CaSO4從溶液中結(jié)晶析出。其中后者是導(dǎo)致脫硫塔發(fā)生結(jié)垢的主要原因，特別是硫酸鈣結(jié)垢堅硬、板結(jié)，一旦結(jié)垢難以去除，影響到所有與脫硫液接觸的閥門、水泵、控制儀器和管道等。硫酸鈣結(jié)垢的原因是SO2-4和Ca2的離子積在局部達(dá)到過飽和。為此，在吸收塔中要保持亞硫酸鹽的氧化率在20%以下。亞硫酸鹽的氧化需要在脫硫液循環(huán)池中完成，可通過鼓氧或空氣等方式進(jìn)行，形成的硫酸鈣發(fā)生沉

33、淀。從循環(huán)池返回吸收塔的脫硫液中，還因為含有足量的硫酸鈣晶體，起到了晶種的作用，因此在后續(xù)的吸收過程中，可防止固體直接沉積在吸收塔設(shè)備表面。（3）除霧器阻塞： 在吸收塔中，霧化噴嘴并不能產(chǎn)生尺寸完全均一的霧滴，霧滴的大小存在尺寸分布。較小的霧滴會被氣流所夾帶，如果不進(jìn)行除霧，霧滴將進(jìn)入煙道，造成煙道腐蝕和堵塞。早期的除霧器通常用的是金屬編織網(wǎng)，容易因霧滴中的固體顆粒沉積而堵塞。因此，除霧器必須易于保持清潔。目前使用的除霧器有多種形式（如折流板型等），通常用高速噴嘴每小時數(shù)次噴清水進(jìn)行沖洗。（4）脫硫劑的利用率：脫硫產(chǎn)物亞硫酸鹽和硫酸鹽可沉積在脫硫劑顆粒表面，從而堵塞了這些顆粒的溶解通道。這會造

34、成石灰石或石灰脫硫劑來不及溶解和反應(yīng)就隨產(chǎn)物排除，增加了脫硫劑和脫硫產(chǎn)物的處理費(fèi)用。因此，脫硫液在循環(huán)池中的停留時間一般要達(dá)到510min。實(shí)際的停留時間設(shè)計與石灰石的反應(yīng)性能有關(guān)，反應(yīng)性能越差，為使之完全溶解，要求它在池內(nèi)的停留時間越長。（5）液固分離 半水亞硫酸鈣通常是較細(xì)的片狀晶體，這種固體產(chǎn)物難以分離，也不符合填埋要求。而二水硫酸鈣是大的圓形晶體，易于析出和過濾。因此，從分離的角度看，在循環(huán)池中鼓氧或空氣將亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽也是十分必要的，通常要保證95%的脫硫產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為硫酸鈣。（6）固體廢物的處理處置 固體廢物雖然經(jīng)過脫水，但含水率一般仍在60%左右。固體的組成因采用的脫硫劑而異。

35、產(chǎn)生的廢物量也與脫硫劑的種類有關(guān)。2. 我國脫硫技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀（1） 旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫中試裝置 ：70000m3/h, 1991年投運(yùn)，四川白馬電廠（2） 濕法煙氣脫硫：2×360MW， 1992年投運(yùn)，華能重慶珞璜電廠2×100MW 北京一熱， 2×200MW 重慶電廠2×125MW 半山電廠， 1998年簽定合同 （3） 爐內(nèi)噴鈣脫硫加尾部增濕活化脫硫： 125MW, 1999年投運(yùn)，江蘇下關(guān)電廠 （4） 海水脫硫技術(shù)：300MW， 1999年投運(yùn)，深圳西部電廠2×600MW，正在施工，福建漳州電廠 （5） 電子束法 ：成都電廠、北京 3

36、. 簡述深圳西部電廠的脫硫工藝深圳西部電廠是中國第一座海水脫硫工程，1999年投產(chǎn)運(yùn)營。Flakt-Hydro工藝?yán)煤Ｋ奶烊粔A度進(jìn)行脫硫。海水通常呈堿性，自然堿度為1225mmolL。這使得海水具有天然的酸堿緩沖能力。 Flakt-Hydro工藝過程主要包括煙氣系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)和海水恢復(fù)系統(tǒng)。鍋爐排除的煙氣經(jīng)除塵和冷卻后，從塔底送入吸收塔，與由塔頂均勻噴灑的純海水逆向充分接觸混合，海水將煙氣中的二氧化硫吸收生成亞硫酸根離子。凈化后的煙氣通過換熱器升溫后，經(jīng)煙囪排入大氣。海水恢復(fù)系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)是曝氣池，來自吸收塔的酸性海水與凝汽器排除的堿性海水在曝氣池中充分混合，同時通過曝氣系統(tǒng)向池中鼓入

37、適量的壓縮空氣，使海水中的亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無害的硫酸鹽，同時釋放出二氧化碳，使海水的PH升到6.5以上，達(dá)標(biāo)后排入大海。與石灰石/石灰濕法相比，海水脫硫由于無脫硫劑成本、工藝設(shè)備較簡單、及無后續(xù)的脫硫產(chǎn)物處理處置，其投資和運(yùn)行費(fèi)用相對較低。但由于海水堿度有限，通常適用于燃用低硫煤（<1%）電廠的脫硫。4. 煙氣脫硫工藝的綜合比較（1） 脫硫效率：脫硫效率與工藝本身的脫硫性能和煙氣的狀況有關(guān)濕法工藝的效率最高，大于95%，干法和濕干法60%85%（2） 鈣硫比：濕法工藝的反應(yīng)條件較為理想，鈣硫比為1.01.2，濕干法1.51.6，干法2.02.5。（3） 脫硫劑利用率：Ca/S越低，利用

38、率越高。濕法最高90%以上，濕干法50%左右，干法30%以下。（4） 脫硫劑的來源：（5） 脫硫副產(chǎn)品的處理處置：（6） 對鍋爐原有系統(tǒng)的影響：（7） 對機(jī)組運(yùn)行方式適應(yīng)性的影響：（8） 占地面積：（9） 流程的復(fù)雜程度：（10） 動力消耗：（11） 工藝成熟度：計算題：1、 某新建電廠的設(shè)計用煤為：硫含量3%，熱值26535kJ/kg。為達(dá)到目前中國火電廠的排放標(biāo)準(zhǔn)，采用的SO2排放控制措施至少要達(dá)到多少的脫硫效率？解：火電廠排放標(biāo)準(zhǔn)700mg/m3。3%硫含量的煤煙氣中SO2體積分?jǐn)?shù)取0.3%。則每立方米煙氣中含SO2；因此脫硫效率為。2、某電廠采用石灰石濕法進(jìn)行煙氣脫硫，脫硫效率為90%

39、。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(shí)際應(yīng)用時CaCO3過量30%，每燃燒一噸煤需要消耗多少CaCO3；（3）脫硫污泥中含有60%的水分和40%CaSO4.2H2O，如果灰渣與脫硫污泥一起排放，每噸燃煤會排放多少污泥？解：（1） m=1.5625kg（2）每燃燒1t煤產(chǎn)生SO2約，約去除72×0.9=64.8kg。因此消耗CaCO3 。（3）CaSO4.2H2O生成量 ；則燃燒1t煤脫硫污泥排放量為，同時排放灰渣77kg。3、 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

40、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)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，。解：（1）由，解得。（2）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。因此，由此解得x=1.6×103；故轉(zhuǎn)化率為第九章 固定源氮氧化物污染控制簡答題：1. 傳統(tǒng)的低氮燃燒

41、技術(shù)和先進(jìn)的低氮燃燒器技術(shù)的區(qū)別傳統(tǒng)的低氮燃燒技術(shù)不要求對燃燒系統(tǒng)做大的改動，只是對燃燒裝置的運(yùn)行方式或部分運(yùn)行方式做調(diào)整或改進(jìn)。因此簡單易行，可方便地用于現(xiàn)存裝置，但NO的降低幅度十分有限。這類技術(shù)包括低氧燃燒、煙氣循環(huán)燃燒、分段燃燒、濃淡燃燒技術(shù)等。（1）低空氣過剩系數(shù)運(yùn)行燃燒技術(shù)：NOx排放量隨爐內(nèi)空氣量的增加而增加。為了降低NOx排放，減少煙囪熱損失，提高鍋爐熱效率，采用低空氣過剩系數(shù)運(yùn)行。該技術(shù)會導(dǎo)致CO、碳?xì)浠衔?、炭黑等污染物的增加。我國燃煤鍋爐設(shè)計過?？諝庀禂?shù)1.171.20。（2）降低阻燃空氣預(yù)熱溫度：在工業(yè)實(shí)際操作中，經(jīng)常利用尾氣的廢熱預(yù)熱進(jìn)入燃燒器的空氣。雖然這樣有助于節(jié)

42、約能源和提高火焰溫度，但也導(dǎo)致NOx排放量增加。降低阻燃空氣預(yù)熱溫度，可降低火焰區(qū)的溫度峰值，從而減少熱力型NOx的排放量。這一措施適用于燃?xì)忮仩t，不宜用燃煤燃油鍋爐。（3）煙氣循環(huán)燃燒：是采用燃燒產(chǎn)生的部分煙氣冷卻后，在循環(huán)送回燃燒區(qū)，可降溫，達(dá)到減少熱力型NOx的生成。循環(huán)率2540%為宜。（4）兩段燃燒技術(shù)：第一段：氧氣不足，煙氣溫度低，NOx生成量很??；第二段：二次空氣，CO、HC完全燃燒，但由于煙氣溫度低，限制了NOx的生成量。先進(jìn)的低氮燃燒器技術(shù)從原理上講是低空氣過剩系數(shù)和燃燒器火焰區(qū)分段燃燒技術(shù)的結(jié)合。先進(jìn)的低氮燃燒技術(shù)特征是助燃空氣分級進(jìn)入燃燒裝置，降低初始燃燒區(qū)（也稱一次區(qū)）

43、的氧濃度，以降低火焰的峰值溫度。它廣泛應(yīng)用于電站鍋爐、大型工業(yè)鍋爐。（1）爐膛內(nèi)整體空氣分級的低NOx直流燃燒器：類似于兩段燃燒技術(shù)，在爐壁設(shè)置了燃盡風(fēng)噴口。其主燃區(qū)處于空氣過剩系數(shù)較低的工況，抑制了NOx的生成，頂部引入的燃盡風(fēng)用于保證燃料完全燃燒。這類燃燒器要求：合理的確定燃盡噴口與最上層煤粉噴口的距離；燃盡風(fēng)量要適當(dāng)；燃盡風(fēng)有足夠的流速，以便能與煙氣充分混合。（2）空氣分級的低NOx旋流燃燒器：在這種燃燒器的出口助燃空氣便逐漸混入煤粉空氣射流。這種燃燒器的技術(shù)關(guān)鍵是準(zhǔn)確地控制燃燒器區(qū)域燃料與助燃空氣的混合過程，以便能有效地同時控制燃料型NOx和熱力型NOx的生成，同時又具有較高的燃燒效率

44、。一次火焰區(qū)：富燃，含氮組分析出但難以轉(zhuǎn)化。在一次火焰外圍供入過剩的空氣，形成二次火焰區(qū)。二次火焰區(qū)：燃盡CO、HC等。（3）空氣/燃料分級的低NOx燃燒器：其主要特征是空氣和燃料都是分級進(jìn)入爐膛的。燃料分級送入可在一次火焰區(qū)的下游形成富氧NH3、CH、HCN的低氧還原區(qū)，超低氧條件（二次火焰區(qū)），將燃燒產(chǎn)物NOx的全部還原為N2。到達(dá)火焰區(qū)，充分燃燒，低空氣過剩系數(shù)控制NOx的生成。（4）三級燃燒技術(shù)：利用直流燃燒器可以在爐膛內(nèi)同時實(shí)現(xiàn)空氣和燃料分級，在爐膛內(nèi)形成3個區(qū)域，即一次區(qū)、還原區(qū)和燃盡區(qū)。（5）循環(huán)流化床鍋爐：爐膛燃燒溫度低，只有850-950，熱力型NOx較少；分級燃燒，抑制燃料

45、型NOx的生成。計算題：1、 某座1000MW的火電站熱效率為38%，基于排放系數(shù)，計算下述三種情況NOx的排放量（t/d）：（1）以熱值為6110kcal/kg的煤為燃料；（2）以熱值為10000kcal/kg的重油為燃料；（3）以熱值為8900kcal/m3的天然氣為燃料。解：（1）設(shè)每天需燃煤Mt，則有M·6110×103×103×4.18×38%=1000×106×24×3600解得M=8.9×103t。取NOx平均排放系數(shù)12kg/t煤，則每日排放NOx量約為；（2）同理M·10000

46、×103×103×4.18×38%=1000×106×24×3600，M=5439t。取重油密度為0.8×103kg/m3，折合體積約為6800m3，去排放系數(shù)12.5kg/m3，每日排放NOx約為（3）8900×103×4.18×38%V=1000×106×24×3600，解得V=6.1×106m3。每日排放NOx量約為。2、 假定煤的元素組成以重量百分比計為：氫3.7，碳75.9，硫0.9，氮0.9，氧4.7，其余的為灰分。當(dāng)空氣過剩系數(shù)20

47、%條件下燃燒時，假定燃燒為完全燃燒。如果不考慮熱力型NOx的生成，若燃料中氮（1）20%，（2）50%，轉(zhuǎn)化為NO，試求煙氣中NO的濃度。解：考慮1kg燃煤含氫37g，碳759g，硫9g，氮9g，氧47g。煙氣中含CO263.25mol，含H2O 18.5mol，含SO20.28mol。因此需O2 239247=2281g 約71.3mol，則引入N2268.2mol。若空氣過剩20%，則煙氣中O2為0.2×71.3=14.26mol，N2 268.2+53.6+9/28=322.1mol。即若不考慮N轉(zhuǎn)化，則煙氣中含CO263.25mol，H2O18.5mol，SO20.28mol，O214.26mol，N2322.1mol。（1）N2轉(zhuǎn)化率20%，則NO濃度為（體積分?jǐn)?shù)）（2）N2轉(zhuǎn)化率50%，則NO濃度為（體積分?jǐn)?shù)）3、 燃油鍋爐的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)為230&#