Article635212438255456411

大气污染控制工程大气污染控制工程 学习指南学习指南 一 填空题 1 按照大气污染范围分为 和 2 评价净化装置的技术指标 和 3 逆温分 和 4 城市大气扩散模式分 和 5 主要的气象要素 和 6 集尘极表面粉尘最小导电率是 7 气液界面的界面浓度很难用取样分析方法测定 常用 和 8 天然气的主要成分 和 9 引起大气运动的作用力 和 10 旋风除尘器按进气方式分 和 11 地方性风场分 和 12 写出四种主要的湿式除尘器 和 13 吸附剂再生方法有 和 14 硫的一次污染物和二次污染物各 2 种 和 15 煤成分表示方法常用的基准有 和 16 惯性碰撞的捕集效率主要取决于三个因素 和 17 目前常用的除尘器可分为 和 18 柴油机的燃烧过程 和 19 大气的组成可以分为三部分 和 20 有机硫分为 和 21 大气圈可分为 和 22 决定污染物在大气中扩散的最直接最根本因素 和 23 文丘里洗涤器由 和 组成 24 扩散过程包括 和 两种方式 25 高斯模式四点假设 和 26 粒径分布函数有 和 27 煤中硫分为 和 28 燃烧过程中产生的 NOx 主要有三类 和 二 名词解释 1 钙硫比 2 空气过剩系数 3 干绝热直减率 4 煤的元素分析 5 大气污染 6 熏烟型 扩散模式 7 逆温 8 斯托克斯直径 9 温室效应 10 封闭型扩散模式 11 壁面淬熄效 应 12 空燃比 三 简答题 1 大气稳定度的判别 2 大气污染对大气能见度的影响 3 空燃比对柴油机排放的影响 4 控制致酸前体物的主要途径 5 燃料设备的热损失 6 为什么要引入坎宁汉系数 7 袋式除尘器的三种清灰方式 8 臭氧层破坏的危害 9 作为吸附剂需要具备哪些条件 四 计算题 1 1 煤的元素分析结果如下 S0 6 H3 7 C79 5 N0 9 O4 7 灰分 10 6 在空气 过剩 20 条件下完全燃烧 计算烟气中 SO2的浓度 2 2 已知重油元素分析结果如下 C 85 5 H 11 3 O 2 0 N 0 2 S 1 0 试 计算 1 燃油 1kg 所需理论空气量和产生的理论烟气量 2 干烟气中 SO2的浓度和 CO2的最大浓度 3 当空气的过剩量为 10 时 所需的空气量及产生的烟气量 3 3 某锅炉燃用煤气的成分如下 H2S0 2 CO25 O20 2 CO28 5 H213 0 CH40 7 N252 4 空气含湿量为 12g m3N 2 1 试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量 4 4 在铁塔上观测的气温资料如下表所示 试计算各层大气的气温直减率 105 1 3010 5030 305 1 505 1 并判断各层大气稳定度 高度 Z m 1 5103050 气温 T K 296297 8297 5297 3 5 设某汽车行驶速度为 80km h 时 4 缸发动机的转速为 2000r min 已知该条件下汽车的 油耗为 6 8L 100km 请计算每次燃烧过程喷入发动机气缸的汽油量 6 6 污染源的东侧为峭壁 其高度比污染源高得多 设有效源高为 H 污染源到峭壁的距离 为 L 峭壁对烟流扩散起全反射作用 试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式 当吹北 风时 这一模式又变成何种形式 五 论述题 1 论述如何减少交通领域的大气污染问题 2 烟气脱硫工艺的综合比较 3 结合所学内容论述除尘器的选择与发展 参考答案 一 填空题 1 局部地区污染 地区性污染 广域污染 全球性污染 2 处理气体流量 净化效率 压力损失 3 辐射逆温 下沉逆温 平流逆温 湍流逆温 锋面逆温 4 线源扩散模式 面源扩散模式 5 气温 气压 气湿 风向 风速 云况 能见度 6 10 10 cm 1 7 作图法 解析法 8 甲烷 乙烷 丙烷 9 水平气压梯度力 地转偏向力 惯性离心力 摩擦力 10 切向进气 轴向进气 11 海路风 山谷风 城市热岛环流 12 旋风洗涤器 板式洗涤器 填料洗涤器 文丘里洗涤器 13 加热再生 降压或真空解析 置换再生 溶剂萃取 14 SO2 H2S SO3 H2SO4 15 收到基 空气干燥基 干燥基 干燥无灰基 16 气流速度在普集体周围的分布 颗粒运动轨迹 颗粒对普集体的吸附 17 机械除尘器 电除尘器 袋式除尘器 湿式除尘器 18 滞燃期 速燃期 缓燃期 后燃期 19 干燥清洁的空气 水蒸气 各种杂质 20 原生有机硫 次生有机硫 21 对流层 平流层 中间层 暖层 散逸层 22 风 湍流 23 收缩管 喉管 扩散管 24 分子扩散 湍流扩散 25 污染物在 y z 轴上分布符合高斯分布 在全部空间中风速是均匀的稳定的 源强是均 匀的 扩散过程中污染物质量守恒 26 正态分布 对数正态分布 罗辛 拉姆勒分布 27 硫化铁硫 硫酸盐硫 有机硫 28 热力型 燃料型 瞬时型 二 名词解释 1 脱硫剂中钙与煤中硫的摩尔比 2 一般把超过理论空气量多供给的空气量与理路空气量的比值称为 3 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 称为 4 用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳 氢 氮 硫和氧等的含量 5 指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中 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 健康和人们的福利 甚至危害了生态环境 6 夜间发生逆温 在清晨太阳升起后 逆温从地面开始破坏 当逆温破坏到烟流下边缘时 发生强烈向下混合作用 使地面浓度增加 7 由于各种原因使得气温随高度上升呈上升趋势的气层就是 8 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 9 大气中的二氧化碳和其他微量气体入甲烷 一氧化碳 臭氧 CFCs 水蒸气等 可以使 太阳短波辐射几乎无衰减的通过 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 10 近地层出现上部逆温的情况 使得污染物的垂直扩散受到限制 只能在地面和逆温之间 进行 这就是 11 指温度较低的燃烧室壁面对火焰的迅速冷却 使活化分子的能量被吸收 燃烧连反应中 断 在壁面形成不完全燃烧的一层 12 单位质量的燃料燃烧所需要的空气量 它可以由燃烧方程式直接求得 三 简答题 1 判断大气是否稳定 可用气块的运动判断 通过判断气块的加速度和位移是否一致 加速 度和位移方向一致 大气不稳定 气块加速度和位移不一致 大气稳定 为 0 时 大气是 中性的 2 一般来说 对大气能见度有影响的污染物是气溶胶粒子 能通过大气反应生成气溶胶粒子 的气体或有色气体 比如 TSP SO2 和其他气态含硫化合物 它们在大气中以较大的反应 速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子 NO 和 NO2 在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶粒 子 光化学烟雾 这些微粒对光的散射和吸收 使得反差度和大气能见度下降 3 柴油机总是在 a 1 的稀混合气条件下运行 但是柴油机是扩散燃烧模式 混合气浓度分布 记不平衡 完全燃烧所需要的空气量要比预混合燃烧多 所以 CO 一般很低 只有汽油机 的 1 10 只有在高负荷或 a 2 才开始增加 在中小符合 由于燃油喷雾边缘区域形成很稀 的混合气 和缸内温度很低 造成 HC 排放略有上升 仍比汽油机低很多 NOx 生成规律 和汽油机相同 但是量要小一些 不仅要看平均 a 还要看局部 a 弄混合气产生很少 高 温富氧条件下很多 4 1 对原煤进行洗选加工 2 优先开采和使用各种低硫燃料 3 改进燃烧技术 减少燃烧产生量 4 采用烟气脱硫装置 安装尾气净化装置 5 改进汽车发动机技术 5 排烟热损失 主要是排烟带走一部分热量造成的 一般到达 6 12 可以根据排烟的晗和 进入锅炉的冷空气的晗计算 影响因素有排烟温度和排烟体积 排烟温度增加 12 15 度 损失增加 1 一般排烟温度 433 473k 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造成的 前者是烟气中含有可 燃气体造成 比较小 0 5 后者是由于灰中含有未燃尽的碳造成的 比较大 1 5 5 15 散热损失 由于锅炉炉墙 锅筒 联箱和管道等温度高于周围空气温度 使得部分热量散 射到空中造成的 取决于面积 温差和绝热材料 6 当颗粒尺寸小到与气体分子平均自由行程大小差不多时 颗粒开始脱离与气体分子接触 颗粒运动发生 滑动 这时 相对颗粒来说 气体不再具有连续液体介质的特性 流体阻 力将减小 所以需要引入 7 1 比集尘面积的确定 2 长高比的确定 3 气流速度的确定 4 气体含尘弄得的确定 8 1 对人类健康的影响 2 对陆生生态的影响 3 对水生生态的影响 4 对城市空气质量和建筑材料的影响 5 改变大气结构 9 1 具有巨大的内表面 2 对不同气体具有选择吸附 3 较高的机械强度 化学和热稳定性 4 吸附容量大 5 来源广泛 造价低廉 6 良好的再生性 四 计算题 1 解 解 按燃烧 1kg 煤计算 重量 g 摩尔数 mol 需氧数 mol C 795 66 25 66 25 H 31 125 15 5625 7 78 S 6 0 1875 0 1875 H2O 52 875 2 94 0 设干空气中 N2 O2体积比为 3 78 1 所需理论空气量为 4 78 66 25 7 78 0 1875 354 76mol kg 煤 理论烟气量 CO2 66 25mol SO2 0 1875mol H2O 15 5625 2 94 18 50mol N2 mol54 280 78 4 76 35478 3 总计 66 25 8 50 0 1875 280 54 365 48mol kg 煤 实际烟气量 365 48 0 2 354 76 436 43mol kg 煤 SO2浓度为 043 0 100 43 436 1875 0 2 解 1kg 燃油含 重量 g 摩尔数 g 需氧数 g C 855 71 25 71 25 H 113 2 5 55 25 27 625 S 10 0 3125 0 3125 H2O 22 5 1 25 0 N 元素忽略 1 理论需氧量 71 25 27 625 0 3125 99 1875mol kg 设干空气 O2 N2体积比为 1 3 78 则理论空气量 99 1875 4 78 474 12mol kg 重油 即 474 12 22 4 1000 10 62m3N kg 重油 烟气组成为 CO271 25mol H2O 55 25 11 25 56 50mol SO20 1325mol N23 78 99 1875 374 93mol 理论烟气量 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 干烟气量为 502 99 56 50 446 49mol kg 重油 SO2百分比浓度为 07 0 100 49 446 3125 0 空气燃烧时 CO2存在最大浓度 96 15 100 49 446 25 71 3 过剩空气为 10 时 所需空气量为 1 1 10 62 11 68m3N kg 重油 产生烟气量为 11 267 0 1 10 62 12 33 m3N kg 重油 3 解 取 1mol 煤气计算 H2S 0 002mol 耗氧量 0 003mol CO2 0 05mol 0 CO 0 285mol 0 143mol H2 0 13 0 004 mol 0 063mol CH4 0 007mol 0 014mol 共需 O2 0 003 0 143 0 063 0 014 0 223mol 设干空气中 N2 O2体积比为 3 78 1 则理论干空气量为 0 223 3 78 1 1 066mol 取 则实际干空气 2 1 1 2 1 066mol 1 279mol 空气含湿量为 12g m3N 即含 H2O0 67mol m3N 14 94L m3N 故 H2O 体积分数为 1 493 故实际空气量为 mol298 1 493 1 1 279 1 烟气量 SO2 0 002mol CO2 0 285 0 007 0 05 0 342mol N2 0 223 3 78 0 524 1 367mol H2 O0 002 0 126 0 014 1 298 1 493 0 004 0 201mol 故实际烟气量 0 002 0 342 1 367 0 201 0 2 1 066 2 125mol 4 解 解 稳定 d mK z T 100 18 21 5 110 296 8 297 105 1 不稳定 d mK z T 100 5 1 1030 8 297 5 297 3010 不稳定 d mK z T 100 0 1 3050 5 297 3 297 5030 稳定 d mK z T 100 26 5 5 130 296 5 297 305 1 稳定 d mK z T 100 68 2 5 150 296 3 297 505 1 5 解 汽车行驶 100km 耗时h v s t25 1 80 100 若发动机转速为 2000r min 则 1min 内喷油 1000 次 1 25h 内喷油 7500 次 故每次喷入气缸油量LLV 4 10907 0 75000 8 6 单缸喷入 LVV 5 1025 2 4 1 6 解 吹南风时以风向为 x 轴 y 轴指向峭壁 原点为点源在地面上的投影 若不存在峭壁 则 有 2 exp 2 exp 2 exp 2 2 2 2 2 2 2 zzy zy HzHzy u Q Hzyx 现存在峭壁 可考虑为实源与虚源在所关心点贡献之和 实源 2 exp 2 exp 2 e