大气污染控制工程复习资料

1、第一章概论填空题：1 .大气污染按照污染范围分：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。2 .全球性大气污染问题包括：温室效应、臭氧层破坏和酸雨。3 .大气中的一次污染物主要有：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物和有机化合物。4 .大气中的二次污染物主要有：硫酸烟雾、光化学烟雾。5 .根据对主要大气污染物的分类统计分析，大气污染源可概括为：燃料燃烧、工业生产、 交通运输。前两类统称为：固定源；交通运输工具称为:流动源6 .大气污染源的来源可分为：自然污染源、人为污染源。7 .人为污染源按污染源空间分布分为：点源、面源。按照人们的社会生活功能不同分为: 生活污染源、工业污染源、交通运输污染源。

2、8 .中国的大气环境污染仍以煤烟型为主,主要污染物为TSB SO2。9 .大气污染物侵入人体的三条途径：表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的 空气。10 .环境污染质量控制标准按其用途分为：环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气 污染物控制技术标准、大气污染预警预报标准。11 .环境污染质量控制标准按其适用范围可分为：国家标准、地方标准、行业标准。12 .目前计入空气污染指数的项目为：可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭_量。简答题：1 .简述我国的环境质量标准我国的环境质量标准规定了9种污染物的浓度限值：总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、

3、铅、苯并花和氟化物。该标准根据对空气质量要求的不同，将环境空气质量分为三级：一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害性影响的空气质量要求。二级标准：为保护人群健康和城市、乡村的动植物在长期和短期的接触情况下， 不发生伤害的空气质量要求。三级标准：为保护人群不发生急慢性中毒和城市一般动植物(敏感者除外)正常生长的空气质量要求。该标准将环境空气质量功能区分为三类：一类区：自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。二类区：城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业 区和农村地区。三类区：特定工业区。一类区执行一级标准，二类区执行二级标准，三类区执行

4、三级标准。2 .环境空气质量控制标准的种类和作用环境空气质量控制标准按其用途可分为：环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染控制技术标准、大气污染预警预报标准。按其使用范围可分为：国家标准、地 方标准、行业标准。(1)环境空气质量标准环境空气质量标准是以保护生态环境和人群健康的基本要求为目标而对各种 污染物在环境空气中的允许浓度所作的限制规定。它是进行环境空气质量管理、 大气环境质量评价，以及制定大气污染防治规划和大气污染物排放标准的依据。(2)大气污染物排放标准大气污染物排放标准是以实现环境空气质量标准为目标，对从污染源排入大 气的污染物浓度(或数量)所作的限制规定。它是控制大气污染物

5、的排放量和进 行净化装置设计的依据。(3)大气污染控制技术标准大气污染控制技术标准是根据污染物排放标准引申出来的辅助标准，如燃料、原料使用标准，净化装置选用标准，排气筒高度标准，卫生防护距离标准等。他 们都是为了保证达到污染物排放标准而从某一方面做出的具体技术规定，目的是 使生产、设计和管理人员容易掌握和执行。(4)大气污染预警预报标准大气污染预警预报标准是为保护大气环境不致恶化，或根据大气污染发展趋 势，预防发生污染事故而规定的空气中污染物含量的极限值。达到这一限值就发 出警报，以便采取必要的措施。警报标准的制定，主要建立在对人体健康的影响 和生物承受限度的综合研究基础之上。第二章燃烧与大气

6、污染 计算题：1 .已知重油元素分析结果为：C: 85.5%H: 11.3%O: 2.0% N: 0.2%S: 1.0% 试计算：燃烧1kg重油所需的理论空气量和产生的理论烟气量;干烟气中SO2的质量浓度和CO2的最大质量浓度;当空气的过剩量为 10%时，所需的空气量及产生的烟气量。解：1kg燃油含：重量(g)摩尔数(g)需氧数(g)C85571.2571.25H113-2.555.2527.625S100.31250.3125H2C22.51.250N元素忽略。(1)理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg理论空气量 99.1875X4.78=474.1

7、2mol/kg 重油。即 474.12X2241000=10.62m3N/kg 重油。烟气组成为 CC271.25mol, H2O 55.25+11.25=56.50mol ,SQ0.1325mol , N23.78 X 99.1875=374.93mol。理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即 502.99X 22.4/1000=11.27 m3N/kg 重油。(2)干烟气量为 502.99 56.50=446.49mol/kg 重油。SC2百分比浓度为0.312544649100%0.07%100%15.96%O71.25空气燃烧

8、时CO2存在最大浓度446.49(3)过剩空气为10%时,所需空气量为 1.1 X 10.62=11.68m3N/kg重油,2 .产生烟气量为 11.267+0.1 X 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1

9、t需加石灰石的量。解：1kg煤含:C» (675.g)摩尔数(54.75g)需氧数(54.75g)H32168S170.531250.53125H2O9050O230.71875-0.71875(1)理论需氧量54.75+8+0.53125-0.71875=62.56mol/kg理论空气量 62.56 X ( 1+3.78) =299.05mol/kg即 299.05 X22.4/1000=6.70m3N/kg烟气组成为 CQ54.75mol, H2O 5+16=21mol,SQ0.53125mol , N23.78 X 62.56=236.48mol。理论烟气量 54.75+21+

10、0.53125+236.48=312.76mol/kg即 312.76 X 22.4/1000=7.01m3N/kgSQ 百分比浓度 0.53125/312.76=0.170%18.1 1000 80% 144.8g/kg(2)产生灰分的量为100灰分浓度为 144.8/7.01 X 1000=2.1 X 104mg/m 3(3)需石灰石 0.53125 X 1.7X 40/35%=103.21g/kg=103.21kg/t 煤第三章大气污染气象学填空题：1 .当丫丫 d时，a>0,气块加速度与其位移方向相同，气块加速运动，大气不稳定； 当丫 <丫 d时，a<0,气块加速度与

11、其位移方向相反，气块减速运动，大气稳定； 当丫 = 丫 d时，a=0,大气是中性的；2 .根据生成过程的不同，逆温可分为：辐射逆温、下沂逆温、平流逆温、锋为逆温、湍流 逆温。3 .地方性风场分为：海陆风、山谷风、城市热岛环流。第四章大气扩散浓度估算模式计算题：1.某污染源排出SO2量为80g/s ,有效源高为60m,烟囱出口处平均风速为6m/s。当时的天气是阴天，试计算下风向x=500m、y=50m处SO2的地面浓度和地面最大浓度。解：(1)阴天稳定度等级为 D级，利用大气污染控制工程表44查得x=500m时y 35.3m, z 18.1叫将数据代入式4-8得(500,50,0,60)80/e

12、xX6 35.3 18.1502"" Z 22 35.3)exX磊)_ _30.010mg/ m(2)2.某一工业锅炉烟囱高30m,直径0.6m,烟气出口速度为20m/s,烟气温度为 405K,大气温度为293K,烟囱出口处风速4m/s, SO2排放量为10mg/s。试计算中性大气条件下SO2的地面最大浓度和出现的位置。解：由霍兰德公式求得vsDTs TaH 4(1.5 2.7 sa D)uTs山(1.542.7405 2934050.6)5.84m烟囱有效高度为H H sH 30 5.84 35.84m o由大气污染控制工程(4 10)、(4 11)maxuH 2ezy时

13、,H 35.84z .2, 225.34 mo取稳定度为D级，由表4-4查得与之相应的x=745.6m。此时y 50.1mo代入上式max2 1025.3424 35.842e50.10.231 g/m3o8 / 193 .某市在环境质量评价中，划分面源单元为1000mx 1000m，其中一个单元的 SO2排放量为10g/s,当时的风速为3m/s ,风向为南风。平均有效源高为15m。试用虚拟点源的面源扩散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处SO2的地面浓度。(设大气稳定度为 B级)解：6.98mO100015y0232.56m, z0 y 4.32.15设大气稳定度为 B级，当x=1.0km,

14、151m, z 109m o由大气污染控制工程 （4 49）q, 1 y2(x, y,0, H )eXp -yu( yy0)( z z0)2 ( yy。)2H2z z010e河3 (151 232.56)(109 6.98)15222 (109 6.98)22.3710 5g/m3 23.7 g/m3逆温层底高度为4 .某烧结厂烧结机的 SO2的排放量为180g/s,在冬季下午出现下沉逆温,360m ,地面平均风速为 3m/s ,混和层内的平均风速为3.5m/s。烟囱有效高度为 200m。试计算正下风方向 2km和6km处SO2的地面浓度。解： DH设大气稳定度为 C级。z 2.15360 2

15、00m 74.42m,禾 ij用表 4 - 4 得 xd2.151226.5m当x=2km时,XD<X<2XD,按X= XD和X=2XD时浓度值内插计算。X= XD 时，y118.26m, z74 42m 一2m，代入大气污染控制工程（4-9）x= 2xd 时,22 uD通过内插求解H2eXP( 2 2)2 z221.41m,eXp(y0.050.257当 X=6km>2XD 时,计算结果表明，在5.某烧结厂烧结机的180,2002 、exp( 2)3.5 118.26 74.422 74.422139.10m 人,代入(436)得18023.5 360 221.4130.2

16、57mg / m0.050(2000 1226.5)1226.50.181mg/m3180474m.23.5 360 474如<=*<=2元范围内，浓度随距离增大而升高。 .30.050mg/m30.120mg/mSO2的排放量为180g/s,在冬季下午出现下沉逆温，逆温层底高度为360m ,地面平均风速为 3m/s ,混和层内的平均风速为3.5m/s。烟囱有效高度为 200m。试计算正下风方向 2km和6km处SO2的地面浓度。解：取稳定度为E级。查表y 4277m, z 87.4m4 4 得 X=12km 处，y。H427yf y o 427850"8 433.25m

17、 hf H 2 z 50 2 87.4 224.8mF (12000,0,0,50)1002 Uhf yf23 224.8 433.251.365 10 4g/m3o第五章颗粒污染物控制技术基础 填空题：1 .显微镜法测定颗粒粒径的定义方法有：定向直径dF、定向面积等分直径dM、投影面积直彳至d3。同一颗粒的 dF >dA>djM。2 .沉降法测定颗粒粒径的定义方法有：斯托克斯直径ds、空气动力学当量直 da。3 .粒径分布的典型特点是：频率密度曲线大致呈钟形，累计频率成S形。4 .粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由水2 以及紧密结合在颗粒内部的结合水分。5 .

18、颗粒物的沉降方式有：重力沉降、离心沉降、静电沉降、惯性沉降、扩散沉降。计算题：1 .根据对某旋风除尘器的现场测试得到：除尘器进口的气体流量为10000m3N/h ,含尘浓度为4.2g/ m3N。除尘器出口的气体流量为12000 m3N/h ,含尘浓度为 340mg/ m3N。试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率和除尘效率（分别按考虑漏风和不考虑漏风两种 情况计算）。解：3进口流量：Qin=10000 mN /h 含尘浓度：p 1N=4.2g/mN3出口流量： Qin=12000 mN /h 含尘浓度：p 1N=340mg/m n3处理气体流量Qn13-(Qin Q2n) 11000mN/h；漏

19、风率包QNd 100% -2000- 100% 20%；Q1n10000除尘效率：2nQ2n d 0.340 12000 qcqo/考虑漏风1 1 90.3%inQin4.2 10000不考虑漏风13 1 0340 91.9%in4.22 .对于上题中给出的条件，已知旋风除尘器进口面积为0.24m2,除尘器阻力系数为 9.8,进口气流温度为423K,气体静压为490Pa,试确定该处尘器运行时的压力损失（假定 气体成分接近空气）。解：空气摩尔质量为：29g/mol, R=8.31PaX m3/mol X 度5由气体方程 PV 皿 RT 得m也（1.01 10490）29 0.832g/m3MV

20、RT8.31423由 PV=nRT 得 V/V n=423/273 , Q/Qin=423/273423Q 10000 一A 0.243600所以，v - 273 17.9 m/s按大气污染控制工程(5-45)P 9.80.832217.92 1311Pa。2第六章除尘装置 填空题：1 .目前常用的除尘器分为：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器。2 .机械除尘器包括：重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。3 .设计重力沉降室的模式有：层流式和湍流式。4 .提高重力沉降室除尘效率的主要途径：降低沉降室内的气流速度、增加沉降室长度、降 低沉降室高度。5 .惯性除尘器分为：以气流中粒子冲击挡

21、板捕集较粗粒子的冲击式和通过改变气流流动方 向而捕集较细粒子的反转式。6 .影响旋风除尘器效率的因素：二次效应、比例尺寸、烟尘的物理性质、操作变量w7 .旋风除尘器按进气方式分为：切向进入式、轴向进入式。8 .过滤式除尘器分为：空气过滤器、颗粒层除尘器、袋式除尘器。9 .袋式除尘器的清灰方式：机械振动清灰、逆气流清灰、脉冲喷吹清灰。简答题：1 .重力沉降室的结构和原理重力沉降室是通过重力作用使粉尘从气流中沉降分离的除尘装置。含尘气流进入重力沉降室后， 由于扩大了 流动截面积而使气体流速大大降低， 使较重颗粒在重力作 用下缓慢向灰斗沉降。重力沉降室分为层流式和湍流式。层流式沉降室设计的简单模式的

22、假设是在沉降室内气流为柱塞流，流速为V0,流动状态保持在层流范围内；颗粒均匀地分布在烟气中。湍流式沉降室设计的模式是假设沉降室中气流为湍流状态，在垂直于气流方向的每个横断面上粒子完全混合，即各种粒径的粒子都均匀分布于气流中。重力沉降室的主要优点是：结构简单，投资少，压力损失小，维修管理容易。缺点是它的体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。2 .惯性除尘器的结构和原理为了改善沉降室的除尘效果，可在沉降室内设置 各种形式的挡板，使含尘气体冲击在挡板上，气流方 向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其 与气流分离。惯性除尘器分为冲击式和反转式。冲击式的原理 是

23、：气流冲击挡板捕集较粗粒子；反转式的原理是改 变气流方向捕集较细粒子。一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘。 净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘， 捕集1020dm以上的粗颗粒。压力损失 1001000Pa3.4.5.6.卜海淀M柱工锥体谛4+旋风除尘器的结构和原理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装置。普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成的。气流沿外壁由上向下旋转运动产生外涡旋，少量气体沿径向运动到中心区域。旋转气流在锥体底部转而向加期气一 上沿轴心旋转产生内涡旋。气流作旋转运动时，颗粒在离心力作用下逐渐移向外 壁，到达外壁的尘粒在气流和重力

24、共同作用下沿壁面落入 灰斗。气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着 细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外 壁旋转向下，最后从排出管排出，称为上涡旋。气流运动包括切向、轴向和径向。切向速度决定气流 质点离心力大小。影响旋风除尘器效率的因素：二次效应、比例尺寸、烟尘的物理性质、操作变量。 电除尘器的结构和原理电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力 的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。电除尘过程与其他除尘过程的根本区别在于，分离力（主要是静电力）直接作用在 粒子上，而不是作用在整个气流上，这就决定了它具有分离

25、粒子耗能小、气流阻力小的 特点。电除尘的原理涉及到三个基本过程：悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上清除等三个基本过程。悬浮粒子荷电是通过高压直流电晕实现的。电晕过程发生于活化的高压电极和接地极之间，电极之间的空间内形成高浓度的气体离子，含尘气流通过这个空间时，尘粒在 百分之几秒的时间内因碰撞俘获气体离子而导致荷电。带电粒子在电场内迁移和捕集是使其通过延续的电晕电场（单区电除尘器）或光滑 的不放电的电极之间的纯静电场（双区电除尘器）而实现的。捕集物从集尘表面上清除是通过振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗而 实现的。湿式除尘器的结构和原理湿式除尘器是使含尘气体

26、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它可以有效地除去直径为0.120 dm的液态或固态粒子，亦能脱除部分气态污染物。分为高能和低能湿式除尘器：低能湿式除尘器的压力损失为0.21.5kPa,对10 dm以上粉尘的净化效率可达 90%95%;高能湿式除尘器的压力损失为2.59.0kPa,净化效率可达99.5 %以上。 过滤式除尘器的结构和原理过滤式除尘器是使含尘气体通过过滤材料将粉尘 分离捕集的装置。它分为空气过滤器、颗粒层除尘器、 袋式除尘器。其工作原理分为：（1）截留、惯性碰撞；（2）扩散、电沉积；（3）筛分。袋式除尘器的工作原理为：含尘气流

27、从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排除 口排除。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层 初层。粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。随着粉尘在 滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘 效率下降。除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力 达到一定数值后，要及时清灰。清灰不应破坏粉尘初层。计算题：1.欲设计一个用于取样的旋风分离器，希望在入口气速为20m/s时，其空

28、气动力学分割直径为1。(1)估算该旋风分离器的筒体外径；(2)估算通过该旋风分离器的气体流量。解：NVcD2 p根据公式 1 exp (-) o9Wi2因( p单位取 kg/m3),故 D2 p = 1000 Dpa ；D papp由题意，当50%,Vc20m/s。取 1.82 10 5Pa s, N=10,代入上式10 20 (1.0 10 6)2 1000Vl50% 1 exp (5.),斛得 Wi=5.5mm。训 1.82 10 5根据一般旋风除尘器的尺寸要求，D°=4Wi=2.2cm ; H = 2 Wi=1.1cm。气体流量 Q=A.V=H.W.V c=1.21 X 10

29、3m3/s2.板间距为25cm的板式电除尘器的分割直径为0.9 m,使用者希望总效率不小于98%,有关法规规定排气中含尘量不得超过0.1g/m3o假定电除尘器入口处粉尘浓度为30g/m且粒径分布如下：质量百分比范围/%02020404060608080100平均粒径/ m3.58.013.019.045.0，、一，1 a kdp，一 e ，并假定德意希方程的形式为 1 e ，其中 捕集效率；K经验常数；d颗粒直径。试确定：(1)该除尘器效率能否等于或大于98%;(2)出口处烟气中尘浓度能否满足环保规定；(3)能否满足使用者需要。解：(1)由题意 0.5 1 exp( k 0.9) k 0.77

30、dp=3.5 m,11 exD( 0.77 3.5) 93.2%22 / 19dp=8.0 m,1 exp( 0.77 8.0) 99.8%dp=13.0 m,3 1 e)p( 0.77 13.0) 100%0.2 93.2% 0.2 99.8% 1 0.2 3 98.6% 98%(2)98.6% 1 上30,则 2i =0.42g/m 3>0.1g/m3。不满足环保规定。（3）满足使用者需要。3.水以液气比12L/m3的速率进入文丘里管，喉管气速116m/s,气体粘度为1.845 x 10-5Pa§ 颗粒密度为1.789g/cm3,平均粒径为1.2 m , f取0.22。求文

31、丘里管洗涤器的压力损失 和穿透率。1.03 10 3 v：() Qg解：1.03 10 3 (11600)2 12 10 3 1663cmH2O,0 1720 172坎宁汉修正 CC 1 0172 1 0172 1.143 dp1.2一 一 9_2 _ 26.1 10 l gCCdpf pP exp 2gexp6.1 10 9 1 1.789 1.143 1.22 0.222 1663Z42(1.845 10 4)24.除尘器系统的处理烟气量为10000m3/h,初始含尘浓度为 6g/m3,拟采用逆气流反吹清灰袋式除尘器，选用涤纶绒布滤料，要求进入除尘器的气体温度不超过393K,除尘器压力损失

32、不超过1200Pa,烟气性质近似于空气。试确定：（1）过滤速度；（2）粉尘负荷；（3）除尘器压力损失；（4）最大清灰周期；（5）滤袋面 积；（6）滤袋的尺寸（直径和长度）和滤袋条数。解：（1）过滤气速估计为 VF=1.0m/min。 除尘效率为99%,则粉尘负荷 W vF Ct 0.99 6t 5.94tg/m2。（3）除尘器压力损失可考虑为P PPEPpR为清洁滤料损失，考虑为120Pa；Pe Se Vf 350Pa；5.94t 56.43tPa,Rp取9.50N min/(g m)；_ 2 一一2PpRpV Ct 9.5 1故 P PPEPp350 120 56.43t(Pa) 470 5

33、6.43t(Pa) o(4)因除尘器压降小于1200Pa,故470 56.43t(Pa) 1200,t 12.9min即最大清灰周期。Q60vF10000 39360 1 2732240m2。(6)取滤袋 d=0.8m, l=2m。a di 5.03m2,An 47.7 ,取48条布袋。 a第七章气态污染物控制技术基础计算题：1 .在吸收塔内用清水吸收混合气中的SO2,气体流量为5000m3N/h ,其中SO2占5%,要求SO2的回收率为95%,气、液逆流接触，在塔的操作条件下，SO2在两相间的平衡关系近似为Y*=26.7X,试求：若用水量为最小用水量的1.5倍，用水量应为多少？解：Gb=50

34、00X 0.95=4750m3N/h。（5000 4750）3Y2 -）5% 2.63 10 3丫1=0.053,4750;,Ls、丫1 丫20.053 0.00263 ”，（一）min 25.4Gb Xmax 00.053/26.7maxo因此用水量 Ls=25.4GbX 1.5=1.81 X 105m3N/h。2 .为11% （摩尔），要求出口气体中丙酮的含量不大于2% （摩尔）。在吸收塔操作条件下，1.95（1 x）2丙酮水的平衡曲线（1atm和299.6K）可表示为y 0.33xe。（2）假设气相传质单元高度（以m 计)H 0y0.33.3.3G L0.33。其中G和l分别为气、液（1

35、）试求水的用量，假设用水量取为最小用水量1.75倍；相的流量（以kg/m2.h表示），试计算所需要的高度。解：Ls()minGb0.124 0.020.068Gb=10X 0.89=8.9m3/min , 丫1=0.124, 丫2=0.02。作出最小用水时的操作线，xmax=0.068。1.53，Ls=1.53X 1.75X 8.9=23.8m3/min。Hy 3.3 (a).33 2.39m图解法可解得传质单元数为3.1。L。Hy=2.39X 3.1=7.4m。3.利用活性炭吸附处理脱脂生产中排放的废气，排气条件为294K, 1.38 X 105Pa,废气量25400m3/h。废气中含有体积

36、分数为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为 28kg三氯乙烯/100kg活性炭，活性炭的密度为577kg/m3,其操作周期为4h,加热和解析2h,备用1h,试确定活性炭的用量和吸附塔尺寸。解：三氯乙烯的吸收量 V=2.54X 104X 0.02X99.5%=505.46m3/h , M=131.5。PV mRT 由理想气体方程M 得PVMRT1.38 105 505.46 131.58.31 2943.75 103kg/hm0 ”0 3.75 103 4 5.36 104kg体积m05.36 10457792.9m3o因此活性炭用量 284.把处理量为250

37、mol/min的某一污染物引入催化反应器，要求达到74%的转化率。假设采用长6.1m,直径3.8cm的管式反应器，求所需要催化剂的质量和所需要的反应管数目。 假定反应速度可表示为：RA0.15 (1xA) mol/ (kg催化剂.min)。催化剂堆积密度为580kg/m3。解：反应管转化率为 xa时，反应速度为 Ra=- 0.15 (1xa) mol/ (kg催化剂.min)。根据单管物料平衡可列出如下方程:0.15(1 xa) Adx QdxAA (3.8 10 2)21.1其中 410 3m2,Q 单位为 mol/min 。dxA 0.098668dx Q数据代入并整理得1 xA ,对等式

38、两边积分，即6.10.098668 dx00.74 dXA1 xA ,解得 Q=0.447mol/min。反应管数目：250/0.447 = 560个。5.减少SQ向大气环境的排放量，一管式催化反应器用来把SO2转化为SQ。其反应方程式为：2SO2+O2 >2SQ总进气量是7264kg/d,进气温度为250° C,二氧化硫白流速是 227kg/d。假设反应是绝 热进行且二氧化硫的允许排放量是56.75kg/d o试计算气流的出口温度。SQ反应热是171.38kJ/mol ,热容是 0.20J/(g.K)。解：227 56.755.Q 3- 171.38 4.56 10 kJ64

39、 10 3由Q cm T得 cm_ 54.56 100.2 7264314KO第八章硫氧化物的污染控制填空题：1. 控制二氧化硫排放的方法有：采用低硫燃料和清洁能源替代、燃料2.脱硫、燃烧过程中脱硫、末端尾气脱硫。世界各国采用的选煤工艺是：重力介诜法。3.简答题:煤炭的气化分为：移动床、流化床、气流床。1.湿法脱硫的技术问题：(1)设备腐蚀：化石燃料燃烧的排烟中含有多种微量的化学成分，如氯化物。在酸性条件下， 他们对金属的腐蚀性相当强。为延长设备的使用寿命，溶液中的氯离子浓度不能 太高。为保证氯离子不发生浓缩，最有效的方法是在脱硫系统中根据物料平衡排 出适量的废水，并以清水补充。(2)结垢和堵

40、塞：固体沉积主要以三种方式出现：a.湿干结垢，即因溶液或料浆中的水分蒸发而使固体沉积；b.Ca(OH)2或CaCO3沉积或结晶析出；c.CaSO3或CaSO4从溶液中结 晶析出。其中后者是导致脱硫塔发生结垢的主要原因，特别是硫酸钙结垢坚硬、板结， 一旦结垢难以去除，影响到所有与脱硫液接触的阀门、水泵、控制仪器和管道等。 硫酸钙结垢的原因是 SO2-4和Ca2+的离子积在局部达到过饱和。为此，在吸收塔中要保持亚硫酸盐的氧化率在20%以下。亚硫酸盐的氧化需要在脱硫液循环池中完成，可通过鼓氧或空气等方式进行，形成的硫酸钙发生沉 淀。从循环池返回吸收塔的脱硫液中，还因为含有足量的硫酸钙晶体，起到了晶

41、种的作用，因此在后续的吸收过程中，可防止固体直接沉积在吸收塔设备表面。(3)除雾器阻塞：在吸收塔中，雾化喷嘴并不能产生尺寸完全均一的雾滴，雾滴的大小存在尺 寸分布。较小的雾滴会被气流所夹带，如果不进行除雾，雾滴将进入烟道，造成 烟道腐蚀和堵塞。早期的除雾器通常用的是金属编织网，容易因雾滴中的固体颗 粒沉积而堵塞。因此，除雾器必须易于保持清洁。目前使用的除雾器有多种形式 (如折流板型等)，通常用高速喷嘴每小时数次喷清水进行冲洗。(4)脱硫剂的利用率：脱硫产物亚硫酸盐和硫酸盐可沉积在脱硫剂颗粒表面，从而堵塞了这些颗粒 的溶解通道。这会造成石灰石或石灰脱硫剂来不及溶解和反应就随产物排除，增 加了脱硫

42、剂和脱硫产物的处理费用。因此，脱硫液在循环池中的停留时间一般要 达到510min。实际的停留时间设计与石灰石的反应性能有关，反应性能越差， 为使之完全溶解，要求它在池内的停留时间越长。(5)液固分离半水亚硫酸钙通常是较细的片状晶体，这种固体产物难以分离，也不符合填 埋要求。而二水硫酸钙是大的圆形晶体，易于析出和过滤。因此，从分离的角度 看，在循环池中鼓氧或空气将亚硫酸盐氧化为硫酸盐也是十分必要的，通常要保 证95%的脱硫产物转化为硫酸钙。(6)固体废物的处理处置固体废物虽然经过脱水，但含水率一般仍在60%左右。固体的组成因采用的脱硫剂而异。产生的废物量也与脱硫剂的种类有关。2. 我国脱硫技术的

43、应用现状（ 1） 旋转喷雾半干法脱硫中试装置：70000m3/h, 1991年投运，四川白马电厂（ 2） 湿法烟气脱硫：2X 360MVV 1992年投运，华能重庆珞璜电厂2X100MW北京一热，2X 200MW 重庆电厂2X 125MW半山电厂，1998年签定合同（ 3） 炉内喷钙脱硫加尾部增湿活化脱硫：125MW,1999 年投运，江苏下关电厂（ 4） 海水脱硫技术：300MW，1999 年投运，深圳西部电厂2X 600MVV正在施工，福建漳州电厂（ 5） 电子束法：成都电厂、北京3. 简述深圳西部电厂的脱硫工艺深圳西部电厂是中国第一座海水脱硫工程，1999 年投产运营。Flakt-Hyd

44、ro 工艺利用海水的天然碱度进行脱硫。海水通常呈碱性，自然碱度为1. 2-2. 5mmol/L。这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力。Flakt-Hydro 工艺过程主要包括烟气系统、供排海水系统和海水恢复系统。锅炉排除的烟气经除尘和冷却后，从塔底送入吸收塔，与由塔顶均匀喷洒的纯海水逆向充分接触混合，海水将烟气中的二氧化硫吸收生成亚硫酸根离子。净化后的烟气通过换热器升温后，经烟囱排入大气。海水恢复系统的主体结构是曝气池，来自吸收塔的酸性海水与凝汽器排除的碱性海水在曝气池中充分混合，同时通过曝气系统向池中鼓入适量的压缩空气， 使海水中的亚硫酸盐转化为稳定无害的硫酸盐，同时释放出二氧化碳，使海水的PH

45、升到 6.5 以上，达标后排入大海。与石灰石/石灰湿法相比，海水脱硫由于无脱硫剂成本、工艺设备较简单、及无后续的脱硫产物处理处置，其投资和运行费用相对较低。但由于海水碱度有限，通常适用于燃用低硫煤（<1%）电厂的脱硫。4. 烟气脱硫工艺的综合比较（1 ）脱硫效率：脱硫效率与工艺本身的脱硫性能和烟气的状况有关湿法工艺的效率最高，大于95%，干法和湿干法60%85%（2） 钙硫比：湿法工艺的反应条件较为理想，钙硫比为1.01.2，湿干法1.51.6，干法2.02.5。（3） 脱硫剂利用率：Ca/S越低，利用率越高。湿法最高90%以上，湿干法 50%左右，干法30%以下。（4） 脱硫剂的来源：

46、（5） 脱硫副产品的处理处置：（6） 对锅炉原有系统的影响：（7） 对机组运行方式适应性的影响：（8） 占地面积：（9） 流程的复杂程度：（10） ）动力消耗：（11） ）工艺成熟度：计算题：1 、 某新建电厂的设计用煤为：硫含量3%， 热值26535kJ/kg。 为达到目前中国火电厂的排放标准，采用的SO2 排放控制措施至少要达到多少的脱硫效率？解：火电厂排放标准700mg/m 3。3%硫含量的煤烟气中 SO2体积分数取0.3%。3364 103 8571mg 则每立方米烟气中含 SO2 22.48571 700 100% 91.8%因此脱硫效率为 857190%。电厂燃煤含硫为 3.6%,

47、含灰为2、某电厂采用石灰石湿法进行烟气脱硫，脱硫效率为7.7%。试计算：(1)(2)(3)如果按化学剂量比反应，脱除每kgSQ需要多少kg的CaCQ;如果实际应用时 CaCQ过量30%,每燃烧一吨煤需要消耗多少CaC。；脱硫污泥中含有 60%的水分和40%CaSO.2H2O,如果灰渣与脱硫污泥一起排放，每吨 燃煤会排放多少污泥？解:(1)CaCO3SO22H 2。 CaSO3 2H 2O CO2(2)100641kgm=1.5625kg3.6每燃烧1t煤产生SO2 约 1002t 72kg,约去除 72 X 0.9=64.8kg。因此消耗CaCQ1.3100 64.8132kg64。(3)Ca

48、SQ.2H2O生成量64.864172 174kg174435t则燃烧1t煤脱硫污泥排放量为0.4,同时排放灰渣77kg。3、 一冶炼厂尾气采用二级催化转化制酸工艺回收SQ。尾气中含SQ为7.8%、O2为10.8%、N2为81.4% (体积)。如果第一级的SO2回收效率为98%,总的回收效率为 99.7%。计算:解:(1)(2)第二级工艺的回收效率为多少? 如果第二级催化床操作温度为时SQ的转化率为多少？其中,(1)由 t 1 (11)(12),420° C,催化转化反应的平衡常数K=300,反应平衡99.7%yso30.5 ySO2(yO2)1 (1 98%)(12),解得 2 8

49、5%。(2)设总体积为100,则SQ7.8体积，O210.8体积，N281.4体积。经第一级催化转化后余SC20.156体积，O26.978体积，N281.4体积。X (88.5 -) 设有x体积SO2转化，则总体积为2。300因此，x x/(88.5 )20.156 x88.5 x/26.978 x/2 05 .88.5 x/2x=1.6x 10 3;1故转化率为31.6 100.15699%第九章固定源氮氧化物污染控制简答题：1.传统的低氮燃烧技术和先进的低氮燃烧器技术的区别传统的低氮燃烧技术不要求对燃烧系统做大的改动，只是对燃烧装置的运行方式或部分运行方式做调整或改进。因此简单易行，可方

50、便地用于现存装置，但NO的降低幅度十分有限。这类技术包括低氧燃烧、烟气循环燃烧、分段燃烧、浓淡燃烧技术等。(1)低空气过剩系数运行燃烧技术：NOx排放量随炉内空气量的增加而增加。为了降低NOx排放，减少烟囱热损失，提高锅炉热效率，采用低空气过剩系数 运行。该技术会导致 CQ碳氢化合物、炭黑等污染物的增加。我国燃煤锅炉 设计过剩空气系数 1.171.20。(2)降低阻燃空气预热温度：在工业实际操作中，经常利用尾气的废热预热进入 燃烧器的空气。虽然这样有助于节约能源和提高火焰温度，但也导致NOx排放量增加。降低阻燃空气预热温度，可降低火焰区的温度峰值，从而减少热 力型NOx的排放量。这一措施适用于

51、燃气锅炉，不宜用燃煤燃油锅炉。(3)烟气循环燃烧：是采用燃烧产生的部分烟气冷却后，在循环送回燃烧区，可 降温，达到减少热力型 NOx的生成。循环率 2540%为宜。(4)两段燃烧技术：第一段：氧气不足，烟气温度低，NOx生成量很小；第二段：二次空气，CO、HC完全燃烧，但由于烟气温度低，限制了NOx的生成量。先进的低氮燃烧器技术从原理上讲是低空气过剩系数和燃烧器火焰区分段燃烧技 术的结合。先进的低氮燃烧技术特征是助燃空气分级进入燃烧装置，降低初始燃烧区(也称一次区)的氧浓度，以降低火焰的峰值温度。 它广泛应用于电站锅炉、 大型工业锅炉。(1)炉膛内整体空气分级的低 NOx直流燃烧器：类似于两段

52、燃烧技术，在炉壁设 置了燃尽风喷口。其主燃区处于空气过剩系数较低的工况，抑制了 NOx的生 成，顶部引入的燃尽风用于保证燃料完全燃烧。这类燃烧器要求：合理的确 定燃尽喷口与最上层煤粉喷口的距离；燃尽风量要适当；燃尽风有足够的流 速，以便能与烟气充分混合。(2)空气分级的低 NOx旋流燃烧器：在这种燃烧器的出口助燃空气便逐渐混入煤 粉一空气射流。这种燃烧器的技术关键是准确地控制燃烧器区域燃料与助燃 空气的混合过程，以便能有效地同时控制燃料型NOx和热力型NOx的生成，同时又具有较高的燃烧效率。 一次火焰区：富燃，含氮组分析出但难以转化。 在一次火焰外围供入过剩的空气，形成二次火焰区。二次火焰区：

53、燃尽CQHC等。(3)空气/燃料分级的低NOx燃烧器：其主要特征是空气和燃料都是分级进入炉膛 的。燃料分级送入可在一次火焰区的下游形成富氧NH3、CH、HCN的低氧还原区，超低氧条件(二次火焰区)，将燃烧产物NOx的全部还原为 N2。到达火焰区，充分燃烧，低空气过剩系数控制NOx的生成。(4)三级燃烧技术：利用直流燃烧器可以在炉膛内同时实现空气和燃料分级，在炉膛内形成3个区域，即一次区、还原区和燃尽区。(5)循环流化床锅炉：炉膛燃烧温度低，只有 850-950 C ,热力型NOx较少；分 级燃烧，抑制燃料型 NOx的生成。计算题：1、某座1000MW的火电站热效率为 38%,基于排放系数，计算下述三种情况NOx的排放量(t/d ):(1)以热值为6110kcal/kg的煤为燃料；(2)以热值为10000kcal/kg的重油为燃料；(3)以热值为8900kcal/m3的天然气为燃料。解：(1)设每天需燃煤 Mt,贝U有 M 6110X 103X 103X 4.18X 38%=1000X 106X 24X 3600 解得 M=8.9X 1