daqi大气污染控制工程综合复习资料

1、大气污染控制工程综合复习资料（徐鹏整理）一、填空题 1、大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物 和 气体状态污染物 。2、按人们的社会活动功能不同，大气人为污染源主要有三方面： 生活污染源 、工业污染源 、 交通运输污染源 。3、环境空气质量分为 三 级；环境空气质量功能区分为 三 类；一类区执行一级标准；二类区执行 二 级标准；三类区执行 三 级标准。5、理论空气量是指单位燃料按 燃烧反应方程式 完全燃烧所需要的空气量，它由 燃料 的组成决定。一般把超过理论空气量多供给的空气量称为 过剰空气量，过剩空气系数是指 实际空气量与理论空气量之比 。6、燃料完全燃烧所必需

2、的条件有 空气条件 、 温度条件 、 时间条件 、 燃料与空气的混合条件 。通常把 温度 、 时间 和 湍流度 称为燃烧过程的“三T”7、空燃比定义为 单位质量燃料燃烧所需要的空气质量 ，它可以由燃烧方程式直接求得。8、燃烧设备的热损失主要包括 排烟热损失 、 不完全燃烧热损失 、 炉体散热损失 。9、 燃烧烟气分为 干烟气 、 水蒸气；燃烧烟气中的水蒸气主要来自三方面： 燃料中氢燃烧后生成、 燃料中所含的水蒸气 、供给的理论空气量所带的水蒸气 。10、实际烟气体积等于 理论烟气体积 、 过剩空气体积 之和。11、用显微镜法观测颗粒时，得到 定向直径 、定向面积等分直径、 投影面积直径 三种粒

3、径。12、如果某种粉尘的粒径分布符合对数正态分布，则无论是质量分布、粒数分布还是表面积分布，它们的 形状 相同，累积频率分布曲线在对数概率坐标图中为相互 平行 的直线。13、粉尘的物理性质主要包括粉尘密度，安息角与滑动角、比表面积、含水量、湿润性、荷电性和导电性、粘附性及自然性和爆炸性等几种（任意说出四种）。14、评价净化装置性能的技术指标主要有 处理气体量 、 净化效率 、压力损失、等三项。15、驰豫时间为颗粒-气体系统的一个基本特征参数，它的物理意义为：由于 流体阻力 使颗粒的速度减小到它的初速度的 1/e 时所需的时间。16、目前常用的除尘器主要有 机械式除尘器 、电除尘器 、 湿式除尘

4、器 、 袋式除尘器 等四大类。惯性除尘器在除尘过程中除借助 惯性 的作用外，还利用了 重力 和离心力的作用。17、机械式除尘器通常指利用 质量力 (重力、惯性力和离心力等)的作用使颗粒物气流分离的装置，包括 重力沉降室、 惯性除尘器 和 旋风分离器 等。18、在旋风除尘器内，气流的运动非常复杂，为研究方便，通常将气体在除尘器内的运动分解为三个速度分量，即 切向速度、 轴向速度 、径向速度。 切向速度是决定气流速度大小的主要速度分量。外涡旋的切向速度 反比 于旋转半径，内涡旋的切向速度 正比 于旋转半径，在 内外涡旋的交界圆柱面处上 处气流切向速度最大。19、在旋风除尘器内，粒子的沉降主要取决于

5、离心力Fc和向心运动气流作用于尘粒上的阻力FD。 在内、外涡旋界面上：如果离心力大于阻力，粒子在离心力推动下移向外壁而被捕集；如果离心阻力 ，粒子在向心气流的带动下进入内涡旋，最后由排出管排出；如果 离心力等于阻力 ，粒子在交界面上不停地旋转。20、旋风除尘器的结构型式按进气方式可分为 切向 入式和 轴向 人式两类， 切向 进入式又分为直入式和蜗壳式。21、流化床燃烧脱硫具有炉内 脱硫 的优点，其燃烧本质上是一种低温燃烧过程，炉内存有局部 还原 气氛，NOx的发生量少。22、燃烧过程中形成的NOx分为两类，一类是由燃料中固定氮生成的NOx，称为燃料型NOx，另一类是由大气中氮生成，称为热力型N

6、Ox。在NOx形成过程中，低温有利于NO的生成，高温有利于NOx的生成。因此，控制燃烧过程中NO的形成主要发展了传统的低NOx燃烧技术 、先进的低NOx燃烧技术两项技术。23、催化还原法除NOx分为 选择性催化还原法 、选择性非催化还原法 两类。前者所用还原为氨 ，后者用 尿素或氨基化合物 作还原剂，选择性地将NOx还原为N2。24.按集尘电极的型式不同，电除尘器可以分为 板式 除尘器和 管式 除尘器。25、电除尘器的工作原理涉及三个方面：悬浮粒子荷电 、 带电离子在电场内的迁移与捕集 、 将捕集物从集尘极表面清除 三个基本过程。26、湿式除尘器在通常的工作条件下主要是液滴和尘粒之间的 惯性碰

7、撞 及 拦截作用。因此，与尘粒的 粒径 密切相关。27、惯性碰撞参数定义为：停止距离xs与液滴直径dD的比值28、文丘里洗涤器，常用在高温烟气降温和除尘上，由 收缩管、喉管 和 扩散管 组成。29、过滤式除尘器的滤袋表面形成的粉尘层称为 粉尘初层 ，它是袋式除尘器的主要过滤层。一般用 颗粒物负荷 表示滤布表面粉层的厚度。气布比是指烟气实际流量与 滤布面积 之比。30、在电除尘器中存在两种截然不同的粒子荷电机理，一种是 电场荷电 ，另一种是 扩散荷电 。对前一种荷电过程主要依赖于 电场 ，后一种荷电过程则依赖于离子的 热能 。粒子的荷电过程取决于粒径大小，对于粒径大于0.5m的微粒，以 电场 荷

8、电为主，粒径小于0.15m的微粒，则以 扩散 荷电为主，粒径介于0.150.5m的微粒，需同时考虑这两种过程。31、影响旋风除尘器效率的因素有：二次效应 、比例尺寸 、烟尘的物理性质和 操作变量 。32、湿式除尘器是使含尘气体 与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的 惯性碰撞 及其他作用，捕集颗粒或使粒径增大的装置。在工程上使用的湿式除尘器型式很多，总体上可分为 低能 和 高能 两类。33、 过滤式除尘器是使含尘气流通过 过滤材料 将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作滤料的过滤器，称为 空气过滤器 ，主要用于通风和空气调节方面的气体净化；采用廉价的砂、砾、焦炭等颗粒物作为滤

9、料的过滤器称为 颗粒层过滤器 ，在高温烟气除尘方面引人注目；采用纤维织物作滤料的过滤器称为 袋式过滤器 ，在工业尾气的除尘方面应用较广。34、 影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素有：煤质、燃烧方式、烟气流速、炉排和炉膛的热负荷、锅炉运行负荷等多种因素有关。35、 若所指的粉尘体积不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部体积，而是粉尘自身所占的真实体积，则以此真实体积求得的密度称为粉尘的真密度，并以表示。36、 呈堆积状态存在的粉尘（即粉体），它的堆积体积包括颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，以此堆积体积求得的密度称为粉尘的堆积密度，并以表示。 37、 安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆

10、锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，也称动安息角或堆积角等，一般为3555。 38、 滑动角：系指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角，也称静安息角，一般为4055 39、 粉尘的润湿性：粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的性质。 （粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据。）40、 粉尘比电阻对电除尘器的运行有很大影响，最适宜于电除尘器运行的比电阻范围为1041010。 41、 分割直径：处于平衡状态的尘粒有50%的可能进入内漩涡，也有50%的可能性移向外壁，除尘效率为50%使所对应的粒径即为除尘器的分割直径42、 克服高比电阻影响的方

11、法有：保持电极表面尽可能清洁；采用较好的供电系统，烟气调质，以及发展新型电除尘器43、 袋式除尘器的压力损失由 通过清洁滤料的压力损失 和 通过颗粒层的压力损失 组成44、 常用的清灰方式有三种：机械振动式、逆气流清灰和脉冲喷吹清灰45、 颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。46、 袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的。47、 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。48、 煤炭转化主要是气化和液化。49、 流化床燃烧脱硫的主要影响因素？ 钙硫

12、比；煅烧温度；脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构；脱硫剂种类 活性单位吸附剂吸附的吸附质的量； 静活性吸附达到饱和时的吸附量； 动活性未达到平衡时的吸附量。二、粒子的捕集效率二、简答题n 重力沉降室的优点 结构简单； 投资少； 压力损失小（一般为50130Pa）； 能有效捕集50m的颗粒； 维修管理方便。 n 缺点 体积大； 效率低； 不易捕集20m的颗粒； 仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。n 提高沉降室效率的主要途径 降低沉降室内气流速度 增加沉降室长度 降低沉降室高度1、电除尘器最适宜的粉尘比电阻为多少？比电阻过高或过低，对电除尘器的除尘效率有哪些影响？（5分）答：1)电除尘器

13、最适宜的粉尘比电阻为1010cm以下（2分）。2)当低于1010cm时，比电阻几乎对除尘器操作和性能没有影响；3)当比电阻介于1010-1011cm之间时，火花率增加，操作电压降低；4)当高于1011cm时，集尘板粉尘层内会出现电火花，即会产生明显反电晕。反电晕的产生导致电晕电流密度大大降低，进而严重干扰粒子荷电和捕集。（3分）2、 石灰石灰石吸收法烟气脱硫存在哪些问题，如何解决？（5分）答：石灰/石灰石吸收法烟气脱硫存在的问题主要为结垢和堵塞，另外固废产生量大。（2分）解决的方法主要有：加入己二酸，提高了石灰石利用率，减少固废产生量；添加硫酸镁，可以消除洗涤塔内的结垢；双碱流程也可以克服结垢

14、的弱点，提高二氧化硫的去除率（3分）3、选择除尘器时应注意哪几个方面的问题？（5分）答：（1）选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放浓度。 （2）粉尘的物理性质对除尘器性能具有较大的影响。（3）气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初净化设备，去除粗大尘粒 （4）气体温度和其它性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素。选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的处理问题。4、湿式除尘器有何优缺点？（10分）主要优点: 1) 除尘效果好； 2) 能同时清除废气中的可溶性气态污染物； 3) 可直接处理高温、高湿和含粘性粉尘的废气； 4) 操作灵活性较大； 5) 安全性好；6）结构简单、

15、造价低、占地面积小，操作及维修方便。主要缺点： 1) 产生泥浆或废液，处理比较麻烦，容易造成二次污染。 2) 可能存在严重的腐蚀，对有些设备容易发生堵塞。 3) 不利于副产品的回收。 4) 寒冷和缺水地区不宜采用。必须考虑在冬天设备可能冻结的问题。5.工业用吸附剂必须具备哪些条件？ （5分）答：要具有巨大的内表面；对不同气体具有选择性的吸附作用；吸附容量大；具有足够的机械强度、热稳定性及化学稳定性；来源广泛，价格低廉，以适应对吸附剂的日益增长的需要。6.石灰石/石灰法洗涤的原理（湿法）？ 烟气用含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石石灰浆液洗涤，SO2与浆液中的碱性物质发生的化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐，

16、新鲜石灰石或石灰浆液不断加入脱硫液的循环回路，浆液中的固体连续的从浆液中分离出来排往沉淀池7.静电除尘器有何优缺点？（10分）答：优点：（1）电除尘器的除尘效率高（对细粉尘有很高的捕集效率），可高于99%；（2）处理烟气量大，可达105106m3/h；（3）能耗低,约0.20.4kwh/1000m3；（4）压力损失小，一般为200500Pa；（5）可净化温度较高的或强腐蚀性含尘烟气。缺点（任意说出5个）：（1）一次投资费用高，钢材消耗量较大。据估算，平均每平方米收尘面积所需钢材大约为3.5-4t；（2）除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘比电阻的影响更为突出。（3）电除尘器不适宜直接净化

17、高浓度含尘气体；（4）电除尘器对制造和安装质量要求较高；（5）需要高压变电及整流控制设备；（6）占地面积较大。n 高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响： 高比电阻粉尘会干扰电场条件，导致除尘效率下降 1041010cm时，比电阻几乎对除尘器操作和性能没有影响； 比电阻介于10101011cm之间时，火花率增加，操作电压降低； 高于1011cm时，产生明显反电晕； 低于104cm时，产生跳跃，除尘效率下降。n 克服高比电阻影响的方法： 1）保持电极表面尽可能清洁；2）采用较好的供电系统；3）烟气调质；n 增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子导电性增加。最常用的化

18、学调质剂是SO3 4）改变烟气温度；n 向烟气中喷水，同时增加烟气湿度和降低温度5)发展新型电除尘器。 v 抛弃法：v 优点：脱硫系统可同时除尘，只要系统可有效的捕集飞灰并有足够的容量。v 缺点：需要连续不断加入新鲜的吸收剂。吸收剂消耗大，利用率低，增加了成本。产生废弃物和二次污染。v 回收法：v 优点：与SO2反应后的吸附剂可再生使用，提高了吸附剂的利用效率，降低了运行成本。同时，脱硫过程中产生的副产品可以回收利用，二次污染少。v 缺点：需要配备高效的除尘设备，增加了一次性投资。 干法脱硫相对于湿法脱硫特点v 优点：工艺简单、操作方便、占地面积小、省去了污水处理设备，无二次污染，对设备和烟道

19、腐蚀小。v 缺点：干法脱硫相对于湿法脱硫，其脱硫效率低，钙硫比高，脱硫剂利用率较低，增加了运行成本。 三、计算题（90分）1. 某电厂电除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下，若电除尘器总除尘效率为99%，试确定其分级效率。(请写出计算公式及计算示例，并将计算结果列于表下面) (10分)解：计算实例：总效率为99，所以通过率为1。 所以:1=100-17.0/2.0=96.5 其它同，计算结果如下表：粒径间隔(m)0.60.6-0.70.7-0.80.8-1.01-22-33-44-55-66-88-1010-2020-30质量频率（%）进口g12.00.40.40.73.56.024132

20、.02.03.0118.0出口g27.01.02.03.014.016296.02.02.02.58.57.0i96.597.59595.79697.398.899.599.099.099.299.299.13.普通煤的元素分析如下：C:65.7% S:1.7% H:3.2% O:2.3% 灰分:18.1% 水分:9.0% (含N量不计) （20分）计算燃煤1kg所需要的理论空气量、产生的理论烟气量和SO2在烟气中的含量（以体积百分比表示）；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）；假定用流化床燃烧技术加石灰石脱硫。石灰石中含Ca34%。当Ca/S比为1.7（摩尔比

21、）时，计算燃烧1吨煤需加石灰石的量。解: 质量（kg） 摩尔数（mol） 需氧量（mol）C 657 54.75 54.75S 17 0.531 0.531H 32 16 8O 23 1.44 -0.72H2O 90 5 0 所以：理论需氧量为54.75 +0.531+8-0.72=62.56mol/kg 理论空气量为 62.564.7822.4/1000=6.70Nm3/kg烟气组成为：CO2：53.92mol SO2:0.531mol H2O:16+5=21molN2:62.563.78=236.48mol理论烟气量为 = 54.75 +0.531+21+236.48=312.76mol/

22、kg=7.01Nm3/kgSO2在烟气中的浓度：0.531/312.76100%=0.17%烟气中灰分的浓度：18180%1000/7.01=2.07104mg/m3Ca/S=1.7 石灰中钙的含量为35%所以Ca/S=x34%/40.1/(1.7%1000/32)=1.7 x=0.106t4. 用硝酸吸收净化含NH35%（体积）的尾气，为了使吸收过程以较快的速度进行，必须使吸收过程不受硝酸在液相扩散速率所限制，试计算吸收时硝酸浓度最低不得低于多少？已知kG=0.11kmol/(m2hatm)，kL=0.82m/h，DHNO3和DNH3在液相中相同。（10分）解： 令PA=1atmNH3+HN

23、O3NH4NO3 b=1所以浓度不得低于0.007kmol/m3。5. 已知某一装置排放烟气量为55000Nm3/h，含尘浓度为3.0g/Nm3。地区的环境管理部门限定该装置每日排尘量不得大于60kg，试问应选用多大除尘效率的除尘器才能满足环境保护的要求。（10分）解：该装置每日排放的烟尘量为：550003.010-324=3960kg/d所以应选用的除尘器效率为=（1-60/3960）100%=98.5%6、已知重油元素分析结果如下：C：85.5% S：1.0% H：11.05% O：0.2% ；水分:2.25% (含N量不计)，试计算： （20分） 燃油1kg所需要的理论空气量和产生的理论烟气量； 干烟气中SO2的浓度；当空气过剩10%时，所需的空气量和产生的烟气量。解: 质量（kg） 摩尔数（mol） 需氧量（mol）C 855 71.25 71.25S 10 0.3125 0.3125H 110.5 55.25 27.625O 2 0.125 -0.06H2O 22.5 1.25 0 （5分）所以：理论需氧量为 71.25+0.3125+27.625-0.06=99.1275mol/kg 理论空气量为 99.12754.7822.4/1000=10.61Nm3/kg（4分）烟气组成为：CO2：71.25mol SO2:0.1325mol H