2013大气环境复习思考题

1、大气污染控制复习题1名词解释行星边界层1. 混合层高度逆温层2. 气温直减率干绝热直减率3. 湿绝热直减率7JH.露点相对湿度8. 水汽压10标准大气压。11地面有效辐射12大气逆辐射13. 地面辐射差额辐射逆温14. 平流逆温烟囱有效高度15. 大气环境容量18湿法脱硫19.干法脱硫20.SCR脱硝法2简答大气垂直分层的主要依据是什么？共分哪几层？对流层的主要特点和成因是什么？1. 太阳辐射随太阳高度角、大气透明度、纬度、海拔高度是如何变化的？2. 为何湿绝热直减率（m）小于干绝热直减率（d）?m?的大小与什么有关？y7y3. 什么叫大气稳定度？如何通过m、d、判断大气的层结稳定度？4. 等

2、压面为什么不是一个水平面？随着空间气压的高低变化，等压面如何起伏？5. 什么是气压梯度？气压梯度力？写出其数学表达式。6. 地转偏向力有哪些特点？写出其数学表达式。7. 作用于空气质点上的力有哪几种？它们对空气运动分别产生怎样的影响？8. 什么叫地转风？梯度风？其风速大小与哪些因子有关？风向与气压场的关系如何？9. 什么是热成风？热成风与温度场关系如何？10. 埃克曼螺旋所表示的风向、风速随高度的变化有何规律？这些变化是由什么原因引起的？11. 大气稳定度如何影响烟气扩散？12. 画图说明辐射逆温的形成过程，说明辐射逆温层的形成、维持及消散对大气污染物扩散的影响画图说明山谷风的形成，并说明山谷

3、风对大气污染物扩散的影响13. 画图说明海陆风的形成，并说明山谷风对大气污染物扩散的影响画图说明城市热岛环流的形成，并说明山谷风对大气污染物扩散的影响14. 影响大气环境质量的气象要素？15. 写出静力学方程的表达式，并说明其物理意义。19.设山高为1000m,m=0.65C/100m,团未饱和湿空气在迎风坡山脚时的温度为20C,露点为165C,当它上升到山顶时，水汽已全部凝结并离开气块。求该团空气上升到山顶时的温度是多少？越过山顶后到达北风坡山脚时气温为多少？20. 简述常用的气态污染物控制技术及其优缺点。21. 吸收法与吸附法的异同点？22. 简述常用的除尘技术及其特点。23. 试述电除尘

4、器的工作原理及优缺点。24. 硫氧化物控制技术主要有哪些？25. 烟气脱硫主要有哪些方法？26. 燃烧中脱硫的原理及化学反应式？27. 简述旋转喷雾干燥法的原理、工作过程及优缺点。28. 我国脱硫渣资源化应用的领域有哪些？29. 列出氮氧化物的主要控制技术。30. 选择性催化还原脱硝技术包括哪几种？各自的特点是什么？31. 简述选择性催化还原法（SCR）的原理、化学反应式及优缺点。32. 试述氮氧化物的主要来源，转化途径及其对大气环境的影响。33. 试述影响大气环境质量的主要因素及改善大气质量的对策。3计算3.1污染源计算例1:某市全年用煤量300万t,其中抚顺煤150万t,含硫量0.8%,铜

5、川煤150万t,含硫量3.6%，若脱硫效率按50%+，求全市共排放二氧化硫多少吨。解：Go=(2B1?S+2E2?S2)X0.8X50%=1.6X(150X0.008+150X0.036)X0.5=5.28(万t)某市全年由于燃煤共排放二氧化硫5.28万t0例2:某厂锅炉房链条炉年用烟煤量7000t,Qy1=23000kJ/kg，灰分A=30%含硫量3.5%，装有一级XCZ旋风除尘器n=92%并装有省煤器。试计算烟气量、烟尘和二氧化硫排放量？解：1?计算年排放的烟气量计算理论空气需要量：V0=1.05XQy/4182+0.278=1.05X23000/4182+0.278=6.058(m/kg

6、)计算烟气量(a0=1.3a=0.15)Vy=1.04XQLy/4182+0.77+1.0161X(a-1)X6.058=9.26(nVkg)计算年排放烟气总量:Vyt=B?Vy=7000000X9.26=64.818X106(m3)2. 计算烟尘排放量：取dfh=20%Ch=20%贝u-BA，dfh(a1)=7000000x30%x20%x(192%)Gsd=42000(kg)=42(t)=1-Cfh1-20%3. 计算二氧化硫排放量：Gso=1.6B?S=1.6X7000X3.5%=392(t)3.2预测污染物浓度例1：某城市电厂有一座高100m勺烟囱，烟囱出口内径5m烟囱出口烟流速度17

7、.42m/s，烟囱出口工况烟气流量342mi/s,烟气温度100C,大气温度20C,烟囱出口处平均风速4m/s,试用霍兰德和布里吉斯公式计算0.9和1.3km处阴天时的抬升高度。烟流抬升高度的计算公式模型x计算公式-霍兰德霍兰德H=(1.5VsD0.01Qh)u布里吉斯布里吉斯<1OHs1.3>1OHs.H=0.33Qhsx'u"22?H-1.55QhHs3u解：热释放率为:Qh=3.5巳=3.5100匹342=25673(kJ/s)Ts373计算结果和使用公式如表所示。计算表明，即使将霍兰德公式的结果再放大一倍，仍小于用布里吉斯公式计算的结果。因此，适当选用抬升

8、公式在环境评价工作中具有重要意义。表电厂烟流抬升高度的计算公式和结果模型X计算公式结果(m)霍兰德.H-(1.5VsD0.01Qh)u970.9121227<10HsH-0.33QhX3u布里吉斯1.3-2_|>10HsH=1.55QfsHssU246150mS02排放量151g/例2:某电厂烟囱有效高度s。夏季晴朗下午，大气稳定度B级，烟羽轴处风速为4ms。若上部存在逆温层，使垂直混合限制在1.5km之内。确定下风向3km和11km处的地面轴线S02浓度。解：计算烟流达到逆温层的(TZ匕二！5A150"28(m)查表丫2=0.057025,a2=1.09356;代入5-

9、46,匸z=?xd:2；628=0.057025Xd1.09356解出Xd值为:4967m3km<4.97km,H2115023"砰exPMgl44035362旳匕也八7.5610(阿)1)二2X4.97km<11km彳匚彳_63C=explPA)=151=8.0910(g/m)2二uh;y2;y2二415001241例3某电厂烟囱有效高度150mSQ排放量151g/s。夜间和上午有效烟囱高度风速为4n/s,夜间稳定度E级。若清晨烟流全部发生熏烟现象，确定下风向16km处的地面轴线SC2浓度。解:查表解出E级16km处(ty=733m,Cz=96m；hf=H+Cz=150

10、+2X96=342(m)熏烟扩散时地面上的横向扩散参数Cyf:H二-733150/8二752(m)yf8Q151=5.8510-(g/m3)2-2-4342752Uh;例4某城市按边长为1.5km的正方形划分面源单元，每一面源单元的SQ排放量为6g/s,面源平均有效高度为20m试确定大气稳定度E级,风速为2.5m/s时，下风向相邻面源单元形心处SC2的地面浓度。解：将面源当作虚拟点源处理Cyc=W/4.3=1500/4.3=348.8m查表解出E级Cy=348.8位于x=9400n处，由x+xo=94OO+15OO=1O9OOm有cy=393m由x=1500m有cz=28.1m；代入运算：C6

11、exp-1(a2a)2=5.410(g/m3)兀汉2.5汉393汉例5-7某地(P=100kPa)两工厂烟囱在城市的位置以图中的平面坐标表示A(15,15)、B(150,150)(以m计)，高度分别为100m和80m,SO2排放量分别为180g/s和130g/s；TSP排放量分别为340g/s和300g/s;烟气温度均为100C，当地平均气温冬季为-10C,春秋季节为15C；其烟气流量分别为135M3/s和124M3/S。(1) 分别求两污染源在风速与X方向平行，C稳定度和相应情况的热排放率Qh,危险风速，地面绝对最大浓度值及发生部位(以平面坐标表示)。(2) 若在接受点C(950,110)，

12、风向平行X，地面风速2.5m/s,C稳定度，考虑叠加效果。(3) 若在接受点C(950,110)，地面风速0.8m/s,其他条件同上，考虑叠加效果。B(150,150)C(950,110)13丰A(15,15)X图工厂和测点位置的平面坐标解：（1）求解地面绝对最大浓度；由5-35式计算污染源热释放率，如A源冬季有Qh=3.5Pa卫Qv=350110135=13934(kj/s)Ts373抬升公式：HnoQhHsu;由表no=0.292,rn-3/5,n2=2/5；3/5,2/5对照公式HBu；有：B=0.292QhHs在危险风速条件下，有H=Hs；H=2Hs。求得危险风速u=B/H地面最大浓度

13、处czx_x=H/J2=J2Hs查表5-10代入5-46,；、h2Xm:2，解出xm，并计算厂;Cmax2Q表5-12地面绝对最大浓度的计算用表项目和公式单位A(15,15)B(150,150)冬季春秋冬季春秋T。K1108511085Hsm1001008080QvM3/s135135124124Qh-350*T/Ts*QvkJ/s13934.310767.412798.939890.08B-0.292*Qha(3/5)*Hsa(2/5)2.m/s564.721483.782490.8208420.474u-B/Hsm/s5.64724.83786.135265.2559dz-Hs*SQR(2

14、)m141.421141.421113.1371113.137Xm-(dz/Y2)A(1/a2)m2525.212525.211980.091980.09dy-Y1*XA(a1)m238.39238.39192.221192.22Q-dz/(2*PI()*B*e*Hs*d5.59E-078.45E-076.38E-079.64E-07ABCD23456789101112源强Qg/s18018013013015Cm=qQ*1000mg/m30.100.150.080.1316TSP17源强Qg/s34034030030018Cm=qQ*1000mg/m30.190.290.190.2919S02

15、14令z，由5-53式计算地面绝对最大浓度值为2Be兀Hyabsm2Be;Hs；y当我们求解此类问题时，无论是手工计算还是使用Excel的电子表格，使用表5-12形式的计算用表可以起到减少差错和提高效率的作用。特别是对于多种污染因子和气象因素的类似操作，使用Excel一次输入算式后即可用复制粘贴方法进行成批的数据运算。在一次完成模板制作后，只需改变自变量数值，结果将自动生成。表5-13列出此例中对应单元的算式和获得表5-12运算结果的复制粘贴使用方法。地面绝对最大浓度出现的坐标应是：A'(2540,15)、B'(2130,150)。求解接受点0(950,110)的污染物浓度；用

16、幕指数风速廓线模式(5-2)2、U2二5()Z1表5-13对应单元格的算式和复制粘贴区域源单元对应单元格的算式复制粘贴区域C7=350*04/373*06C7-F7C8=0.292*C7a(3/5)*C5a(2/5)C8-F8C9=08/05C9-F9C10=C5*SQRT(2)C10-F10C11=(010/0.106803)人(1/0.917595)C11-F11C12=0.232123*01八0.885157C12-F12C13=C10/(2*PI()*C8*EXP(1)*C4*C12)C13-F13C16=C$13*C15*1000C16-F16;C19-F19将地面风速折算成高空风速

17、。按步骤（1）中抬升公式计算目前气象条件和排放条件下的抬升高度和有效源高，代入地面任一点浓度公式（5-31）:cQy2H2CexP-22）；二U;y；z2；y2Z使用Excel的电子表格，输入算式后制成模板，能够适应解此类问题的需一要。表5-14叠加求解高架源污染物地面浓度的Excel表格模板如表5-14。项目和公式单位源A源B受点C参数值源强Qg/s180130a10.924279坐标xm15150950Y10.177154坐标ym15150110a20.917595Hsm10080Y20.106803QhkJ/s107679890.1U102.5Uh=U10*(Hs/10Fpm/s3.96

18、223.7893P0.2H=0.292*Qha(3/5)*HsA(2/5)/um122.1110.96H=H+Hsm222.1190.96X=x坐标差m935800Y=y坐标差m95-40dy=Y1*XA(a1)m98.67685.431(Tz=Y2*XA(a2)m56.83149.254C=Q*1000/(PI()*u*Ty*Tz)*exp(-(yA2/2/T丫人2+屮2/2/TZA244mg/3m0.00080.00130.002ABCDEFG23456789101112131415源单元对应单元格的算式复制粘贴区域C3-C7作为已知条件输入C8=$G$7*(C6/10)A$G$8C8-D

19、8表5-15对应单元格的算式和复制粘贴区域注：实际使用中Y1Y2a1a2等参数最好也放在单兀格内用绝对坐标进行引用，参见（3）步骤中建立的Excel电子表格模板H(m)改变为(5-45)Cl(x,y)2Q(2二严022求解小风条件下，接受点C(950,110)的污染物浓度;C9=0.292*C7a(3/5)*C6a(2/5)/C8C9-D9C10=C9+C6C10-D10C11=$E4-C4C11-D12C13=$G$4*C11A($G$3)C13-D13C14=$G$6*C11A($G$5)C14-D14C15=C3*1000/(PI()*C8*C13*C14)*EXP(-(C12A2/2/

20、C13A2+C10A2/2/C14A2)C15-D15E15=C15+D15这时不能直接使用表5-14的Excel模板，因为小风时烟气抬升高度31dT8H=5.50Qhfa0.0098hdz；浓度预测模式变化为5-63式中耳按(5-64)计算，G按(5-65)计算。使用Excel函数，能够根据(5-67)5-16、表5-17所示5-16、表5-17所示获得正态函数(S)的值,Excel电子表格解小风问题的模板，如表表5-16解小风问题的Excel表格模板项目和公式单位源A源B受点C参数值源强Qg/s180130坐标Xm15150950Y010.35坐标ym15150110Y020.21dT/d

21、z(不得小于0.01)°K/m0.010.01Hsm10080QhkJ/s10767.439890.08U100.8Uh=U10*(Hs/10Fpm/s1.2679151.212573P0.2ABCDEFG123456781H=5.5*QhT(1/4)*(dT/dz+0.0098)A(-3/8)m243.8604238.7334H=H+Hsm343.8604318.7334X=x坐标差m935800Y=y坐标差m95-40n=xA2+yA2+(Y01/Y02*H)A21.21E+069.24E+05S=u*x/(丫01*n)2.80E-033.00E-03(S)=Normdist(s

22、,0,1,true()0.5011150.501197G=exp(-uA2*0.5/丫01人2)*(1+sqrt(2*PI()*S*exp(SA2/2)*(S)7.10E+024.06E+02C(小风)=2*Q*G*1000/(2*PI()A(3/2)*x10-5丫02*nA2)mg/m35.263.749.00112131415161718表5-17解小风问题对应单元格的算式和复制粘贴区域通过该例题的分析，我们提供了在Excel环境下的计算模板，只要代入相应的原始条件，便能方便源单元对应单元格的算式复制粘贴区域C10=5.5*C8A(1/4)*(C6+0.0098)A(-3/8)C10-D1

23、0C11二C10+C7C11-D11C14=C12A2+C13A2+($G$4/$G$5*C11)A2C14-D12C15=C9*C12/($G$4*C14)C13-D13C16二NORMDIST(C15,0,1,TRUE()C16-D16C17=EXP(-C9A2*0.5/$G$4A2)*(1+SQRT(2*PI()*C15*EXP(C15A2/2)*C16)C17-D17C18=2*C3*C17*1000/(2*PI()A(3/2)*$G$5*C14A2)C18-D18E18=C18+D18地获得结果。每一个中间环节均在表格中显示出来，既免除了复杂的编程操作，又更方便使用，读者可按此例建立自己的实用模板H=5.5*QhT(1/4)*(dT/dz+0.0098)A(-3/8)mH=AH+HsmX=x坐标差mY=y坐标差mn=xA2+yA2+(Y01/Y02*H)A2S=u*x/(丫01*n)(S)=Normdist(s,0,1,true()G=exp(-uA2*0.5/y01