2025年大气污染控制工程试试题库答案加重点版

2025年大气污染控制工程试试题库答案加重点版一、选择题1.以下哪种除尘器对PM2.5的捕集效率最高？（）A.旋风除尘器B.袋式除尘器C.重力沉降室D.惯性除尘器答案：B解析：袋式除尘器通过滤料的筛分、惯性碰撞、扩散等机制捕集颗粒，对0.1-1μm的细颗粒效率可达99.9%以上，是目前对PM2.5控制最有效的设备之一；旋风除尘器主要捕集≥5μm颗粒，重力沉降室和惯性除尘器效率更低。2.燃烧过程中，热力型NOx的生成主要与以下哪一因素相关？（）A.燃料中的氮含量B.燃烧温度C.燃料中的硫含量D.空气过剩系数答案：B解析：热力型NOx由空气中的N₂在高温下与O₂反应生成，生成速率与温度呈指数关系（T>1500℃时显著增加）；燃料型NOx与燃料中氮含量相关，快速型NOx与碳氢燃料的不完全燃烧相关。3.吸收法处理SO₂时，采用石灰石-石膏法的主要吸收剂是？（）A.NaOH溶液B.CaCO₃浆液C.NH₃·H₂OD.MgO浆液答案：B解析：石灰石-石膏法是最常用的湿法脱硫工艺，以CaCO₃浆液为吸收剂，与SO₂反应生成CaSO₃，进一步氧化为石膏（CaSO₄·2H₂O）。4.大气稳定度分级中，Pasquill-Gifford模型的D类代表（）A.强不稳定B.中性C.稳定D.弱不稳定答案：B解析：Pasquill稳定度分为A（极不稳定）、B（不稳定）、C（弱不稳定）、D（中性）、E（弱稳定）、F（稳定），D类对应阴天或大风（>6m/s）条件。5.电除尘器的有效驱进速度ω与以下哪一参数无关？（）A.电场强度B.颗粒荷电量C.气体流量D.颗粒粒径答案：C解析：有效驱进速度ω=qE/(3πμd)（q为颗粒荷电量，E为电场强度，μ为气体粘度，d为颗粒粒径），与气体流量无关；气体流量影响除尘效率（多依奇公式η=1-exp(-Aω/Q)，A为集尘面积，Q为流量）。二、填空题1.袋式除尘器的压力损失由三部分组成：清洁滤料阻力、（粉尘层阻力）、过滤速度引起的附加阻力。2.催化转化法处理汽车尾气的三效催化剂可同时去除CO、HC和（NOx），其最佳工作条件为（理论空燃比附近）。3.燃烧过程中，空气过剩系数α>1时，烟气中（O₂）浓度升高，（CO）浓度降低。4.大气扩散模型中，有效源高He=（烟囱几何高度H）+（烟气抬升高度ΔH），其中ΔH的计算需考虑（初始动量）和（热浮力）的影响。5.GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》规定，重点地区燃煤电厂SO₂排放限值为（35mg/m³），NOx排放限值为（50mg/m³）。三、简答题1.比较电除尘器与袋式除尘器的优缺点及适用场景。答：（1）电除尘器优点：阻力小（<300Pa）、处理风量大（可达10⁶m³/h）、耐高温（≤400℃）、可处理高浓度粉尘（≤50g/m³）；缺点：投资高（占电厂总投资15-20%）、对高比电阻（>10¹²Ω·cm）粉尘易反电晕导致效率下降，受烟气成分（如SO₃、H₂O）影响大。（2）袋式除尘器优点：除尘效率高（≥99.9%）、对细颗粒（PM2.5）捕集效果好、运行稳定、不受粉尘比电阻影响；缺点：阻力大（1000-1500Pa）、受温度限制（≤260℃，高温需冷却）、滤袋易破损（寿命2-4年）、湿度大时易糊袋。（3）适用场景：电除尘器多用于电厂高温、大烟气量场景；袋式除尘器或电袋复合除尘器用于钢铁、水泥等细颗粒（如PM10、PM2.5）排放控制。2.简述吸收法处理SO₂时，影响吸收效率的主要因素。答：（1）吸收剂性质：碱性越强（如Ca(OH)₂>CaCO₃）、溶解度越高（如NaOH>CaCO₃），吸收效率越高。（2）气液接触条件：液气比（L/G）增大（通常为最小液气比的1.1-2倍）、接触时间延长（塔高增加）、传质面积增大（采用填料塔或喷淋塔），均能提高效率。（3）烟气参数：SO₂浓度越低（推动力ΔC=CG-C减小）、温度越低（气体溶解度随温度升高而降低）、压力越高（溶解度随分压升高而增加），吸收效率越高。（4）反应产物处理：及时移除生成物（如石膏结晶）可避免吸收剂表面结垢，维持反应活性。3.解释燃烧过程中降低NOx排放的主要技术措施。答：（1）源头控制：使用低氮燃料（如天然气替代燃煤）、燃料脱氮（如煤的洗选降低有机氮含量）。（2）过程控制：①低氧燃烧：降低过量空气系数（α=1.05-1.1），减少O₂浓度，抑制热力型NOx生成；②分级燃烧：一次风欠氧燃烧（燃料型NOx转化为N₂），二次风补氧完成燃烧，降低整体NOx；③烟气再循环：将部分低温烟气（10-30%）送回燃烧室，降低燃烧温度和O₂浓度，抑制热力型NOx；④低氮燃烧器：采用浓淡燃烧、旋流燃烧等方式，形成局部还原性氛围，减少NOx生成。（3）末端治理：选择性催化还原（SCR，NH₃在催化剂作用下还原NOx为N₂，效率80-90%）、选择性非催化还原（SNCR，NH₃或尿素在850-1100℃直接还原NOx，效率30-60%）。四、计算题1.某重力沉降室长L=5m，高H=2m，宽W=3m，处理烟气量Q=18000m³/h，烟气温度200℃（μ=2.6×10⁻⁵Pa·s，ρ_g=0.746kg/m³），粉尘密度ρ_p=2500kg/m³。计算粒径d=10μm颗粒的沉降效率（假设颗粒为球形，Re≤1，需考虑坎宁汉修正，λ=0.065μm）。解：（1）计算气流速度u=Q/(H×W)=18000/(3600×2×3)=0.833m/s（2）颗粒沉降速度v_s=(ρ_p-ρ_g)gd²C/(18μ)坎宁汉修正C=1+2.514λ/d=1+2.514×0.065/10≈1.0163代入数据：v_s=(2500-0.746)×9.8×(10×10⁻⁶)²×1.0163/(18×2.6×10⁻⁵)≈0.052m/s（3）颗粒在沉降室的停留时间t0=L/u=5/0.833≈6s（4）颗粒沉降所需时间t=H/v_s=2/0.052≈38.46s（5）因t0<t，沉降效率η=t0/t=6/38.46≈15.6%2.某电除尘器集尘面积A=2000m²，处理烟气量Q=10000m³/h，有效驱进速度ω=0.1m/s。计算总除尘效率；若入口粉尘浓度C_in=50g/m³，出口浓度C_out是多少？解：（1）多依奇公式η=1-exp(-Aω/Q)Q=10000/3600≈2.778m³/sη=1-exp(-2000×0.1/2.778)=1-exp(-71.9)=≈99.999%（实际中Aω/Q>10时效率趋近100%，此处可能数据假设简化）（2）C_out=C_in×(1-η)=50×(1-0.99999)=0.0005g/m³=0.5mg/m³五、论述题从源头控制、过程控制、末端治理三个层面，论述燃煤电厂控制PM2.5排放的技术体系。答：燃煤电厂PM2.5主要来源于煤粉燃烧产生的飞灰（占90%以上），其形成与燃料特性、燃烧条件、除尘设备效率密切相关。控制技术需全流程协同：1.源头控制：（1）燃料预处理：通过洗煤降低灰分（灰分每降低1%，飞灰量减少约1%），减少细颗粒前驱物；采用型煤技术（添加固硫剂和粘结剂），降低燃烧过程中细颗粒的破碎与释放。（2）燃料替代：掺烧生物质（如秸秆、木屑）或垃圾衍生燃料（RDF），其灰分低、碱金属含量高，可抑制飞灰中PM2.5的生成（生物质灰熔点低，易形成大颗粒）。2.过程控制：（1）燃烧优化：采用循环流化床（CFB）燃烧技术（燃烧温度850-900℃），低于煤粉炉（1300-1500℃），减少高温下细颗粒的形成；通过低氧燃烧（α=1.05-1.1）降低火焰温度，抑制飞灰的破碎与团聚。（2）炉内调质：喷入石灰石（CaCO₃）或氢氧化钙（Ca(OH)₂），与SO₃反应生成CaSO₄颗粒（粒径较大），促进PM2.5团聚；喷入飞灰再循环，利用粗颗粒碰撞捕集细颗粒。3.末端治理：（1）电除尘器提效：采用高频高压电源（提高电场强度）、多电场配置（≥5电场）、异极距调整（增大极板间距至400-450mm），提升对PM2.5的荷电与捕集效率（效率从99%提升至99.8%）。（2）电袋复合除尘：前级电除尘捕集80-90%粗颗粒（减轻滤袋负荷），后级袋除尘捕集剩余细颗粒（PM2.5效率≥99.9%），总排放浓度可降至5mg/m³以下。（3）湿式电除尘（WESP）：在湿法脱硫后设置，利用高压电场捕集湿态细颗粒（包括石膏雨、硫酸雾），对PM