(2025年)大气污染控制工程(第三版)郝吉明期末题库+答案

(2025年)大气污染控制工程(第三版)郝吉明期末题库+答案一、选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种除尘设备对粒径小于0.1μm的颗粒捕集效率最高？A.重力沉降室B.袋式除尘器C.电除尘器D.旋风除尘器答案：C（电除尘器通过高压电场使颗粒荷电，对亚微米级颗粒效率可达99%以上）2.燃烧过程中NOx的提供主要包括热力型、燃料型和快速型，其中占比最大的是？A.热力型（高温下N₂与O₂反应）B.燃料型（燃料中氮化合物氧化）C.快速型（碳氢燃料与N₂反应）D.三者占比相当答案：B（燃煤过程中燃料型NOx占总排放量的60%-80%）3.评价大气扩散模型时，Pasquill-Gifford曲线的核心参数是？A.风速与混合层高度B.大气稳定度与水平/垂直扩散参数C.源强与排放高度D.地形与下垫面类型答案：B（P-G曲线通过稳定度等级划分，确定σy和σz的经验关系）4.活性炭吸附VOCs时，再生方法不包括？A.水蒸气吹扫B.热空气加热C.化学氧化D.减压脱附答案：C（活性炭再生通常采用物理方法，化学氧化会破坏吸附剂结构）5.以下哪种措施不属于低NOx燃烧技术？A.分级燃烧B.烟气再循环C.富氧燃烧D.浓淡燃烧答案：C（富氧燃烧会提高火焰温度，增加热力型NOx提供）6.PM2.5的质量浓度监测中，常用的原理是？A.β射线吸收法B.光散射法C.重量法D.以上均是答案：D（实际监测中β射线法用于连续监测，光散射法用于快速测量，重量法为基准方法）7.石灰石-石膏法脱硫的主要副产物是？A.CaSO₃·1/2H₂OB.CaSO₄·2H₂OC.CaCO₃D.Ca(OH)₂答案：B（脱硫过程中SO₂与CaCO₃反应提供CaSO₃，进一步氧化为CaSO₄·2H₂O，即石膏）8.大气稳定度分级中，D类表示？A.强不稳定B.中性C.稳定D.强稳定答案：B（Pasquill稳定度分级中，A为强不稳定，B为不稳定，C为弱不稳定，D为中性，E为弱稳定，F为稳定）9.袋式除尘器的压力损失主要由三部分组成，不包括？A.清洁滤料的压力损失B.粉尘层的压力损失C.设备结构的压力损失D.清灰系统的压力损失答案：D（压力损失=滤料阻力+粉尘层阻力+结构阻力，清灰系统不直接影响运行时的压力损失）10.以下哪项不是挥发性有机物（VOCs）的控制技术？A.催化燃烧B.生物过滤C.选择性催化还原（SCR）D.吸附浓缩答案：C（SCR用于NOx还原，VOCs控制技术包括燃烧、吸附、生物法等）二、填空题（每空1分，共20分）1.除尘效率的定义式为η=（被捕集的粉尘质量/进入除尘器的粉尘质量）×100%。2.电除尘器的工作过程分为气体电离、粉尘荷电、荷电粉尘迁移沉积、清灰四个阶段。3.大气污染物按存在状态分为颗粒污染物和气态污染物，其中PM2.5属于（颗粒污染物）。4.燃烧脱硫中，钙硫比（Ca/S）是指投入的钙基脱硫剂中Ca与燃料中S的（摩尔比）。5.吸附剂的再生方法包括（升温脱附）、（降压脱附）、（置换脱附）和化学再生。6.大气扩散模式中，高斯模型的假设条件包括（连续点源）、（污染物在湍流中正态分布）、（地面全反射）、（稳定均匀流场）。7.低浓度SO₂烟气脱硫技术中，湿式石灰石-石膏法的脱硫效率可达（95%以上）。8.袋式除尘器的滤料选择需考虑（温度）、（腐蚀性）、（粉尘粒径）和清灰方式。9.NOx的控制技术分为（燃烧前控制）、（燃烧中控制）和（燃烧后控制），其中SCR属于（燃烧后控制）。10.大气环境容量是指在给定区域、（给定时间）和（给定环境质量目标）下，大气所能容纳的污染物最大量。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述旋风除尘器的工作原理及影响其效率的主要因素。答案：旋风除尘器利用旋转气流产生的离心力分离颗粒。含尘气体从切向进入除尘器，形成外旋流和内旋流，颗粒在离心力作用下被甩向壁面，沿壁面落入灰斗，净化气体由中心管排出。影响效率的主要因素：入口风速（最佳12-25m/s）、颗粒粒径（粒径越大效率越高）、除尘器结构（筒体直径越小、锥体长效率越高）、气体密度与粘度（密度大、粘度小效率高）。2.比较吸收法与吸附法处理气态污染物的异同点。答案：相同点：均为气-固或气-液两相界面传质过程，用于分离低浓度污染物。不同点：吸收是污染物溶解于液体溶剂的过程（物理吸收或化学吸收），依赖溶解度；吸附是污染物附着于固体表面的过程（物理吸附或化学吸附），依赖表面作用力。吸收剂需再生或处理（如脱硫后的富液），吸附剂可通过升温、降压再生（如活性炭脱附VOCs）。3.说明大气稳定度对污染物扩散的影响，并列举判断稳定度的常用方法。答案：大气稳定度决定垂直方向湍流强度：不稳定（A-B类）时，垂直扩散强，污染物易稀释；中性（D类）时，扩散中等；稳定（E-F类）时，垂直扩散受抑制，污染物易累积。判断方法：Pasquill法（根据太阳辐射和风速）、理查森数法（基于温度梯度和风速梯度）、温度廓线法（通过实测气温垂直分布）。4.简述电除尘器的优劣势及适用场景。答案：优势：除尘效率高（99%以上）、阻力小（50-200Pa）、处理风量大、能处理高温高湿气体。劣势：设备投资高、占地面积大、对粉尘比电阻敏感（比电阻10⁴-10¹⁰Ω·cm最佳，过高或过低效率下降）。适用场景：燃煤电厂、钢铁厂等大烟气量、高温（300℃以下）、高浓度粉尘（如锅炉烟气）的治理。5.分析催化转化法处理VOCs的两种类型（催化氧化与催化还原）的原理及应用。答案：催化氧化：在催化剂（如Pt、Pd）作用下，VOCs与O₂反应提供CO₂和H₂O，降低反应温度（200-400℃），适用于处理烃类、醇类等可氧化VOCs（如印刷车间废气）。催化还原：利用还原剂（如NH₃、H₂）在催化剂（如V₂O₅-TiO₂）作用下将NOx还原为N₂和H₂O（如SCR技术），适用于固定源NOx治理（如电厂烟气脱硝）。四、计算题（每题10分，共20分）1.某燃煤锅炉烟气量为10⁵m³/h（标准状态，干基），初始粉尘浓度为8000mg/m³，采用三级除尘系统，第一级旋风除尘器效率η₁=85%，第二级电除尘器效率η₂=98%，第三级袋式除尘器效率η₃=99.5%。计算：（1）总除尘效率；（2）排放口粉尘浓度（mg/m³）。解：（1）总效率η=1-(1-η₁)(1-η₂)(1-η₃)=1-(0.15)(0.02)(0.005)=1-0.000015=99.9985%（2）排放浓度C=初始浓度×(1-η)=8000×0.000015=0.12mg/m³2.某炼钢厂烧结机烟气中SO₂浓度为2000mg/m³（标准状态，过剩空气系数α=1.8），环保要求排放浓度需满足基准氧含量（α₀=1.7）下≤350mg/m³。计算实际排放浓度是否达标？若不达标，需将脱硫效率提高至多少？解：基准氧含量下的浓度换算公式：C₀=C×α/α₀=2000×1.8/1.7≈2117.65mg/m³（原烟气浓度）设脱硫后实际浓度为C₁，换算后需≤350mg/m³，则C₁×1.8/1.7≤350→C₁≤350×1.7/1.8≈330.56mg/m³原脱硫效率η₀=1-C₁/C原=1-330.56/2000≈83.47%（假设原脱硫效率未达标）若原脱硫效率为η，需满足2000×(1-η)×1.8/1.7≤350→(1-η)≤350×1.7/(2000×1.8)≈0.165→η≥83.5%（需提高至83.5%以上）五、论述题（每题10分，共10分）结合我国大气污染防治现状，论述PM2.5与O₃协同控制的必要性及技术路径。答案：必要性：近年来我国PM2.5浓度显著下降（2022年全国平均29μg/m³），但O₃污染呈上升趋势（夏季部分城市超标）。PM2.5与O₃前体物（VOCs、NOx）存在耦合关系：VOCs/NOx比值影响O₃提供（高比值时O₃受NOx控制，低比值时受VOCs控制）；PM2.5中的二次气溶胶（如硫酸盐、硝酸盐）由SO₂、NOx转化而来，同时PM2.5通过消光作用影响光化学反应速率，间接影响O₃提供。协同控制可避免“按下葫芦浮起瓢”，实现空气质量整体改善。技术路径：（1）源头控制：优化能源结构（推广清洁能源）、调整产业结构（淘汰落后产能）、加强移动源管控（推广新能源车，提升油品标准）。（2）过程减排：工业源实施超低排放改造（如钢铁、建材行业），VOCs重点行业（石化、化工、涂装）推广低VOCs原料替代和泄漏检测修复（LDAR）；NOx控