大气污染控制技术考试试题及答案

大气污染控制技术考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某城市PM₂.₅日均浓度为75μg/m³，若按《环境空气质量标准》（GB3095—2012）二级限值75μg/m³评价，则该日空气质量属于A.优  B.良  C.轻度污染  D.中度污染答案：B解析：二级标准限值75μg/m³为“良”的上限，日均值等于限值时归入“良”。2.在VOCs催化燃烧系统中，空速（GHSV）定义为A.  B.  C.  D.答案：A解析：空速是气体体积流量与催化剂床层体积之比，单位h⁻¹，表征气体与催化剂接触时间。3.电除尘器中，粒子有效驱进速度ω与粒径d_p的关系可近似表示为ω∝d_p^k，则k约为A.0.5  B.1  C.1.5  D.2答案：C解析：根据Deutsch-Anderson方程及Stokes区阻力公式，ω与d_p的1.5次方成正比。4.湿法脱硫系统中，石灰石-石膏法吸收塔液气比（L/G）降低会导致A.脱硫效率升高  B.结垢风险降低  C.浆液pH升高  D.石膏副产物纯度下降答案：B解析：L/G降低，塔内持液量减少，冲刷减弱，结垢倾向降低，但脱硫效率下降。5.选择性催化还原（SCR）脱硝，NH₃/NO摩尔比从0.8提至1.0时，NOx去除率η的变化趋势为A.线性增加  B.先快后慢趋缓  C.线性减少  D.先慢后快答案：B解析：η随NH₃/NO升高而增大，但受反应平衡及氨逃逸限制，增速趋缓。6.袋式除尘器清灰方式中，对覆膜滤袋损伤最小的是A.脉冲喷吹  B.反吹风  C.机械振打  D.声波清灰答案：D解析：声波清灰无机械接触，对覆膜损伤最小，但清灰强度较低，需与其他方式组合。7.某静电除尘器三电场串联，设计效率99.5%，若第一电场效率80%，第二电场效率90%（以第一电场出口为基准），则第三电场效率（以第二电场出口为基准）为A.65%  B.75%  C.85%  D.95%答案：B解析：总穿透率0.5%，第一电场穿透率20%，第二电场穿透率10%，第三电场需把穿透率从2%降至0.5%，即去除率75%。8.活性炭纤维（ACF）对甲苯的吸附等温线符合Langmuir模型，若饱和吸附量q_m=280mg/g，Langmuir常数b=0.15m³/mg，当气相平衡浓度C_e=50mg/m³时，平衡吸附量q_e为A.168mg/g  B.200mg/g  C.224mg/g  D.248mg/g答案：A解析：=9.臭氧氧化脱硝（LoTOx）中，O₃与NO最佳反应摩尔比为A.0.5  B.1.0  C.1.5  D.2.0答案：C解析：主反应NO+O₃→NO₂+O₂，副反应NO₂+O₃→NO₃+O₂，综合考虑氧化深度与成本，实际取1.3–1.5。10.某水泥窑SNCR系统，氨水喷射温度窗口为850–1050℃，若分解炉出口温度880℃，则提高NOx去除率最有效的措施是A.增加氨水流量  B.提高氨水浓度  C.上移喷枪位置  D.下移喷枪位置答案：C解析：上移喷枪可延长还原区停留时间，使NH₃与NOx充分反应，避免高温氧化再生。二、多项选择题（每题3分，共15分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）11.关于湿式电除尘器（WESP）特点，正确的是A.可捕集PM₀.₁  B.需处理洗涤废液  C.对SO₃酸雾有效  D.运行电压低于干式ESP答案：A、B、C解析：WESP电压通常更高以克服水汽电晕抑制，D错误。12.下列属于VOCs源头控制技术的是A.水性涂料替代  B.储罐浮顶改造  C.加油站油气回收  D.生物滤池答案：A、B、C解析：生物滤池为末端治理，D排除。13.燃煤电厂超低排放改造后，下列污染物需满足≤35mg/m³的是A.SO₂  B.NOx  C.烟尘  D.Hg答案：A、C解析：超低排放限值SO₂≤35，烟尘≤10，NOx≤50，Hg≤0.03。14.下列参数可直接用于计算SCR反应器催化剂体积的是A.烟气流量  B.入口NOx浓度  C.目标脱硝效率  D.催化剂活性常数答案：A、B、C、D解析：催化剂体积V=Q·ln(1/(1-η))/(K·C_NH₃,inj)，需四参数。15.关于低温等离子体（NTP）降解甲苯，正确的是A.主要活性物种为O·  B.能量效率随湿度升高而降低  C.副产物含O₃  D.反应器常用介质阻挡放电答案：A、C、D解析：适度湿度可提供OH·，提高降解率，B错误。三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）16.电除尘器中，反电晕现象会提高细颗粒捕集效率。答案：×解析：反电晕导致二次扬尘，效率下降。17.选择性非催化还原（SNCR）的还原剂只能是氨水。答案：×解析：亦可用尿素溶液。18.吸附法脱除SO₂时，提高温度有利于物理吸附。答案：×解析：物理吸附为放热过程，升温不利。19.湿法脱硫塔内pH值越高，CaCO₃利用率越低。答案：√解析：高pH易生成CaSO₃·1/2H₂O软垢，抑制石灰石溶解。20.袋式除尘器滤料覆PTFE膜后，表面过滤机制占主导。答案：√解析：微孔膜孔径<0.3μm，颗粒被截留表面，清灰更容易。21.VOCs催化燃烧催化剂失活主因是硫中毒和烧结。答案：√解析：贵金属催化剂对SO₂敏感，高温烧结导致活性位丧失。22.臭氧浓度监测常用紫外光度法，波长253.7nm。答案：√解析：臭氧对253.7nm紫外光有特征吸收。23.烟气脱白技术仅用于消除视觉污染，无减排效果。答案：×解析：冷凝-再热法可回收水分并协同去除可溶性盐。24.移动源PM₂.₅排放中，汽油车颗粒物数量浓度高于柴油车。答案：×解析：汽油车颗粒小但数量浓度通常低于DPF后柴油车。25.大气扩散模型AERMOD可模拟复杂地形下1小时平均浓度。答案：√解析：AERMOD稳态烟羽模型支持1h至年平均。四、填空题（每空1分，共15分）26.电除尘器比集尘面积A/Q的单位为______。答案：s/m27.石灰石-石膏法吸收塔内，控制氧化风量可抑制______的生成。答案：CaSO₃·1/2H₂O（亚硫酸钙）28.SCR催化剂V₂O₅-WO₃/TiO₂中，WO₃的作用是______和______。答案：抑制SO₂氧化、提高热稳定性29.袋式除尘器脉冲喷吹清灰气源常用______压缩空气，露点低于______℃。答案：干燥洁净，-2030.活性炭吸附VOCs的穿透曲线中，当出口浓度达到进口浓度______%时定义为穿透点。答案：531.臭氧生成潜势（OFP）计算公式OFP=______×MIR，其中MIR为______。答案：VOCs排放量，最大增量反应活性32.湿法脱硫系统水平衡计算中，蒸发水量可近似按______公式估算，其中ΔT为烟气降温。答案：Q·ρ_g·C_p·ΔT/γ，γ为汽化潜热33.低低温电除尘技术将烟气温度降至______℃左右，以降低粉尘______。答案：90，比电阻34.SNCR反应温度窗口上限受______反应限制，导致______增加。答案：NH₃氧化，NOx35.烟气中Hg⁰的氧化技术常用______法，氧化剂为______。答案：卤化钠喷射，HCl/NaClO₂五、简答题（每题8分，共24分）36.简述湿式电除尘器（WESP）与干式ESP在细颗粒物脱除机理上的差异，并说明WESP实现PM₂.₅超低排放的关键运行参数。答案：(1)机理差异：干式ESP依赖颗粒荷电后在收尘极板干式捕集，对高比电阻及细颗粒易反电晕；WESP通过饱和湿烟气中水膜捕集，颗粒荷电后迁移至水膜被冲刷带走，无二次扬尘，可捕集PM₀.₁及可溶性盐。(2)关键参数：①电场风速≤1m/s，保证足够停留时间；②冲洗周期≤15min，防止干区形成；③冲洗水导电率<200μS/cm，避免极板腐蚀；④运行电压≥55kV，提高荷电效率；⑤水膜厚度0.5–1mm，均匀分布。37.给出SCR脱硝系统氨逃逸升高的三种常见原因，并提出对应控制措施。答案：原因①：催化剂活性下降，导致NH₃反应不完全。措施：在线热再生或更换催化剂层。原因②：喷氨格栅（AIG）分区流量不均，局部NH₃/NO过高。措施：优化AIG节流阀开度，采用CFD+现场标定联合调试。原因③：负荷快速降低，烟气温度低于催化剂最低运行温度（如280℃），NH₃吸附后解吸。措施：设置低负荷喷氨切断逻辑，提升省煤器旁路或加装小型燃气补燃器维持温度。38.说明沸石转轮浓缩+RTO工艺在VOCs治理中的浓缩比概念，并给出浓缩比8:1时RTO设计风量与原始风量关系。答案：浓缩比=原始风量/脱附风量。设原始风量Q₁=80000m³/h，浓缩比8:1，则脱附风量Q₂=10000m³/h。RTO仅需处理脱附高浓度气流，故RTO设计风量=10000m³/h，为原始风量的1/8，大幅降低燃料消耗。需保证转轮吸附区效率≥95%，脱附温度180–220℃，RTO燃烧温度760℃，停留时间≥1s。六、计算题（共36分）39.（12分）某燃煤锅炉排放烟气量Q=1.2×10⁶m³/h（标干，6%O₂），SO₂浓度C_SO₂=1800mg/m³，采用石灰石-石膏法脱硫，要求η≥98%，钙硫比1.03，石灰石纯度92%，计算每小时石灰石消耗量。答案：SO₂质量流量=1.2×10⁶m³/h×1800mg/m³=2.16×10⁹mg/h=2160kg/h去除量=2160×0.98=2116.8kg/h摩尔流量=2116.8/64=33.08kmol/hCaCO₃理论需量=33.08kmol/h×100kg/kmol=3308kg/h实际需量=3308×1.03=3407kg/h纯度92%，则石灰石耗量=3407/0.92=3703kg/h≈3.70t/h40.（12分）某SCR反应器催化剂体积V=300m³，烟气流量Q=5×10⁵m³/h（标干），入口NOx=350mg/m³，NH₃/NO=1.0，催化剂活性常数k=45m/h，求NOx去除率η，并判断氨逃逸是否满足≤2.5mg/m³（假设无副反应）。答案：采用一级反应模型：η结果异常，原因：单位不统一。修正：Q取m³/h，k单位m/h，V单位m³，指数无量纲，计算无误。实际k=45m/h为实验室值，现场需用表观活性k₀=15m/h。重新计算：η仍低，表明催化剂体积不足。设计η=80%，则ln需V=Qτ=5×10⁵×0.107/60=892m³现有300m³，η=1-e^{-15×300/5×10⁵}=8.1%氨逃逸=350×(1-0.081)×1.0×17/30=18.4mg/m³，远超2.5mg/m³，结论：需增加催化剂或降低入口NOx。41.（12分）某企业采用活性炭吸附罐处理甲苯废气，风量Q=2000m³/h，浓度C₀=800mg/m³，要求排放≤40mg/m³，吸附等温线q=0.25C^0.6（qmg/g，Cmg/m³），活性炭堆积密度ρ_b=450kg/m³，床层空塔速度v=0.3m/s，求活性炭用量及吸附床直径。答案：去除率η=(800-40)/800=0.95穿透点吸附量q_b=0.25×800^0.6=0.25×85.1=21.3mg/g工作容量取0.8q_b=17.0mg/g甲苯去除量=2000×800×0.95=1.52×10⁶mg/h=1.52kg/h活性炭用量m=1.52/17.0×1000=89.4kg床层截面积A=Q/v=2000/3600/0.3=1.85m²直径D=√(4A/π)=1.54m堆积体积V=m/ρ_b=89.4/450=0.199m³床层高度H=V/A=0.199/1.85=0.108m，过低，取v=0.15m/s重新A=2000/3600/0.15=3.70m²，D=2.17m，H=0.054m，仍低，表明需降低空速或增加安全因子。实际设计取H=0.5m，则V=3.70×0.5=1.85m³，m=1.85×450=832kg，工作周期=832×17.0/1.52=9300h，过长，需多罐切换。合理取m=200kg，周期=200×17/1.52=2237h≈93d，满足工程需求。七、综合设计题（20分）42.某化工园区需对20000m³/h、非甲烷总烃（NMHC）1200mg/m³的连续排放废气进行治理，要求排放≤50mg/m³，废气含少量Cl、S组分，湿度饱和，温度50℃。给出两套可行技术路线，并进行技术经济对比（设备投资、运行成本、占地、操作难度、二次污染），推荐最优方案。答案：路线A：沸石转轮浓缩（10:1）+RTO路线B：生物滤池（一级）+生物滴滤（二级）+活性炭保安技术对比：①投资：A约800万元（转轮300万，RTO500万），B约450万（生物滤池200万，滴滤150万，活性炭100万）。②运行：A天然气耗量80m³/h，年费用320万；B风机水泵电耗+营养盐约120万/年。