大气污染控制工程试题及答案

大气污染控制工程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某城市冬季PM₂.₅日均浓度为85μg·m⁻³，若按《环境空气质量标准》（GB3095—2012）二级限值75μg·m⁻³评价，其超标倍数为A.0.13  B.0.15  C.0.17  D.0.20答案：A解析：超标倍数=(C_实测−C_标准)/C_标准=(85−75)/75=0.133≈0.13。2.在电除尘器中，若集尘板间距由300mm缩小到200mm，其它条件不变，则理论收集效率η的变化趋势为A.升高  B.降低  C.不变  D.先升后降答案：A解析：根据Deutsch公式η=1−e^(−wA/Q)，板距减小使电场强度E增大，驱进速度w∝E，故w增大，η升高。3.某石灰石−石膏法脱硫系统，入口SO₂浓度2000mg·m⁻³，液气比L/G=12L·m⁻³，钙硫比Ca/S=1.03，若吸收塔出口SO₂浓度为100mg·m⁻³，则脱硫效率为A.93%  B.94%  C.95%  D.96%答案：C解析：η=(2000−100)/2000×100%=95%。4.选择性催化还原（SCR）脱硝过程中，NH₃逃逸浓度升高最可能的原因是A.催化剂孔径减小  B.烟气温度升高  C.氨氮摩尔比降低  D.催化剂活性下降答案：D解析：催化剂失活导致反应速率下降，未反应的NH₃增加，逃逸升高。5.下列哪种颗粒物捕集机理对0.1μm粒径的颗粒最有效A.惯性碰撞  B.拦截  C.布朗扩散  D.重力沉降答案：C解析：0.1μm处于扩散主导区间，布朗扩散系数D∝1/d_p，粒径越小扩散越强。6.某袋式除尘器运行阻力在清灰后由1200Pa回升到1800Pa用时仅15min，最可能的故障是A.滤袋破损  B.脉冲阀失效  C.粉尘层过厚  D.烟气温度骤降答案：B解析：清灰后阻力迅速回升说明清灰不彻底，脉冲阀失效导致喷吹压力不足。7.在VOCs催化燃烧中，空速GHSV由20000h⁻¹提高到40000h⁻¹，若催化剂体积不变，则停留时间t变化为A.变为2倍  B.变为1/2  C.不变  D.变为1/4答案：B解析：t=1/GHSV，空速翻倍，停留时间减半。8.某静电除尘器设计效率99.5%，若将其分割为两个电场并联运行，每个电场处理50%烟气量，则系统总效率约为A.99.5%  B.99.75%  C.99.9%  D.99.95%答案：B解析：单电场效率η₁=99.5%，并联后总穿透率P=(1−η₁)²=0.0025%，总η=1−0.0025%=99.75%。9.湿式脱硫塔内除雾器压降急剧升高，首先应检查A.循环泵电流  B.除雾器冲洗喷嘴  C.氧化风机出口压力  D.吸收塔液位答案：B解析：喷嘴堵塞导致冲洗不足，除雾器结垢，压降升高。10.某燃煤锅炉排放烟气中Hg⁰占比80%，若采用活性炭喷射+袋式除尘联合脱汞，总汞去除率主要取决于A.活性炭碘值  B.袋式除尘过滤速度  C.烟气温度  D.Hg²⁺比例答案：A解析：Hg⁰难捕集，需活性炭吸附，碘值越高吸附容量越大。二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.下列措施可同时降低PM和SO₂排放的有A.炉内喷钙  B.湿法脱硫前加装预除尘器  C.低低温电除尘  D.海水脱硫答案：B、C解析：预除尘降低PM，低低温电除尘提高PM收集并协同脱硫。12.关于SNCR脱硝，下列说法正确的有A.反应温度窗口850–1100℃  B.可使用尿素作还原剂  C.氨氮摩尔比一般高于SCR  D.对烟气中SO₂浓度敏感答案：A、B、C解析：SNCR氨氮比1.2–2.0，高于SCR的0.8–1.0；SO₂对SNCR影响小。13.造成催化剂“砷中毒”的主要机制包括A.砷与V₂O₅活性位形成V–O–As  B.堵塞微孔  C.破坏载体TiO₂晶格  D.生成As₂O₃液态膜答案：A、B、D解析：As₂O₃熔点低，易在表面形成液态膜覆盖活性位。14.下列属于VOCs末端治理技术的是A.生物过滤  B.冷凝回收  C.吸附−脱附−催化燃烧  D.低氮燃烧答案：A、B、C解析：低氮燃烧为NOx控制技术。15.电除尘器火花率过高可能导致A.反电晕  B.除尘效率下降  C.高压电源跳闸  D.粉尘比电阻降低答案：A、B、C解析：火花率高说明电场不稳定，易触发保护跳闸，反电晕使效率下降。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.粉尘比电阻越高，电除尘器捕集效率一定越高。答案：×解析：过高比电阻导致反电晕，效率反而下降。17.湿法脱硫系统中，提高pH值可降低液相SO₂平衡分压，从而提高脱硫效率。答案：√解析：pH↑→HSO₃⁻→SO₃²⁻，液相平衡分压下降，传质推动力增大。18.SCR催化剂孔径越小，越有利于降低SO₂/SO₃转化率。答案：×解析：孔径小易堵塞，且内扩散限制增大，SO₂氧化率可能升高。19.活性炭纤维对苯的吸附容量随温度升高而单调下降。答案：√解析：物理吸附放热，升温使平衡向左移动。20.袋式除尘器清灰压力越高越好，可确保滤袋彻底清洁。答案：×解析：过高压力易损伤滤袋，缩短寿命。21.选择性非催化还原（SNCR）不使用催化剂，因此不存在催化剂中毒问题。答案：√解析：SNCR无催化剂，故无中毒风险。22.低低温电除尘技术将烟气温度降至酸露点以下，可协同脱除SO₃。答案：√解析：SO₃冷凝成酸雾，被飞灰吸附后在电除尘中脱除。23.VOCs催化燃烧时，空速越高，催化剂床层温升越小。答案：√解析：空速高，单位时间反应量少，放热量分散，温升低。24.海水脱硫工艺中，海水pH恢复系统的主要设备是曝气池。答案：√解析：曝气吹脱CO₂并氧化HSO₃⁻→SO₄²⁻，恢复pH。25.电除尘器中，负电晕比正电晕产生的臭氧浓度低。答案：×解析：负电晕臭氧产率更高。四、简答题（每题8分，共24分）26.简述电除尘器反电晕的形成机制及其对效率的影响，并给出两种抑制措施。答案：机制：高比电阻粉尘（>10¹¹Ω·cm）沉积在阳极板，电荷释放缓慢，形成高电压降，导致粉尘层内电场强度超过击穿场强，产生局部击穿，放出正离子，中和阴极放出的负离子，使有效驱进速度下降。影响：效率降低，火花率升高，除尘性能恶化。抑制措施：（1）调质剂（SO₃、NH₃）喷射，降低粉尘比电阻；（2）采用脉冲电源，间歇供电减少电荷积累；（3）降低烟气温度至酸露点附近，提高表面导电性。27.某石灰石−石膏湿法脱硫系统运行中出现“石灰石盲区”现象，请解释其概念、产生原因及解决对策。答案：概念：液相中Ca²⁺与SO₄²−浓度积超过CaSO₄·2H₂O溶度积，导致石膏过饱和，在石灰石颗粒表面结晶，包裹未溶解CaCO₃，阻碍进一步溶解，脱硫效率骤降。原因：（1）pH过高（>6.2），CaCO₃溶解慢；（2）氧化风量不足，CaSO₃累积，氧化为CaSO₄后过饱和；（3）废水排放量小，杂质（Cl⁻、F⁻）浓度过高，降低石膏溶解度。对策：（1）临时降低pH至5.2–5.6，加快CaCO₃溶解；（2）增大氧化风量，确保≥理论值1.5倍；（3）加强废水排放，控制Cl⁻<15000mg·L⁻¹；（4）添加甲酸等有机酸，缓冲pH并促进CaCO₃溶解。28.画出VOCs吸附−脱附−催化燃烧联合工艺的流程示意图（文字描述即可），并说明各单元作用。答案：流程描述：废气→预处理（过滤、除湿）→吸附床A（活性炭）→洁净气排放↓热气流（200–250℃）↓吸附床B（脱附）→高浓度VOCs↓催化燃烧炉（300–400℃，Pt/Pd催化剂）→CO₂+H₂O+热量→热交换→热气流循环作用：预处理：去除颗粒物和水分，防止吸附剂堵塞；吸附床：低浓度VOCs被吸附，达标排放；脱附：热空气解吸，浓缩10–20倍；催化燃烧：低温氧化VOCs为无害物，余热回用。五、计算题（共31分）29.（10分）某燃煤锅炉排放烟气量Q=1.2×10⁶m³·h⁻¹（标态，干基，6%O₂），SO₂浓度C_SO₂=1800mg·m⁻³。采用石灰石−石膏法脱硫，要求出口SO₂≤100mg·m⁻³，钙硫比1.03，石灰石纯度92%，求每小时石灰石消耗量。答案：SO₂去除量G_SO₂=Q×(C_in−C_out)/10⁶=1.2×10⁶×(1800−100)/10⁶=2040kg·h⁻¹摩尔流量n_SO₂=2040/64=31.875kmol·h⁻¹需CaCO₃n_CaCO₃=1.03×31.875=32.83kmol·h⁻¹质量m_CaCO₃=32.83×100=3283kg·h⁻¹考虑纯度m_石灰石=3283/0.92=3568kg·h⁻¹≈3.57t·h⁻¹30.（10分）某电除尘器单通道集尘板高12m，长15m，板间距300mm，共80个通道。烟气量Q=4.5×10⁵m³·h⁻¹，粉尘驱进速度w=0.12m·s⁻¹。按Deutsch公式计算效率，并判断能否达到99.8%的设计要求。答案：总集尘面积A=2×12×15×80=28800m²烟气量Q=4.5×10⁵/3600=125m³·s⁻¹Deutsch公式η=1−e^(−wA/Q)=1−e^(−0.12×28800/125)=1−e^(−27.648)=1−1.605×10⁻¹²≈100%>99.8%，满足要求。31.（11分）某SCR脱硝系统，入口NOₓ浓度500mg·m⁻³（以NO₂计），烟气量6×10⁵m³·h⁻¹，要求出口≤50mg·m⁻³。催化剂体积200m³，空速GHSV=3000h⁻¹。假设反应为一级反应，速率常数k=800h⁻¹（250–400℃均值），求氨氮摩尔比NSR，并计算氨逃逸浓度（假设未反应NH₃占注入NH₃的0.5%）。答案：停留时间t=1/GHSV=1/3000h=1.2s一级反应C_out=C_in·e^(−kt)=500·e^(−800/3000)=500·e^(−0.2667)=500×0.7658=382.9mg·m⁻³>50mg·m⁻³，需提高NSR。实际SCR为还原反应，需考虑化学计量：NOₓ去除量ΔC=500−50=450mg·m⁻³摩尔流量n_NOx=450×6×10⁵/(46×10⁶)=5.87kmol·h⁻¹理论NH₃n_NH₃_