脱硫脱硝考试题及答案

脱硫脱硝考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.石灰石-石膏湿法脱硫工艺中，吸收塔内与SO₂发生主要反应的物质是（）。A.CaOB.Ca(OH)₂C.CaCO₃D.CaSO₄·2H₂O2.选择性催化还原（SCR）脱硝工艺中，常用的还原剂是（）。A.NH₃B.COC.H₂SD.CH₄3.以下哪种脱硫工艺属于半干法工艺？（）A.海水脱硫B.循环流化床烟气脱硫（CFB-FGD）C.钠碱法脱硫D.双碱法脱硫4.SCR脱硝催化剂的最佳反应温度区间通常为（）。A.80-150℃B.180-280℃C.300-420℃D.450-550℃5.湿法脱硫系统中，吸收塔浆液pH值过高会导致（）。A.石膏品质下降B.设备腐蚀加剧C.SO₂吸收效率降低D.石灰石利用率提高6.以下哪项不是SNCR（选择性非催化还原）脱硝的特点？（）A.无需催化剂B.脱硝效率可达80%以上C.反应温度窗口较窄D.氨逃逸率较高7.脱硫石膏的主要成分是（）。A.CaSO₃·0.5H₂OB.CaSO₄·2H₂OC.CaCO₃D.Ca(OH)₂8.烟气中NOx主要以（）形式存在。A.NO₂B.N₂OC.NOD.N₂O₅9.石灰石-石膏法脱硫系统中，氧化空气的主要作用是（）。A.降低浆液pH值B.将CaSO₃氧化为CaSO₄C.提高烟气温度D.减少石膏含水量10.以下哪种脱硝催化剂易受烟气中砷（As）污染而失活？（）A.贵金属催化剂B.金属氧化物催化剂（V₂O₅-WO₃/TiO₂）C.分子筛催化剂D.活性炭催化剂11.半干法脱硫工艺中，喷入的雾化水主要作用是（）。A.降低烟气温度B.促进Ca(OH)₂与SO₂反应C.减少粉尘排放D.防止设备结垢12.燃煤电厂超低排放要求中，SO₂排放浓度限值为（）。A.35mg/m³B.50mg/m³C.100mg/m³D.200mg/m³13.SCR脱硝系统中，氨喷射格栅（AIG）的主要作用是（）。A.混合氨气与烟气B.加热烟气C.过滤粉尘D.收集催化剂颗粒14.以下哪种情况会导致脱硫系统石膏脱水困难？（）A.浆液中亚硫酸钙（CaSO₃）含量过高B.石膏结晶颗粒过大C.石膏旋流器压力过低D.滤液水pH值过低15.干法脱硫工艺（如活性炭吸附法）的主要优点是（）。A.脱硫效率高（>95%）B.无废水排放C.设备投资低D.适用高硫煤二、填空题（每空1分，共20分）1.燃煤烟气中的硫氧化物主要是______，约占90%以上。2.石灰石-石膏法脱硫的核心反应方程式为：SO₂+CaCO₃+½O₂+H₂O→______+CO₂。3.SCR脱硝的主要反应方程式为：4NO+4NH₃+O₂→______+6H₂O。4.湿法脱硫系统中，除雾器的主要作用是______。5.脱硝催化剂的活性成分通常为______（写出一种）。6.半干法脱硫工艺中，脱硫剂一般采用______（填“生石灰”或“熟石灰”）。7.脱硫系统的钙硫比（Ca/S）是指______与______的摩尔比。8.SNCR脱硝的最佳反应温度区间为______℃。9.脱硫石膏的含水率要求一般不超过______（填数值）。10.烟气中影响SCR催化剂活性的主要中毒物质包括______、______（任写两种）。11.湿法脱硫系统中，浆液循环泵的作用是______。12.燃煤电厂烟气脱硝装置入口NOx浓度通常为______mg/m³（标态，干基，6%O₂）。13.脱硫系统停运时，需对吸收塔浆液进行______处理，防止设备结垢。14.双碱法脱硫中，“双碱”通常指______和______（填化学式）。15.脱硝效率的计算公式为：η=（入口NOx浓度出口NOx浓度）/______×100%。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述石灰石-石膏湿法脱硫工艺的主要流程。2.比较SCR与SNCR脱硝工艺的优缺点。3.分析湿法脱硫系统中浆液pH值对脱硫效率和石膏品质的影响。4.列举三种常见的脱硝催化剂失活原因，并说明对应的预防措施。5.说明半干法脱硫工艺的适用场景及主要技术瓶颈。四、计算题（每题8分，共16分）1.某电厂燃煤烟气量为1.2×10⁶m³/h（标态，干基），入口SO₂浓度为3500mg/m³，脱硫效率要求98%，石灰石（纯度90%，CaCO₃含量）的理论消耗量是多少？（已知CaCO₃摩尔质量100g/mol，SO₂摩尔质量64g/mol）2.某SCR脱硝系统入口NOx浓度为450mg/m³（以NO计），出口浓度为50mg/m³，烟气量为8×10⁵m³/h，氨逃逸浓度为8ppm（标态），计算：（1）脱硝效率；（2）每小时消耗的液氨量（液氨纯度99.5%，NO摩尔质量30g/mol，NH₃摩尔质量17g/mol）。五、论述题（14分）某300MW燃煤电厂燃用硫分2.5%、灰分18%的烟煤，烟气量为1.5×10⁶m³/h（标态，6%O₂），入口SO₂浓度为4800mg/m³，入口NOx浓度为550mg/m³。要求执行超低排放标准（SO₂≤35mg/m³，NOx≤50mg/m³）。请设计一套合理的脱硫脱硝联合工艺方案，说明工艺选择依据、关键设备配置及运行控制要点。脱硫脱硝考试题答案一、单项选择题1.C2.A3.B4.C5.A6.B7.B8.C9.B10.B11.B12.A13.A14.A15.B二、填空题1.SO₂2.CaSO₄·2H₂O（或CaSO₄）3.4N₂4.去除净烟气中携带的浆液雾滴5.V₂O₅（或WO₃、MoO₃）6.熟石灰（Ca(OH)₂）7.投入的CaCO₃（或CaO、Ca(OH)₂）中Ca的物质的量；脱除的SO₂的物质的量8.850-11009.10%10.砷（As）、钾（K）、钠（Na）、磷（P）（任写两种）11.将吸收塔浆液循环喷淋，增加SO₂与吸收剂的接触面积12.200-600（合理范围即可）13.排空或置换14.NaOH（或Na₂CO₃）；Ca(OH)₂（或CaCO₃）15.入口NOx浓度三、简答题1.石灰石-石膏湿法脱硫主要流程：（1）烟气预处理：原烟气经电除尘后进入吸收塔；（2）吸收反应：烟气与石灰石浆液（CaCO₃）逆流接触，SO₂被吸收生成CaSO₃；（3）氧化结晶：向吸收塔浆液中鼓入氧化空气，将CaSO₃氧化为CaSO₄，并结晶生成二水硫酸钙（CaSO₄·2H₂O）；（4）石膏脱水：浆液经石膏旋流器浓缩、真空皮带脱水机脱水，得到含水率≤10%的商品石膏；（5）烟气排放：净烟气经除雾器去除雾滴后，通过GGH（或直接）排入烟囱。2.SCR与SNCR的优缺点比较：SCR：优点—脱硝效率高（80%-95%）、氨逃逸率低（<3ppm）、适应范围广；缺点—需催化剂（成本高）、对烟气温度敏感（需300-420℃）、催化剂易中毒失活。SNCR：优点—无催化剂、设备投资低、改造方便；缺点—脱硝效率低（30%-50%）、氨逃逸率高（10-20ppm）、反应温度窗口窄（850-1100℃）、受炉型影响大。3.pH值对湿法脱硫的影响：（1）脱硫效率：pH值升高（5.5-6.5），浆液中OH⁻和CO₃²⁻浓度增加，促进SO₂吸收（SO₂+H₂O→H⁺+HSO₃⁻；H⁺+CO₃²⁻→HCO₃⁻→CO₂+H₂O），效率提高；但pH>6.5时，石灰石溶解速率下降（CaCO₃+2H⁺→Ca²⁺+CO₂+H₂O），反而限制吸收效率。（2）石膏品质：pH过低（<5.0），浆液中H⁺浓度过高，抑制CaSO₃氧化（CaSO₃+½O₂→CaSO₄），导致亚硫酸钙（CaSO₃）含量增加，石膏脱水困难、易板结；pH过高（>6.5），未反应的石灰石（CaCO₃）残留量增加，石膏纯度下降。4.催化剂失活原因及预防措施：（1）化学中毒：烟气中碱金属（K、Na）、碱土金属（Ca）、砷（As）等与催化剂活性位点（V₂O₅）结合，降低活性。预防措施：优化除尘效率（减少飞灰中金属氧化物含量）、选择抗中毒催化剂（如添加WO₃提高抗碱金属能力）。（2）物理堵塞：飞灰颗粒沉积在催化剂孔道内，阻碍NH₃与NOx扩散。预防措施：设置烟气预除尘（电除尘效率>99%）、定期进行催化剂吹灰（声波或蒸汽吹灰）。（3）热烧结：长期超温（>450℃）导致催化剂载体（TiO₂）晶型转变（锐钛矿→金红石），比表面积下降。预防措施：控制SCR入口烟温（≤420℃）、设置温度超限保护系统。5.半干法脱硫适用场景及技术瓶颈：适用场景：中低硫煤（硫分≤2%）、中小机组（≤300MW）、对废水排放限制严格的地区（如缺水地区）。技术瓶颈：（1）脱硫效率相对较低（80%-90%），难以满足超低排放（SO₂≤35mg/m³）要求；（2）反应受温度、湿度影响大，需严格控制喷水量（避免塔内结露或干燥不彻底）；（3）副产物（脱硫灰）成分复杂（含CaSO₃、CaSO₄、未反应Ca(OH)₂等），综合利用难度大（如不能直接用于水泥生产）；（4）对煤质波动敏感（硫分或灰分变化时，需调整喷浆量和水量）。四、计算题1.石灰石理论消耗量计算：（1）SO₂脱除量：1.2×10⁶m³/h×3500mg/m³×(1-98%)=1.2×10⁶×3500×0.02=8.4×10⁷mg/h=84kg/h。（2）SO₂物质的量：84×10³g/64g/mol=1312.5mol/h。（3）CaCO₃与SO₂反应摩尔比1:1（根据反应式：SO₂+CaCO₃+½O₂+H₂O→CaSO₄·2H₂O+CO₂），故需CaCO₃物质的量=1312.5mol/h。（4）CaCO₃质量：1312.5mol×100g/mol=131250g/h=131.25kg/h。（5）考虑石灰石纯度90%，实际消耗量=131.25kg/h÷0.9≈145.83kg/h。2.（1）脱硝效率η=(450-50)/450×100%≈88.89%。（2）NOx脱除量：8×10⁵m³/h×(450-50)mg/m³=8×10⁵×400×10⁻⁶kg/h=320kg/h。NO物质的量：320×10³g/30g/mol≈10666.67mol/h。根据反应式4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O，NH₃与NO摩尔比1:1，故需NH₃物质的量=10666.67mol/h。NH₃质量：10666.67mol×17g/mol=181333.33g/h≈181.33kg/h。考虑氨逃逸：8ppm（标态）对应的NH₃质量=8×10⁻⁶×8×10⁵m³/h×17g/mol/22.4L/mol≈8×8×10⁻⁶×10⁵×17/22.4≈(8×8×17×10⁻¹)/22.4≈8.68kg/h（注：实际工程中氨逃逸量远小于反应消耗量，可忽略，但本题要求计算总消耗量）。总液氨量=（181.33+8.68）kg/h÷0.995≈190.96kg/h≈191kg/h（注：若题目未要求考虑逃逸，答案为181.33/0.995≈182.24kg/h，需根据题意判断）。五、论述题工艺方案设计：采用“石灰石-石膏湿法脱硫+高效SCR脱硝”联合工艺，具体如下：1.工艺选择依据：（1）脱硫部分：煤硫分2.5%（高硫煤），入口SO₂浓度4800mg/m³，需高效脱硫（效率>99%）。石灰石-石膏法脱硫效率可达95%-99.5%，适合高硫煤且副产物（石膏）可综合利用，满足超低排放（SO₂≤35mg/m³）要求。（2）脱硝部分：入口NOx浓度550mg/m³，需脱硝效率>90%（550×(1-η)≤50→η≥90.9%）。SCR脱硝效率80%-95%，通过优化催化剂层数（2+1层）和喷氨均匀性，可实现90%以上效率，满足NOx≤50mg/m³要求。2.关键设备配置：（1）脱硫系统：吸收塔：采用逆流喷淋塔，设置5-6层喷淋层（增加气液接触面积），配备合金托盘（均布烟气）；氧化系统：罗茨风机（氧化空气量按CaSO₃完全氧化设计，气液比≥2.5Nm³/kg）；脱水系统：真空皮带脱水机（处理能力匹配石膏产量，确保含水率≤10%）；烟气系统：增设GGH（或MGGH）提升净烟温（≥80℃），减少烟囱腐蚀和白烟。（2）脱硝系统：催化剂：采用蜂窝式V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂（2层运行