电厂除尘脱硝知识测试题目及答案解析

电厂除尘脱硝知识测试题目及答案解析一、单项选择题（每题1分，共15分）1.在燃煤电厂烟气治理中，静电除尘器的工作原理主要基于（）。A.惯性碰撞B.布朗扩散C.库仑力D.热泳力答案：C解析：静电除尘器的工作原理是在高压电场中，气体发生电离，粉尘荷电并在电场力的作用下向收尘极运动并被捕集，其核心作用力是库仑力。惯性碰撞、布朗扩散和热泳力是其他除尘机理中的主要作用力。2.选择性催化还原（SCR）脱硝技术中，最常用的还原剂是（）。A.氨气（NH₃）B.尿素[CO(NH₂)₂]C.液氨D.以上都是答案：D解析：在SCR技术中，氨是主要的活性还原剂。其来源可以是直接使用液氨，也可以使用氨水或尿素（尿素在高温下水解生成氨气）。因此，A、B、C选项均为SCR技术中还原剂的来源形式。3.以下关于布袋除尘器滤料选择的描述，错误的是（）。A.处理高温烟气时，可选用PPS（聚苯硫醚）滤料B.烟气含氧量高时，应避免使用PPS滤料C.PTFE（聚四氟乙烯）滤料具有良好的耐化学腐蚀性D.涤纶滤料适用于长期工作温度高于150℃的工况答案：D解析：涤纶（聚酯）滤料的长期连续工作温度一般不超过130℃，短时峰值温度约为150℃。对于长期工作温度高于150℃的工况，应选用PPS、P84、PTFE或玻纤等耐高温滤料。4.SCR脱硝系统中，为防止空预器堵塞，通常需要控制的副产物是（）。A.氮气（N₂）B.硫酸氢铵（ABS）C.一氧化二氮（N₂O）D.二氧化硫（SO₂）答案：B解析：在SCR反应中，如果烟气中的SO₂被氧化成SO₃，SO₃会与未完全反应的NH₃以及水蒸气反应生成硫酸氢铵（NH₄HSO₄，简称ABS）。ABS在150-220℃温度区间内呈粘稠液态，极易粘附在空预器换热元件表面，造成堵塞和腐蚀。5.电除尘器效率对烟气工况敏感，以下哪种情况会导致其除尘效率显著下降？（）A.烟气温度降低B.烟气湿度增加C.粉尘比电阻过高（＞10¹¹Ω·cm）D.粉尘粒径增大答案：C解析：粉尘比电阻是影响电除尘器性能的关键参数。比电阻过高（＞10¹¹Ω·cm）时，到达收尘极的粉尘电荷释放缓慢，形成反电晕现象，产生大量正离子，削弱了电场的电离和荷电能力，导致除尘效率严重下降。适当的低温和增湿可以降低比电阻，有利于除尘。6.湿法脱硫工艺（如石灰石-石膏法）对烟气中的粉尘（）A.没有去除作用B.仅有微弱的去除作用C.有一定的协同脱除作用D.可以完全替代除尘器答案：C解析：湿法脱硫塔内的喷淋洗涤过程对烟气中的细颗粒物（特别是可溶盐、微细粉尘）有一定的洗涤、捕集作用，这被称为“协同除尘”效应。但其除尘效率有限且不稳定，不能替代前端的电除尘器或布袋除尘器。7.低氮燃烧技术主要通过（）来减少NOx的生成。A.提高燃烧温度B.增加过量空气系数C.创造燃料分级或空气分级的燃烧条件D.延长燃料在高温区的停留时间答案：C解析：低氮燃烧技术（如低氧燃烧、空气分级、燃料分级、烟气再循环等）的核心原理是控制燃烧区域的温度和氧浓度，避免高温富氧条件，从而抑制热力型NOx和燃料型NOx的生成。A、B、D选项均是促进NOx生成的条件。8.以下哪种除尘器对微细粉尘（如PM2.5）的捕集效率相对最高？（）A.旋风除尘器B.水膜除尘器C.静电除尘器D.电袋复合除尘器答案：D解析：电袋复合除尘器结合了静电除尘器（对细粉尘荷电、凝聚作用好）和布袋除尘器（过滤精度高，对微细粉尘捕集效率＞99.9%）的优点，对PM2.5等微细粉尘具有稳定且极高的脱除效率，通常优于单一的静电或布袋除尘器。9.SCR脱硝催化剂的主要活性成分通常包括（）。A.V₂O₅、WO₃、MoO₃B.CaO、MgOC.Fe₂O₃、Al₂O₃D.CuO、ZnO答案：A解析：商用SCR脱硝催化剂（以TiO₂为载体）的主要活性成分是V₂O₅，WO₃或MoO₃作为助催化剂，用于提高催化活性、增强热稳定性和抗硫中毒能力。其他选项多为其他化工过程的催化剂成分。10.布袋除尘器的清灰压力，对于脉冲喷吹清灰方式，通常属于（）。A.低压清灰（＜0.25MPa）B.中压清灰（0.25-0.5MPa）C.高压清灰（＞0.5MPa）D.压力高低对清灰效果无影响答案：B解析：脉冲喷吹清灰是布袋除尘器最主要的清灰方式，其压缩空气喷吹压力通常在0.25MPa至0.5MPa之间，属于中压清灰范畴。压力过低清灰不力，压力过高可能损伤滤袋且能耗增加。11.在SCR系统中，氨逃逸指的是（）。A.还原剂供应系统泄漏的氨B.未参与反应的氨从反应器出口逃逸C.催化剂分解产生的氨D.烟气中自带的氨答案：B解析：氨逃逸特指在SCR反应器内，未与NOx发生还原反应而随烟气排出反应器的氨气（NH₃）的浓度。过高的氨逃逸会造成空预器堵塞、腐蚀及后续烟道积灰等问题。12.电除尘器的供电方式通常采用（）。A.直流负高压B.直流正高压C.交流高压D.高频高压答案：A解析：电除尘器普遍采用直流负高压供电。这是因为在相同的电压下，负电晕的起晕电压较低，击穿电压较高，能获得更稳定的电晕电流和更高的运行电压，从而提高除尘效率。13.石灰石-石膏湿法脱硫系统中，除雾器的主要作用是（）。A.脱除SO₂B.脱除NOxC.脱除烟气中夹带的浆液滴D.降低烟气温度答案：C解析：除雾器安装在吸收塔顶部，其核心功能是捕集、去除经过喷淋层后烟气中夹带的大量浆液液滴，防止浆液被带出塔体，造成下游设备腐蚀、结垢及“石膏雨”等环境问题。14.以下关于SNCR脱硝技术的描述，正确的是（）。A.需要昂贵的催化剂B.反应温度窗口为900℃-1100℃C.脱硝效率通常可达90%以上D.氨逃逸率远低于SCR技术答案：B解析：选择性非催化还原（SNCR）技术是在高温（900-1100℃）无催化剂条件下，向炉内喷入还原剂（氨或尿素）将NOx还原为N₂。其优点是系统简单、投资低，但缺点是脱硝效率较低（一般为30%-50%），氨逃逸率较高，且对温度窗口要求严格。15.布袋除尘器运行中，“糊袋”现象通常是由于（）引起的。A.清灰压力过高B.烟气温度长期低于酸露点C.滤料过滤风速过低D.粉尘粒径过大答案：B解析：“糊袋”是指滤袋表面的粉尘层因受潮而板结、粘附，导致清灰困难、阻力剧增。其主要原因是烟气温度低于酸露点（特别是水露点和酸露点），烟气中的水蒸气和酸雾在滤袋表面凝结，与粉尘结合形成泥状粘附物。二、多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.影响静电除尘器效率的主要因素包括（）。A.烟气性质（温度、湿度、成分）B.粉尘性质（比电阻、粒径、浓度）C.设备结构（极板形式、极间距）D.运行工况（电压、电流、气流分布）答案：A、B、C、D解析：电除尘器的效率是一个多因素综合作用的结果。烟气性质影响电晕放电和粉尘比电阻；粉尘性质直接影响荷电与捕集的难易程度；设备结构决定了电场强度和收尘面积；运行工况是保证设备处于最佳工作状态的关键。所有选项均正确。2.SCR脱硝系统的主要子系统包括（）。A.还原剂储存与供应系统B.烟气/还原剂混合系统C.催化反应系统D.吹灰与控制系统答案：A、B、C、D解析：一个完整的SCR脱硝系统通常由以下几个核心子系统构成：还原剂（如液氨/尿素）的储存、制备与供应系统；确保还原剂与烟气均匀混合的混合系统；承载催化剂并发生还原反应的反应器系统；以及用于清除催化剂积灰的吹灰系统和保证安全稳定运行的控制系统。3.下列除尘技术中，属于高效除尘技术（理论上效率＞99%）的有（）。A.重力沉降室B.静电除尘器C.布袋除尘器D.文丘里洗涤器答案：B、C解析：静电除尘器和布袋除尘器是工业上应用最广泛的高效除尘设备，设计得当均可达到99%以上的除尘效率。重力沉降室效率很低，主要用于预处理；文丘里洗涤器虽效率较高（可达95%以上），但能耗高、产生废水，且通常难以稳定达到99%以上，不属于典型的高效除尘器范畴。4.可能导致SCR催化剂失活的原因有（）。A.烟气中的As、Na、K等碱金属中毒B.CaO等碱土金属覆盖活性表面C.飞灰冲刷导致的磨损D.高温烧结引起的活性表面减少答案：A、B、C、D解析：SCR催化剂失活是多种机制共同作用的结果。A属于化学中毒，碱金属会与催化剂活性位点牢固结合；B属于物理堵塞/掩盖，CaO与SO₃反应生成的CaSO₄覆盖活性表面；C属于机械性损伤；D属于热老化，高温下催化剂微观结构改变，活性组分聚集。以上均为常见失活原因。5.燃煤电厂烟气超低排放技术路线中，通常所说的“协同治理”理念体现在（）。A.湿法脱硫塔对PM2.5的协同脱除B.低低温电除尘器对SO₃的协同脱除C.SCR脱硝过程中对Hg的协同氧化D.通过单一设备实现所有污染物最高效脱除答案：A、B、C解析：“协同治理”强调在脱除某一主要污染物的过程中，利用其物理化学条件，实现对其他一种或多种污染物的协同脱除。A是脱硫过程协同除尘；B是通过降低烟气温度使SO₃凝结在粉尘表面被电除尘器捕集；C是利用SCR催化剂的氧化性将部分单质汞氧化为易于在脱硫塔中脱除的氧化汞。D选项与“协同”概念不符，且现实中不存在这样的单一设备。三、填空题（每空1分，共10分）1.电除尘器内，使气体电离并产生电晕放电的电极称为______极，收集粉尘的电极称为______极。答案：电晕，收尘（或集尘）解析：电除尘器的两个核心电极：施加高压负电的放电极（线状或针刺状），用于产生电晕放电；接地的板状或管状电极，用于收集荷电粉尘。2.典型的SCR脱硝化学反应方程式为：4NO+4NH₃+O₂→______+6H₂O；以及NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O，后者被称为______反应。答案：4N₂，快速SCR解析：第一个是NO在氨和氧气作用下的标准还原反应。第二个是NO与NO₂以1:1比例与氨的反应，该反应速率远快于仅还原NO的反应，故称为“快速SCR”反应。3.布袋除尘器的过滤机理包括筛分效应、惯性碰撞、______、______和静电效应等。答案：拦截效应，扩散效应（或布朗扩散）解析：这是布袋过滤的几种基本机理。筛分是主要机制；惯性碰撞对大颗粒有效；拦截针对粒径与纤维直径相当的颗粒；扩散效应对亚微米级颗粒作用显著；静电效应在滤料或粉尘带静电时增强捕集。4.在SNCR技术中，尿素[CO(NH₂)₂]作为还原剂时，首先发生水解反应生成______和______，然后再参与还原NOx的反应。答案：氨（NH₃），异氰酸（HNCO）解析：尿素溶液喷入高温炉膛后，迅速发生水解：CO(NH₂)₂→NH₃+HNCO。生成的HNCO在后续反应中进一步水解或直接参与NOx的还原。5.衡量除尘器性能的两个关键指标是______和______。答案：除尘效率，设备阻力（或压力损失）解析：除尘效率反映捕集粉尘的能力，是首要性能指标。设备阻力反映运行能耗的大小，是重要的经济性指标。两者需综合考虑。四、简答题（每题5分，共25分）1.简述低低温电除尘技术的工作原理及其主要优点。答案：低低温电除尘技术是通过在电除尘器前加装烟气换热器（如MGGH），将烟气温度从常规的120-150℃降低到90-100℃左右（低低温状态）后再进入电除尘器。其工作原理及优点包括：1）降低烟气体积流量和粘度，提高电场风速的均匀性及粉尘驱进速度；2）使烟气中大部分SO₃冷凝并吸附在粉尘表面，粉尘比电阻降低，改善电除尘器性能，同时协同脱除SO₃；3）粉尘粒径增大，易于捕集；4）降低排烟温度，可回收烟气余热，提高电厂热效率。解析：此题需抓住“降低温度”这一核心操作，并系统阐述温度降低带来的系列物理化学变化如何最终提升电除尘器的性能并带来协同脱除和节能效益。2.列举SCR脱硝系统运行中需要重点监控的参数（至少5个）。答案：1）SCR反应器入口/出口NOx浓度；2）SCR反应器入口/出口烟气温度；3）氨逃逸浓度；4）喷氨量（或氨氮摩尔比）；5）系统阻力；6）稀释风流量与压力；7）吹灰器运行情况；8）催化剂层压差。解析：监控参数应覆盖脱硝效率、运行安全、设备状态和关键辅助系统。前4个是核心工艺参数，直接决定脱硝效果和副产物控制；后几个关乎设备稳定运行和寿命。3.什么是布袋除尘器的“过滤风速”？它对除尘器性能有何影响？答案：过滤风速是指单位时间内，单位面积滤料所处理的烟气体积，单位通常为m/min。其影响：1）过滤风速过高，会导致设备阻力急剧上升，清灰频率增加，滤袋寿命缩短，粉尘嵌入滤料深层难以清灰，排放浓度可能升高；2）过滤风速过低，则所需过滤面积增大，设备投资增加。因此，需根据粉尘性质、清灰方式、滤料类型等合理选取，是布袋除尘器设计的关键参数。解析：需明确定义，并从正反两方面阐述其对运行阻力、清灰效果、滤袋寿命、排放浓度及投资成本的影响，体现其作为核心设计参数的重要性。4.简述燃煤电厂中，燃料型NOx的生成机理。答案：燃料型NOx来源于煤中的氮元素（主要是吡啶、吡咯等含氮有机物）。其生成机理为：在燃烧过程中，燃料氮首先热分解形成HCN、NH₃等中间产物，这些中间产物在火焰前沿遇到氧原子，会通过一系列复杂的氧化反应生成NO。同时，已生成的NO也会与这些中间产物发生还原反应。因此，燃料型NOx的最终生成量是生成与还原反应竞争的结果，强烈依赖于燃烧区域的局部氧浓度和温度。解析：需明确来源是燃料氮，描述从有机氮到中间产物（HCN/NH₃）再到NO的转化路径，并强调其生成与还原并存的特点，以及氧浓度和温度的关键影响。5.湿式电除尘器（WESP）与干式电除尘器（DESP）在工作原理上的主要区别是什么？WESP主要适用于何种场合？答案：主要区别在于清灰方式。干式电除尘器通过机械振打等方式清除收尘极上的干灰；湿式电除尘器则通过连续或间歇喷淋水流，在收尘极表面形成水膜，被捕集的粉尘随水膜流下被清除。WESP主要适用于：1）要求超低排放，需高效脱除PM2.5、酸雾、气溶胶等微细颗粒物的场合；2）处理高湿、粘性、易爆或腐蚀性强的粉尘气体；3）作为湿法脱硫后的深度净化设备，解决“石膏雨”、“蓝烟”等问题。解析：区别的核心在于“干清灰”与“湿清灰”。适用场合需围绕其能高效处理湿、细、粘、腐等特殊粉尘及气溶胶的优势，并结合超低排放的末端精处理需求来回答。五、计算题（每题10分，共20分）1.某电厂静电除尘器入口烟气量为2,000,000Nm³/h，入口粉尘浓度为20g/Nm³，出口粉尘浓度为80mg/Nm³。请计算：（1）该电除尘器的除尘效率（以百分比表示，保留两位小数）。（2）该电除尘器每小时捕集的粉尘量（吨/时）。答案：（1）除尘效率η=(1-C_out/C_in)×100%=(1-0.080/20)×100%=(1-0.004)×100%=99.60%（2）每小时捕集粉尘量M=Q×(C_in-C_out)=2,000,000Nm³/h×(20-0.080)g/Nm³=2,000,000×19.92g/h=39,840,000g/h=39.84t/h解析：本题为基础计算。效率计算注意单位统一（g/Nm³或mg/Nm³），出口浓度80mg/Nm³需转换为0.080g/Nm³。捕集量为烟气量与进出口浓度差的乘积，注意最终单位换算（1吨=10⁶克）。2.某600MW机组配套SCR脱硝系统，设计脱硝效率为85%。已知锅炉在额定负荷下，SCR反应器入口NOx浓度（标态，干基，6%O₂）为350mg/Nm³。请计算：（1）为达到设计脱硝效率，SCR反应器出口的NOx浓度应控制在多少mg/Nm³？（2）若采用纯氨（NH₃）作为还原剂，理论上所需的氨氮摩尔比（NSR）约为多少？（假设NOx中NO占95%，NO₂占5%）答案：（1）出口浓度C_out=C_in×(1-η)=350mg/Nm³×(1-0.85)=350×0.15=52.5mg/Nm³（2）首先计算平均摩尔质量：NOx中，NO占95%，其摩尔质量为30g/mol；NO₂占5%，其摩尔质量为46g/mol。平均摩尔质量M_avg=30×0.95+46×0.05=28.5+2.3=30.8g/mol。将入口浓度转换为摩尔浓度基准：350mg/Nm³=0.350g/Nm³。摩尔浓度n_NOx=0.350/30.8≈0.01136mol/Nm³。主要反应为：4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O(NO:NH₃=1:1)；NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O(此反应中，每2分子NOx消耗2分子NH₃，即比例仍为1:1)。综合来看，对于NOx混合物，理想化学计量比下，NH₃与NOx的摩尔比应为1:1。因此，理论氨氮摩尔比NSR≈1.0。解析：第（1）问直接应用脱硝效率定义。第（2）问的关键在于理解，对于典型的燃煤烟气NOx组成（以NO为主，含少量NO₂），无论是标准SCR反应还是快速SCR反应，在理想化学计量条件下，所需NH₃与NOx的摩尔比都接近1:1。计算平均摩尔质量是为了更精确地说明，但最终的理论NSR结论是1。六、综合分析题（每题10分，共20分）1.某新建燃煤电厂计划采用“低氮燃烧+SCR+低低温电除尘+石灰石-石膏湿法脱硫+湿式电除尘”的超低排放技术路线。请分析该技术路线中，各单元设备主要针对脱除哪种或哪几种污染物？并简述该组合技术路线的优势。答案：各单元主要脱除目标：低氮燃烧：在燃烧过程中抑制NOx的生成，是NOx控制的源头技术。SCR脱硝：在烟气中高效、深度脱除NOx，是末端控制的核心。低低温电除尘：高效脱除烟尘（特别是粗颗粒），并协同脱除大部分SO₃。石灰石-石膏湿法脱硫：高效脱除SO₂，并协同脱除部分细颗粒物（PM2.5）、HCl、HF及被氧化的汞。湿式电除尘：作为末端精处理设备，深度脱除湿法脱硫后烟气中残留的PM2.5、SO₃酸雾、石膏微滴、重金属等，实现烟气多污染物的协同超净脱除。组合技术路线优势：1）