大氣污染控制工程期末試題及答案.doc

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大氣污染控制工程期末試題及答案 一、名詞解釋 1、環(huán)境空氣：是指人類、植物、動物、建筑物暴露于其中的室外空氣。（P1） 2、大氣污染：指由于人類活動或自然過程使得某些物質進入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達到足夠的時間，并因此而危害了人體的舒適、健康和人們的福利，甚至危害了生態(tài)環(huán)境。（P3） 3、粉塵：指懸浮于氣體介質中的小固體顆粒，受重力作用能發(fā)生沉降，但在一定時間內保持懸浮狀態(tài)。（P4） 4、酸雨: PH小于5.6的雨、雪或其他形式的大氣降水（如霧、露、霜）稱為酸雨。（P4） 5、一次污染物: 是指直接從污染源排到大氣中的原始污染物質（P5） 6、二次污染物: 是指由一次污染物與大氣中已有組分或幾種一次污染物之間經過一系列化學或光化學反應而生成的與一次污染物性質不同的新污染物質. （P5） 7、大氣污染物控制標準：是根據污染物排放標準引申出來的一種輔助標準，如燃料、原料使用標準，凈化裝置選用標準，排氣筒高度標準及衛(wèi)生防護距離標準等。(P22) 8、理論水蒸氣體積：是由燃料中氫燃燒后生成的水蒸氣體積，燃料中所含的水蒸氣體積和由供給的理論空氣量帶入的水蒸氣體積。（P45） 9、干絕熱直減少率：干空氣塊（包括未飽和的濕空氣塊）絕熱上升或下降單位高度（通常取 100m）時，溫度降低或升高的數值。(P71) 10、溫度層結：用坐標圖表示氣溫沿垂直高度的分布的曲線，這種曲線稱為氣溫沿高度分布曲線或溫度層結曲線，簡稱溫度層結。(P72) 11、空氣動力學當量直徑：在空氣中顆粒的沉降速度相等的單位密度（ρP=1g/cm3）的圓球直徑。（P118） 12、氣體吸附：氣體吸附是用多孔固體吸附劑將氣體（或液體）混合物中一種或數種組分被濃集于固體表面，而與其它組分分離的過程。 13、氣體吸收：溶質從氣相傳遞到液相的相際間傳質過程。 14、大氣污染綜合防治：為了達到區(qū)域環(huán)境空氣質量控制目標，對多種大氣污染控制方案的技術可行性、經濟合理性、區(qū)域適應性和實施可能性等進行最優(yōu)化選擇和評價，從而得出最優(yōu)的控制技術方案和工程措施。 15、收到基：以包括全部水分和灰分的燃料作為100%的成分，即鍋爐燃燒的實際成分。 16、理論煙氣體積：在理論空氣量下，燃料完全燃燒所生成的煙氣體積。以V 0fg表示。P45 17、大氣穩(wěn)定度：是指在垂直方向上大氣穩(wěn)定的溫度，即是是否易于發(fā)生對流。（P73） 18、吸附劑活性：是吸附劑能力的標志，常以吸附劑上已吸附吸附質的量與所用吸附劑量之比的百分數來表示。 二、填空 1、氣溶膠態(tài)污染物： 粉塵 、 煙 、 飛灰 、 黑煙 、 霧 P4 2、氣態(tài)污染物總體上可分為 含硫化合物 、 含氮化合物 、 碳氧化物 、 有機化合物 、 鹵素化合物 五大類。 P5 3、大氣污染源按來源可以分為 自然污染物 和 人為污染物 兩種。 其中人為污染源按污染源的空間分布可分為 點源 、 面源 ，按照人們的社會活動功能不同， 分為生活污染源 、 工業(yè)污染源 和 交通運輸污染源 三類。 4、煤的工業(yè)分析包括測定煤中 水分 、 灰分 、 揮發(fā)分 、 固定碳 、估測硫含量 和 熱值 。P30 5、逆溫有輻射逆溫、下沉逆溫、平流逆溫、湍流逆溫、鋒面逆溫五種。(P74) 6、吸附再生方法有 加熱解吸再生 、 降壓或真空解吸再生 、 溶劑萃取再生 、 置換再生 、 化學轉化再生 。（267頁） 7、常用的除塵器可分為 機械除塵器 、 電除塵器 、 帶式除塵器 、 濕式除塵器P161 8、煤中含有 黃鐵礦硫（FeS2）、硫酸鹽硫（MeSO4）、有機硫（CxHySz）和元素硫四種形態(tài)的硫。P31 9、地方性風場有 海陸風 、 山谷風 、 城市熱島環(huán)流 三種 10、煙囪有效高度為 煙囪幾何高度HS 與 煙氣抬升高度△H 之和。 11、大氣穩(wěn)定度分類：不穩(wěn)定、穩(wěn)定、中性 三種（書上） 在我國分為 極不穩(wěn)定 、較不穩(wěn)定 、弱不穩(wěn)定 、中性 、較穩(wěn)定 、穩(wěn)定 六種（老師課堂講的）P73 12、凈化裝置技術指標主要有處理氣體流量、凈化效率和壓力損失等。P141 13、粉塵物理性指標：粉塵的密度、安息角與滑動角、比表面積、含水率、潤濕性、荷電性與導電性、粘附性及自然性和爆炸性。(P132) 14、影響旋風除塵器效率的因素有 二次效應 、 比例尺寸 、 煙塵的物理性質 、 操作變量 。P171 15、在除塵電暈電場中存在 電場荷電（碰撞荷電） 、 擴散荷電 兩種粒子荷電機理。 三、簡答 1、 控制大氣污染的技術措施（P20） ①實施清潔生產 ②實施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略 ③建立綜合性工業(yè)基地 2、 環(huán)境空氣質量控制標準的種類和作用（P22）只要回答種類和作用即可 ①環(huán)境空氣質量標準：是進行環(huán)境空氣質量管理、大氣環(huán)境質量評價，以及制定大氣污染防治規(guī)劃和大氣污染排放標準的依據。②大氣污染物排放標準：是控制大氣污染物的排放量和進行凈化裝置設計的而依據。③大氣污染控制技術標準：是為保證達到污染物排放標準而從某一方面做出具體技術規(guī)定，目的是使生產、設計和管理人員容易掌握和執(zhí)行。④警報標準：警報標準的規(guī)定，主要建立在對人體健康的影影響和生物城市限度的綜合研究基礎之上。 3、 影響燃燒過程的主要因素 ①空氣條件 ②溫度條件 ③時間條件 ④燃料與空氣混合條件 4、高斯擴散模式四點假設（P37） ①污染物在Y,Z軸上的分布符合高斯分布；②在全部空間中風速是均勻的，穩(wěn)定的；③源強是連續(xù)均勻的；④在擴散過程中污染物的質量是守恒的。 5、煙囪高度計算方法（P109）自己看書，精簡地回答 6、簡述亨利定律（P242） 答：在一定溫度下，稀溶液中溶質的溶解度與氣相中溶質的平衡分壓成正比。 7、物理吸附的特征（P262） 答：①吸附質與吸附劑間不發(fā)生化學反應；②吸附過程極快，參與吸附的各相間常常瞬間即達平衡；③吸附為放熱反應；④吸附劑與吸附質間的吸附不強，當氣體中吸附質分壓降低或溫度升高時，被吸附的氣體易于從固體表面逸出，而不改變氣體原來的性質。 8、化學吸附的特征（P262） ①吸附有很強的選擇性；②吸附速率較慢，達到吸附平衡需相當長的時間； ③升高溫度可提高吸附速率。 9、吸附再生的方法：（P267）（1）加熱解析再生 （2）降壓或真空解吸再生 （3）置換再生 （4）溶劑萃取再生 （5）化學轉化再生 四、問答 1、論述大氣污染綜合防治措施（P19） 答：（1）全面規(guī)劃、合理布局：環(huán)境規(guī)劃是經濟、社會發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分，是體現(xiàn)環(huán)境污染綜合防治以預防為主的最重要、最高層次的手段。環(huán)境規(guī)劃的主要任務，一是綜合研究區(qū)域經濟發(fā)展將給環(huán)境帶來的影響和環(huán)境質量變化的趨勢，提出區(qū)域經濟可持續(xù)發(fā)展和區(qū)域環(huán)境質量不斷得以改善的最佳規(guī)劃方案；二是對工作失誤已經造成的環(huán)境污染和環(huán)境問題，提出對改善和控制環(huán)境污染具有指令性的最佳實施方案。 （2）嚴格環(huán)境管理：完整的環(huán)境管理體制是由環(huán)境立法、環(huán)境監(jiān)測和換進保護管理機構三部分組成的。環(huán)境管理的方法是運用法律、經濟、技術、教育和行政等手段對人類的社會和經濟活動實施管理，從而協(xié)調社會和經濟發(fā)展與環(huán)境保護之間的關系。 （3）控制大氣污染的技術措施：實施清潔生產；實施可持續(xù)發(fā)展的清潔戰(zhàn)略；建立綜合性工業(yè)基地。 （4）控制污染的經濟政策：保證必要的環(huán)境保護投資，并隨著經濟的發(fā)展逐年增加；實行“污染者和使用者支付原則”。 （5）綠化造林：綠色植物是區(qū)域生態(tài)環(huán)境中不可缺少的重要組成部分，綠化造林不僅能美化環(huán)境，調節(jié)空氣溫濕度或城市小氣候，保持水土，防治風沙，而且在凈化空氣和降低噪聲方面皆會起到顯著作用。 （6）安裝廢棄凈化裝置：安裝廢氣凈化裝置，是控制環(huán)境空氣質量的基礎，也是實行環(huán)境規(guī)劃與治理等項綜合防治措施的前提。 2、論述煙流形狀與大氣穩(wěn)定度關系（P76） 大氣污染狀況與大氣穩(wěn)定度有密切關系。大氣穩(wěn)定度不同，高架點源排放煙流擴散形狀和特點不同，造成的污染狀況差別很大。典型的煙流形狀有五種類型。 ①波浪型：煙流呈波浪狀，污染物擴散良好，發(fā)生在全層不穩(wěn)定大氣中，即??>??d。多發(fā)生在晴朗的白天地面最大濃度落地點距煙囪較近，濃度較高。 ②錐型：煙流呈圓周形，發(fā)生在中性條件，即??=??d。 ③扇型：煙流垂直方向擴散很小，像一條帶子飄向遠方。從上面看，煙流呈扇形展開。它發(fā)生在煙囪出口處于逆溫層中，即該層大氣??—??d<-1。污染情況隨高度的不同而異。當煙囪很高時，近處地面上不會造成污染，在遠方會造成污染，煙囪很低時，會造成近處地面上嚴重的污染。 ④爬升型（屋脊型）：煙流的下部是穩(wěn)定的大氣，上部是不穩(wěn)定的大氣，一般在日落后出現(xiàn)，由于地面輻射冷卻，底層形成逆溫，而高空仍保持遞減層結。它持續(xù)時間較短，對地面污染較小。 ⑤漫煙型（熏煙型）：對于輻射逆溫，日出后逆溫從地面向上逐漸消失，即不穩(wěn)定大氣從地面向上逐漸擴展，當擴展到煙流的下邊緣或更高一點時，煙流便發(fā)生了向下的強烈擴散，而上邊緣仍處于逆溫層中，漫煙型便發(fā)生了。這時煙流下部??—??d>0，上部??—??d<1。這種煙流多發(fā)生在上午8～10點鐘，持續(xù)時間很短。 3、混合層高度確定（P112） 確定混合層高度的簡單做法是，在溫度層結曲線圖上，從下午最大地面溫度 點作干絕熱線，與早晨溫度層結曲線的交點的高度，即為代表全天的混合層高度。 4、化學反應對吸收的影響（P252） ①溶質進入溶劑后因化學反應而消耗掉，單位體積溶劑能夠容納的溶質量增多，表現(xiàn)在平衡關系上為溶液的平衡分壓降低，甚至可以降到零，從而使吸收推動力增加。 ②如果反應進行得很快，以致氣體剛進入氣液界面就被消耗殆盡，則溶質在液膜中的擴散阻力大為降低，甚至降為零。這就使總吸收系數增大，吸收速率提高。 ③填料表面有一部分液體停滯不動或流動很慢，在物理吸收中這部分液體往往被溶質所飽和而不能再進行吸收，但在化學吸收中則要吸收多得多的溶質才能達到飽和。 五、計算： 1、例題2-4（考試的難度）書中有錯P47：對于例2-3給定的重油，若燃料中硫全部轉化為SO2（其中SO2占97%）試計算空氣過剩系數a=1.20時煙氣中SO2及SO3的濃度，以10-6表示：并計算此時煙氣中CO2的含量，以體積百分數表示。 解：由例2-3知理論空氣量條件下煙氣組成（mol）為 CO2:73.58， H2O:47.5+0.0278 SOx：0.5 N2:97.83×3.78 理論煙氣量為 73.58+（47.5+0.0278）+0.5+97.83×3.78=491.4mol/kg重油 即 491.4×22.4/1000=11.01mn3/kg重油 空氣過剩系數a=1.20時，實際煙氣量為 11.01+10.47×0.2=13.10 mn3/kg重油 其中10.47為 1kg重油完全燃燒所需理論空氣量（見例2-3） 煙氣中SO2的體積為 0.5×0.97×22.4/1000=0.0109 mn3/kg SO3的體積為 0.5×0.03×22.4/1000=3.36×10-4 mn3/kg 所以煙氣中SO2及SO3的濃度分別為： PSO2=0.0109/13.10=832×10-6 PSO2=3.36×10^-4/13.10=25.65×10-6 當a=1.2時，干煙氣量為： ［491.4-（47.5+0.0278）］×22.4/1000+10.47×0.2=10.04 mn3 CO2的體積為： 73.58×22.4/1000=1.648 mn3/kg重油 所以干煙氣中CO2的含量以體積計為： 1.648/12.04×100%=13.69% 2、例題4-2?（96P） 某石油精煉廠自平均有效源高 60m處排放的SO2量為80g/s，有效源高處的平均風速為6m/s，試估算冬季陰天正下風向距離煙囪500m處地面上的SO2濃度。 解：在陰天大氣條件下，穩(wěn)定度為D級，查表得，在x=500m處，σy=35.3m，σz=18.1m。把數據代入公式得： （有錯，請參照書本修改） = =2.73x10-5g/m3=0.0273mg/m3 3、例題6-2 （P171） [例6—2] 已知XZT—90型旋風除塵器在選取入口速度v1=13m/s時，處理氣體量Q=1.37m3/s。試確定凈化工業(yè)鍋爐煙氣（溫度為423K，煙塵真密度為2.1g/c m3）時的分割直徑和壓力損失。已知該除塵器筒體直徑0.9m，排氣管直徑為0.45m，排氣管下緣至錐頂的高度為2.58m，423K時煙氣的粘度(近似取空氣的值) μ=2.4×10-5Pa·s。 解： 假設接近圓筒壁處的氣流切向速度近似等于氣流的入口速度， 即V1=13 m／s,取內外渦旋交界圓柱的直徑d0=0.7de , 根據公式（6-10：n=1-[1-0.67(D)0.14](T/283)0.3）得 n=1–〔1-0.67（D0.14）〕〔T／283〕0.3 =1–〔1-0.67（D0.14）〕〔423／283〕0.3 =0.62 由公式 （6-9：VTRn=常數）得氣流在交界面上的切向速度 VT0 =13×[0.9／（0.7×0.45) ]0.62=24.92 m／s Vr由公式（6-12：Vr=Q／2πr0h0）計算： Vr=Q／2πr0h0=1.37／（2π×0.7×0.225×2.58） =0.54 m／s 根據式（6-16）dc= ︱18 Vr r0／ pvt02︱1／2 =[（18×2.4×10-5×0.54×0.7×0.225）／（2100×24.922）]1/2 =5.31×10-6 m =5.31 m 此時旋風除塵器的分割直徑為5.31 m 根據（6-13： △p=0.5 v12 ） 計算旋風除塵器操作條件下的壓力損失：423k時煙氣密度可近似取為 =1.293×273/423=0.834 kg/m3 =16A/dc2=16×1.37/(13×0.452)=8.33 △p =0.5 VT12=0.5×8.33×0.834×132=587 Pa 4、例題4-3（P99） 在例4—1的條件下，當煙氣排出的SO2速率為150g/s時，試計算陰天的白天SO2的最大著地濃度及其出現(xiàn)的距離。 解：（1）確定大氣穩(wěn)定度：根據題設，陰天的白天為D級。根據擴散參數的選取方法，城區(qū)中的點源，D級向不穩(wěn)定方向提一級，則應為C級。 （2）計算最大著地濃度：由例4—1計算結果，有效源高H=304.9m,由式（4—11）求得出現(xiàn)最大著地濃度時的垂直擴散參數： ?z｜x=xρmax = = =215.6m 查表4—4或按表4—8中的冪函數計算，在C級穩(wěn)定度 ?z=215.6m時，xρmax=3998m, ?y=358m 由式（4—10）求得最大著地濃度： = = =5.69 10-5g/m3=0.0569mg/m3