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(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)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(zhì)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(nèi)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(zhì)（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(jīng)過一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì). （P5） 7、大氣污染物控制標(biāo)準(zhǔn)：是根據(jù)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)引申出來的一種輔助標(biāo)準(zhǔn)，如燃料、原料使用標(biāo)準(zhǔn)，凈化裝置選用標(biāo)準(zhǔn)，排氣筒高度標(biāo)準(zhǔn)及衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn)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(shù)值。(P71) 10、溫度層結(jié)：用坐標(biāo)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(jié)曲線，簡稱溫度層結(jié)。(P72) 11、空氣動力學(xué)當(dāng)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(shù)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(zhì)從氣相傳遞到液相的相際間傳質(zhì)過程。 14、大氣污染綜合防治：為了達(dá)到區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量控制目標(biāo)，對多種大氣污染控制方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、區(qū)域適應(yīng)性和實(shí)施可能性等進(jìn)行最優(yōu)化選擇和評價，從而得出最優(yōu)的控制技術(shù)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(shí)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(biāo)志，常以吸附劑上已吸附吸附質(zhì)的量與所用吸附劑量之比的百分?jǐn)?shù)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(jī)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(diǎn)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(yùn)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(xué)轉(zhuǎn)化再生 。（267頁） 7、常用的除塵器可分為 機(jī)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(jī)硫（CxHySz）和元素硫四種形態(tài)的硫。P31 9、地方性風(fēng)場有 海陸風(fēng) 、 山谷風(fēng) 、 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(shù)指標(biāo)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(biāo)：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(dǎo)電性、粘附性及自然性和爆炸性。(P132) 14、影響旋風(fēng)除塵器效率的因素有 二次效應(yīng) 、 比例尺寸 、 煙塵的物理性質(zhì) 、 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(kuò)散荷電 兩種粒子荷電機(jī)理。 三、簡答 1、 控制大氣污染的技術(shù)措施（P20） ①實(shí)施清潔生產(chǎn) ②實(shí)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(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：是進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量管理、大氣環(huán)境質(zhì)量評價，以及制定大氣污染防治規(guī)劃和大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。②大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：是控制大氣污染物的排放量和進(jìn)行凈化裝置設(shè)計(jì)的而依據(jù)。③大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：是為保證達(dá)到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)而從某一方面做出具體技術(shù)規(guī)定，目的是使生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和管理人員容易掌握和執(zhí)行。④警報標(biāo)準(zhǔn)：警報標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)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(kuò)散模式四點(diǎn)假設(shè)（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(fēng)速是均勻的，穩(wěn)定的；③源強(qiáng)是連續(xù)均勻的；④在擴(kuò)散過程中污染物的質(zhì)量是守恒的。 5、煙囪高度計(jì)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(zhì)的溶解度與氣相中溶質(zhì)的平衡分壓成正比。 7、物理吸附的特征（P262） 答：①吸附質(zhì)與吸附劑間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；②吸附過程極快，參與吸附的各相間常常瞬間即達(dá)平衡；③吸附為放熱反應(yīng)；④吸附劑與吸附質(zhì)間的吸附不強(qiáng)，當(dāng)氣體中吸附質(zhì)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(zhì)。 8、化學(xué)吸附的特征（P262） ①吸附有很強(qiáng)的選擇性；②吸附速率較慢，達(dá)到吸附平衡需相當(dāng)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(xué)轉(zhuǎn)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(jīng)濟(jì)、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(yù)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(wù)，一是綜合研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展將給環(huán)境帶來的影響和環(huán)境質(zhì)量變化的趨勢，提出區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和區(qū)域環(huán)境質(zhì)量不斷得以改善的最佳規(guī)劃方案；二是對工作失誤已經(jīng)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(shí)施方案。 （2）嚴(yán)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(jìn)保護(hù)管理機(jī)構(gòu)三部分組成的。環(huán)境管理的方法是運(yùn)用法律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、教育和行政等手段對人類的社會和經(jīng)濟(jì)活動實(shí)施管理，從而協(xié)調(diào)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系。 （3）控制大氣污染的技術(shù)措施：實(shí)施清潔生產(chǎn)；實(shí)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(jīng)濟(jì)政策：保證必要的環(huán)境保護(hù)投資，并隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐年增加；實(shí)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(diào)節(jié)空氣溫濕度或城市小氣候，保持水土，防治風(fēng)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(zhì)量的基礎(chǔ)，也是實(shí)行環(huán)境規(guī)劃與治理等項(xiàng)綜合防治措施的前提。 2、論述煙流形狀與大氣穩(wěn)定度關(guān)系（P76） 大氣污染狀況與大氣穩(wěn)定度有密切關(guān)系。大氣穩(wěn)定度不同，高架點(diǎn)源排放煙流擴(kuò)散形狀和特點(diǎn)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(kuò)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(diǎn)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(kuò)散很小，像一條帶子飄向遠(yuǎn)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(dāng)煙囪很高時，近處地面上不會造成污染，在遠(yuǎn)方會造成污染，煙囪很低時，會造成近處地面上嚴(yán)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(jié)。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(kuò)展，當(dāng)擴(kuò)展到煙流的下邊緣或更高一點(diǎn)時，煙流便發(fā)生了向下的強(qiáng)烈擴(kuò)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(diǎn)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(jié)曲線圖上，從下午最大地面溫度 點(diǎn)作干絕熱線，與早晨溫度層結(jié)曲線的交點(diǎn)的高度，即為代表全天的混合層高度。 4、化學(xué)反應(yīng)對吸收的影響（P252） ①溶質(zhì)進(jìn)入溶劑后因化學(xué)反應(yīng)而消耗掉，單位體積溶劑能夠容納的溶質(zhì)量增多，表現(xiàn)在平衡關(guān)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(yīng)進(jìn)行得很快，以致氣體剛進(jìn)入氣液界面就被消耗殆盡，則溶質(zhì)在液膜中的擴(kuò)散阻力大為降低，甚至降為零。這就使總吸收系數(shù)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(zhì)所飽和而不能再進(jìn)行吸收，但在化學(xué)吸收中則要吸收多得多的溶質(zhì)才能達(dá)到飽和。 五、計(jì)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(zhuǎn)化為SO2（其中SO2占97%）試計(jì)算空氣過剩系數(shù)a=1.20時煙氣中SO2及SO3的濃度，以10-6表示：并計(jì)算此時煙氣中CO2的含量，以體積百分?jǐn)?shù)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(shù)a=1.20時，實(shí)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(dāng)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(jì)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(fēng)速為6m/s，試估算冬季陰天正下風(fēng)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(shù)據(jù)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(fēng)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?shù)母叨葹?.58m，423K時煙氣的粘度(近似取空氣的值) μ=2.4×10-5Pa·s。 解： 假設(shè)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(nèi)外渦旋交界圓柱的直徑d0=0.7de , 根據(jù)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(shù)）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(jì)算： Vr=Q／2πr0h0=1.37／（2π×0.7×0.225×2.58） =0.54 m／s 根據(jù)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(fēng)除塵器的分割直徑為5.31 m 根據(jù)（6-13： △p=0.5 v12 ） 計(jì)算旋風(fēng)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(dāng)煙氣排出的SO2速率為150g/s時，試計(jì)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(jù)題設(shè)，陰天的白天為D級。根據(jù)擴(kuò)散參數(shù)的選取方法，城區(qū)中的點(diǎn)源，D級向不穩(wěn)定方向提一級，則應(yīng)為C級。 （2）計(jì)算最大著地濃度：由例4—1計(jì)算結(jié)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(kuò)散參數(shù)： ?z｜x=xρmax = = =215.6m 查表4—4或按表4—8中的冪函數(shù)計(jì)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