东华理工大学《大气污染控制工程》试题库.docx
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名词解释
逆温:
上部气温高,下部气温低的一种大气现象,不利于污染物的扩散。
湿绝热直减率:
饱和湿空气块绝热上升或下降单位高度(通常100米)时温度降低或升高的数值。
干绝热直减率:
干空气块(包括未饱和湿空气块)绝热上升或下降单位高度(通常100米)时温度降低或升高的数值。
空气过剩系数:
燃烧时为保证完全燃烧供给过量空气,实际空气量和理论空气量之比。
空燃比:
单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。
污染系数:
分割粒径:
指分级除尘效率达到50%时的颗粒粒径。
有效驱进速度:
电附尘器在实际使用中,根据在一定的除尘器结构形式和运行条件下测得的总捕食效率,代入德意希方程反算出相应的驱进速度值,称为有效驱进速度。
粉尘初层:
袋式除尘器中,颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用,逐渐在滤袋表面形成一层粉尘。
称粉尘初层。
气布比:
袋式除尘中烟气实际体积流量与滤布面积之比,是过滤速度,也叫气布比。
穿透时间(保护作用时间):
吸附床使用一段时间后,污染物出口浓度达到最大容许浓度,被穿透,吸附剂必须再生,从含污染物气体开始进入吸附床到穿透,称为保护作用时间。
吸附剂的活性:
单位吸附剂所能吸附的吸附质的量。
包括动活性和静活性。
露点:
在一定压力下,气体物质因降温冷凝出第一个液滴时的温度称为露点温度,简称露点。
泡点:
在一定压力下,某流体物质因加热开始出现第一个气泡时的温度,称为泡点。
填空题
绪论(31)
1、大气污染物的人为污染源包括三方面:
、和。
生活、工业、交通运输
2、按形成过程气态污染物可分为和两种。
一次污染物、二次污染物
3、含硫化合物的一次污染物有、,二次污染物有、和。
4、含氮化合物的一次污染物有、,二次污染物有、和。
5、含碳氧化物的一次污染物有、。
6、有机化合物的二次污染物有、、和。
醛、酮、过氧乙酰硝酸酯和O3
7、卤素化合物的一次污染物有、。
8、全球性大气污染问题包括、和等三大问题。
酸雨、臭氧层破坏、温室效应
9、中国的大气污染现阶段以为主,主要污染物是和。
煤烟型、粉尘和SO2
10、对两控区内污染源SO2排放应除执行外,还应执行。
燃烧(20)
常规燃料主要有____、____、____。
煤、石油、天然气
2、列举非常规燃料类型____、____、____、____、____。
城市固废、商业和工业固废、农村废物、水生植物、污水厂处理废物等
3、煤中硫的形态有____、____、____。
4、燃料燃烧的“三T”条件是_____、____、____。
时间、温度、湍流
5、燃料完全燃烧的条件包括_____、____、____和____。
6、燃烧设备的热损失包括:
_____、____、____。
排烟热损失、不完全燃烧热损失、炉体散热损失
扩散(42)
1、确定大气稳定度时主要依据、、_____等三种气象因素。
辐射强度、云量、风速
2、P-G法将大气稳定度分6级,分别对应:
A:
____、B____、C____、D____、E____、F____。
强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、弱稳定、稳定
3、与稳定度有关的五种典型烟流有:
___、___、___、___、___。
波浪型、锥形、扇形、爬升型、漫烟型
4、列举影响大气污染物扩散的三种地方性风场____、____、____。
山谷风、海陆风、城市热岛环流
5、大气圈分为以下五层:
___、___、___、___、___。
对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层
6、列举影响大气污染物扩散的气象现象(七种)____、____、___、___、___、___、____。
7、逆温根据的生成过程,可分成:
___、___、___、___、___等五种。
8、典型的烟流形状有以下五种:
___、___、___、___、___。
9、地方形风场主要包括___、___、___等三种。
脱硫及管道
1、控制SO2排放的方法有、、、____、____。
采用低硫燃料、清洁能源替代、燃料脱硫、燃烧过程脱硫、未端尾气脱硫
2、管道系统总压力损失由______和______两部分组成。
磨擦压损、局部压损
3、常用的吸气式集气罩可分为___、___、___、___等。
密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩
4、燃烧前脱硫,烧灰固态加工方法包括______和______两种。
选煤、型煤固硫
5、脱硫方法中,烧的转化方法包括______和______两种。
6、烟气脱硫方法按产物处理方式分为______和______两种。
7、烟气脱硫方法按脱硫剂状态分为___和____两种。
8、有机气体的燃烧净化方法有___、___、___、___等三种
直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧
9、集气罩口气流运动方式有两种:
___、___。
吸入式、吹出式
10、集气罩按罩口气流运动方式分类,可分为___、___。
11、吸气式集气罩分为、、、____等四种。
除尘部分
1、湿式除尘的主要机理是____和_____之间的____、____。
液滴、颗粒、惯性碰撞、拦截作用
2、袋式除尘初期,颗粒因___、___、___、___等作用在滤袋表面形成一层粉尘叫____。
3、电除尘器的工作原理涉及:
___、___、___等三个基本过程。
悬浮粒子荷电、带电粒子在电场内迁移捕集、除尘
4、电除尘器的主要结构包括:
___、___、、___等四个基本组成。
电晕电极、集尘极、高压供电设备、气流分布板
5、根据湿式除尘器的净化机理,可分为___、___、、___、___、、___等七类。
重力喷雾式洗涤器、旋风洗涤器、自激喷雾洗涤器、板式洗涤器、填料式洗涤器、文丘里洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器
6、袋式除尘器的常用清灰方式有__、、___等三类。
机械振动清灰、逆气流清灰、脉冲喷吹清灰
7、确定过滤气速的依据有:
__、、___等。
含尘浓度、滤料种类及清灰方式
气态部分
1、列举常用的五种吸附剂____、____、____、____、____。
活性炭、活性氧化铝、硅胶、沸石、分子筛、白土
2、吸附设备的主要类型有:
____、____、____。
固定床、移动床、流化床
3、催化剂通常由____、____、____三部分组成。
活性组分、助催化剂、载体
4、催化剂的性能主要是指它的____、_____和____。
活性、选择性、稳定性
5、吸收法净化气态污染物通常采用的吸收剂有、和等。
水、碱液、稀酸
6、吸附剂常用的再生方法有____、____、____、____等四种
7、最常用的冷凝方法是____和____。
表面冷凝和接触冷凝
选择题
1、下列条件,一定会使烟气抬升高度增加的是(D )
A:
风速增加,排气速率增加,烟气温度降低;
B:
风速增加,排气速率降低,烟气温度增加;
C:
风速降低,排气速率增加,烟气温度降低;
D:
风速降低,排气速率增加,烟气温度增加。
2、下列有关温度对燃烧产物的影响叙述正确的是(D)
A、燃烧温度对硫氧化物产量影响很大B、粉尘产量随燃烧温度升高而升高
C、CO产量随燃烧温度升高而升高D、氮氧化物产量随温度升高而升高
3、下列有关大气污染气象学中的混合层高度描述最确切的是:
(C )
A:
它表明了可能形成云的最低高度; B:
它给出了风速计应放置的高度;
C:
它表明了垂直方向对流混合发生的高度范围; D:
它提供了当地的对流因子。
4、下列物质属于二次污染物的是(C)
A、CO2B、SO2C、NO2D、CH4
5、有关污染系数的描述正确的是:
C
A:
某方向的污染系数与风向频率成反比,与该风向的平均风速成正比;
B:
污染系数越大,则该方向的上风向受污染的可能性越大;
C:
某方向的污染系数与风向频率成正比,与该风向的平均风速成反比;
D:
污染系数越大,则该方向的下风向受污染的可能性越小。
6、下列哪个条件下,大气处于最不稳定状态(C )
A:
晴朗,静风,10月份的下午6点; B:
阴天,有风,3月份下午3点;
C:
晴朗,有风,7月份下午3点; D:
晴朗,静风,7月份的下午3点。
7、燃料中的碳氢化合物燃烧分解成活性基团,破坏空气中N2分子键,生成NOx属于(A)
A、热力型NOxB、燃料型NOxC、混合型NOxD、快速型NOx
8、关于大气温度层结的描述正确的是:
B
A:
正常层结中气温随高度增加而增加;B:
中性层结中气温直减率接近于1K/100m;
C:
等温层结的气温随高度增加而增加;D:
逆温层结中气温随高度增加而递减。
9、下列有关大气稳定度的描述正确的是:
D
A:
指在水平方向上大气稳定的程度。
B:
不稳定层中的气块,有回到原位的趋势。
C:
外力去除后,气块有加速趋势,则大气是稳定的。
D:
使气块保持均速的大气是中性的。
10、下列有关大气稳定度的描述正确的是:
D
A:
γ>γd时,加速a<0,大气不稳定;B:
γ<γd时,大气不稳定;
C:
γ=γd时,大气不稳定;D:
γ>γd时,加速a>0,大气不稳定;
11、下列图从太阳升起时起,出现的先后顺序是:
B
A:
I,II,III,IV;B:
III,I,IV,II;
C:
I,IV,II,III;D:
IV,I,II,III。
12、近地层风速廓线的对数律模式:
,Z0代表:
D
A:
Z处平均风速;B:
磨擦速度;C:
卡门常数;D:
地面粗糙度。
13、近地层风速廓线的指数律模式:
,m代表:
C
A:
Z处平均风速;B:
已知高度处平均风速;C:
稳定度参数D:
地面粗糙度。
14、烟囱高度计算方法:
①按地面最大浓度的计算②按地面绝对最浓度计算③按一定保证率计算。
结果按从高到低排列顺序一般为:
D
A:
①②③;B:
③①②;C:
②①③;D:
②③①。
15、下列关于污染系数的描述不正确的是:
A:
某一风向的染污系数小,表示从该方向上吹来的风所造成的污染小。
B:
污染源应布置在污染系数最小的方位。
C
C:
选择厂址时,居民区位于污染系数最大的方向上。
D:
选择厂址时,敏感点位于污染系数最小方向上。
16、选择袋式除尘的过滤气速时,可不考虑下列哪些因素(D)
A:
含尘浓度; B:
滤料种类; C:
清灰方式; D:
过滤面积。
17、某烟气含尘浓度很高,拟采用多级除尘,下列组合合理的是(A)
A、旋风除尘—静电除尘B、文式洗涤器—袋式除尘
C、静电除尘—旋风除尘D、袋式除尘—湿式除尘
18、用公式ŋ=(1—C2÷C1)×100%来计算除尘效率的条件是(D)。
A、适用于机械除尘器B、适用于洗涤式和过滤式除尘器
C、适用于静电除尘器D、适用于漏风率为0的除尘装置
注:
C1和C2分别为除尘器进出口污染物浓度。
19、采用三级除尘处理某烟气,已知η1=80%,η2=90%,η3=95%,则总通过率P为(A)
A、0.1%B、99.9%C、0.5%D、99.5%
20、关于电除尘器的有效驱进速度ω,下列描述正确的是:
(A)
A、在颗粒直径为2-50μm时,ω与直径成正比;
B、若直径为10μm的颗粒ω=15cm/s,则5μm的颗粒ω=10cm/s;
C、在颗粒直径为2-50μm时,ω与直径成反比;
D、若直径为10μm的颗粒ω=15cm/s,则5μm的颗粒ω=30cm/s;
21、下列关于吸收法净化气态污染物的说法正确的是(A)
A:
提高温度有利于化学吸收 B:
提高温度有利于物理吸收
C:
降低压力有利于化学吸收D:
降低压力有利于物理吸收
22、关于气体吸附影响因素的描述,不正确的是:
( A )
A:
低温有利于物理吸附,也有利于化学吸附;
B:
起主要吸附作用的是直径与被吸附气体分子大小相等和微孔;
C:
吸附剂的比表面积越大越有利于吸附;
D:
吸附剂的活性分为静活性和动活性。
23、催化作用的特征不包括(D)
A:
加速化学反应速度;B具有选择性;
C:
缩短到达平衡的时间,D:
使平衡转化率提高。
问答题
1、高斯扩散模式的主要假设是什么。
(1)污染物在y,z,轴上分布符合正态分布
(2)全部空间内风速是均匀稳定的
(3)源强连续均匀(4)扩散中污染物质量守恒。
2、吸入气流与吹出气流的主要差异在哪里?
(1)吹出气流沿射流方向流量增加呈锥形;吸入流等速面为椭球面,等速面流量相等等于吸入口流量
(2)吹出流射流轴线速度基本与射程成正比,吸入区气速与距吸气口距离平方成反比,吸气口能量衰减快,作用范围小。
3、简单介绍燃烧前燃料脱硫的几种方法。
第一煤炭固态加工,主要是选煤和型煤固硫;第二煤的气化;第三煤的液化。
煤的转化包括重油脱硫,分直接脱硫和间接脱硫。
4、何谓有效高度?
影响烟囱有效高度的因素有哪些?
烟囱的有效高度是几何高度与烟气抬升高度之和。
影响烟气抬升高度的因素有两方面,1,初始动量其大小决定于烟气出口流速和烟囱内径,2,由于烟高于周围气温而产生浮力,大小决定于温差3,此外平均风速、风速垂直变化及大气稳定度都对烟气抬升有影响。
5、简述旋风除尘器中粉尘的运动轨迹及除尘机理。
要点:
讲出三种运动轨迹,内涡旋、外涡旋、上涡旋,除尘机理粉尘如何在重力作用下运动并被除去的。
6、简述文丘里除尘器的主要组成和除尘机理。
要点:
组成:
文式管和除雾器,文式管又由收缩管、喉管、扩散管组成。
原理:
液滴加速、液滴雾化、由于惯性碰撞实现微细粒的捕集。
7、简述双膜理论的基本要点,并画出其示意图。
吸收过程为透过两层层流膜的分子扩散,通过两层膜的分子扩散阻力,就是吸收过程的总阻力。
(1)存在两层膜,气膜和液膜
(2)气、液相主体无传质阻力,无浓度差(3)界面上处于平衡状态(4)两层膜中是分子扩散阻力处层流态。
8、在湿法脱硫使用过程中,影响设备运行的因素有哪些?
设备腐蚀
(2)结垢堵塞(3)脱硫剂的利用率(4)固液分离问题
9、气固催化反应过程包括哪些步骤?
外扩散- 内扩散- 反应生成产物并脱离内表面- 内扩散- 外扩散
10、化学吸收与物理吸收相比优点有哪些?
单位体积容纳的溶质量增加,平衡分压降低,吸收推动力增加
(2)溶质在液膜的扩散阻力降低,吸收速度提高(3)物理吸收中的死区,化学吸收中成为的溶液,增加了吸收面。
11、可作为吸附剂的物质应具备的条件有哪些:
比表面积大(活性炭1000-1500m2/g)、选择性好(有利于分离混合性气体)、机械强度、化学稳定性、较大的吸附容量、来源广泛、价格低廉、物丰价廉。
12、影响气体吸附的因素有哪些?
操作条件:
低温有利于物理吸附,适当升温有利于化学吸附。
加压有利用吸附。
吸附剂的性质:
孔隙率、孔径、粒度等影响比表面积,从而影响吸附效果。
吸附质的性质与浓度;
吸附剂的活性:
单位吸附剂所能吸附的吸附质的量。
13、流化床燃烧脱硫的影响因素有哪些?
钙硫比、煅烧温度、脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构、脱硫剂的种类
14、简述热力燃烧过程的三个步骤。
提供预热能量,由燃烧辅助燃料获得。
达到反应温度,使高温燃气与废气充分混合。
充分燃烧,均匀混合废气在反应温度下燃烧
计算题
1、已知煤炭的重量组成为:
C77.2%,H5.2%,N1.2%,S1.6%,O5.9%,灰分8.9%。
燃烧条件为:
空气过剩20%,试计算SO2和CO2在烟气中的浓度(以g/m3N表示)。
2、燃烧装置用重油为燃料,其成分分析结果如下(质量比):
C88.3%;H9.5%;S1.6%;H2O0.5%; 灰分0.1%,计算
(1)燃烧1kg重油的理论空气量;
(2)空气过剩系数为1.2时,求标准状态下干烟气中SO2的最大浓度(以mg/m3表示)。
(4/)
3、一除尘系统由A、B两级串联组成,粉尘由5μm和10μm两种粒径等质量组成,A的分级除尘效率分别为70%和85%,B的分级除尘效率分别为76%和88%,计算该系统的总除尘效率。
(6/)
4、重力沉降室几何尺寸如下L×B×H=6m×4m×3m,处理气量为2800m3/h,粘度为μ=2.4×10-5Pa·s,ρ=2100kg/m3,求能捕集的最小粉尘粒径。
(3/)
5、静电除尘器的总除尘效率为95%,烟气中含有两种粒子5μm和10μm,5μm粉尘质量是10μm粉尘质量的2倍,若驱进速度正比于粒径,求两种粒子的分极除尘效率。
(5/)
6、某电除尘器实测除尘效率为90%,要将其除尘效率提高到99%,集尘板面积应增加多少倍?
7、某旋风除尘器处理含有4.5g/m3灰尘的气流,其除尘总效率为90%。
已知粉尘分析试验结果如下:
粒径范围(μm)
捕集粉尘的重量百分数
逸出粉尘的重量百分数
0~10
1.9
88.9
10~20
3.9
6.6
20~30
4.2
2.2
30~40
4.0
0.9
>40
86.0
1.4
求:
(1)在下图中做出分级效率曲线(3′)
(2)确定分割粒径(2′)
8、某100万kw的燃煤电站的能量转换效率为40%,所燃煤的热值为26,700kJ/kg,灰分含量为12%,假定50%的灰分以颗粒物形式进入烟气。
现在用电除尘器捕集烟气中的颗粒物(飞灰),其参数为
粒径区间,µm
0~5
5~10
10~20
20~40
>40
粒子的质量百分比,%
14
17
21
23
25
分级捕集效率,%
70
92.5
96
99
100
试计算
(1)电除尘器的总除尘效率
(2)电厂每小时的燃煤量
(3)该电厂排放颗粒物的量,以kg/s计。
9根据对某旋风除尘器的现场测试得到:
除尘器进口的气体流量为10000m3N/h,含尘浓度为4.2g/m3N。
除尘器出口含尘浓度为340mg/m3N。
试计算该除尘器的除尘效率。
10有一两级除尘系统,已知系统的流量为2.22m3/s,工艺设备产生粉尘量为22.2g/s,各级除尘效率分别为80%和95%。
试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。
11、含有10%SO2的废气以17.24kmol/h的流量从填料塔底送入,要求洗涤后SO2含量不大于0.5%,求每小时最小的喷水量是多少公斤?
(已知在气相SO2摩尔分数为10%时,其液相平衡时摩尔分数为0.27%)(6/)
12、在吸收塔内用清水吸收混合气中的SO2,气体流量为5000m3N/h,其中SO2占5%,要求SO2的回收率为95%,气、液逆流接触,在塔的操作条件下,SO2在两相间的平衡关系近似为Y*=26.7X,若用水量为最小用水量的1.5倍,用水量应为多少?
13、某活性炭填充固定吸附床层的活性炭颗粒直径为3mm,把浓度为0.15kg/m3的CCl4蒸汽通入床层,气体速度为5m/min,在气流通过220min后,吸附质达到床层0.1m处;505min后达到0.2m处。
设床层高1m,计算吸附床最长能够操作多少分钟,而CCl4蒸汽不会逸出?
14、在直径为1m的立式吸附器中,装有1m高的某种活性炭,填充密度为230kg/m3,当吸附CHCl3与空气混合气时,通过气速为20m/min,CHCl3的初始浓度为30g/m3,设CHCl3蒸汽完全被吸附,已知活性炭对CHCl3的静活性为26.29%,解吸后炭层对CHCl3的残留活性为1.29%,求每周期吸附操作时间。
15、一管式催化反应器用来把SO2转化为SO3。
其反应方程式为:
2SO2+O2->2SO3
总进气量是7264kg/d,进气温度为250。
C,二氧化硫的流速是227kg/d。
假设反应是绝热进行且二氧化硫的允许排放量是56.75kg/d。
试计算气流的出口温度。
SO2反应热是171.38kJ/mol,热容是0.20J/(g.K)。
计算题答案
1.答案:
以完全燃烧1kg煤为基础,计算各组分的摩尔数、需氧量和产生烟气量,计算结果见下表。
质量/g
转化为mol数
mol/1kg煤
需O2量/mol
产生的烟气量/mol
H
52
÷1=
52
13
26(H2O)
C
772
÷12=
64.33
64.33
64.33(CO2)
N
12
÷14=
0.857
0
0.429(N2)
S
16
÷32=
0.5
0.5
0.5(SO2)
O
59
÷16=
3.688
-1.844
0
灰分
89
-
-
0
0
因此,燃烧需要的理论氧气量为:
需要的实际空气量为:
产生烟气:
=10.2m3/kg煤
烟气的组成为:
CO2=64.33×44/10.2=277g/m3
SO2=0.5×64/10.2=3.13g/m3
2.答案:
以1kg重油为基准,计算如下表
组分
质量/g
mol数
需O2量/mol
烟气量/mol
C
883
73.58
73.58
73.58
H
95
95
23.75
47.5
S
16
0.5
0.5
0.5
H2O
5
0.278
0
0.278
理论空气量:
(73.58+23.75+0.5)×4.78=467.63mol/kg=10.47m3N/kg
理论烟气量73.58+47.5+0.5+0.278+(73.58+23.75+0.5)×3.78=491.7mol/kg=11.01m3N/kg
实际烟气量11.01+10.47×0.2=13.1m3N/kg
干烟气量 13.1-(47.5+0.278)×22.4/1000=12.03m3N/kg
SO2浓度 0.5×64/12.03×1000=2660mg./m3
3.答案:
A级总除尘效率
B级总除尘效率
A、B串联后
4
答案
.5答案:
设5μm、10μm颗粒的驱进速度分别为5ω和10ω,则分级除尘效率
解方程可得x=0.0724,则5μm、10μm颗粒的分级效率分别为92.76%和99.48%
6.答案:
电除尘器效率公式
若有效驱进效率不变η1=90%,η2=99%
则将公式变换:
所以集尘板面积应增加1倍。
7.答案:
粒径范围(μm)
捕集粉尘的重量百分数
逸出粉尘的重量百分数
除尘效率%
中位径
0~10
1.9
88.9
16.13
5
10~20
3.9
6.6
84.17
15
20~30
4.2
2.2
94.49
25
30~40
4.0
0.9
97.56
35
>40
86.0
1.4
99.82
40
(1)分级除尘效率,按公式可得到表中的除尘效率。
(2)由图可知dc50为9μm
8.
(1)除尘效率:
(2)燃煤量(100×104/26700)/40%kg/s=337吨/小时
(3)排放量:
337×12%×50×(1-0.9346)×1000/3600=0.367kg/s
9.
10.
11答案:
由题中已知条件可得:
.
12GB=5000×0.95=4750m3N/h。
解:
Y1=0.053,
;
。
因此用水量Ls=25.4GB×1.5=1.81×105m3N/h。
13.解:
利用公式
,将已知数据代入
,解得
因此
。
14.解
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