大气污染控制工程复习题

第一章

大气（干燥清洁的空气、水蒸气、和各种杂质组成）由：环绕地球的全部空气的总和

环境空气：人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气

大气污染：由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。

大气污染物：由于人类活动或自然过程排入大气的，并对人和环境产生有害影响的物质。

全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。

大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两类：气溶胶状态污染物，气体状态污染物。

按照大气污染范围分为：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染

温室效应：大气中的二氧化碳和其他微量气体，可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象，称为“温室效应”。

气溶胶：气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统。

粉尘：悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用能发生沉降，但在一段内能保持悬浮状态。

烟：由冶金过程形成的固体颗粒的气溶胶。

飞灰：随燃料燃烧产生的烟气排出的分散得较细的飞灰。

黑烟：一般由燃料燃烧产生的能见气溶胶。

霾（灰霾）：大气中悬浮的大量微小尘粒使空气浑浊，能见度降低到10km以下的天气现象。

雾：是气体中滴液悬浮体的总称。

TSP（总悬浮颗粒物）：悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。

PM10（可吸入颗粒物）：悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物。

气态状态污染物：以分子状态存在的污染物。可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物是指直接从污染源排放到大气中的原始污染物质；

二次污染物是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间进行一系列化学或光化学反应而生产的与一次污染物性质不同的新污染物质。

硫酸烟雾：硫酸烟雾系大气中的SO2等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的 悬浮颗粒或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害，要比SO2气体大得多。

光化学烟雾：光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾。其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物强烈得多

大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类。污染源的空间分布可分为点源和面源。按照人们的社会活动功能不同，可将人为污染源分为生活污染源、工业污染源和交通运输污染源三类

环境空气质量控制标准按其用途可分为环境空气质量标准、大气污染排放标准、大气污染控制技术标准及大气污染警报标准等。

2.与大气污染控制相关的环境质量标准、污染物排放标准的使用方法；

3.大气污染物浓度不同单位换算的方法。

第二章

影响燃烧过程的主要因素：空气与燃料之比、温度、时间和湍流度。通常将温度、时间和湍流度称为燃烧过程的“3T”

2.理论空气量、烟气量、实际空气量、烟气量、烟气中污染物浓度的计算；

燃烧发热量：单位燃料完全燃烧时发生的热量变化，即在反应物开始状态和反应产物终了状态相同的情况下的热量变化 燃料设备的热损失：（1）排烟热损失（2）不完全燃烧热损失（3）炉体散热损失

第三章

1.大气圈的垂直结构：是指气象要素的垂直分布情况，如气温、气压、大气密度和大气成分的垂直分布等。

大气圈分为5层，对流层：（1）虽然较薄，但却集中的整个大气质量3/4和几乎全部水蒸气，主要的大气现象都发生在这一层中，它是天气变化醉复杂、对人类活动影响最大的一层（2）大气温度随高度增加而降低，每升高100m平均温降约0.65度（3）空气具有强烈的对流运动，主要是由于下垫面受热不均及其本身特征不同造成的（4）温度和湿度的水平分布不均匀，在热带海洋上空，空气比较温暖潮湿，在高纬度内陆上空，空气比较寒冷干燥，因此也经常发生大规模空气

的水平运动。平流层：几乎没有大气对流运动，大气混合微弱，极少出现雨雪天气，所以进入平流层中的大气污染物的停留时间很长，特别是进入平流层的氟氯烃等大气污染物，能与臭氧发生光化学反应，致使臭氧层的臭氧逐渐减少。中间层：气温随高度升高而迅速降低，其顶部气温可达零下83度以下，因此大气的对流运动强烈，垂直混合明显。暖层：在强烈的太阳紫外线和宇宙射线作用下，再度出现气温随高度升高而增高的现象。散逸层：气温很高，空气极为稀薄，空气粒子的运动速度很高，可以摆脱地球引起而散逸到太空中。

2.气温：气象上讲的地面气温一般是指距地面1.5m高处的百叶箱中观测到的空气温度。气压：大气的压力。一个标准大气压P0=101325Pa.

气湿：空气的湿度简称气湿。风向和风速：风向指风的来向，风速指单位时间内空气在水平方向运动的距离。云况：漂浮在空气中的水汽凝结物。能见度：视力正常的人在当时的天气条件下，能够从天空背景中看到或辨认出的目标物的最大水平距离。

3. 温度层结的种类及判断；四种类型（1）气温岁高度增加而递减，且γ＞γd，称为正常分布层结或递减层结（2）气温直减率接近于1K/（100m），即γ=γd，称为中性层结（3）气温不随高度变化，即γ=0，称为等温层结（4）气温随高度增加而增加，即γ＜0，称为气温逆转，简称逆温。

大气稳定度的判断方法；P76

若z>0，有三种情况，1、r>rd,a>0,气块的加速度与其位移方向相同，气块加速运动，大气不稳定；2、r

逆温的种类：辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、湍流逆温和锋面逆温。

烟流形状与大气稳定度的关系；（1）波浪型：发生在全层不稳定大气中，r>rd （2）锥型：发生在中性弱稳定条件下，r小于等于rd（3）扇型：发生在逆温层中，稳定，r-rd<-1（4）爬升型：下部，r<0，稳定；上部，r>rd，不稳定 （5）漫烟型：下部，r>rd，不稳定，上部，r<0，稳定

风速廓线模式：平均风速随高度的变化曲线称为风速廓线，其数学表达式称为风速廓线模式。分为对数律风速廓线模式和指数律风速廓线模式。公式见p82.

第四章 大气污染物扩散模式

1.利用高斯模式估算污染物地面浓度； 2. 烟气抬升高度、有效源高的计算；

3.扩散参数的确定方法：P-G扩散曲线法

第五章 颗粒污染物控制技术基础

1.与单个颗粒物粒径、粒径分布有关的名词术语；

颗粒物粒径有关的名词术语

定向直径dF：也称菲雷特直径，为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度

定向面积等分直径dM ：也称马丁直径，为各颗粒在投影图中按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度

投影面积直径dA：也称黒乌德直径，为与颗粒投影面积相等的圆的直径。若颗粒的投影面积为A，则dA=（4A/Л）1/3

筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度

斯托克斯直径ds，为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球的直径

空气动力学当量直径da，在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度的圆球直径

粒径分布有关的名词术语

粒径分布是指不同粒径范围内的颗粒个数（或质量或表面积）所占的比例。以颗粒的个数表示所占的比例是，称为个数分布；以颗粒的质量（或表面积）表示时，称为质量分布（或表面分布）。

粉尘各物理性质的含义及其应用；P143

粉尘的密度：单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度，单位为kg/cm3.

粉尘的安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，也称动安息角或堆积角等，一般为35-55°

粉尘的滑动角：指自然对方在光滑平板上的粉尘，随平板作倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾角。也称静安息角，一般为40-55° 粉尘的比表面积：单位体积（或质量）粉尘所具有的表面积

粉尘的含水率：粉尘中所含水分质量与粉尘总质量（包括干粉尘与水分）之比 粉尘的润湿性：粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的性质 体积比电阻：在高温（一般在200℃以上）范围内，粉尘层的导电主要靠粉尘本体内部的电子或离子进行。这种本体导电占优势的粉尘比电阻称为体积比电阻。 表面比电阻：在低温（一般在100℃以下）范围内，粉尘的导电主要靠尘粒表面吸附的水分或其他化学物质中的离子进行。这种表面导电占优势的粉尘比电阻称为表面比电阻。

高温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而降低，其大小取决于粉尘的化学组成 低温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而增大，随气体中水分或其他化学物质含量的增加而降低粉尘的黏附性：粉尘颗粒附着在固体表面上，或者颗粒彼此相互附着的现象

粉尘的自燃性：指粉尘在常温下存放过程中自然发热，此热量经长时间的积累，达到该粉尘的燃点而引起燃烧的现象

粉尘的爆炸性：指可燃物的剧烈氧化作用，在瞬间产生大量的热量和燃烧产物，在空间造成很高的温度和压力

颗粒物的沉降方式有：重力沉降、离心沉降、静电沉降、惯性沉降、扩散沉降。

评价净化装置性能的指标：

包括技术指标和经济指标两方面。

技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等；经济指标主要有设备费、运行费和占地面积等。

此外，还应考虑装置的安装、操作、检修的难易等因素。

评价净化装置性能的技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等。

第六章 除尘装置

各种除尘器的除尘机理、特点、设计计算方法（包括除尘器的设计、压力损失计算、除尘效率计算）

机械除尘器，利用质量力（重力、惯性力、离心力等）的作用使颗粒污染物与气流分离的装置。包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。

旋风除尘器的基本原理？旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上而下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗，当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。

惯性除尘器的除尘机理：为了改善沉降室的除尘效果，可在沉降室设置各种形式的挡板，使含尘气流冲击在挡板上；气流方向发生急剧转变，借助陈丽本身的惯性力作用，使其与气流分离。

旋风除尘器特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。 缺点：效率80%左右，捕集<5μm颗粒的效率不高，一般作预除尘用。

电除尘器的优点：1、压力所示小，一般为200-500Pa；2、处理烟气量大，可达105-106m3/h;2、能耗低，大约0.2-0.4kwh/1000m3;4、对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99%；5、可在高温或强腐蚀性气体下操作

电除尘器的工作机理，涉及悬浮粒子荷电，带电粒子在电厂内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上三个基本过程。 电除尘过程：（1）放电（2）荷电；（3）迁移（4）清灰。

袋式除尘器特点：1、除尘效率高；2、适应性强；3、操作弹性大；4、结构简单。

袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的。

常用的清灰方式有三种：机械振动式、逆气流清灰和脉冲喷吹清灰。

袋式除尘器工作机理：含尘气体从下部进入员通过行滤袋，再通过滤料的空隙时，，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗。

湿式除尘器特点：结构简单、造价低、占地面积小、操作和维修方便，以及净化效率高等优点，能够处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能性减至最低。

但是采用湿式除尘器时要注意设备和管道腐蚀，以及污水和污泥的处理等问题。湿式除尘的过程也不利于副产品的回收 湿式除尘器的机理：P227 “四大除尘技术”

目前常用的除尘器分为：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器。 机械除尘器包括：重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。 设计重力沉降室的模式有：层流式和湍流式。

提高重力沉降室除尘效率的主要途径：降低沉降室内的气流速度、增加沉降室长度、降低沉降室高度。

第七章 气态污染物控制技术基础

1.气体吸收、吸附和催化的含义、基本原理和过程；

气体吸收是用液体洗涤含污染物的气体，而从废弃中把一种或者多种污染物除去。其机理是双模理论模型应用P250

气体吸附是用多空固体吸附剂将气体（或液体）混合物中一种或数种组分浓集于固体表面，而与其他组分分离的过程。其吸附原理是P278 催化转化就是借助催化剂的催化作用，使气体污染物在催化剂表面上发生化学反应，转化为无害或易于处理与回收利用物质的净化方法。催化作用是指催化剂在化学反应过程中所起的滑块化学反应速率的作用。原理P304

常用吸收剂、吸附剂和催化剂的特性；

吸附剂特性：1、要具有巨大的内表面积，而其外表面积往往仅占总表面积的极小部分，故可看做是一种极其疏松的固态泡沫体。2、对不同气体具有选择性和吸附作用。3、较高的机械强度、化学与热稳定性。4、吸附容量大。5、来源广泛，造价低廉。6、良好的再生性能。 催化剂的结构特性：P307

第八章 硫氧化物的污染控制

流化床燃烧脱硫的概念/是怎么样运行的？当气流速度达到使升力和煤粒的重力相当的临界速度时，煤粒将开始浮动流化。维持料层内煤粒间的气流实际速度大于临界值而小于输送速度是建立流化状态的必要条件。流化床为固体燃料的燃烧创造了良好的条件。燃烧过程中，处于沸腾状的煤粒和灰渣相互碰撞，使煤粒不断更新表面，再加上能与空气充分混合并在床内停留较长时间，促进了它的燃尽过程。（P310的第二段文字要充分理解。）

流化燃烧的床层温度一般控制在850～950℃之间。 流化床燃烧脱硫的主要影响因素？①钙硫比；②煅烧温度；③脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构；④脱硫剂种类

高浓度二氧化硫尾气的回收与净化：P340

低浓度SO2烟气脱硫方法分类、主要脱硫工艺的原理、特点 烟气脱硫方法可分为两类：抛弃法和再生法。也可按脱硫剂是否以溶液状态进行脱硫而分为湿法或干法脱硫。

石灰石/石灰法洗涤的原理（湿法）烟气用含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石／石灰浆液洗涤，SO2与浆液中的

碱性物质发生的化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐，新鲜石灰石或石灰浆液不断加入脱硫液的循环回路，浆液中的固体连续的从浆液中分离出来排往沉淀池。

喷雾干燥法烟气脱硫的原理（湿－干法）？喷雾干燥法是一种湿-干法脱硫工艺。其脱硫过程是SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或NaCO2溶液吸收。同时，温度较高烟气干燥了液滴。形成干固体废物。干废物（亚硫酸盐、硫酸盐、未反应的吸收剂和飞灰等）由袋式除尘器或电除尘器捕集。

干法喷钙脱硫的原理（干法）？首先，作为固硫剂的石灰石粉料喷入锅炉炉膛，CaCO3受热分解成CaO和CO2。热解后生成CaO随烟气流动，与其中SO2反应，脱除部分SO2。 CaO+SO2+1/2O2→CaSO4 CaO+SO3→CaSO4。然后，生成的CaSO4与未反应的CaO以及飞灰一起，

随烟气进入锅炉后部的活化反应器。在活化器中，通过喷水雾增湿。一部分尚未反应的CaO转变成具有较高反应活性的Ca(OH)2,继续与烟气中的SO2反应。从而完成脱硫的全过程：CaO+H2O→Ca(OH)2 Ca(OH)2+SO2+2/1O2→CaSO4+H2O。

第九章 固定源氮氧化物污染控制

1. 燃烧过程中氮氧化物形成机理，控制氮氧化物形成的措施； 燃料型NOx：由燃料中固定氮生成的NOx，称为燃料型NOx。 热力型NOx：只在高温下形成的NOx，称为热力型NOx。

大部分燃烧过程排出的尾气中大约90%～95%的NOx仍以NO形式存在。 2.SCR、SNCR脱硝工艺的原理、特点、条件、操作关键。

烟气脱硝技术包括：选择性催化还原法(SCR)脱硝、选择性非催化还原法(SNCR)脱硝、吸收法净化烟气中的NOx、吸附法净化烟气中的NOx。

选择性催化还原法(SCR)脱硝技术的基本原理？ SCR过程是以氨作还原剂，通常在空气预热器的上游注入含NOx的烟气。此处烟气的温度约290~400℃，是还原反应的最佳温度。在含有催化剂的反应器内NOx被还原为N2和水催化剂的活性材料通常由贵金属、碱性金属氧化物和/或沸石等组成。

选择性非催化还原法(SNCR)脱硝技术的基本原理？ 在选择性非催化还原法（SNCR）脱硝工艺中，尿素或氨基化合物作为还原剂将NOx还原为N2。因为需要较高的反应温度（930～1090℃），还原剂通常注进炉膛或者紧靠炉膛出口的烟道。主要化学反应为：4NH3+6NO→5N2+6H2O。 第十三章 净化系统的设计

1.净化系统组成及系统设计的基本内容；

净化系统组成：集气罩、风管、净化设备、通风机、排气管。

设计内容：捕集装置设计、净化设备的选择或设计、管道系统设计、排气管设计（作业本）

2.集气罩的基本类型；密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩，吹气式集气罩。

3.管道系统压力损失计算；

管道内气体流动的压力损失有两种：摩擦压力损失和局部压力损失。

步骤：1确定各抽风点位置和风量、2根据现场实际情况布置管道、3确定管道内的气流速度、4根据系统各管段的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸、5风管断面尺寸确定后按管内实际流速计算压力损失、6对并联管道进行压力平衡计算、7计算管道系统的总压力损失、8根据系统的总风量、总压力损失选择通风机和电动机

4.管道系统布置：道系统布置主要包括系统划分、官网配置和管道布置。P564

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