大气污染控制工程复习题答案

1.高斯扩散模式立足于哪种湍流扩散理论，它的主
要假设是什么？
答：湍流统计理论。

主要假设有四点：（1）污染物浓度在y、z轴向上的分布符合高斯分布（正态分布）。

（2）在全部空间中风速是均匀的，稳定的。

（3）源强是连续均匀地。

（4）在扩散过程中污染物质的质量是守恒的。

2.在研究大气扩散规律时，为什么要计算烟气抬升高度？你认为在计算模式选取中应该怎样做才能使计算结果接近实际？
答：具有一定速度的热烟气从烟窗出口排出后，可以上升至很高的高度。

这相当于增加了的烟窗几何高度。

故需要计算烟气抬升高度。

产生烟气抬升有两方面原因：一是烟窗出口烟气具有一定的初始动能。

二是由于烟温高于周围气温而产生一定浮力。

初始动量的大小决定于烟气出口速度和烟窗出口内径，而浮力的大小取决于烟气与周围大气之间的温差。

此外，平均风速、风速垂直切变及大气稳定度等烟气抬升高度都有影响。

3.为什么袋式除尘器的清灰方式对装置的性能有着重要的影响？在选择净袋式除尘器时，应根据什么来确定装置类型？
答：清灰方式的影响可从以下方面回答：是否影响机械强度，是否影响除尘效率，是否影响二次效应等。

常用的清灰方式有三种：机械振动式、逆气流清灰、脉冲喷吹清灰。

由除尘器形式、滤料种类、气体含尘浓度、允许的压力损失等，便可初步确定装置类型。

4.硫在煤中有几种赋存形态？常用的烟气脱硫工艺方法有哪些？
答两种。

有机硫(硫醇、硫化物、而硫化物)与无机硫（黄铁矿晶体）。

常用的烟气脱硫工艺方法四种：湿法抛弃系统（石灰石/石灰法、双碱法、加镁的石灰石/石灰法、碳酸钠法、海水法）、湿法回收系统（氧化镁法、钠碱法柠檬酸盐法、氨法、碱式硫酸铝法）、干法抛弃系统（喷雾干燥法、循环流化床法）、干法回收系统（活性炭吸附法）。

5.烟气脱硝技术有哪些方面？
答：选择性催化反应法（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
6.石灰石系统和石灰系统的重要区别？
答：石灰石系统中，Ca2+的产生与H+浓度和CaCO3的存在有关，石灰系统Ca2+的产生仅与氧化钙的存在有关，因此石灰石系统在运行时ph较石灰系统低。

石灰石系统最佳操作PH为5.8—6.2，石灰系统约为8。

7.在研究大气扩散规律时，为什么要了解和掌握一定的气象知识？
答：自己总结。

8.一般应掌握的气象要素有哪些？
答：表示大气状态的物理量和物理现象，成为气象要素。

气象要素主要有：气温、气压、气湿、风向、风速、云况、能见度等。

9.现有主要的脱硫工艺有哪些？并简述任意一个烟气脱硫工艺的特点及主要反应方程式。

答：（1）石灰石——石膏法烟气脱硫工艺（2）旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺（3）磷铵肥法烟气脱硫工艺（4）炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺（5）烟气循环流化
床脱硫工艺（6）海水脱硫工艺（7）电子束法脱硫工艺（8）氨水洗涤法脱硫工艺。

石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫剂为石灰石(CaCO3)与水配制的悬浮浆液, 石灰石由于其良好的化学活性及低廉的价格因素而成为目前世界上湿法脱硫广泛采用的脱硫剂制备原料。

SO2与石灰石反应后生成的亚硫酸钙, 就地强制氧化为石膏，石膏经二级脱水处理可作为副产品外售。

1）SO2 + H2O → H2SO3 吸收
2）CaCO3 + H2SO3 → CaSO3 + CO2 + H2O 中和
3）CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4氧化
4）CaSO3 + 1/2 H2O → CaSO3?1/2H2O 结晶
5）CaSO4 + 2H2O → CaSO4 ?2H2O结晶
6） CaSO3 + H2SO3 → Ca(HSO3)2 pH 控制
10.简述粉尘性质对静电除尘器性能的影响。

能否解决这些影响？如何解决？
答：粉尘的比电阻是评价导电性的指标，它对除尘效率有直接的影响。

比电阻过低，尘粒难以保持在集尘电极上，致使其重返气流。

比电阻过高，到达集尘电极的尘粒电荷不易放出，在尘层之间形成电压梯度会产生局部击穿和放电现象。

通常比电阻过低的情况很少发生（比如烟气中含有一定的金属颗粒物），因此主要控制高比电阻的发生，主要方法有：保持电极表面尽可能清洁，采用较好的供电系统，烟气调质，改变烟气温度，发展新型电除尘器等。

11.催化转化法中什么是催化剂的老化和中毒？其产生原因有什么不同？
答：催化剂的老化：催化剂在正常工作条件下逐渐失去活性的过程。

催化剂中毒：在催化剂使用过程中，由于反应原料中带来的杂质（毒物），而使催化剂的活性和选择性减小或者消失的现象。

老化是由低熔点活性组分的流失、催化剂烧结、低温表面积炭结焦、内部杂质向表面迁移和冷热应力交替作用所造成的机械性粉碎等因素引起的。

而中毒的化学本质是由于毒物比反应物对活性组分具有更强的亲和力，从而影响了反应物与催化剂的结合，起不到催化作用。

13.粉尘比电阻的高低以及烟气中负性气体的含量对静电除尘器的性能可能会产生什么影响？
答：粒子比电阻过低，粒子沿着极板表面跳动着前进，最后被气流带出除尘器。

如石墨、炭黑和金属粉末等。

粒子比电阻很高，出现反电晕。

负性气体如氧、二氧化碳等易俘获电子而形成负离子，负离子的增多易于提高尘粒的荷电效果。

14.袋式除尘器的净化机理是什么？为什么不能过度清灰？
答：袋式除尘器利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器地，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。

袋式除尘器在运行过程中，粉尘初层的形成对除尘效率的影响很大，过度清灰时，会破坏粉尘初层，使滤料间的孔隙变大，小颗粒容易透过滤料，从而降低除尘器的除尘效果。

15.湿式钙质吸收剂脱硫过程中，pH值是重要的操作参数，试分析它对吸收洗涤塔操作造成的可能影响？
答：湿法钙质吸收剂脱硫中一般使用CaCO3和Ca(OH)2，如果PH值过高，即溶液中Ca(OH)2含量过高，易产生Ca(OH)2沉淀，造成阻塞；PH过低，不利于SO2的吸收，还可能引起设备的腐蚀。

16.简要分析旋风除尘器结构对其除尘效率的影响？
答：a）排放管直径越小，dc越小，除尘效率越高。

b）筒体直径D越小，粒子所受的离心力越大，其效率越高；但D过小，粒子容易出现二次逃逸，效率反而下降。

c）锥体适当加长，可以提高效率d）除尘器下部的严密性不好，会引起除尘效率的下降。

17．影响电除尘器效率的因素有哪些？
答：1、含尘气体的流量和流速 2、气体的含尘浓度 3、粉尘的比电阻 4、气体的温度 5、气体的湿度等。

18.文丘里洗涤器的组成以及假定条件？
答：由进气管、收缩管、喷管、喉管、扩散管和连接管组成。

假定：（1）微细颗粒以与气流相同的速度进入喉管（2）洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管部分被逐渐加速。

在液滴加速过程中由于液滴与粒子之间惯性，实现微细尘粒的捕集。

19空气/燃料比对燃烧过程形成的污染物种类和总量有什么影响？
答：低空燃比时，燃料燃烧不完全，易形成CO和HC，NOx排放很少；高空燃比时，燃料燃烧充分，火焰温度高，CO和HC排放很少，NOx生成量较高；存在一个最佳点，CO、HC和NOx的排放总量最低。

20.简要分析NOx的排放对环境可能产生的影响？
答：NOx对环境的主要影响：1.酸沉降；2.形成O3；3.形成二次颗粒物。

21.简要分析SO2排入大气环境后造成的不良影响？
答：1、本身对人体、动植物等具有毒害作用。

2、导致酸沉降。

3、形成二次颗粒物的前体物质。

22.如何控制燃烧过程中引起的NOx污染？与控制燃烧过程中引起的SO2污染影响有哪些重大差别？
答：通过两段燃烧，烟气再循环等技术措施，控制燃烧过程的最高温度及其持续时间，O2浓度，减少热力NOx的生成。

与SO2相比，NOx的控制更注重燃烧条件的控制，SO2主要是针对燃烧本身S 的含量和燃烧后SO2的去除。

23.如何改善电除尘器对高比电阻粉尘的捕集效率？
答：1.保持电极表面尽可能清洁；2.采用较好的供电系统；3.烟气调质：增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子导电性增加。

最常用的化学调质剂是SO3； 4.改变烟气温度：向烟气中喷水，同时增加烟气湿度和降低温度；5.发展新型电除尘器。

24.环境空气质量标准中关于颗粒物的浓度，最初以TSP表示，后来改为
PM10后来又改为PM2.5，其动因是什么？对污染控制技术提出哪些要求和挑战？
答：颗粒物粒径大小是危害人体健康的一个重要因素。

PM10可以被吸入气管，在呼吸道内沉积，而PM2.5可以被吸入肺部，直接危害人体健康；而且，粒径越小比表面积越大，物理、化学活性越大，加剧生理效应的发生与发展。

新的标准对除尘技术提出了挑战，不仅要求整体上较高的除尘效率，而且要求对细颗粒的捕集更为有效，而细颗粒的捕集相对粗颗粒要相对困难。

25.近年来，某市近地层大气环境中O3浓度呈逐年增高的趋势，试简要分析O3的形成机制。

若大幅度削减NOx的排放，能有效降低环境大气中O3的浓度吗？
26.粉尘比电阻对电除尘器的操作有哪些不利影响？
答：高比电阻粉尘将会干扰电场条件，并导致除尘效率下降，当比电阻介于1010-1011?.cm之间时，火化率增加，操作电压降低；当高于1011?.cm时，集尘板粉尘内会出现电火花，即会产生明显反电晕。

反电晕的产生导致电晕电流密度大大降低，进而严重干扰粒子荷电和捕集。

27.净化的选择性与非选择性催化还原的主要区别是什么？
答：选择性催化还原法净化氮氧化物是以氨作还原剂，还原反应的最佳温度是290-400℃，在含有催化剂的反应器内进行；选择性非催化还原是以尿素和氨基化合物作为还原剂进行的，还原反应的最佳温度是930-1090℃，不需要催化剂
28.如何定量判断大气稳定度？稳定度对扩散有何影响？
答：大气稳定度是指在垂直方向大气稳定的程度，当r>rd时气块加速度与其位移方向相同，气块加速运动，大气不稳定；当r<rd时气块加速度与其位移方向相同，气块加速运动，大气不稳定；r=rd大气是中性的。

大气稳定度，也是影响大气稀释能力的一个重要气象因素。

在白天，太阳辐射使地面温度上升，靠近地面的空气密度比上空的小，轻的空气在下，重的空气在上，容易使上下空气对流扰动。

这时大气处于不稳定状态，向空气中排放的污染物就容易稀释。

但是在夜间则相反，地面发生热量向外辐射，地表冷却，温度下降，靠近地面的温度比上空的空气温度低，称为逆温。

这时重的空气在下，轻的空气在上，很难使大气发生上下交换，大气处于稳定状态。

这种逆温层的厚度，可达几十
米以至几百米。

它象一个大盖子笼罩大地，阻止地面气流上升运动，使污染物停滞积累在地面上，加剧大气污染的程度。

29.简要分析风速如何影响高架点源对地面污染物浓度的贡献。

答：风速越大，湍流越强，污染物的扩散速度越快，污染物的浓度就越低。

风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素。

其他一切气象因素都是通过风和湍流的作用来影响扩散稀释的。

1：风速对烟气的抬升高度的影响：抬升高度与烟囱出口处的平均风速成反比，即风速越大，烟气抬升高度越小。

意味着污染源的影响范围将变大。

2：风速对污染物在y,z方向的偏差的影响，风速越大，大气有不稳定向中性层结过度，σy，σz越小，污染物在下风向各点的浓度差异性变小，即混合和扩散作用加强。

3：由高斯扩散模式可知，风速越大，地面污染物浓度变小。

4：风向对地面污染起重要作用，下风向是污染的主要区域。