大气污染控制工程

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大气污染控制工程 名词解释
1大气污染：由于人类活动或自然过程使得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、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。

2 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那些物质。

3．热力型氮氧化物：当燃烧室温度较高
的空气中的部分氮也会被氧化成NO 。

4．不完全燃烧损失：包括化学不完全燃
烧和机械不完全燃烧造成的热损失。

5．中间层：从平流层顶到85km 高度的
一层称为中间层。

6．气温：气象上讲的地面气温一般是旨
距地面1.5m 高处的百叶箱中观湘的空气温度。

7. 绝热直减率：于空气（包括未饱和的
温空气块）绝热上升或下降单位高度（通常取100m ）时，温度降低或升高的数值。

8 .地球偏向力：由于地球自转而产生的
使运动着的大气偏离气压梯度方向的力。

9．马丁直径：也称定向面积等分直径，
为各颗粒在投影图中按同一方面将颗粒投影面积二等分的线段长度。

10．斯杜克斯直径：在同一流体中与颗
粒密度相同和沉降速度相等的圆球的直径。

11．空气动力学当量直径：空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（P P =1g/cm 3）的圆球的直径。

12．圆球度：与颗粒体积相等的圆球的表面积与颗粒表面积之比。

13．真密度：粉尘体积不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，而是粉尘自身所占的真实体积，则以此真实体积求得的密度。

14．堆积密度：呈堆积状态存在的粉尘（即粉体），它的堆积体积包括颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，以此堆积体积求得的密度。

15．粉尘的比表面积：单位体积（或质量）粉尘所具有的表面积。

16．粉尘的润湿性：粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着和附着难易程度的性质。

17．电场荷电：离子在静电力作用下做定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电。

18．扩散荷电：由离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程。

19．惯性碰撞参数：停止距离与液滴直径D C 的比值。

20 吸附剂：被吸附到固体表面的物质称为吸附质，附着吸附质的物质为吸附剂。

21．物理吸附：由分子间范德华力引起的吸附。

22．催化作用：化学反应速度因加入某种物质而改变，而被加入物质的数量和性质在反应终了时不变的作用。

23．催化剂：凡能加速化学反应速度，而本身的化学组成在反应前后保持不变的物质。

24．燃烧型No X ：燃料中的N 和O 形成的NO X 。

25．电晕闭塞：气体含尘浓度很高，电场内尘粒的空间电荷很高，会使电除尘器电晕电流急剧下降，严重时可能会趋近于零。

26气溶胶状态污染物： 指沉降速度可以忽略的小固体粒子，液体粒子或它们在气体介质中的表厚体系统称气溶胶状态污染物。

27.环境管理：是在环境容量允许下，以环境科学理论为基础，运用技术的、经济、法律的、教育忍气吞声和行政的手段进行管理。

28.平流层： 指对流层Ta 到50-55高度的一层称平流层。

29.吸附质：根据吸附质微孔尺寸分布，主要起吸附作用的直径与被吸附分子大小相等的微孔。

30. 催化剂 的稳定性：催化剂在化学反应过程中保持活性的能力称催化剂的稳定性。

31.化学吸附 ： 是由吸附剂与吸附质间的化学刍力而引起的，是单层吸附，吸附需要一定的 化能。

二、填空
1、大气污染物按其存在状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物，气体状态污染物。

2、我国的大气污染属于煤烟型污染，而西方工业国家的大气污染属于石油型污染。

3、我国的《大气环境质量标准》列入了总悬浮微粒、 飘尘 、二氧化硫、氮氧化物、 一氧化碳、 光化学氧化剂 等。

4、人们一般把煤中的硫划分为 无机硫、有机硫、硫铁矿硫。

5、燃烧设备的热损失主要包括 排烟损失、 不完全燃烧损失和炉体散热损失。

6、大气的温度层结有四种类型：1、γ>0，称为递减层结；2、γ=γd ，称为中性层结；3γ=0，称为等温层结；4、γ<0，简称逆温。

7根据逆温形成的过程，可将逆温分为辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、锋面逆温湍流逆温。

8、目前常用的除尘器可分为：1机械式除尘器；2电除尘器；3袋式除尘器4湿式除尘器等。

9、影响旋风除尘器效率的因素有：二次效应、比例尺寸、烟尘的物理性质和操作变量。

10、电除尘器的除尘原理涉及粒子荷电，带电粒子迁移，以及捕集物的去除等三个基本过程。

11、袋式除尘器的清灰方式主要有机械振动式、逆气流清灰和脉冲清灰 。

12、评价催化剂的性能主要有三项：活性 、选择性和稳定性。

13、控制SO 2污染的主要技术措施是：燃料脱硫，烟气脱硫，高烟囱扩散稀释。

14、环境管理，是在环境容量容许下，以环境科学的理论为基础，运用技术的、经济的、法律的、
教育的和行政的手段进行管理。

15、我国的《大气环境质量标准》二级标准是为保护人群健康和城市、乡村的动植物，在长期和短期的接触情况下，不发生伤害的空气质量要求。

16、空燃比的定义是单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。

17、不完全燃烧热损失包括化学捕完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失。

18、湿式除尘设备的除尘机理主要是液滴和尘粒之间的惯性碰撞及拦截。

19、高斯模型中假设污染物浓度在x 、z 轴上的分布符合高斯分布，风速是均匀的；源强是连续的扩散过程中污染物质量是守恒 的。

20、多管旋风除尘器有回流式 和 直流式 。

21、对电晕线的一般要求是：起晕电压 低、电晕电流大、机械强度高，能维持准确的极距以及 易清灰 。

22、气液两相接触时存在相界面，两侧各存在一层层流薄膜，分别称为 气膜和 液膜 。

23、吸附剂的 孔隙率、孔径、颗粒度等都影响比表面积的大小。

24、催化剂的稳定性包括三个基本方面 热稳定性 、 机械稳定性 和 抗毒稳定性 。

25、气溶胶状态污染物指固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体。

26、中间层指从平流层顶到85 公里高度的一层其特点是空气具有强烈的对流运动。

27、煤的工业分析包括测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳以及估测硫含量和热值。

28、燃料完全燃烧的条件是空气条件、温度条件、时间条件和湍流度。

29、机械式除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器等等。

30、能够用吸收法净化的气态污染物主要包括SO 2、H 2S 、HF 和氮氧化物等。

31、工业上广泛采用的吸附剂主要有活性炭、活性氧化铝、硅胶和分子筛。

32、大气污染物的主要来源是：燃料燃烧，工业生产过程，交通运输。

33、煤的分类一般分为褐煤、烟煤、无烟煤。

34、燃烧过程中常把温度、时间和湍流度称为“三T ”。

35、根据气温在垂直于下垫面方向上的分布，可将大气分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层。

36、五种典型的烟流形状是：波浪型 ，锥形，平展型，爬升型，漫烟型。

37、粉尘的导电性与温度有关系，对于电阻率高的粉尘，在温度较低时，主要靠表面导电；温度较高时，主要是容积导电。

38、评价净化装置性能的技术指标主要有处理气体气量、运行费用和占地面积等。

40、电除尘器的优点主要有：压力损失小，能耗低，对细粉尘有很高的捕集效率。

41、湿式除尘设备的除尘机理主要是液滴和尘粒之间的惯性碰撞及拦截。

三、简答题 1、简述多相催化反应的步骤。

答：1反应物分子从气流向催化剂外表面扩散；）反应物分子从催化剂外表面通过微孔向催化剂内部扩散；3反应物分子被催化剂表面化学吸附；4反应物分子在催化剂表面上发生化学反应；5反应产物脱附离开催化剂表面；6反应产物从催化剂内部向外表面和主气流扩散
2、简述WHO 提出的空气质量四级水平。

答：一级：处于或低于所规定的浓度和接触时间内，观察捕到直接或间接的反应 二级：达到或高于所规定的浓度或接触时间内，对人的感觉器官有刺激 三级：使人的生理功能发生障碍或衰退 四级：对敏感的人发生急性中毒或死亡
3,.简述湍流逆温形成的过程。

答：低层空气湍流混合形成的逆温，实际空气运动使一湍流运动，其结果将使大气中包含的热量、水分和动量以及污染物质得以充分的交换和混合，这种因湍流运动引起的属性混合称为湍流混合。

4、简述影响影响气体吸附的因素。

1操作条件的影响；2吸附剂性质的影响；3吸附质性质和浓度的影响；4吸附器设计的影响
5、简述大气环境标准的种类。

答：1大气环境质量标准2大气污染物排放标准3大气污染控制技术标准4警报标准
6、简要叙述被吸收组分从气相转入液相的过程。

答：分为五步：靠湍流扩散从气相主体到气膜表面；靠分子扩散通过气膜到达两相界面；在界面上被吸收组分从气相溶入液相；靠分子扩散从两相界面通过液膜；靠湍流扩散从液膜表面到液相主体。

7、简述辐射逆温形成的过程。

答：在晴朗无云的夜间，当风速较小时，地面因强烈的有效辐射而很快冷却，近地面气层冷却最为强烈，较高的气层冷却较慢，因而形成了自地面开始逐渐向上发展的逆温层，称为辐射逆温。

8、简述旋风除尘器的除尘原理。

含尘气体进入除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动，当旋转气流到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。

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。

9、简述旋风除尘器的除尘原理。

含尘气体进入除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动，当旋转气流到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。

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。

10、简述城市热岛环流形成的过程。

答：由于城乡温度差引起的局地风。

由于温度差，使城市的净热量收入比周围乡村多，故平均气温比周围乡村高，于是形成所谓城市热岛，由于城市温度经常比乡村高，气压比乡村低，所以可以形成一种从周围乡村吹向城市的特殊局地风 。

11、简述袋式除尘器的除尘原理。

答：干净滤袋工作时，粉尘被滤袋截留，并深入滤袋纤维，随着粉尘沉积量增加，阻力也增加，当阻力增加到一定程度，就要进行清灰，反复若干次后，滤袋上就形成了粉尘层，这是就是袋除正常工作的状态，而滤袋仅起支撑的作用。

12、我国把大气环境质量分为哪几个区？
答：分为三类区，分别是：一类区：城市规
划中确定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地等。

二类区：城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、
名胜古迹和广大农村地区。

三类区：大气污染程度比较重的城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等。

13、简述锋面逆温形成的过程。

答：在对流层中的冷空气团与暖空气团相遇
时，暖空气因其密度小就会爬到冷空气上面
去，形成一个倾斜的过渡区，称为锋面。

在
锋面上，如果冷暖空气的温差较大也可以出现逆温。

这种逆温称为锋面逆温。

锋面逆温
仅在冷空气一边可以看到。

14、简述文丘里除尘器的除尘原理。

里除尘器在工作的时候，通过在喉管处喷入洗涤液，在高速气流冲击下雾化，在液滴被
加速的过程中，由于液滴与粒子间的惯性碰撞，实现微细尘粒的捕集。

在扩散管中，由
于气速减小和压力回升，使微细尘粒凝聚，形成直径较大的含尘液滴，然后进入旋风洗
涤器进行分离。

15、电除尘器中为什么要用振打的方式进行
清灰。

答：因为后沉降到集尘板上的粉尘颗粒释放
电荷的速度较慢，因此在粉尘与集尘板之间形成很大的引力，将粉尘紧紧的压在集尘板
上，使之不能靠自身重力落下，因此必须用
振打的方式进行清灰。

五、论述题 1、试论述气体中氮氧化物的控制技术。

答：1控制氮氧化的排放，减少人为因素的影响；2以源头控制NO X ，控制燃烧过程中NO X
的生存反应；3增加原燃料量，增大NO X 还原，在燃烧过程采用低NO X 燃烧技术；4对冷却后烟气进行脱硝处理等手段控制NO X 的
排放。

2、论述大气污染的综合防治措施。

答：大气污染综合防治措施：（1）全面规划，合理布局；（2）严格环境管理；（3）控制大
气污染的技术措施；（4）控制污染的经济政
策；（5）绿化造林；（6）安装废气净化装置。

3、试论述工业吸附剂必须具备的条件 答：工业吸附剂，必须具备以下条件：（1）要具有巨大的内表面，而其外表往往仅占总
表面的极小部分，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的吸附作用。

一般地说，吸附剂对各种吸附组分的吸附能力，随吸附组分沸点的升高而
加大，在吸附作用相
接触的气体混合物中，首先被吸附的是高沸
点的组分。

（3）较高的机械强度，化学与热稳定性。

（4）吸附容量大，吸附容量是指在一定温度和一
定吸附质浓度下，单位质量或单位体积吸附的最大吸附质质量。

4、试论述气体中硫氧化物的控制技术
答：（1）控制SO 2的排放量；（2）采用低硫
燃料和清洁能源来替代含硫成份较高的能
源；（3）燃料脱硫，燃烧过程脱硫和末端尾
气脱硫；4（增加绿化面积，增大自然净化能
力。

四、计算题 1成人每次吸入的空气量平均为500cm 3，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200μm/m 3，试计算每小时沉积于肺胞内的颗
粒物质量。

已知该颗粒物在肺胞中的沉降系数为0.12。

解：g m μ8.10
12.02006015105006=⨯⨯⨯⨯⨯=-
2、某旋风除尘器的阻力系数ξ=9.8，进口速度15m/s ，试计算标准状态下的压力损失。

解：Pa P 53.142515293.18.92121221=⨯⨯⨯==ξρν
3 、气体混合物的初始组成为CO 2：10%（体
积），H 2O ：10%，N 2：70%，O 2：10%，请计
算混合气加热至1500K 时NO 的平衡浓度（以
ppm 表示）。

1500K 时Kp=1.1×10-5，假定仅考虑反应：
NO O N 222⇔+。

解：1500K 时，
()()()522101.17.01.0222-⨯=--==x x x P P P K N O NO P 解之，x=0.000439mol 平衡时气体组成：二氧化碳：0.1mol ，水：
0.1mol ，氮气：0.7mol ，氧气：0.1mol ，一氧化氮：0.000439×2mol
所以一氧化氮浓度为：ppm 878000878
.12000439.0=⨯ 4、有一沉降室长7.0m ，高12m ，气速30cm/s ，空气温度300K ，尘粒密度2.5g/cm 3，空气粘
度0.067kg/m ·h ，求该沉降室能100%捕集的最小粒径。

解：用公式
gWL
Q
gL H
v d p p ρμρμ15180min == m
d 005.03600781.9105.2123.0067.0183min =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
5、有一两级除尘系统，已知系统的流量为2.22m 3/s ，工艺设备产生粉尘为22.2g/s ，各级除尘效率分别为80%和95%。

试计算该除尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。

η1=(1－η1)(1－η1)……(1－ηn ) 解：%
99%)951%)(801(1=---=总η 粉尘排放浓度：
3
12/1.099.0122
.22
.221(m g C C N N =-=-=）（）总η
排放量：
S 2=C 2N Q 2N =0.1×2.22=0.222g/s。