大气污染控制工程考研复习重点

大气污染控制工程考研复习重点

第一章：

①TSP ：悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm 的颗粒物

②PM10：悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm 的颗粒物

③ODS ：消耗臭氧层的物质

④酸雨：pH 小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水（如雾、露、霜）

⑤大气污染：指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。

⑥一次污染物：指直接从污染源排放到大气中的原始污染物质。

⑦二次污染物：指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物经过一系列的化学变化或光化学反应而生

成的与一次污染物性质不同的新污染物质

2. 我国的主要大气污染物是什么？我国的大气污染物现状有什么规律性？

答：我国的大气污染仍以煤烟型为主，主要污染物为TSP 和SO 2。

规律：①煤烟型污染是我国大气污染的普遍问题；②城市的大气污染比乡村严重；③南方的大气污染比北方严重； ④冬季的大气污染比夏季严重；⑤酸雨现象集中在我国西南、华南和东南地区出现

3. 目前计入空气污染指数有那些项目？如何计分？如何报告？

答：?PM 10、SO 2、NO 2、CO 、O 3 ? 当第K 种污染物浓度为1,,+≤≤j k k j k ρρρ时，其分指数为

j k j k j k j k j k j k k k I I I I ,,1,,1,,)(+---=++ρρρρ

?各种污染物的污染分指数都计算以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API ，则该种污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物。API ＜50时，则不报告首要污染物

4. 大气的组成包括哪几部分？试举例说明。

答：?干燥清洁的空气，如氮、氧、氩和二氧化碳气体?水蒸气 ?各种杂质，如细菌，病菌等

第二章：

1. 名词解释：

①空燃比：单位质量燃料燃烧所需空气。

②高位发热量： 燃料完全燃烧时，包括其生成物中水蒸气的汽化潜热，所发生的热量变化。

③低位发热量： 燃料产物中的水蒸气仍以气态存在时完全燃烧过程释放的热量。

5. 燃烧过程产生哪些大气污染物？

答：二氧化碳、一氧化碳、硫的氧化物、氮的氧化物、烟、飞灰、金属及其氧化物、金属盐类、醛、碳氧化合物等。

6. 什么叫理论烟气量？它包括哪几部分？

答：指在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积。包括燃料中氢燃烧后生成的水蒸气体积，燃料中所含的水蒸气体积和供给的理论空气量带入的水蒸气体积。

8. 液体燃料燃烧过程有几种燃烧状态？ 可分为哪几个阶段？哪些阶段起控制作用？

答：燃料油的雾化、油雾粒子中可燃组分的蒸发与扩散、可燃气体与空气的混合、可燃气体的氧化燃烧。前三个阶段起控制作用。

10.论过剩空气系数（思考题）

答：供入锅炉的实际空气量与理论空气量之比称为锅炉空气系数。为使煤完全燃烧需要供入大于理论空气量的空气，是空气过剩系数大于 1.当空气过剩系数不够大时，燃料燃烧不完全，造成热损失；当空气过剩系数过大时，排放的烟气量增大，带走的热量增大，同样造成热损失，所以对空气过剩系数存在一最佳值，以使热损失最小。

第三章 （选择、判断题居多）

1.名词解释

①干绝热直减率:干空气块（包括未饱和的湿空气块）绝热上升或下降单位高度时，温度降低或升高的数值

②风速廓线：平均风速随高度的变化曲线称为风速廓线

③城市热岛环流：由城乡温差引起的局地风

④海陆风：是海风和陆风的总称，发生在海陆交界地带，是以24小时为周期的一种大气局地环流

⑤山谷风：是山风和谷风的总称，发生在山区，是以24小时为周期的局地环流

3．大气压力的垂直分布有什么规律性？

答：大气压力的垂直分布总是随着高度的升高而降低，

4．大气中的温度层结有哪些类型？如何判断大气的静力稳定度？

答：大气中的温度层有四种类型：

①正常分布层结或递减层结：气温随高度增加而递减

②中性层结：气温直减率接近等于1K/100m

③等温层结：气温不随高度变化

④逆温层结：气温随高度增加而增加，判断大气是否稳定，可用气块法来说明：当△Z>0时，有以下判据：

r-rd>0 ,a>0 不稳定

r-rd<0 ,a<0 稳定

r-rd=0 ,a=0 中性

r< 0 ,a<0 逆温，非常稳定

5．烟流在大气中扩散的形状有哪些类型？它们与大气稳定度有什么关系？

答：以下5中类型：气温垂直递减率r ，干绝热直减率r d。

①波浪型：发生在不稳定的大气中 r>rd

②锥型：发生在中性条件下 r=rd

③扇型：发生在逆温层中 r-rd<-1

④爬升型：发生在下部稳定上部不稳定大气

⑤漫烟型：烟气下部 r-rd>0 烟气上部r-rd<0

6．根据逆温形成的过程，可将逆温分为哪些类型？

答：可分为5中类型：辐射逆温，下沉逆温，平流逆温，湍流逆温，锋面逆温

7．引起大气运动的作用力有哪些？

答：有水平气压梯度力，地转偏向力，惯性离心力，摩擦力

8．近地层风速廓线对数律模式和指数律模式分别适应于什么样的温度层结？

答：对数律模式是英语在近地层中性层结条件，指数律模式适应于非中性层结

第四章：

1．名词解释：①危险风速：出现绝对最大浓度时的风速。

②污染系数：综合了风向和风速，污染系数=风向频率/平均风速

③烟囱有效高度：

4．烟气抬升的主要原因是什么？影响烟气抬升高度的因素有那些？

原因：①烟囱出口的烟气具有一定的初始动量②烟温高于气温而产生一定浮力。

影响因素：烟囱出口处的平均风速，大气稳定度和最大湍流强度。

6．什么叫地面绝对最大浓度？为什么出现地面绝对最大浓度？

（1）在某一风速下出现地面最大浓度的最大值，称为地面绝对最大浓度，用ρmax表示

（2）因为风速是变化的，风速u相对地面最大浓度ρmax有双重影响，u增大时ρmax减少，从各种烟气抬升公式来看，u增大时，抬升高度△H减少，ρmax反而增大，这两种作用和反作用的结果，定会在某一风速下出现地面绝对最大浓度。

7．烟囱高度设计的计算方法有哪几种？应考虑那些方面的因素？

答：①按地面最大浓度的计算方法②按地面绝对最大浓度的计算方法

③按一定保证率的计算方法④P值法

考虑因素：①以上都是在烟流扩散范围内温度层结相同时推出的，否则要考虑逆温因素的各种条件影响。②选用的烟气抬升公式应用条件和设计条件相近的抬升公式。③烟囱高度不得低于它所从属建筑物高度的2倍，出口烟气流速不得低于该高度平均风速1.5倍。流速不宜过低，一般宜在20~30m/s。排烟温度应大于100摄氏度。

第五章：（考净化效率）

1．名词解释：

①da ：为空气动力学当量直径，指在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度的圆球直径。

②ds ：指斯托克斯直径，指在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球直径。

③d50：即是个数中位粒径，指累计频率F=0.5时对应的粒径。

④真密度：指以粉尘自身所占的真实体积（不包括颗粒之间和颗粒内部的空隙体积）所求得的密度。

⑤堆积密度：指呈堆积状态存在的粉尘，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。

⑥亲水性粉尘：当粉尘与浓度接触时，如果接触面能扩大而相互附着，即易被水润湿，称为亲水性粉尘。 ⑦疏水性粉尘：如果接触面趋于缩小而不能附着，即粉尘很难被水润湿，称为疏水性粉尘。

⑧安息角：指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。

⑨容积导电：指在高温范围，粉尘层的导电主要靠粉尘本体内部的电子或离子进行导电的机制。

⑩表面导电：指在低温范围内，粉尘的导电主要靠尘粒表面附着的水分或其他化学成分中的离子进行导电的机制。

⑾分割粒径：指与分级效率ηi =50%相对应的粒径。

⑿驱进速度：指静电力和阻力达到平衡时，颗粒所达到的静电沉降的末端速度。

2．什么叫斯托克斯直径和空气动力学直径？二者有什么相同和不同之处？它们之间如何换算？

答：定义见名词解释。 两者都是用沉降法测定的，不同之处在于ds 中的圆球密度与颗粒密度相等，而da 中的圆球密度为单位密度。p ρ=1g/cm 3

。 两者的换算公式：da=ds*p ρ 3．粒径分布表示方法有哪几种？除尘技术常采用哪种表示方法？

答：粒径分布有个数分布和质量分布两种表示方法。除尘技术中多采用粒径的质量分布。

4.说明粉尘和粉尘层导电机理，电除尘器对粉尘比电阻值有什么要求。

答：粉尘的导电机制有两种，取决于粉尘，气体温度和组成成分。在高温范围内，粉尘层的导电主要靠粉尘本体内部的电子或离子进行。 在低温范围内，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。 在中间温度范围内两种导电机制皆起作用。

粉尘比电阻对电除尘器的运行有很大影响，最适宜于电除尘器的比电阻范围为104～1010Ω`cm 。

5.说明粉尘比表面积和粉尘粒径分布的联系与区别？

答：联系：当粉尘的比表面积越大时，则颗粒越细，即粒径分布在小粒径的范围内越多。

区别：粉尘的比表面积是指单位体积（或质量）粉尘所具有的表面积。而粒径分布则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。

6．流体阻力包括哪些部分？其大小决定于哪些因素？

答：流体阻力包括形状阻力和摩擦阻力两部分。阻力的大小决定于颗粒的形状，粒径，表面特性，运动速度及流体的种类和性质。

7．阻力系数与颗粒雷诺数有什么关系？

答：阻力系数是颗粒雷诺数的函数。其实验曲线一般可以分为三个阶段。

8．在什么情况下，要引入坎宁汉修正回系数？它与哪些因素有关？

答：当颗粒尺寸小到与气体分子平均直径自由程度大小差不多时，颗粒开始脱离与气体分子接触，颗粒运动发生所谓“滑动”。这时，相对颗粒来说，气体不再具有连续流体介质的特性，流体阻力将减少。为了对这种滑动条件进行修正，可以将坎宁汉修正回系数C 引入斯托克斯定律中。影响因素有：温度，压力和颗粒大小。

第六章 第一节

1．名词解释：①内涡旋：指含尘气体进入除尘器后，旋转气流到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，此旋转向上的气流即为内涡旋。

②外涡旋：同上，是指除尘器中旋转向下的外围气流。

③分割直径：当阻力F0趋于离心力Fe 时，粒子在交界面上不停地旋转，它的除尘效率为50%，此时粒径即是除尘器的分割粒径。

④二次效应：即指被捕集粒子又重新进入气流。

2．重力沉降室的主要优点有哪些？提高沉降室除尘效率的主要途径有哪些？

答：①主要优点有：结构简单，投资少，压力损失少，维修管理容易。

②提高沉降室除尘效率的途径：一，降低沉降室内的气流速度，二，增加沉降室长度，三，降低沉降室的高度。

5. 旋风除尘器内气流的切向速度分布有什么规律性？如何确定？

答：外涡旋的切向速度反比于旋转半径R的n次方，即V T*R n=K. 而内涡旋的切向速度正比于旋转半径R，比例常数等于气流的旋转角速度W。即Vt/R=W。在内，外涡旋的交界圆柱面上，气流的切向速度最大。

6. 旋风除尘器内气流的径向速度、轴向速度的大小与哪些因素有关？如何确定？它们对旋风除尘器的除尘效率有什么影响？

答：径向速度因内，外旋流性质不同，其矢量方向不同，可近似认为外涡旋气流均匀地经过内，外涡旋交界圆柱面进入内涡旋，即Vr=Q/（2πr0h0）。增大内涡旋的径向速度对分离粉尘有利，增大外涡旋的径向速度则相反。有些细小粉尘在向心气流的带动下，进入内涡旋而被排出。

轴向速度和径向速度相似，视内外涡旋而定。外涡旋的轴向速度向下，内涡旋的轴向速度向上。在内涡旋中，随气流逐渐上升，轴向速度不断增大，在排出管底部达到最大值。

7 影响旋风除尘器的除尘效率的主要因素有哪些？

答：有二次效应，比例尺寸，烟尘的物理性质和操作变量。

9. 旋风除尘器下部漏风为什么会降低其除尘效率？

答：除尘器的锥体底部是处于负压状态的，如果底部不严密，漏入外部空气，会把正在落入灰斗的粉尘重新带走，使除尘效率下降。

第六章第二节

1．名词解释：①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，称为电场荷电。

②扩散荷电：由离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程，称为扩散荷电。

③反电晕：沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电现象。

④电晕闭塞：当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，颗粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，

失去除尘作用。

⑤有效驱进速度：在一定的除尘器结构形式和运行条件下测得的总捕集效率值，代人德意希方程反算出相应的驱

进速度值，称之为有效驱进速度。

3．电除尘器为什么可以省电？

答：电除尘过程分离力直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，这就决定了它具有分离粒子耗能小，气流阻力也小的特点。

4．电除尘器会出现哪些异常荷电现象？试分析其原因。

答：①沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘极发生反电晕现象。

②当气流中微笑粒子的浓度高时，虽然荷电尘粒所形成的电晕电流不大，可是所形成的空间电荷却很大，严重地抑制着电晕电流的产生，使尘粒不能获得足够的电荷。

③当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，颗粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕闭塞。

6.德意希方程式对电除尘器性能分析和设计有什么意义？应用时有哪些注意事项？

答：德意希方程式概括了分析除尘效率与集电板面积，气体流量和颗粒驱进速度之间的关系，指明了提高电除尘器捕集效率的途径，因而除尘器性能分析和设计中被广泛采用。

只有当粒子的粒径相同且驱进速度不超过气流速度的10%~20%时，这个方程在理论上才是成立的。作为除尘总效率的近似估算，ω应取某种形式的平均驱进速度。

7．影响粉尘比电阻大小的主要因素有哪些？在工业实践中克服高比电阻影响的有效方法有哪些？

答：影响粉尘层比电阻的因素除粒子温度和组成之外，海包括一些次要因素，如粒子大小和形状，粉尘厚度和压缩程度，施加干粉尘层的电场强度等。

实践中克服高比电阻影响的就有：保持电极表面尽可能清洁，采用较好的供电系统、烟气调质，以及发展新型电除尘器。

11．用电除尘器处理含尘浓度较高的气体时，可能会发生什么现象？如何加以克服？

答：如果气体含尘浓度很高，电场内尘粒的空间电荷很高，是使电除尘器电晕电流急剧下降，严重时可能会趋近于零。发生电晕闭塞现象。为防止电晕闭塞的发生，如提高含尘器前增设预净化设备等。

第六章第三节

1．旋风洗涤器设计和操作有哪些主要技术指标？如何估算它的压力损失？

旋风洗涤器气体入口速度范围一般为15~45m/s，耗水量一般为0.5~1.5L/m3。压力损失范围一般为0.5~1.5kpa，可按下式对压力损失进行估算：

△P=△P o+Q1/Q g*ρ1*u-2

8．文丘里洗涤器由哪几部分组成？如何确定它们的几何尺寸？

答：①由收缩管、喉管、扩散管组成。

②确定几何尺寸：

㈠进气管直径D1按与之相联管道直径确定

㈡收缩管的收缩角α1常取23o～25o

㈢喉管直径D T按喉管气速v T确定，其截面积与进口管截面积之比的典型值为1：4

㈣v T的选择要考虑到粉尘、气体和洗涤液的物理化学性质、对洗涤器效率和阻力的要求等因素。

9．文丘里洗涤器的除尘过程可分为哪些阶段？它们各具什么特点？

答：（一）除尘过程：①含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能；

②在喉管入口处，气速达到最大，一般为50～180m/s；

③洗涤液（一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速；

④充分的雾化是实现高效除尘的基本条件。

（二）特点不知

（三）文丘里洗涤器组成的特点不知。

第六章第四节

2．袋式除尘器实际运行时，气体处理量和压力损失随时间如何变化？

答：随着时间的变化，粉尘在滤袋上积聚，压力损失增大，处理量降低。

3．滤袋表面形成的粉尘层对袋式除尘器的运行起什么作用？有什么影响？

答：粉尘层形成后成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率，但随着颗粒在滤袋上积累，滤袋两侧的压力差增大，会把有些已附在滤料的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降，同时处理量降低。

4．什么叫过滤速度，它对袋式除尘器的设计有什么意义？

答：过滤速度指烟气实际体积流量与滤布面积之比，也称气布比

过滤速度是一个重要的技术经济指标。选用高的过滤速度，所需要的滤布面积小，除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小，但除尘器的压力损失却会加大。

第六章第五节

1．烟气处理量发生变化时，对各类除尘器的除尘效率和压力损失有什么影响？

答：旋风除尘器除尘效率和压力损失，随处理烟气量增加而增加，但大多数除尘器的效率却随处理烟气量的增加而下降。

2．进口气体含尘浓度过高，对袋式除尘器和电除尘器各有什么影响？

答：进口气体含尘浓度过高，会降低袋式除尘器的过滤速度，对于电除尘器来说则可能产生电晕闭塞。

3．常见的除尘设备中，哪几种除尘器的除尘效率最好？哪种除尘器投资费用最少？哪种除尘器运行费用最低？

答：卧式旋风水膜除尘器、文丘里除尘器、电除尘器、袋式除尘器、冲击式除尘器的除尘效率最好。高效旋风除尘器的投资费用最少，同时高效旋风除尘器的运行费用也是最低的。

4．电除尘器为什么比袋式除尘器省电？

答：电除尘器高压电源将工频交流电转换成高压直流电，由高压低直流对粉尘进行荷电、驱动和收集以净化含尘气体，电除尘器节电效果一般可达30～50%

5．高温、高湿烟气的烟尘治理，选用那种除尘设备为好？

答：高温、高湿气体不宜采用袋式除尘器，如果烟气中同时含有SO2、NO等气态污染物，可以考虑采用湿式除尘器，但是必须注意腐蚀问题。

6．除尘器选择的四大因素和总的原则是什么？

答：四大因素：除尘效率、压力损失、一次投资、维修管理。

总原则：1.必须达到排放标准规定的排放浓度；2.对于运行状况不稳定的系统，要注意烟气处理量变化对除尘效率和压力损失的影响。例如：旋风除尘器除尘效率和压力损失，随处理烟气量增加而增加，但大多数除尘器的效率却随处理烟气量的增加而下降；3.粉尘的物理性质对除尘器性能具有较大的影响。

第七章第一、二节

1．什么叫平衡溶解度，影响其数量大小的主要因素有哪些？

答：液相吸收剂所溶解组分的浓度成为平衡溶解度；

与气体和溶剂的兴致有关，并受温度和压力的影响。

3．化学吸收过程与物理吸收过程相比，为什么能获得较高的吸收效率和较高的反应速度？

答：（1）溶质进入溶剂后因化学反应而消耗掉，单位体积溶剂能够容纳的溶质质量增多，表现在平衡关系上为溶液平衡，分压降低，甚至可以降到0，从而使吸收推动力增加。

（2）如果反应速度进行得快，以致气体刚进入气液平面就消耗殆尽，则溶质在液膜中的扩散阻力大为降低，甚至降为0，就使总吸收系数增大，吸收速率提高。

（3）填料表面有一部分液体停止不动或流动很慢，在物理吸收过程中这部分液体被溶质所饱和而不能再进行吸收，但在化学吸收过程中则要吸收多得多的溶质才能达到饱和。

4．化学吸收过程的计算，要考虑哪些平衡关系？应用亨利定律要注意哪些事项？

答：要考虑的平衡关系，如下：化学平衡关系，离解平衡关系。

应用亨利定律要注意的事项时：亨利定律只适用于常压或低压下的稀溶液，而且吸收质在气相与溶剂中的分子状态应相同，其被溶解的气体分子在溶液中发生化学反应，则此时的亨利定律只适用于未发生化学反应的那部分吸收质的浓度。

5．双膜理论有哪些基本论点？试用它去解释化学吸收过程？

答：基本理论点：

（1）当气液两相接触时，两相之间又一个相界面，在相界面两侧分别存在着呈层流流动的稳定膜层。溶质以分子扩散的方式连续通过这两个膜层，在膜层外的气液两相主体中呈湍流状态，膜层的厚度主要随流速而变，流速越大，厚度越小。

（2）在相界面上气液两相平衡界面上没有传质阻力。

（3）在膜层意外的气体内，由于充分的湍动，溶质基本上是均匀的，即认为主体中没有浓度梯度存在，换句话说，浓度梯度全部集中在两个膜层内。

解释化学吸收过程：①溶质A先从气相主体扩散到汽液界面；②溶质A达到界面后便开始于溶剂中的反应组分B进行化学反应，B不断地从液相主体扩散到界面或界面附近并与A相遇③A与B在什么位置进行反应取决于反应速率与扩散速率的相对大小。

6．什么叫气膜控制和液膜控制？确定它们的依据是什么？

答：①对于易溶气体，m很小，H很大，总阻力近似等于气膜阻力，这种情况称为气膜控制；

②对于难溶气体，m很大，H很小，总阻力近似等于液膜阻力，这种情况称为液膜控制；

③判断依据：双膜理论。

第七章第三节

1．什么叫吸附、物理吸附和化学吸附？

答：①用多孔性固体物质处理流体混合物，使流体混合物中所含的一种或几种组分浓集在固体物质表面，从而使它与其它组分分开的过程称为吸附。

②物理吸附亦称范德华吸附，它是由于吸附剂与吸附质分子之间的静电力或范德华引力而引起的。

③化学吸附又称活性吸附，它是由于吸附剂表面与吸附质的分子之间的化学反应力而引起的。

3．工业吸附剂必须具备什么条件？

工业吸附剂需具备的特性：

①内表面积大

②具有选择性吸附作用③高机械强度、化学和热稳定性

④吸附容量大

⑤来源广泛，造价低廉⑥良好的再生性能

5．为了进行有效吸附，对吸附器设计有哪些基本要求？

①具有足够的过气断面和停留时间，它们都是吸附器尺寸的函数；

②产生良好的气流分布，以便所有的过气断面都能得到充分的利用；

③预先除去入口气体中能污染吸附剂的杂质；

④采用其他较为经济有效的工艺，预先去除入口气体中的部分组分，以减轻吸附系统的负荷；

⑤能够有效地控制和调节吸附操作温度；

⑥易于更换吸附剂。

6．吸附剂的再生的目的是什么？工业上常用的再生方法有那几种？

答：（一）吸附剂的再生的目的是回收重复再利用。

（二）工业上常用的再生方法有加热解吸再生、降压或真空解吸再生、溶剂萃取再生、置换再生、化学转换再生等。9．什么叫保护作用时间？穿透曲线的斜率有什么物理意义？

答：（一）从含有污染物的气流开始通入吸附到“穿透点”这段时间称为保护时间。

（二）穿透曲线斜率的大小可以反映吸附过程速度的快慢，曲线越陡，斜率越大，吸附过程速度较快。

11．物理吸附和化学吸附在一般情况下吸附速率的控制步骤是什么？

物理吸附过程的三个步骤：

①外扩散（气流主体→外表面）；②内扩散（外表面→内表面）；③吸附

化学吸附过程的四个步骤：

①外扩散（气流主体→外表面）；②内扩散（外表面→内表面）；③吸附；④化学反应

第七章第四节

1．什么叫催化剂？它是由哪几部分组成的？

答：凡能加速化学反应速率，而本身的化学组成在反应前后保持不变的物质叫催化剂。由活性组分、助催化剂和载体组成。

3．什么叫催化作用？它有哪些显著的特征？

答：化学反应速度因加入某种物质而改变，而被加入的物质的数量、性质在反应终了时不变的作用叫催化剂作用。特征：（1）只能加速化学反应速率。 (2)催化作用有特殊的选择性

5．催化剂是否参与化学反应？它为什么能加速化学反应速度？

答：参与了化学反应，降低化学反应的活化能，使它进行得比均相时更快。

6．一般情况下，气一固相催化反应中的控制步骤是什么？

答：在气---固相催化反应中，表面化学反应往往是控制步骤，整个过程受化学动力控制。

8．如何消除内、外扩散对表面化学反应速度的影响？

答：内扩散消除方法：尽量减少催化剂颗粒大小，粒径减小到一定程度，转化率趋于定值，内扩散影响消除。

外扩散消除方法：提高气速，从增强湍流速度，减小边缘层厚度，气速提高到一定程度，转化率趋于定值，外扩散影响消除。

9．名词解释：①停留时间：反应物通过催化床的时间。

②空间速度：单位时间通过单位体积催化床的反应物料体积。

③接触时间：空间速度的倒数。

第八章

1．局部排气净化系统由哪几部分组成？

答：局部排气净化系统由集气罩、风管、净化设备、通风机和烟囱五部分组成。

2．局部排气净化系统设计的基本内容有哪些？

答：捕集装置设计、净化设备选择或设计、管道系统设计、排放烟囱设计。

5．吸气口气流速度分布具有什么特点？

答：①在吸气口附近的等速面近似与吸气口平行，随离吸气口距离x的增大，逐渐变成椭圆面，而在1倍吸气口直径d处已接近为球面。

②吸气口气流速度衰减较快。

③对于结构一定的吸气口，不论吸气口风速大小，其等速面形状大致相同。而吸气口结构形式不同，其气流衰减规律则不同。

8．集气罩设计时应注意哪些问题？说明外部集气罩的设计方法和程序。

答：集气罩设计时应注意的问题：

（1）集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物扩散限制在最小范围内，以便防止横向气流干扰，减少排风量。（2）集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流的初始动能。

（3）尽量减少集气罩的开口面积，以减少排风量。

（4）集气罩的吸气气流不允许先经过工人的呼吸区再进入罩内。

（5）集气罩的结构不应妨碍工人操作和设备检修。

外部集气罩的设计方法和程序：

目前国内多用控制流速法计算外部集气罩排风量。工程设计中，一般先通过对现场操作情况和污染物散发情况的观察和测定，确定罩型、罩口尺寸和控制点至罩口的距离以及控制速度。若已知外部集气罩罩口气流速度衰减公式，即可计算出罩口的吸入速度，再根据罩口面积和罩口气流速度便可求得外部集气罩的排风量。

10．说明管道布置的一般原则和对除尘管道的特殊要求。

答：管道布置一般原则：

（1）输送不同介质的管道，布置原则不完全相同，取其共性作为管道布置的一般原则。

管道敷设分明装和暗设，应尽量明装，以便检修；

（2）管道应尽量集中成列，平行敷设，尽量沿墙或柱敷设；

（3）管道与梁、柱、墙、设备及管道之间应留有足够距离，以满足施工、运行、检修和热胀冷缩的要求。一般间距不应小于100～150 mm；

（4）管道通过人行横道时，与地面净距不应小于2m，横过公路时不应小于4.5m，横过铁路时与轨面净距不得小于6 m；水平管道敷设应有一定的坡度，以便于放气、放水、疏水和防止积尘，一般坡度不小于0.005°，坡度应考虑斜向风机方向，并应在风管的最低点和风机底部装设水封泄液管；

（5）捕集含有剧毒、易燃、易爆物质的管道系统，其正压段一般不应穿过其他房间。穿过其他房间时，该段管道上不宜设法兰或阀门。

除尘管道的特殊要求：

（1）除尘管道力求顺直，保证气流通畅。当必须水平敷设时，要有足够的流速以防止积尘。

（2）对易产生积灰的管道，必须设置清灰孔；为减轻风机磨损，特别当气体含尘浓度较高时(大于3 g/m3时)，应将净化装置设在风机的吸入段。

（3）分支管与水平管或倾斜主干管连接时，应从上部或侧面接入。三通管的夹角一般不大于30°。

（4）当有几个分支管汇合于同一主干管时，汇合点最好不设在同一断面上。

（5）输送气体中含磨琢性强的粉尘时，在局部压力较大的地方应采取防磨措施，并在设计中考虑到管件的检修方便。

（6）高温烟气的管段应设置伸缩装置。

第九章课外习题 (考脱硫计算)

5．名词解释

FGD：燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD）

EBA：电子束照射法

1.写出石灰／石灰石法烟气脱硫的化学反应方程式。

答：石灰石：SO2+CaCO3+2H2O――CaSO4·2H2O+CO2

石灰：SO2+CaO+2H2O――CaSO3·2H2O

2. 说明石灰／石灰石法烟气脱硫的典型操作条件、操作上存在的主要问题。

答：典型操作条件：pH、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、SO2浓度、吸收塔结构。

解决的问题：设备腐蚀；结垢和堵塞；除雾器阻塞；脱硫剂的利用率；液固分离；固体废物的处理处置。

3. 已二酸和硫酸镁加入吸收液中有什么作用？

答：已二酸是含有六个炭的二羧基有机酸，HOOC(CH2)4COOH，在洗涤浆液中它能起缓冲pH的作用。

硫酸镁：改进溶液化学性质，使SO2以可溶性盐的形式被吸收，解决结垢问题。

4. 吸收法净化低浓度SO2的原则是什么？

答：?工艺原理及流程应简单，装置紧凑，易于操作和管理；

?净化效率高，能长期连续运行，经济效果好，节省人力，占地面积少；

?不产生二次污染，回收产物也应无二次污染；

?吸收剂价格便宜而又易获得；

?在工艺方法选择上应尽可能考虑到回收有用的硫资源；

?吸收剂以石灰石和石灰为主。

6. EBA反应器中发生的主要反应有那些？EBA－FGD法具有什么特点？

答：一、（1）自由基生成：N2，O2，H2O+e→OH*，O*，HO2*，N*

（2）SO2氧化并生产H2SO4：

SO2→SO3→H2SO4；SO2→HSO3*→H2SO4（3）NO x氧化并生产硝酸： NO→NO2→HNO3 NO→NO2+OH*→HNO3

NO2+OH*→HNO3

（4）酸与氨反应生成硫铵和硝铵： H2SO4+2NH3→(NH4)2SO4

HNO3+NH3→NH4NO3

二、特点：过程为干法，不产生废水废渣；能同时脱硫脱硝，可达到90%以上的脱硫率和80%以上的脱氮率；系统简

单，操作方便，过程易于控制；对于不同含硫量的烟气和烟气量的变化有较好的适应性和负荷跟踪性；副产品为硫铵和硝铵混合物，可用作化肥。

第十章

名词解释：SCR，选择性催化还原法脱硝。其过程是以氨作为还原剂通常在空气预热器的上游诸如含NOx的烟气。

SNCR选择性非催化还原法脱硝。其过程是以尿素或氨基化合物作为还原剂将NO x还原为N2. 。

第十一章

1．名词解释：①爆炸上限浓度达到爆炸极限浓度范围的上限

②爆炸下限浓度达到爆炸极限浓度范围的下限

2．催化燃烧法处理VOCs具有那些特点？

特点：1、进入催化燃烧装置的气体首先要经过预处理，除去粉尘、液滴及有害组分，避免催化床的堵塞和催化剂的中毒；2、进入催化床的气体温度必须要达到所用催化剂的起燃温度，催化反应才能进行。因此，对于低起燃烧温度的进气，必须进行预热使其达到起然温度3、催化燃烧放出大量的反应热，燃烧尾气温度较高，对部分热量必须回收。3．说明生物法控制VOCs污染的原理。

VOCs生物净化过程的实质是附着在滤料介质中的微生物在适宜的环境条件下，利用废气中的有机成分作为碳源和能源，维持其生命活动，并将有机物分解为CO2和H2O的过程。

4．生物法处理VOCs废气主要有哪几类处理工艺？分别适应什么样的工况条件？

4．悬浮生长系统、附着生长系统特点：

答：悬浮生长系统即生长系统即微生物及其营养物存在于液体中，气相中的有机物通过与悬浮液接触后转移到液相，从而被微生物降解。

附着生长系统中微生物附着生长于固体介质表面，废气通过由滤料介质构成的固体塔层时，被吸附、吸收，最终被微生物降解。

例：某1×450MW的新建电厂，其设计用煤的硫含量为4.5％，灰分8％，热值为27300kJ/kg，电厂设计热效率为35％，除尘效率99％。为该厂设计石灰石湿法脱硫装置，要求脱硫效率为90％。电站锅炉SO2和烟尘的排放系数均为0.85。燃煤电厂烟气排放量为：0.00156 m3/s?kW，（180℃，101325Pa）。提示：Ca、S的原子量分别为40和32。

试计算：

（1）排放烟气中二氧化硫和烟尘浓度。

（2）钙硫比为1.2时，每天消耗多少石灰石？假定石灰石的纯度为96％；

（3）脱硫剂的利用率是多少？

（4）如果脱硫污泥为含水60％的浆液，每天产生多少脱硫污泥？

解：（1）排放烟气中二氧化硫和烟尘浓度

该电厂的燃煤消耗量为：

（1×450×103KJ/s）/（35％×27300kJ/kg）＝47.1Kg/s

电厂锅炉二氧化硫和烟尘的排放系数为0.85，则二氧化硫和烟尘的排放量为：

47.1×4.5％×0.85×2＝3.6Kg/s 47.1×8％×0.85＝3.2Kg/s

该燃煤电厂烟气排放量为：

1×450×103×0.00156 m3＝702 m3 / s

折算到标态：702×（273/ 453）＝423 m3 / s

实际二氧化硫和烟尘的生成浓度为：

3.6×1000×1000/423＝8510mg/m3 3.2×1000×1000/423＝7565 mg/m3

排放烟气中二氧化硫和烟尘的浓度为：

8510×（1－90％）＝851mg/m3 7565×（1－99％）＝75.65 mg/m3

（2）钙硫比为1.2时，每天消耗的石灰石量

石灰石脱硫的总化学反应式为：

SO2＋CaCO3＋2H2O →CaSO3·2H2O＋CO2↑

钙硫比为1.2时，每天消耗的石灰石量：

3.6×（100/64）×（1.2/96%）=7.03 Kg/s＝607.4t/d

（3）脱硫剂的利用率

3.6×90%×（100/64）/7.03＝72％

（4）脱硫污泥产生量

脱硫污泥中60％为水分，其余40％包括烟尘、CaSO3·2H2O和未反应的脱硫剂，其中烟尘为：47.1×8％×0.85×99％＝3.17 Kg/s＝273.9 t/d

CaSO3·2H2O为：

47.1×4.5％×0.85×2×90％×（156/64）=7.90 Kg/s＝682.6 t/d

未反应的脱硫剂：

607.4×（1－72％）＝170.1 t/d

从而得到脱硫污泥的产生量为：

（273.9＋682.6＋170.1）/40%＝2816.5 t/d