大气污染控制工程习题库(1).doc
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大气污染控制工程习题集
第一章概论
一、选择题
1.下列哪种情况属于广域性的大气污染(C)
A一个工厂的污染B一个城市的污染
C跨行政区划的污染D全球性的污染
2.某市环境空气监测结果的API值为85,该市的环境空气质量为(B)
A优秀B良好C轻度污染D中度污染
3.下列哪种情况属于大气污染面源(C)
A马路上运行的车辆污染B一个孤立的烟囱污染
C工业区的污染D城市的污染
4.可吸入颗粒污染物(PM10)是指空气动力学直径A的颗粒状污染物。
A≤10μmB≤100μmC>10μmD介于10μm~100μm
5.《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中没有规定下列哪种污染物的浓度限值D
ATSPBNOxCSO2DHCl
6.我国的《环境空气质量标准》(GB3095-1996)将环境空气质量功能区分为B类,其中一类区执行级标准。
A三,三B三,一C四,一D四,四
7.总悬浮颗粒物(TSP)是指悬浮在空气中,空气动力学直径B的颗粒状污染物。
A≤10μmB≤100μmC>10μmD介于10μm~100μm
三、简答题
1.简述大气污染的定义及分类。
1答:
(1)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,并因此而危害了人类的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。
(2)大气污染可分为:
局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性大气污染。
2.影响大气污染形成的因素。
2答:
大气中污染物浓度主要取决于:
(1)源强;
(2)气象条件;(3)地形地貌;(4)排放源高度。
3.气溶胶状态污染物按来源和物理性质可分为哪几类?
3答:
按照气溶胶的来源和物理性质,可分为:
(1)粉尘:
悬浮于气体介质中的微小固体颗粒,受重力作用能发生沉降,但在某一段时间内能保持悬浮状态。
(2)烟:
燃料不完全燃烧产生的固体粒子的气溶胶。
(3)飞灰:
由燃料燃烧所产生的烟气中分散得非常细微的无机灰分。
(4)黑烟:
燃料燃烧产生的能见气溶胶。
燃料不完全燃烧产生的碳粒。
(5)雾:
气体中液滴悬浮体的总称。
4.按颗粒物大小,气溶胶状态污染物可分为哪几类?
4答:
按照大气中颗粒物大小,可分为:
(1)飘尘:
粒径小于10um
(2)降尘:
粒径大于10um,重力作用下能在短时间内沉降到地面。
(3)总悬浮颗粒物(TSP):
大气中粒径小于100um的所有固体颗粒。
5.论述大气污染综合防治措施。
5答:
(1)全面规划、合理布局:
环境规划是经济、社会发展规划的重要组成部分,是体现环境污染综合防治以预防为主的最重要、最高层次的手段。
(2)严格环境管理:
完整的环境管理体制是由环境立法、环境监测和换进保护管理机构三部分组成的。
(3)控制大气污染的技术措施:
实施清洁生产;实施可持续发展的清洁战略;建立综合性工业基地。
(4)控制污染的经济政策:
保证必要的环境保护投资,并随着经济的发展逐年增加;实行“污染者和使用者支付原则”。
(5)绿化造林:
绿色植物是区域生态环境中不可缺少的重要组成部分,绿化造林不仅能美化环境,调节空气温湿度或城市小气候,保持水土,防治风沙,而且在净化空气和降低噪声方面皆会起到显著作用。
(6)安装废弃净化装置:
安装废气净化装置,是控制环境空气质量的基础,也是实行环境规划与治理等项综合防治措施的前提。
第二章燃烧与大气污染
一、填空题
1.燃料完全燃烧的条件是、、、。
2.过量空气系数的大小与、、和等因素有关。
3.燃烧产生的NOx根据生成途径可分为、和。
4.煤燃烧过程中,一般灰分,含水量,则排尘浓度越高。
5.煤中形态的硫,不参加燃烧过程。
1.空气条件、温度条件、时间条件、燃料与空气的混合条件
2.燃料种类、燃烧方式、燃烧装置的结构
3.热力型NOx、燃料型NOx、快速型NOx
4.越高、越少
5.硫酸盐硫
二、简答题
1.简述燃料完全燃烧需具备的条件。
1.答:
(1)空气条件:
燃料燃烧时必须保证相应空气的足够供应。
(2) 温度条件:
只有达到着火温度,才能与氧发生燃烧反应。
(3) 时间条件:
燃料在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需时间。
(4) 燃烧与空气的混合条件:
燃料与空气中氧的充分混合是有效燃烧的基本条件。
2简述煤的元素分析常用四种表示方法。
2答:
(1)以炉前煤试样质量为基数的收到基成分;
(2)以实验室条件下自然风干的煤粉试样质量为基数的空气干燥基成分;
(3)以烘箱烘干后失去全部水分的煤粉试样质量为基数的干燥基成分;
(4)以不计入水分灰分的煤粉试样质量为基数的干燥无灰基成分。
三、计算题
1已知重油元素分析结果如下:
C:
85.5%H:
11.3%O:
2.0%N:
0.2%S:
1.0%,试计算:
1)燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量;
2)干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度;
3)当空气的过剩量为10%时,所需的空气量及产生的烟气量。
1解:
1kg燃油含:
重量(g)摩尔数(g)需氧数(g)
C855 71.2571.25
H 113-2.555.2527.625
S100.31250.3125
H2O22.51.250
N元素忽略。
1)理论需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg
设干空气O2:
N2体积比为1:
3.78,则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。
即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。
烟气组成为CO271.25mol,H2O55.25+11.25=56.50mol,SO20.1325mol,N23.78×99.1875=374.93mol。
理论烟气量71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。
即502.99×22.4/1000=11.27m3N/kg重油。
2)干烟气量为502.99-56.50=446.49mol/kg重油。
SO2百分比浓度为,
空气燃烧时CO2存在最大浓度。
3)过剩空气为10%时,所需空气量为1.1×10.62=11.68m3N/kg重油,
产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33m3N/kg重油。
2普通煤的元素分析如下:
C65.7%;灰分18.1%;S1.7%;H3.2%;水分9.0%;O2.3%。
(含N量不计)1)计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SO2在烟气中的浓度(以体积分数计);
2)假定烟尘的排放因子为80%,计算烟气中灰分的浓度(以mg/m3表示);
3)假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。
石灰石中含Ca35%。
当Ca/S为1.7(摩尔比)时,计算燃煤1t需加石灰石的量。
2解:
相对于碳元素作如下计算:
%(质量)mol/100g煤mol/mol碳
C65.7 5.4751
H3.23.20.584
S1.70.0530.010
O2.30.0720.013
灰分18.13.306g/mol碳
水分9.01.644g/mol碳
故煤的组成为CH0.584S0.010O0.013,
燃料的摩尔质量(包括灰分和水分)为。
燃烧方程式为
n=1+0.584/4+0.010-0.013/2=1.1495
1)理论空气量;
SO2在湿烟气中的浓度为
2)产生灰分的量为
烟气量(1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18)×1000/18.26×22.4×10-3=6.826m3/kg
灰分浓度为mg/m3=2.12×104mg/m3
3)需石灰石/t煤
3煤的元素分析结果如下S0.6%;H3.7%;C79.5%;N0.9%;O4.7%;灰分10.6%。
在空气过剩20%条件下完全燃烧。
计算烟气中SO2的浓度。
3解:
按燃烧1kg煤计算
重量(g)摩尔数(mol)需氧数(mol)
C79566.25 66.25
H31.12515.56257.78
S60.18750.1875
H2O52.8752.940
设干空气中N2:
O2体积比为3.78:
1,
所需理论空气量为4.78×(66.25+7.78+0.1875)=354.76mol/kg煤。
理论烟气量CO266.25mol,SO20.1875mol,H2O15.5625+2.94=18.50mol
N2
总计66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤
实际烟气量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤,SO2浓度为。
4某锅炉燃用煤气的成分如下:
H2S0.2%;CO25%;O20.2%;CO28.5%;H213.0%;CH40.7%;N252.4%;空气含湿量为12g/m3N,,试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。
4解:
取1mol煤气计算
H2S0.002mol耗氧量0.003mol
CO20.05mol0
CO0.285mol0.143mol
H2(0.13-0.004)mol0.063mol
CH40.007mol0.014mol
共需O20.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。
设干空气中N2:
O2体积比为3.78:
1,则理论干空气量为0.223×(3.78+1)=1.066mol。
取,则实际干空气1.2×1.066mol=1.279mol。
空气含湿量为12g/m3N,即含H2O0.67mol/m3N,14.94L/m3N。
故H2O体积分数为1.493%。
故实际空气量为。
烟气量SO2:
0.002mol,CO2:
0.285+0.007+0.05=0.342mol,N2:
0.223×3.78+0.524=1.367mol,H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol
故实际烟气量0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol
5干烟道气的组成为:
CO211%(体积),O28%,CO2%,SO2120×10-6(体积分数),颗粒物30.0g/m3(在测定状态下),烟道气流流量在700mmHg和443K条件下为5663.37m3/min,水气含量8%(体积)。
试计算:
1)过量空气百分比;2)SO2的排放浓度();3)在标准状态下(1atm和273K),干烟道体积;4)在标准状态下颗粒物的浓度。
5解:
1)N2%=1-11%-8%-2%-0.012%=78.99%
空气过剩
2)在测定状态下,气体的摩尔体积为
;
取1m3烟气进行计算,则SO2120×10-6m3,排放浓度为
。
3)。
4)。
6煤炭的元素分析按重量百分比表示,结果如下:
氢50%;碳75.8%;氮1.5%;硫1.6%;氧7.4%;灰8.7%,燃烧条件为空气过量20%,空气的湿度为0.0116molH2O/mol干空气,并假定完全燃烧,试计算烟气的组成。
6解:
按1kg煤进行计算
重量(g)摩尔数(mol)需氧数(mol)
C75863.17 63.17
H40.7520.37510.19
S160.50.5
H2O83.254.6250
需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol
设干空气中N2:
O2体积比为3.78:
1,则干空气量为73.86×4.78×1.2=423.66mol,
含水423.66×0.0116=4.91mol。
烟气中:
CO263.17mol;SO20.5mol;H2O4.91+4.625+20.375=29.91mol;
N2:
73.86×3.78=279.19mol;过剩干空气0.2×73.86×4.78=70.61mol。
实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol
其中CO2;SO2;
H2O;N2。
O2。
7燃料油的重量组成为:
C86%,H14%。
在干空气下燃烧,烟气分析结果(基于干烟气)为:
O21.5%;CO600×10-6(体积分数)。
试计算燃烧过程的空气过剩系数。
7解:
以1kg油燃烧计算,
C860g71.67mol;
H140g70mol,耗氧35mol。
设生成COxmol,耗氧0.5xmol,则生成CO2(71.67-x)mol,耗氧(71.67-x)mol。
烟气中O2量。
总氧量,干空气中N2:
O2体积比为3.78:
1,则含N23.78×(106.67+24.5x)。
根据干烟气量可列出如下方程:
,解得x=0.306
故CO2%:
;
N2%:
空气过剩系数
8.假定煤的元素组成以重量百分比计为:
氢3.7,碳75.9,硫0.9,氮0.9,氧4.7,其余的为灰分。
当空气过剩系数20%条件下燃烧时,假定燃烧为完全燃烧。
如果不考虑热力型NOx的生成,若燃料中氮1)20%,2)50%,转化为NO,试求烟气中NO的浓度。
8.解:
考虑1kg燃煤含氢37g,碳759g,硫9g,氮9g,氧47g。
烟气中含CO263.25mol,含H2O18.5mol,含SO20.28mol。
因此需O22392-47=2281g约71.3mol,则引入N2268.2mol。
若空气过剩20%,则烟气中O2为0.2×71.3=14.26mol,N2268.2+53.6+9/28=322.1mol。
即若不考虑N转化,则烟气中含CO263.25mol,H2O18.5mol,
SO20.28mol,O214.26mol,N2322.1mol。
1)N2转化率20%,则NO浓度为(体积分数)
2)N2转化率50%,则NO浓度为(体积分数)
9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%,空气的湿度为0.0116mol水/mol干空气试计算燃烧烟气的组成(对气态组分以体积百分比表示,对固体组分以g/m3N表示)。
9解:
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重油
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
87
-
-
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:
烟气的组成为:
10某锅炉燃用煤气的成分如下:
CO30%;H215%;CH41.5%;N250%;O21.5%;CO22%。
已知空气的含湿量为12g/m3;过量空气系数为1.3。
(1)试计算燃烧实际所需的空气量;
(2)试计算燃烧产生的实际湿烟气量。
10解:
(1)燃烧所需理论需氧量
理论空气量为
实际所需空气量为
(2)理论湿烟气量
实际湿烟气量
11煤的元素分析结果如下:
C78.2%,H4.2%,N0.7%,S1.6%,O6.4%,灰分8.9%。
燃烧条件为:
空气过剩20%,空气不含水分。
(1)试计算燃烧1kg该种煤实际所需空气量;
(2)试计算燃烧1kg该种煤产生的实际干烟气量。
11解:
(1)理论需氧量
理论所需空气量
实际所需空气量
(2)理论干烟气量
实际干烟气量
12已知某燃用煤气成分为:
H250%;CH450%,在过量空气系数为1.1时,空气的含湿量为15g/m3。
(1)试计算燃烧该燃气所需的实际空气量;
(2)试计算燃烧排放湿烟气中CO2的浓度(以体积分数表示)。
12解:
(1)燃烧所学理论需氧量
理论空气量为
实际所需空气量为
(2)理论湿烟气量
实际湿烟气量
燃烧排放湿烟气中CO2的浓度为
13煤的元素分析结果如下:
C75%,H5%,N1.5%,S2.5%,O6%,灰分10%。
燃烧过程过量空气系数为1.5时,空气的含湿量为12g/m3
(1)试计算燃烧1kg该种煤实际所需空气量;
(2)试计算燃烧1kg该种煤产生的实际湿烟气量。
13解:
(1)理论需氧量
理论所需空气量
实际所需空气量
(2)理论干烟气量
理论湿烟气量
实际湿烟气量
114某燃气的成分如下:
CO30%;H230%;CH430%;O25%;CO25%。
已知空气的含湿量为15g/m3;过量空气系数为1.5。
(1)试计算燃烧实际所需的空气量;
(2)试计算燃烧产生的实际湿烟气量。
14解:
(1)燃烧所需理论需氧量
理论空气量为)
实际所需空气量为
(2)理论湿烟气量
实际湿烟气量
第四章除尘技术基础
选择题
B1某粉尘的真密度为2.7g/cm3,在重力场中颗粒在空气中终末沉降速度为0.02m/s,空气的密度为1.29kg/m3,粘度为1.75×10-5Pa·s。
该粉尘颗粒的沉降粒径(Stokes粒径)为()
A25.4μmB15.4μmC20μmD10.4μm
C2某粉煤炉燃烧产生的飞灰遵从以质量为基准的对数正态分布,且有d15..9=10μm,d84.1=52.4μm,则d50为()
A28.4μmB21.2μmC22.9μmD31.2μm
A3已知石灰石颗粒的密度为2.67g/cm3,试计算粒径为10μm的球形颗粒在273K空气(ρ=1.293kg/m3,μ=1.86×10-5Pa·s)中的重力沉降速度为()
A7.81×10-3m/sB4.03×10-6m/sC7.81×10-6m/sD5.28×10-3m/s
C4水泥、熟石灰等粉尘不宜采用湿式除尘器,主要因为()
A水泥、熟石灰属于憎水性粉尘B润湿性较差
C吸水后易结垢D没有润湿性
D5有一两级串联除尘系统,两级除尘效率分别为80%和90%,则该除尘系统的总通过率为()
A15%B5%C7%D2%
B6对于同种粉尘,粉尘的真密度ρP与堆积密度ρb之间存在的关系为()
Aρb>ρPBρb<ρP
Cρb≤ρPDρb=ρP
D7某粉煤炉燃烧产生的飞灰遵从以质量为基准的正态分布,且有d15..9=10μm,d84.1=52.4μm,则d50为()
A28.4μmB21.2μmC22.9μmD31.2μm
A8粉尘的粒径往往大小不一,但总存在某一个粒径,使得筛上累积质量分布和筛下累积质量分布等于50%,该粒径是
A质量中位粒径B个数中位粒径
C分割粒径D平均粒径
A9下列哪种粉尘适合采用湿式除尘器
A电厂烟尘B水泥C面粉D熟石灰
B10两个除尘效率分别为80%和90%的除尘器串联使用,则总除尘效率为
A72%B98%C85%D95%
B11根据除尘效率的高低,可将除尘器分为低效、中效和高效除尘器,下列除尘器中属于高效除尘器的是
A重力沉降室B电除尘器C惯性除尘器D旋风除尘器
B12粒径分布频度最高的粒径为
A中位径B众径C分割粒径D空气动力学直径
C13分级效率为50%时的粒径称为
A众径B斯托克斯粒径C分割粒径D中位径
C14根据除尘效率的高低,可将除尘器分为低效、中效和高效除尘器,下列除尘器中不属于高效除尘器的是
A电除尘器B袋式除尘器C惯性除尘器D文丘里洗涤器
C15水泥、熟石灰等粉尘不宜采用湿式除尘器,主要因为
A水泥、熟石灰属于憎水性粉尘B润湿性较差
C吸水后易结垢D没有润湿性
B16对于同种粉尘,粉尘的真密度ρP与堆积密度ρb之间存在的关系为
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