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1、大氣污染控制工程 習(xí)題集 第一章 概論 一、填空題 1、大氣是由多種氣體混合而成，其組成可以分為__________、__________和各種雜質(zhì)。 【答】干潔空氣，水蒸氣（p1） 2、全球性大氣污染問題包括__________、__________和__________。 【答】溫室效應(yīng)，臭氧層破壞和酸雨（p3） 3、大氣污染物按其存在的狀態(tài)可以分為__________和__________。 【答】氣溶膠狀態(tài)污染物和氣體狀態(tài)污染物（p4） 4、根據(jù)粉塵顆粒的大小，將其分為__________和__________。 【答】總懸浮顆粒物；可吸入顆粒物。（p5） 5、

2、大氣污染物的來源可分為__________和__________。 【答】自然污染源；人為污染源。（p7） 6、人為污染源按污染物的空間分布可分為__________、__________和線源。按照人們的社會活動功能不同，可將人為污染源分為__________、__________和交通污染源三類。 【答】點(diǎn)源、面源；生活污染源、工業(yè)污染源（p7） 7、大氣污染綜合防治的基本點(diǎn)是__________的綜合。 【答】防與治（p19） 8、環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按其用途可以分為__________、__________、__________和警報標(biāo)準(zhǔn)。 【答】環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、大氣污

3、染物排放標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（p22） 9、大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，任何一個排氣筒必須同時遵守最高允許排放濃度和最高允許排放速率兩項(xiàng)指標(biāo)，超過其中任何一項(xiàng)均為超標(biāo)排放。 【答】最高允許排放速率（p24） 10、大眾城市空氣污染指數(shù)（API）的項(xiàng)目包括__________、__________、二氧化氮、一氧化碳和臭氧。 【答】可吸入顆粒物、二氧化硫（p25） 11、在計算API時，各項(xiàng)污染物的污染分指數(shù)都計算出來后，取__________為該區(qū)域或城市的空氣污染指數(shù)，則該污染物即為該區(qū)域或城市空氣中的__________，API＜50，則不報告首要污染物。 【答】最大者；

4、首要污染物（p27） 12、大氣污染指由于人類活動或自然過程使得某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和人們的福利，甚至危害了生態(tài)環(huán)境。大氣污染主要是__________造成的。 【答】人類活動（p3）： 二、選擇題 1、下列哪種情況屬于廣域性的大氣污染（ ）。 C，P3 A、一個工廠的污染 B、一個城市的污染 C、跨行政區(qū)劃的污染 D、全球性的污染 2、SO2日平均濃度為0.0525ppm換算為（ ）mg/m3。C A、1.5 B、0.10 C、0.15 D、025 三、名詞解釋

5、 1、環(huán)境空氣（p1）：指人類、植物、動物和建筑物暴露于其中的室外空氣。 2、大氣污染（p3）：指由于人類活動或自然過程使得某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和人們的福利，甚至危害了生態(tài)環(huán)境。所謂人類活動不僅包括生產(chǎn)活動，而且還包括生活活動。大氣污染主要是人類活動造成的。 3、溫室效應(yīng)（p3）：大氣中的二氧化碳和其它微量氣體如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯碳、水蒸氣等，可以使太陽短波幾乎無衰減的通過，但卻可以吸收地表的長波輻射，由此引起全球氣溫升高的現(xiàn)象，成為溫室效應(yīng)。 4、氣溶膠（p4）：在大氣污染中，氣溶膠是指沉降速度可以忽略的小固體粒

6、子、液體粒子或它們在氣體介質(zhì)中的懸浮體系。 5、總懸浮顆粒物（TSP）（p5）：指能懸浮在空氣中，空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑≤100μm的顆粒物?？晌腩w粒物： 6、可吸入顆粒物（PM10）（p5）：指懸浮在空氣中，空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑≤10μm的顆粒物。 7、一次污染物（p5）：從污染源直接排放到大氣中的原始污染物質(zhì)。 8、二次污染物（p5）：由一次污染物與大氣中原有成分或幾種一次污染物之間經(jīng)過一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物。 9、大氣污染綜合防治（p19）：為了達(dá)到區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量控制目標(biāo)，對多種大氣污染控制方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、區(qū)域適應(yīng)性和實(shí)施可能

7、性等進(jìn)行最優(yōu)化選擇和評價，從而得出最優(yōu)的控制技術(shù)方案和工程措施，并加以實(shí)施，以期達(dá)到區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量控制目標(biāo)。 10、環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（p22）：以保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人群健康的基本要求為目標(biāo)而對各種污染物在環(huán)境空氣中的允許濃度所作的限制規(guī)定。它是控制大氣污染物的排放量和進(jìn)行凈化裝置設(shè)計的依據(jù)。 11、大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（p22）：以實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，對從污染源排入大氣的污染物濃度（或數(shù)量）所作的限制規(guī)定。是控制大氣污染物的排放量和進(jìn)行凈化裝置設(shè)計的依據(jù)。 12、大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（p22）：是根據(jù)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)引伸出來的輔助標(biāo)準(zhǔn)，如燃料、原料使用標(biāo)準(zhǔn)、凈化裝置選用標(biāo)準(zhǔn)、排氣筒高度

8、標(biāo)準(zhǔn)及衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn)等。他們都是為保證達(dá)到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)而從某一方面做出的具體技術(shù)規(guī)定，目的是使生產(chǎn)、設(shè)計和管理人員容易掌握和執(zhí)行。 四、簡答題 1、簡述硫酸煙霧的形成機(jī)理。 【答】（p7）硫酸煙霧是由大氣中的SO2等硫氧化物，在有水霧、含有重金屬的飄塵或氮氧化物存在時，發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。 2、簡述光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理。 【答】（p7）光化學(xué)煙霧是在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锱c氧化劑之間發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)所生成的藍(lán)色煙霧（有時帶紫色或黃褐色），其主要成分有臭氧、過氧乙?；跛嶂≒AN）、酮類及醛類等。 五、論述題 1、簡述

9、大氣污染綜合防治的措施有哪些？ 【答】（p19-p21）大氣污染綜合防治的基本點(diǎn)是防與治的綜合。這種綜合是立足于環(huán)境問題的區(qū)域性、系統(tǒng)性和整體性之上的。大氣污染綜合防治的措施有： 1）全面規(guī)劃、合理布局：在進(jìn)行區(qū)域性經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃的同時，做好全面環(huán)境規(guī)劃，采取區(qū)域性綜合防治措施。 2）嚴(yán)格環(huán)境管理：運(yùn)用法律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、教育和行政等手段，對人類的社會和經(jīng)濟(jì)活動實(shí)施管理，從而協(xié)調(diào)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系。 3）控制大氣污染的技術(shù)措施：實(shí)施清潔生產(chǎn)；實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略；建立綜合性工業(yè)基地等。 4）控制污染的經(jīng)濟(jì)政策：保證必要的環(huán)境保護(hù)投資，并隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐年增加；實(shí)

10、行“污染者和使用者支付原則”等。 5）綠化造林 6）安裝廢氣凈化裝置 第二章 燃燒與大氣污染 一、填空題 1、燃料按照物理狀態(tài)可以分為__________、__________和氣體燃料。 【答】固體燃料，液體燃料（p29） 2、煤的工業(yè)分析包括測定煤中__________、__________、__________和固定碳，以及估測硫含量和熱值，這是評價工業(yè)用煤的主要指標(biāo)。 【答】水分、灰分、揮發(fā)分（p30） 3、灰分是煤中__________礦物物質(zhì)的總稱。 【答】不可燃（p30） 4、元素分析是用化學(xué)方法測定__________的煤中主要組分碳、氫、氮、硫

11、和氧等的含量。 【答】去掉外部水分（p31） 5、煤中含有四種形態(tài)的硫：黃鐵礦硫、硫酸鹽硫、__________和元素硫。 【答】有機(jī)硫（p31） 6、石油是液體燃料的主要來源，它是多種化合物的混合物，主要由__________、環(huán)烷烴和芳香烴等碳?xì)浠衔锝M成的。 【答】鏈烷烴（p35） 7、天然氣是典型的氣體燃料，它的組成一般由__________ 85%、乙烷10%和丙烷3%等組成。 【答】甲烷（p36） 8、燃料燃燒過程中的“三T”指的是___________、___________和___________。 【解答】溫度；時間；燃料與空氣的混合條件（p39） 9、低

12、位發(fā)熱量可由高位發(fā)熱量減去___________求得。 【解答】水蒸氣的凝結(jié)（p39） 10、___________是由于氣態(tài)燃料燃燒形成的顆粒污染物為積碳。___________是由于在液態(tài)燃料燃燒過程中由于高溫分解而形成的顆粒污染物。 【解答】積碳，結(jié)焦和煤胞（p54） 11、固體燃料燃燒產(chǎn)生的顆粒物稱為煙塵，它包括___________兩部分。 【解答】黑煙和飛灰（p55） 12、黑煙主要是___________，飛灰主要是燃料所含的___________。 【解答】未燃盡的碳粒，不可燃礦物質(zhì)微粒（p55） 13、包括燃料燃燒生成物中水蒸氣的氣話潛熱稱為_________

13、__。 【解答】高位發(fā)熱量（p44） 二、選擇題 1、關(guān)于煤的成分表示方法，下列說法不正確的是（ B ）。（P33） A、收到基指包括全部水分和灰分的燃料作為100％的成分，即鍋爐燃料的實(shí)際成分。 B、空氣干燥基指以除掉內(nèi)部水分的燃料作為100％的成分，即在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行燃料分析時的試樣成分。 C、干燥基指以去掉全部水分的燃料作為100％的成分。 D、干燥無灰基指以去掉水分和灰分的燃料作為100％的成分。 2、單位質(zhì)量燃料完全燃燒所需的空氣質(zhì)量稱為（ ）。D，p41 A、理論空氣量 B、實(shí)際空氣量 C、空氣過剩系數(shù) D、空燃比 三、名詞解釋

14、 1、空氣過剩系數(shù)（p41）：一般把超過理論空氣量多供給的空氣量稱為過?？諝饬?，并把實(shí)際空氣量Vn與理論空氣量之比定義為空氣過剩系數(shù)α。 2、空燃比（p41）：單位質(zhì)量燃料燃燒所需要的空氣質(zhì)量，它可以由燃燒方程式直接求得。隨著燃料中氫相對含量的減少，碳相對含量的增加，理論空燃比隨之減小。 3、理論煙氣體積（p45）：在理論空氣量下，燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱為理論煙氣體積，以表示。煙氣成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸氣。 4、有機(jī)污染物（p59）：有機(jī)污染物常常指未燃盡的碳?xì)浠衔?，是燃料燃燒不完全的結(jié)果。 四、簡答題 1、燃料完全燃燒須具備的條件是什么？ 【答】（p37-

15、p39）?空氣條件：提供充足的空氣；但是空氣量過大，會降低爐溫，增加熱損失 ?溫度條件：達(dá)到燃料的著火溫度 ?時間條件：燃料在高溫區(qū)停留時間應(yīng)超過燃料燃燒所需時間 ?燃料與空氣的混合條件：燃料與氧充分混合 五、計算 1、例2-3。內(nèi)容有所改動。 2、課后題：2-1、2-2、2-3。內(nèi)容有所改動。 【2.1】 已知重油元素分析結(jié)果如下：C：85.5% H：11.3% O：2.0% N：0.2% S：1.0%，試計算： 1）燃油1kg所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量； 2）干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度； 3）當(dāng)空氣的過剩量為10

16、%時，所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。 解：1kg燃油含： 重量（g） 摩爾數(shù)（mol） 需氧數(shù)（mol） C 855 71.25 71.25 H 113 56.5 28.25 S 10 0.3125 0.3125 O 20 0.625 －0.625 N元素忽略。 1）理論需氧量 71.25+28.25+0.312

17、5－0.625=99.1875mol/kg 設(shè)干空氣O2：N2體積比為1:3.78，則理論空氣量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。 即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。 煙氣組成為 CO2 71.25mol， H2O 56.50mol， SO2 0.1325mol， N2 3.78×99.1875=374.93mol。 理論煙氣量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。 即502.99×22.4/1000=11.27 m3N/kg重油。 2）干煙氣

18、量為502.99－56.50=446.49mol/kg重油。 SO2百分比濃度為， 空氣燃燒時CO2存在最大濃度。 3）過?？諝鉃?0%時，所需空氣量為1.1×10.62=11.68m3N/kg重油， 產(chǎn)生煙氣量為11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg重油。 【2.2】 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量不計） 1）計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和SO2在煙氣中的濃度（以體積分?jǐn)?shù)計）； 2）假定煙塵的排放因子為80%，計算煙氣中灰分的濃度（以mg/m3表示）； 3）假定用硫化床燃燒

19、技術(shù)加石灰石脫硫。石灰石中含Ca35%。當(dāng)Ca/S為1.7（摩爾比）時，計算燃煤1t需加石灰石的量。 解：相對于碳元素作如下計算： %（質(zhì)量） mol/100g煤 mol/mol碳 C 65.7 5.475 1 H 3.2 3.2 0.584 S 1.7 0.053 0.010 O 2.3 0.144 0.026 灰分 18.1

20、 3.306g/mol碳 水分 9.0 1.644g/mol碳 故煤的組成為CH0.584S0.010O0.026， 燃料的摩爾質(zhì)量（包括灰分和水分）為。燃燒方程式為 n=1+0.584/4+0.010－0.026/2=1.143 1）理論空氣量； SO2在濕煙氣中的濃度為 2）產(chǎn)生灰分的量為 煙氣量：（1+0.292+0.010+3.78×1.143+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10－3=7.009m3/kg 灰分濃度為mg/m3=2.066×104mg/m

21、3 3）需石灰石/t煤 【2.3】 煤的元素分析結(jié)果如下S 0.6%；H 3.7%；C 79.5%；N 0.9%；O 4.7%；灰分10.6%。在空氣過剩20%條件下完全燃燒。計算煙氣中SO2的濃度。 解：按燃燒1kg煤計算 重量（g） 摩爾數(shù)（mol） 需氧數(shù)（mol） C 795 66.25 66.25 H 37 18.5 9.25 S 6 0.1875

22、0.1875 O 47 1.46875 －1.46875 設(shè)干空氣中N2:O2體積比為3.78:1 所需理論空氣量為4.78×（66.25+9.25+0.1875－1.46875）=354.76mol/kg煤。 理論煙氣量CO2 66.25mol，SO2 0.1875mol，H2O 18.50mol，N2= 總計66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤 實(shí)際煙氣量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤，SO2濃度為。 理論煙氣量CO2 66.25mol，SO2 0.

23、1875mol，H2O 15.5625+2.94=18.50mol N2 總計66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤 實(shí)際煙氣量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤，SO2濃度為。 第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ) 一、填空題 1、_____________和_____________是除塵技術(shù)中應(yīng)用最多的兩種直徑。 【答】斯托克斯直徑；空氣動力學(xué)直徑（p118） 2、自然堆積狀態(tài)下的粉塵，由于粉塵間存在空隙，將包括粉塵粒子間氣體空間在內(nèi)的粉塵密度稱為_____________。 【

24、答】堆積密度（p132） 3、粉塵顆粒能否與液體相互附著或難易程度的性質(zhì)稱為粉塵的_____________。 【答】潤濕性（p136） 4、粉塵的_____________是選用濕式除塵器的主要依據(jù)之一。 【答】潤濕性（p136） 二、選擇題 1、關(guān)于個數(shù)分布，下列說法錯誤的是（ D ）。（P119） A、個數(shù)頻率為第i間隔中的顆粒個數(shù)ni與顆粒的總個數(shù)之比值。 B、個數(shù)頻率，并有 。 C、個數(shù)篩下累積頻率為小于第i間隔上限顆粒的所有顆粒個數(shù)與顆粒總個數(shù)之比值。 D、F曲線拐點(diǎn)發(fā)生在頻度p為最大值時對應(yīng)的粒徑處，這一粒徑稱為中位粒徑，累積頻率F＝0.5時對應(yīng)的粒徑d

25、50稱為個數(shù)眾徑（NMD）。 2、最適宜電除塵器運(yùn)行的粉塵比電阻為（ C ）Ω·cm。（P138） A、103-1011 B、104-1011 C、104-1010 D、104-109 3、粒子荷電有兩種不同的機(jī)制：一種是由于在電場中沿電力線運(yùn)動的離子或電子與粉塵顆粒，使其荷電，稱為（ D ）。（P138） A、摩擦荷電 B、擴(kuò)散荷電 C、布朗荷電 D、電場荷電 三、名詞解釋 1、斯托克斯直徑（p118）：斯托克斯（Stokes）直徑ds，為在同一流體中與顆粒的密度相同和沉降速度相等的圓球的直徑。 2、空氣動力學(xué)直徑

26、（p118）：空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑da，為在空氣中與顆粒的沉降速度相等的單位密度（ρp＝1g/cm3）的圓球的直徑。 3、安息角（p134）：粉塵從漏斗連續(xù)落到水平面上，自然堆積成一個圓錐體，圓錐體母線與水平面的夾角稱為粉塵的安息角。 四、簡答題 1、簡述粉塵荷電的兩種機(jī)制。 【答】（p138）粉塵的導(dǎo)電機(jī)制有兩種，取決于粉塵、氣體的溫度和組成成分。在高溫區(qū) (＞ 200℃)，粉塵層的導(dǎo)電主要靠粉塵本體內(nèi)部的電子和離子，這種本體導(dǎo)電占優(yōu)勢的粉塵比電阻稱為容積比電阻；在低溫區(qū)(＜100℃)，粉塵層的導(dǎo)電主要靠粉塵表面吸附的水分或其他化學(xué)物質(zhì)中的離子進(jìn)行，這種表面導(dǎo)電占優(yōu)勢的粉塵比電阻稱為表

27、面比電阻；中間溫度，兩種導(dǎo)電機(jī)制同時起作用。 2、評價除塵裝置性能的技術(shù)指標(biāo)有哪些？ 【答】（p141）評價凈化裝置性能的指標(biāo)，包括技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩方面。技術(shù)指標(biāo)主要有處理氣體的流量、凈化效率和壓力損失等；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有設(shè)備費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用和占地面積等。此外，還要考慮裝置的安裝、操作、檢修的難以程度等因素。 3、簡述除塵裝置總效率的表示方法。 【答】（p142）總效率指在同一時間內(nèi)凈化裝置去除的污染物數(shù)量與進(jìn)口裝置的污染物數(shù)量之比。假定裝置進(jìn)口的氣體流量為Q1N(m3/s)、污染物流量為S1（g/s）、污染物濃度為ρ1N（g/m3）,裝置出口的相應(yīng)量為Q2N（m3/s）、S2(g/m3)

28、、ρ2N（g/m3），裝置捕集的污染物流量為S3（g/s），則有： S1＝S2＋S3，S1＝ρ1NQ1N，S3＝ρ2NQ2N 總凈化效率η可表示為： 若凈化裝置本體不漏氣，即Q1N=Q2N,則上式可簡化為： 4、什么是分級除塵效率？分級除塵效率與頻度分布、除塵器入口的粉塵質(zhì)量流量和被除塵器捕集的粉塵質(zhì)量流量之間有何關(guān)系？ 【答】（p143-p144）除塵裝置的總除塵效率的高低，往往與粉塵的粒徑大小有很大的關(guān)系。分級除塵效率指除塵裝置對某一粒徑dpi或粒徑間隔Δdp內(nèi)粉塵的除塵效率，簡稱分級效率。 若設(shè)除塵器進(jìn)口、出口和捕集的dpi顆粒質(zhì)量流量分別為S1i、S2i和S3i，則該除

29、塵器對dpi顆粒的分級效率為：。 5、串聯(lián)運(yùn)行時的總除塵效率與各級除塵器的除塵效率有何關(guān)系？ 【答】（p144）在實(shí)際工程中，有時把兩種或多種不同型號的除塵器串聯(lián)起來使用，構(gòu)成兩級或多級除塵系統(tǒng)。若多級除塵器中每一級的運(yùn)行性能是獨(dú)立的，凈化第i級粉塵的分級通過率分別為Pi1，Pi2，……Pin，或分級效率分別為ηi1，ηi2，……ηin，則此多級除塵器凈化第i級粉塵的總分級通過率為： 或分級效率為 按上式計算出總分級效率后，由除塵系統(tǒng)總進(jìn)口的粉塵粒徑分布數(shù)據(jù)，即可以按式等計算出多級除塵器系統(tǒng)的總除塵效率： 6、如何由分級除塵效率求解總除塵效率？ 【答】（p145）根據(jù)某種除塵器凈化

30、某種粉塵的分級效率數(shù)據(jù)和某粉塵的粒徑分布數(shù)據(jù)，計算該種除塵器凈化粉塵時能達(dá)到的總除塵效率。 由分級效率計算式有，等式兩端對各種粒徑間隔求和，并考慮到，便得到計算總除塵效率的公式： 五、計算 1、課后題：5-5、5-7。內(nèi)容有所改動。 【5.5】 根據(jù)對某旋風(fēng)除塵器的現(xiàn)場測試得到：除塵器進(jìn)口的氣體流量為10000m3N/h，含塵濃度為4.2g/ m3N。除塵器出口的氣體流量為12000 m3N/h，含塵濃度為340mg/ m3N。試計算該除塵器的處理氣體流量、漏風(fēng)率和除塵效率（分別按考慮漏風(fēng)和不考慮漏風(fēng)兩種情況計算）。 解：氣體流量按P141（5－43）； 漏風(fēng)率P141（5－44）

31、； 除塵效率： 考慮漏風(fēng)，按P142（5－47） 不考慮漏風(fēng)，按P143（5－48） 【5.7】 有一兩級除塵系統(tǒng)，已知系統(tǒng)的流量為2.22m3/s，工藝設(shè)備產(chǎn)生粉塵量為22.2g/s，各級除塵效率分別為80%和95%。試計算該除塵系統(tǒng)的總除塵效率、粉塵排放濃度和排放量。 解：按《大氣污染控制工程》P145（5－58） 粉塵濃度為，排放濃度10（1－99%）=0.1g/m3； 排放量2.22×0.1=0.222g/s。 第六章 除塵裝置 一、填空題 1、機(jī)械除塵器是利用_____________的作用使顆粒物與氣流分離的裝置。 【答】質(zhì)量力（重力、慣性力、離

32、心力等）（p161） 2、普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、_____________和排氣管組成的除塵裝置。 【答】錐體（p167） 3、粉塵顆粒能否與液體相互附著或難易程度的性質(zhì)稱為粉塵的_____________。 【答】潤濕性（p136） 4、粉塵的_____________是選用濕式除塵器的主要依據(jù)之一。 【答】潤濕性（p136） 5、按照除塵設(shè)備阻力的高低，把壓力損失為0.2~1.5kPa的稱為低能除塵器，包括___________和___________。把壓力損失為2.5~9.0kPa的稱為高能除塵器，如___________。 【答】噴霧塔；旋風(fēng)洗滌器；文丘里

33、洗滌器（p200） 6、袋式除塵器的壓力損失Δp由通過___________的壓力損失和___________的壓力損失之和組成。 【答】清潔濾料Δpf；顆粒層Δpp（p215） 7、按清方式，袋式除塵器的清灰方式可以分為：___________清灰、___________清灰和___________清灰。 【答】機(jī)械震動；逆氣流；脈沖噴吹（p218） 二、選擇題 1、分級除塵效率為50％的塵粒粒徑被稱作旋風(fēng)分離器的（ C ）。（p170） A、算術(shù)平均徑 B、中位徑 C、分割粒徑 D、眾徑 2、對于旋風(fēng)除塵器的壓力損失，下列說法中正確的是（ A ）。（p1

34、69） A、減小進(jìn)口面積，除塵器的壓力損失增大 B、氣體密度越大，除塵器的壓力損失減小 C、減小出口管直徑，除塵器的壓力損失減小D、減小入口氣速，除塵器的壓力損失增大 3、當(dāng)除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時，幾何相似放大或縮小，壓力損失（ C ）。（p169） A、減小 B、變大 C、基本不變 D、無法確定 4、在電除塵器除塵時，下列哪種方法不可以降低比電阻值（ ）。（p196） A、保持電極表面清潔 B、改進(jìn)供電系統(tǒng) C、升高煙氣溫度在423K以上 D、增加煙氣濕度 三、名詞解釋 1、二次效應(yīng)（p1

35、71）：在較大粒徑區(qū)間，實(shí)際效率低于理論效率，這是因?yàn)槔響?yīng)沉降人灰斗的塵粒卻隨凈化后氣流一起排走，其起因主要為粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起。即被捕集粒子的重新進(jìn)入氣流。 2、分割直徑（p170）：由于各種隨機(jī)因素的影響，處于這種平衡狀態(tài)FC=FD的塵粒有50％的可能性進(jìn)入內(nèi)渦旋，也有50％的可能性移向外壁，它的除塵效率為50%。此時的粒徑即為除塵器的分割直徑dc。 3、起始點(diǎn)暈電壓（p170）：開始產(chǎn)生電暈電流時所施加的電壓，也稱臨界電壓。 4、電暈閉塞（p186）：當(dāng)含塵量大到某一數(shù)值時，電暈現(xiàn)象消失，顆粒在電場中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，這種現(xiàn)象稱

36、為電暈閉塞。 5、粉塵初層（p213）：顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作用，逐漸在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉塵初層。初層形成后，它成為袋式除塵器的主要過濾層，提高了除塵效率。 6、氣布比（p214）：煙氣實(shí)際體積流量與濾布面積之比，稱為氣布比，也叫過濾速度。 7、濕式除塵器（199）：使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞及其他作用捕集顆?；蚴沽皆龃蟮难b置。 8過濾式除塵器（p213）：又稱空氣過濾器，是使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置，采用濾紙或玻璃纖維等填充層做濾料的空氣過濾器，主要用于通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)方面的氣體凈化。 9電除塵器（p178

37、）：含塵氣體在通過高壓電場進(jìn)行電離的過程中，使塵粒荷電，并在電場力的作用下使塵粒沉淀在積塵板上，將塵粒從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。 10、機(jī)械除塵器（p161）：指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆粒物與氣體分離的裝置。 四、簡答題 1、簡述旋風(fēng)除塵器的工作原理。（p167） 【答】旋風(fēng)除塵器的工作原理是：含塵氣體從除塵器筒體上部切向進(jìn)入，向上向下作螺旋形旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這股向下的氣流形成外渦旋，外渦旋逐漸到達(dá)底部，氣流中的塵粒在離心力的作用下被甩向筒壁，由于重力和氣流的帶動作用，塵粒沿壁面落入底部灰斗，經(jīng)排灰口將塵粒排出，向下的氣流到達(dá)錐體底部后，沿除塵器的軸心部位轉(zhuǎn)而向

38、上，形成上升的內(nèi)渦旋，最后由上部出口排出凈化后的氣體，向下的外渦旋和上升的內(nèi)渦旋二者旋轉(zhuǎn)方向相同，旋風(fēng)除塵器通常由以下幾部分組成：①筒體和錐體；②含塵煙氣進(jìn)口；③凈化氣體出口；④排灰口。 2、簡述電除塵器的工作原理。（p179） 【答】其原理涉及懸浮粒子荷電，帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集，及將捕集物從集塵極表面清楚三個基本過程。 3、粉塵荷電機(jī)理包括哪兩種？（p182） 【答】含塵氣體中的塵粒，在電除塵器（電場）內(nèi)的荷電機(jī)理，一般分電場荷電和擴(kuò)散荷電兩種。 (1)電場荷電。它是指由于在電場中沿電力線運(yùn)動的離子或電子通過對粉塵顆粒的碰撞，使粉塵荷電的現(xiàn)象。 (2)擴(kuò)散荷電。它是指由于離

39、子或電子的熱運(yùn)動而導(dǎo)致的粉塵荷電現(xiàn)象。 一般對于粉塵粒徑dp＜0.2μm的粉塵以擴(kuò)散荷電為主，對于粉塵粒徑dp＞1μm的粉塵以電場荷電為主，對于中間的粉塵，則上述兩種荷電機(jī)理都需要考慮。 4、導(dǎo)致電除塵器異常荷電的原因有哪些？ 【答】（p186）出現(xiàn)異常荷電的情況有三種： ①沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導(dǎo)致在低電壓下發(fā)生火花放電或在集塵極發(fā)生反電暈現(xiàn)象。通常當(dāng)比電阻高于2×1010Ω?cm時，較易發(fā)生火花放電或反電暈，破壞了正常電暈過程； ②當(dāng)氣流中微小粒子的濃度高時，雖然荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴(yán)重地抑制著電暈電流的產(chǎn)生，使塵粒不能獲得足夠的電荷

40、。因此，電除塵器的除塵效率顯著降低，顆粒直徑在1μm左右的數(shù)量越多，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重； ③當(dāng)含塵量大到某一數(shù)值時，電暈現(xiàn)象消失，顆粒在電場中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞。由于氣流分布不當(dāng)，氣流速度過高或不適當(dāng)?shù)恼翊虻仍?，?dǎo)致沉積在集塵極表面的粒子重新進(jìn)人氣流。這些粒子往往帶有正電荷（對于負(fù)電暈電極），致使它們不能重新荷電，或僅部分荷電。 在電除塵器的運(yùn)行中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這些情況。 5、在電除塵器除塵時，對于比電阻值偏高的粉塵如何提高其除塵效率？（p196） 【答】(1)保持電極表面盡可能清潔。 (2)改進(jìn)供電系統(tǒng)包括采用脈沖供電和有效的自動控制系統(tǒng)。

41、 (3)改變煙氣的溫度或濕度對于比電阻值偏高的粉塵，往往可以通過改變煙氣的溫度或濕度來加以調(diào)節(jié)，以使其達(dá)到電除塵器的捕集范圍。 (4)煙氣調(diào)質(zhì)。煙氣調(diào)質(zhì)是指在煙氣中混入適量SO3（一般為20-30 mg/m3 ) 、三乙胺或NH3等化學(xué)試劑，以增強(qiáng)粉塵顆粒表面的導(dǎo)電能力來加以調(diào)節(jié)其比電阻值。 6、袋式除塵器的除塵機(jī)理主要有哪些？（p213） 【答】通常認(rèn)為袋式除塵器對塵粒的捕集分離包括以下兩個過程。 (1)過濾材料對塵粒的捕集。當(dāng)含塵氣體通過過濾材料時，濾料層對塵粒的捕集是多種效應(yīng)綜合作用的結(jié)果。這些效應(yīng)主要包括慣性碰撞、截留、擴(kuò)散、靜電和篩濾等效應(yīng)。 ①慣性碰撞效應(yīng)。一般粒徑較大

42、的粉塵主要依靠碰撞效應(yīng)捕集。當(dāng)含塵氣流接近濾料的纖維時，氣流流線圍繞捕集纖維迅速拐彎，其中較大的粒子由于慣性力的作用，偏離了流線，繼續(xù)沿著原來的運(yùn)動方向前進(jìn)，同捕集纖維發(fā)生碰撞而被捕集。 ②截留效應(yīng)。截留效應(yīng)也稱作直接截留。對于具有一定尺寸d且質(zhì)量較輕的塵粒，如果它們所依循的流線把它們帶到距捕集纖維表面d/2以內(nèi)的距離就會被捕集。 ③擴(kuò)散效應(yīng)。在氣流中對于粒徑小于1μm的塵粒由于氣體分子的運(yùn)動撞擊，使其產(chǎn)生布朗運(yùn)動。這種塵粒無規(guī)則的運(yùn)動，除了可能產(chǎn)生塵粒之間的凝集外，還有向低濃度區(qū)擴(kuò)散的趨勢。由于捕集纖維表面的濃度較低，所以小塵粒向著纖維表面擴(kuò)散，并與纖維碰撞而被捕集。當(dāng)過濾速度較高時，擴(kuò)

43、散效應(yīng)就會顯著下降。 ④靜電效應(yīng)。有許多人造纖維編織的濾料，當(dāng)氣流穿過時，由于摩擦產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，同時有許多粉塵在輸送過程中也會由于摩擦或其他機(jī)制使其帶有荷電，這樣就可能在濾料和塵粒之間形成一個電位差，當(dāng)塵粒隨著氣流趨向?yàn)V料時，由于庫侖力作用，促使粉塵和濾料纖維碰撞并增強(qiáng)濾料對粉塵的吸附力而被捕集，從而提高過濾效率。 ⑤篩濾效應(yīng)。當(dāng)塵粒的粒徑大于濾料孔隙時，塵粒即被濾料孔隙篩濾下來，因此篩濾效應(yīng)能捕集粒徑大于孔隙的粉塵。 (2)粉塵層對塵粒的捕集。在過濾操作一定時間后，由于黏附等作用，塵粒在濾料網(wǎng)孔間產(chǎn)生架橋現(xiàn)象，使氣流通過濾料的孔徑變得很小，從而使濾料網(wǎng)孔及其表面迅速截留粉塵形成粉塵層。

44、在清灰后依然殘留一定厚度的粉塵，稱為粉塵初層。由于粉塵初層中粉塵粒徑通常都比纖維小，因此篩濾、慣性、截留和擴(kuò)散等作用都有所增加，使除塵效率顯著提高。由此可見，袋式除塵器的高效率，粉塵初層起著比濾料本身更為重要的作用。 7、影響旋風(fēng)除塵器的因素有哪些？（p171） 【答】1）二次效應(yīng)：在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，實(shí)際效率高于理論效率（理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集）；在較大粒徑區(qū)間，實(shí)際效率低于理論效率（理應(yīng)沉降入灰斗的塵粒卻隨凈化后氣流一起排走，其起因主要為粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起）。通過環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上，能有效控制二次效應(yīng)。 2）除

45、塵器的結(jié)構(gòu)尺寸：筒體直徑D愈小，粒子受到的慣性離心力愈大，除塵效率愈高，但若筒體直徑過小，粒子容易逃逸，使效率下降。筒體和錐體長度適當(dāng)加長（筒體和椎體長度以不大于5倍筒體直徑為宜，否則會是阻力增加），即增加氣流在除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，對提高除塵效率有利。排出管直徑愈小則分割直徑愈小，即除塵效率愈高。但直徑過小，會導(dǎo)致壓力降的增加，一般取排出管直徑de＝(0.4～0.65)D。 3）煙塵的物理性質(zhì)：dp增大則效率增大（塵粒所受離心力與粒徑的三次方成正比，而所受徑向氣體阻力僅與粒徑的一次方成正比）；ρp小，難分離，影響捕集效率；除塵效率還隨著塵粒真密度的增大而提高；分割直徑dcp增大，效率減小；對

46、于氣體而言，μ增大對除塵不利；溫度增大，則μ增大，而分割粒徑又與粘度的平方根成正比，溫度高或μ增大都會使效率減小。 4）工作條件：提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，使除塵器性能改善。若入口流速過大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，重新卷入氣流中，導(dǎo)致除塵效率的下降。 5）分離器的氣密性 第八章 硫氧化物的污染控制 一、填空題 1、煤炭轉(zhuǎn)化主要是_____________，即對煤進(jìn)行脫碳或加氫改變其原有的碳?xì)浔?，把煤轉(zhuǎn)化為清潔的二次燃料。 【答】氣化和液化（p307） 二、選擇題 1、流化床脫硫的床層溫度一般控制在（ C ）。（p310） A、750~850

47、℃ B、750~950℃ C、850~950℃ D、550~750℃ 三、名詞解釋 1、鈣硫比（p312）：脫硫劑所含鈣與煤中硫之摩爾比稱為鈣硫比，它是表示脫硫劑用量的一個指標(biāo)。 四、簡答題 1、簡述流化床脫硫的工作原理。 【答】（p310）。 當(dāng)氣流速度達(dá)到使升力和煤粒的重力相當(dāng)?shù)呐R界速度時，煤粒將開始浮動流化。流化床為固體燃料的燃燒創(chuàng)造了良好的條件。 首先，流化床內(nèi)物料顆粒在氣流中進(jìn)行強(qiáng)烈的湍動和混合，強(qiáng)化了氣固兩相的熱量和質(zhì)量交換；其次，燃料顆粒在料層內(nèi)上下翻滾，延長了它在爐內(nèi)的停留時間。燃燒過程中，處于沸騰狀的煤粒和灰渣粒子相互碰撞，使煤粒不斷更新表面，再加上能與空

48、氣充分混合并在床內(nèi)停留較長時間，促進(jìn)了它的燃盡過程。 廣泛采用的脫硫劑主要有石灰石（CaCO3）和白云石（CaCO3?MgCO3），它們大量存在于自然界中，而且易于采掘。 當(dāng)石灰石或白云石脫硫劑進(jìn)入鍋爐的灼熱環(huán)境時，其有效成分CaCO3遇熱發(fā)生鍛燒分解，鍛燒時CO2的析出會產(chǎn)生并擴(kuò)大石灰石中的孔隙，從而形成多孔狀、富孔隙的CaO，隨后，CaO通過以下方式與SO2作用形成CaSO4，從而達(dá)到脫硫的目的。 2、流化床脫硫的主要影響因素有哪些？ 【答】（p312） 1）硫鈣比：鈣硫比（脫硫劑所含鈣與煤中硫之摩爾比）是表示脫硫劑用量的一個指標(biāo)。 2）鍛燒溫度：最佳的脫硫溫度范圍，約

49、在800～850℃。溫度較低時，脫硫劑鍛燒產(chǎn)生的孔隙量少、孔徑小，反應(yīng)幾乎完全被限制在顆粒外表面。當(dāng)床溫超過CaCO3緞燒的平衡溫度約850℃以上時，燒結(jié)作用變得越來越嚴(yán)重，其結(jié)果是使緞燒獲得的大量孔隙消失，從而造成脫硫活性降低。 3）脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu)：由于脫硫劑顆粒形狀、孔徑分布不一，又存在床內(nèi)顆粒磨損、爆裂和揚(yáng)析等影響。 4）脫硫劑種類：目前普遍采用天然石灰石和白云石作脫硫劑。與石灰石相比，白云石的孔徑分布和低溫鍛燒性能好，即使在增壓運(yùn)行條件下，部分鍛燒也能順利進(jìn)行。但運(yùn)行壓力低時，更易于爆裂成細(xì)粉末，在吸收更多的硫之前遭到揚(yáng)析。 3、石灰石/石灰法洗滌脫硫的原理及影響因素

50、是什么？ 【答】（p321）原理： 石灰石/石灰法洗滌是應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)。在現(xiàn)代的煙氣脫硫工藝中，煙氣用含亞硫酸鈣和硫酸鈣的石灰石/石灰漿液洗滌SO2與漿液中的堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鹽和硫酸鹽，新鮮石灰石或石灰漿液不斷加入脫硫液的循環(huán)回路。漿液中的固體（包括燃煤飛灰）連續(xù)地從漿液中分離出來并排往沉淀池。 總的化學(xué)反應(yīng)式分別為： 石灰石： SO2+CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2↑ 石灰： SO2+CaO+2H2O→CaSO3·2H2O 石灰石和石灰脫硫所經(jīng)歷的化學(xué)反應(yīng)過程。其中最關(guān)鍵的反應(yīng)是鈣離子的形成，因?yàn)镾O2正是通過這種鈣離子與

51、H SO3－化合而得以從溶液中除去。 這一關(guān)鍵步驟也突出了石灰石系統(tǒng)和石灰系統(tǒng)的一個極為重要的區(qū)別：石灰石系統(tǒng)中，Ca2＋的產(chǎn)生與H+濃度和CaCO3的存在有關(guān)；而在石灰系統(tǒng)中，Ca2＋的產(chǎn)生僅與氧化鈣的存在有關(guān)。因此，石灰石系統(tǒng)在運(yùn)行時其pH較石灰系統(tǒng)的低。美國國家環(huán)保局的實(shí)驗(yàn)表明，石灰石系統(tǒng)的最佳操作pH為5.8～6.2，石灰系統(tǒng)約為8。 影響吸收效率的主要因素：液氣比、鈣硫比、氣流速度、漿液的固體含量、SO2濃度、吸收塔結(jié)構(gòu)等。 4、噴霧干燥法煙氣脫硫的原理是什么？ 【答】（p329） 噴霧干燥法是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展起來的一種濕－干法脫硫工藝。 其脫硫過程是SO2被霧化

52、的Ca(OH)2漿液或Na2CO3溶液吸收。同時，溫度較高的煙氣干燥了液滴，形成干固體廢物。干廢物（亞硫酸鹽、硫酸鹽、未反應(yīng)的吸收劑和飛灰等）由袋式除塵器或電除塵器捕集。 噴霧干燥法脫硫系統(tǒng)包括吸收劑制備、吸收和干燥、固體捕集以及固體廢物處置四個主要過程。 1）吸收劑制備：吸收劑溶液或漿液在現(xiàn)場制備。石灰是常見的吸收劑，蘇打粉和燒堿也是常用吸收劑，它們可以在多種工業(yè)過程中得到。 2）吸收和干燥：含SO2煙氣進(jìn)入噴霧干燥器后，立即與霧化的漿液混合，氣相中SO2迅速溶解，并與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。同時，煙氣預(yù)熱使液相水分蒸發(fā)，并將水分蒸發(fā)后的殘留固體顆粒干燥。對于石灰噴霧干燥，SO2吸收的總反

53、應(yīng)為： Ca(OH)2(s)＋SO2(g)＋H2O(s)=CaSO3·2H2O (s) CaSO3·2H2O (s)＋0.5(g) =CaSO4·2H2O (s) 3）固體捕集：從噴霧干燥系統(tǒng)出來的最后產(chǎn)物是一種干燥粉末，除了由煤燃燒產(chǎn)生的飛灰以外，還含有硫酸鈣、亞硫酸鈣以及過剩的氧化鈣。袋式除塵器被廣泛用于捕集干化固體，其原因在于收集濾袋表面的固體中未反應(yīng)的堿類物質(zhì)能夠與煙氣中SO2繼續(xù)反應(yīng)。 4）固體廢物處置：處置方法因吸收劑類型而異。對于石灰系統(tǒng)，當(dāng)固體廢物中未反應(yīng)的吸收劑量小于5%時，固體廢物是無害的，可采用與飛灰相同的處置辦法；但對于鈉系統(tǒng)，應(yīng)采取謹(jǐn)慎措施減小廢物的浸出率。

54、 5、干法噴鈣法煙氣脫硫的原理是什么？ 【答】（p338） 干法噴鈣類脫硫工藝早在20世紀(jì)70年代就在美國進(jìn)行了開發(fā)研究，但由于當(dāng)時其脫硫效率較低，一直未得到推廣應(yīng)用。由于噴鈣脫硫系統(tǒng)設(shè)備簡單、投資低、脫硫費(fèi)用小、占地面積少、適合老電廠脫硫改造、脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)易于處理等特點(diǎn)，近年來又重新受到了人們的重視。 干法噴鈣類脫硫以LIFAC工藝為代表，工藝的核心是鍋爐爐膛內(nèi)噴石灰石粉部分和爐后的活化反應(yīng)器。 首先，作為固硫劑的石灰石粉料噴入鍋爐爐膛CaCO3受熱分解成CaO和CO2，熱解后生成的CaO隨煙氣流動，與其中SO2反應(yīng)，脫除一部分SO2。 然后，生成的CaSO4，與

55、未反應(yīng)的CaO以及飛灰一起，隨煙氣進(jìn)入鍋爐后部的活化反應(yīng)器。在活化器中，通過噴水霧增濕，一部分尚未反應(yīng)的CaO轉(zhuǎn)變成具有較高反應(yīng)活性的Ca(OH)2，繼續(xù)與煙氣中的SO2反應(yīng)，從而完成脫硫的全過程。 影響系統(tǒng)脫硫性能的主要因素包括：爐膛噴射石灰石的位置和粒度、活化器內(nèi)噴水量和鈣硫比。 五、論述題 1、試闡述控制硫氧化物排放的方法措施。（p306-p338） 【答】可通過以下措施降低燃料燃燒排放的SO2量。 (1)燃料燃燒前脫硫。包括：煤炭的固態(tài)加工、煤炭的轉(zhuǎn)化（煤的氣化、煤的液化）、重油脫硫 (2)燃料燃燒過程中脫硫。是指改進(jìn)燃燒工藝或控制一定的燃燒條件如控制溫度在850℃-950

56、℃，不超過1000℃，在燃燒爐中加入脫硫劑（脫硫劑可以單獨(dú)加入，也可與煤粉一起加入）從而達(dá)到脫硫的目的。廣泛采用的脫硫劑主要有石灰石（CaCO3）和白云石(CaCO3·MgCO3) 。當(dāng)石灰石或白云石脫硫劑進(jìn)入鍋爐的灼熱環(huán)境時，其有效成分CaCO3遇熱發(fā)生鍛燒分解，鍛燒時CO2的析出會產(chǎn)生并擴(kuò)大石灰石中的空隙，從而形成多孔狀、富空隙的CaO。隨后，CaO與SO2作用形成CaSO4，從而達(dá)到脫硫的目的。 型煤固硫有的歸結(jié)為燃料燃燒前脫硫，有的歸結(jié)為燃料燃燒過程脫硫，其實(shí)是二者的結(jié)合應(yīng)用。 (3)燃料燃燒后脫硫。指采用一定的方法對燃燒煙氣進(jìn)行脫硫。如對高濃度SO2可吸收回收；對低濃度SO2采用

57、一定工藝（如濕法石灰石脫硫、噴霧干燥法煙氣脫硫、干法噴鈣法煙氣脫硫等）進(jìn)行脫硫等。 2、煙氣脫硫工藝性能的綜合比較所需要考慮的因素有哪些？ 【答】（p347-p349） 煙氣脫硫工藝性能的綜合比較涉及到如下主要因素： 1）脫硫效率 脫硫率是由很多因素決定的，除了工藝本身的脫硫性能外，還取決于煙氣的狀況，如SO2濃度、煙氣量、煙溫、煙氣含水量等。通常濕法工藝的效率最高，可達(dá)到95%以上，而干法和濕干法工藝的效率通常在60%-85%范圍內(nèi)。 2）鈣硫比（Ca/S) 濕法工藝的反應(yīng)條件較為理想，因此實(shí)用中的Ca/S接近于1，一般為1.0-1.2。干法和濕干法的脫

58、硫反應(yīng)為氣固反應(yīng)，反應(yīng)速率較在液相慢，通常為達(dá)到達(dá)標(biāo)要求的脫硫效率，其鈣硫比要比濕法大得多，如濕干法一般為1.5-1.6，干法一般為2.0-2.5。 3）脫硫劑利用率 脫硫劑利用率指與SO2反應(yīng)消耗掉的脫硫劑與加入系統(tǒng)的脫硫劑總量之比。在煙氣脫硫工藝中，濕法的脫硫劑利用率最高，一般可達(dá)到90%以上，濕干法為50％左右，而干法最低，通常在30％以下。 4）脫硫劑的來源 大部分煙氣脫硫工藝都采用鈣基化合物作為脫硫劑，有些工藝也采用鈉基化合物、氨水、海水作為吸收劑。 5）脫硫副產(chǎn)品的處理處置 石灰石/石灰法的脫硫副產(chǎn)品是石膏，干法和濕干法的脫硫副產(chǎn)

59、品是CaSO4和CaSO3的混合脫硫灰渣。選用的脫硫工藝應(yīng)盡可能考慮到脫硫副產(chǎn)品可綜合利用。如果進(jìn)行堆放或填埋，應(yīng)保證脫硫副產(chǎn)品化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對環(huán)境 不產(chǎn)生二次污染。 6）對鍋爐原有系統(tǒng)的影響 石灰石/石灰法或氨法等濕法脫硫工藝一般安裝在電廠的除塵器后面，因此對鍋爐燃燒和除塵系統(tǒng)基本沒有影響。但是經(jīng)過脫硫后煙氣溫度降低，若不經(jīng)過再加熱而直接排入煙囪，則容易形成酸霧，嚴(yán)重腐蝕煙囪，也不利于煙氣的擴(kuò)散。干法和濕干法脫硫工藝通常安裝在鍋爐原有的除塵器之前。脫硫系統(tǒng)對除塵器的運(yùn)行有較大影響。 7）對機(jī)組運(yùn)行方式適應(yīng)性的影響 脫硫裝置的各種設(shè)備必須能耐受經(jīng)常性的熱沖擊，

60、有良好的負(fù)荷跟蹤特性，且脫硫系統(tǒng)停運(yùn)后維護(hù)工作量小。 8）占地面積 9）流程的復(fù)雜程度 工藝流程的復(fù)雜與否，在很大程度上決定了系統(tǒng)投入運(yùn)行后的操作難易、可靠性、可維護(hù)性以及維修費(fèi)用的高低。煙氣脫硫系統(tǒng)是整個電廠的一個輔助系統(tǒng)，必須具有操作方便、可靠性高的特點(diǎn)。 10）動力消耗 動力消耗包括脫硫系統(tǒng)的電耗、水耗和蒸汽耗量。 11）工藝成熟程度 煙氣脫硫工藝的成熟程度是技術(shù)選用的重要依據(jù)之一。只有成熟的、已商業(yè)化運(yùn)行的系統(tǒng)才能保障運(yùn)行的可靠性。 第九章 氮氧化物的污染控制 一、填空題 1、燃燒過程中形成的NOx分為三類，分別為_____

61、________、_____________和瞬時氮氧化物?！敬稹咳剂闲偷趸?；熱力型氮氧化物（p356） 2、傳統(tǒng)的低氮氧化物燃燒技術(shù)包括_____________、_____________、_____________和濃淡燃燒技術(shù)等。 【答】低氧燃燒；煙氣循環(huán)燃燒；分段燃燒（p366） 二、選擇題 1、大部分燃燒過程排放的尾氣中NOx主要是以（ A ）形式存在。（p358） A、NO B、NO2 C、NO和NO2 D、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5 三、名詞解釋 1、燃料型氮氧化物（p356）：燃料中固定氮生成的NOx，稱為燃料型NOx（fuel

62、NOx）。 2、熱力型氮氧化物（p356）：由大氣中氮生成，主要產(chǎn)生于原子氧和氮之間的化學(xué)反應(yīng)。這種NOx只在高溫下形成，所以通常稱作熱力型NOx（thermal NOx）。 四、簡答題 1、簡述傳統(tǒng)的低氮氧化物燃燒技術(shù)。 【答】（p366-p369）。早期開發(fā)的低NOx燃燒技術(shù)不要求對燃料系統(tǒng)做大的改動，只是對燃料裝置的運(yùn)行方式或部分運(yùn)行方式做調(diào)整或改進(jìn)。這類技術(shù)包括 1）低空氣過剩系數(shù)運(yùn)行技術(shù)：NOx排風(fēng)量隨著爐內(nèi)空氣量的增加而增加，為了降低NOx的排風(fēng)量，鍋爐應(yīng)在爐內(nèi)空氣量較低的工況下運(yùn)行。鍋爐采用低空氣過剩系數(shù)運(yùn)行技術(shù)，不僅可以降低NOx排放，而且減少了鍋爐排煙熱損失，可提高

63、鍋爐效率。 2）降低助燃空氣預(yù)熱溫度：降低助燃空氣預(yù)熱溫度可降低火焰區(qū)的溫度峰值，從而減少熱力型的NOx生成量。 3）煙氣循環(huán)燃燒：煙氣循環(huán)燃燒法是采用燃燒產(chǎn)生的部分煙氣冷卻后，再循環(huán)送回燃燒區(qū)，起到降低氧濃度和燃燒區(qū)溫度的作用，以達(dá)到減少NO生成量的目的。 4）兩段燃燒技術(shù)：第一段燃燒的煙氣溫度較低，此時氧量不足，NOx生成量很小。在燃燒裝置的尾端，通過第二次空氣，使第一階段剩余的不完全燃燒產(chǎn)物CO和CH完全燃盡。 2、低空氣過剩系數(shù)運(yùn)行技術(shù)降低NOx的原理是什么？ 【答】（p366）NOx排風(fēng)量隨著爐內(nèi)空氣量的增加而增加，為了降低NOx的排風(fēng)量，鍋爐應(yīng)在爐內(nèi)空氣量較低的工況下運(yùn)行

64、。鍋爐采用低空氣過剩系數(shù)運(yùn)行技術(shù)，不僅可以降低NOx排放，而且減少了鍋爐排煙熱損失，可提高鍋爐效率。需要說明的是，由于采用低空氣過剩系數(shù)會導(dǎo)致一氧化碳、碳?xì)浠衔镆约疤亢诘任廴疚锵鄳?yīng)增多，飛灰中可燃物質(zhì)也可能增加，從而使燃燒效率下降，故電站鍋爐實(shí)際運(yùn)行時的空氣過剩系數(shù)不能做大幅度調(diào)整。因此，在確定空氣過剩系數(shù)時，必須同時滿足鍋爐和燃燒效率較高，而NO等有害物質(zhì)最少的要求我國燃用煙煤的電站鍋爐多數(shù)設(shè)計的過?？諝庀禂?shù)為1.17～1.20下運(yùn)行。 3、兩段燃燒技術(shù)控制NOx的原理是什么？ 【答】（p368）較低的空氣過剩系數(shù)有利于控制NOx的形成，兩段燃燒法控制NOx，就是利用這種原理。在兩段

65、燃燒裝置中，燃料在接近理論空氣量下燃燒；通?？諝饪傂枰浚ㄒ话銥槔碚摽諝饬康?.1～1.3倍）的85％～95%與燃料一起供到燃燒器，因?yàn)楦蝗剂蠗l件下的不完全燃燒，使第一段燃燒的煙氣溫度較低，此時氧量不足，NOx生成量很小。在燃燒裝置的尾端，通過第二次空氣，使第一階段剩余的不完全燃燒產(chǎn)物CO和CH完全燃盡。 4、選擇性催化還原法（SCR）脫硝的原理是什么？ 【答】（p373）選擇性催化還原法（SCR）是以氨作還原劑，通常在空氣預(yù)熱器的上游注入含NO2的煙氣。此處煙氣溫度約290～400℃，是還原反應(yīng)的最佳溫度。在含有催化劑的反應(yīng)器內(nèi)NOX被還原為N2和水，催化劑的活性材料通常由貴金屬、堿性金

66、屬氧化物或沸石等組成，如下所示，NO2被選擇性的還原： 4NH3＋4NO＋O2 →4 N2＋6H2O 8NH3＋6NO2 →7N2＋12H2O 與氨有關(guān)的潛在氧化反應(yīng)包括： 4NH3＋5O2 →4NO＋6H2O 4NH3＋3O2 →4N2＋6H2O 溫度對還原效率有顯著影響，提高溫度能改進(jìn)NO2的還原，但當(dāng)溫度進(jìn)一步提高，氧化反應(yīng)變得越來越快，從而導(dǎo)致NO2的產(chǎn)生。 5、選擇性非催化還原法（SNCR）脫硝的原理是什么？ 【答】（p374）選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝工藝中，尿素或氨基化合物作為還原劑將NO2還原為N2。因?yàn)樾枰^高的反應(yīng)溫度（930～1 090℃），還原劑通常注進(jìn)爐膛或者緊靠爐膛出口的煙道。主要的化學(xué)反應(yīng)為：4NH3＋6NO→5N2＋6H2O 還原劑必須注入最佳溫度區(qū)，以確保反應(yīng)4NH3＋6NO→5N2＋6H2O占主導(dǎo)；如果溫度低于所希望的區(qū)間，殘留氨量將會增加。 基于尿素為還原劑的SNCR系統(tǒng)，尿素的水溶液在爐膛的上部注人，總反應(yīng)可表示為： CO（NH2）2＋2NO＋0.5O2→2N2＋CO2＋2H2O 上述方程式表明，1