2025年大氣污染工程控制試題及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列屬于二次大氣污染物的是（）A.二氧化硫（SO?）B.臭氧（O?）C.可吸入顆粒物（PM??）D.氮氧化物（NO?）答案：B解析：二次污染物是由一次污染物在大氣中經(jīng)化學反應或光化學反應形成的新污染物。臭氧（O?）是氮氧化物（NO?）和揮發(fā)性有機物（VOCs）在陽光照射下發(fā)生光化學反應的產物，屬于二次污染物；SO?、PM??、NO?均為直接排放的一次污染物。2.袋式除塵器的除塵效率主要取決于（）A.濾料的空隙率B.粉塵層的形成C.過濾風速D.清灰頻率答案：B解析：袋式除塵器啟動初期，濾料本身的空隙較大，除塵效率較低；隨著粉塵在濾料表面堆積形成粉塵層（“初層”），除塵效率顯著提高，因此粉塵層的形成是決定效率的關鍵因素。濾料空隙率、過濾風速和清灰頻率影響運行穩(wěn)定性，但非核心效率因素。3.某企業(yè)排放含H?S廢氣，最適宜的處理技術是（）A.活性炭吸附法B.堿液吸收法C.催化燃燒法D.生物過濾法答案：B解析：H?S是酸性氣體，易溶于水并與堿液（如NaOH）發(fā)生中和反應，堿液吸收法是最經(jīng)濟有效的處理方式；活性炭吸附法適用于低濃度VOCs或有機氣體；催化燃燒法適用于高濃度可燃VOCs；生物過濾法適用于可生物降解的低濃度廢氣（如低濃度VOCs或NH?），但H?S濃度較高時生物法易受抑制。4.電除塵器中，荷電粉塵的遷移速度主要取決于（）A.電場強度B.粉塵比電阻C.氣體流速D.電極間距答案：A解析：荷電粉塵的遷移速度（驅進速度）公式為ω=（qE_p）/(3πμd_p)，其中q為粉塵荷電量，E_p為電場強度，μ為氣體粘度，d_p為粉塵粒徑。電場強度（E_p）是影響遷移速度的主要因素；粉塵比電阻過高或過低會導致反電暈或二次揚塵，但不直接決定遷移速度；氣體流速影響停留時間，電極間距影響電場分布，但非核心參數(shù)。5.下列關于揮發(fā)性有機物（VOCs）控制技術的說法，錯誤的是（）A.蓄熱式焚燒爐（RTO）適用于高濃度、小風量VOCs廢氣B.冷凝法適用于高濃度、高沸點VOCs回收C.吸附-冷凝回收法可實現(xiàn)VOCs的資源化利用D.生物滴濾塔適用于低濃度、可生物降解的VOCs答案：A解析：RTO通過蓄熱陶瓷回收熱量，適用于中低濃度（1000-8000mg/m3）、大風量VOCs廢氣；高濃度VOCs（＞10000mg/m3）直接焚燒可能導致爐溫過高，需稀釋后處理。冷凝法利用溫度降低使VOCs凝結，適用于高濃度（如＞5000mg/m3）、高沸點（如沸點＞50℃）的VOCs回收；吸附-冷凝回收法通過吸附富集后脫附冷凝，可回收溶劑；生物滴濾塔通過微生物代謝降解VOCs，適用于低濃度（＜1000mg/m3）、易生物降解的廢氣。6.某燃煤鍋爐排放煙氣中，SO?濃度為800mg/m3，采用石灰石-石膏濕法脫硫，脫硫效率95%，則排放濃度為（）A.40mg/m3B.80mg/m3C.120mg/m3D.160mg/m3答案：A解析：排放濃度=初始濃度×（1-脫硫效率）=800×（1-95%）=40mg/m3。7.旋風除塵器的分割粒徑（d??）是指（）A.除塵效率為50%的顆粒粒徑B.能被完全捕集的最小顆粒粒徑C.氣流中50%質量的顆粒被捕集的粒徑D.氣流中50%數(shù)量的顆粒被捕集的粒徑答案：A解析：分割粒徑（d??）是旋風除塵器的重要性能指標，定義為除塵效率為50%時的顆粒粒徑，反映除塵器對不同粒徑顆粒的捕集能力。8.下列氣態(tài)污染物中，不能通過吸附法有效去除的是（）A.苯B.氨氣（NH?）C.二氧化碳（CO?）D.硫化氫（H?S）答案：C解析：吸附法適用于中低濃度、分子極性較強或易被吸附劑（如活性炭、分子篩）吸附的氣體。苯（非極性但易被活性炭吸附）、NH?（極性）、H?S（極性）均可被有效吸附；CO?分子極性弱，吸附容量低，通常需采用化學吸收（如MEA溶液）或變壓吸附（PSA）等特殊工藝。9.催化還原法處理NO?時，常用的還原劑是（）A.氧氣（O?）B.氨氣（NH?）C.二氧化碳（CO?）D.水蒸氣（H?O）答案：B解析：選擇性催化還原（SCR）法中，NH?作為還原劑，在催化劑（如V?O?-TiO?）作用下與NO?反應生成N?和H?O，反應式為4NO+4NH?+O?→4N?+6H?O。10.下列關于大氣污染物排放標準的說法，正確的是（）A.《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）規(guī)定了所有行業(yè)的排放限值B.重點區(qū)域執(zhí)行大氣污染物特別排放限值C.無組織排放限值以監(jiān)控點濃度最大值計D.排氣筒高度低于規(guī)定最低高度時，排放限值嚴格50%執(zhí)行答案：B解析：重點區(qū)域（如京津冀、長三角）需執(zhí)行更嚴格的特別排放限值（如GB16297-1996附錄A）；《大氣污染物綜合排放標準》適用于未制定行業(yè)標準的企業(yè)，已有行業(yè)標準的（如《鍋爐大氣污染物排放標準》）優(yōu)先執(zhí)行行業(yè)標準；無組織排放限值以監(jiān)控點濃度平均值計（如GB16297中周界外濃度最高點）；排氣筒高度低于最低要求時，排放速率按外推法嚴格50%執(zhí)行，而非排放濃度。二、填空題（每空1分，共15分）1.大氣污染物按存在狀態(tài)可分為________和________兩類，其中PM?.?屬于________。答案：顆粒污染物；氣態(tài)污染物；顆粒污染物2.袋式除塵器的壓力損失主要由________、________和________三部分組成，正常運行時主要取決于________。答案：濾料本身阻力；粉塵層阻力；設備結構阻力；粉塵層阻力3.吸附劑再生的常用方法有________、________和________，活性炭再生多采用________。答案：加熱再生；降壓再生；置換再生；加熱再生（或水蒸氣再生）4.催化轉化法可分為________、________和________三類，汽車尾氣處理多用________。答案：催化氧化；催化還原；同時催化；同時催化（或三效催化）5.燃燒法處理VOCs的主要形式有________、________和________，其中________的熱效率最高（＞95%）。答案：直接燃燒；催化燃燒；蓄熱式燃燒（RTO/RTCO）；蓄熱式燃燒三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述電除塵器的工作原理，說明影響其除塵效率的主要因素。答案：電除塵器的工作原理分為四個階段：（1）氣體電離：高壓直流電場使氣體分子電離，產生大量電子和正離子；（2）粉塵荷電：電子和正離子與粉塵碰撞，使粉塵荷電（主要為負電）；（3）荷電粉塵遷移：荷電粉塵在電場力作用下向集塵極（陽極）或放電極（陰極）移動并沉積；（4）清灰：通過振打等方式使集塵極表面的粉塵層脫落，落入灰斗。影響效率的主要因素：①粉塵比電阻：最佳范圍為10?-101?Ω·cm，過高（＞101?）易反電暈，過低（＜10?）易二次揚塵；②電場強度：電場強度越高，粉塵荷電量越大，遷移速度越快；③氣體流速：流速過高（＞1.5m/s）會導致粉塵停留時間不足，效率下降；④粉塵粒徑：粒徑越?。ㄓ绕洌?μm），荷電難度大，效率降低；⑤氣體溫度和濕度：溫度升高會降低氣體粘度，影響驅進速度；濕度增加可降低粉塵比電阻，改善導電性。2.比較吸收法和吸附法處理氣態(tài)污染物的異同點。答案：相同點：均為氣態(tài)污染物的分離技術，適用于中低濃度廢氣處理，可實現(xiàn)污染物的富集或回收。不同點：（1）原理：吸收法利用污染物在液體吸收劑中的溶解度（物理吸收）或化學反應（化學吸收）；吸附法利用固體吸附劑表面的分子間作用力（物理吸附）或化學鍵力（化學吸附）。（2）設備：吸收法需吸收塔（填料塔、板式塔），涉及液相傳質；吸附法需吸附器（固定床、移動床），涉及氣固傳質。（3）適用范圍：吸收法適用于高溶解度或易反應的氣體（如SO?、H?S）；吸附法適用于低濃度、分子直徑與吸附劑孔徑匹配的氣體（如VOCs、NO?）。（4）再生：吸收劑通過解吸（加熱、降壓）再生；吸附劑通過加熱、吹掃或置換再生。（5）能耗：吸收法能耗主要來自液體循環(huán)；吸附法再生階段能耗較高（尤其加熱再生）。3.說明生物法處理VOCs的原理及適用條件。答案：生物法處理VOCs的原理是利用微生物（細菌、真菌、藻類）的代謝活動，將VOCs分解為CO?、H?O和細胞物質。過程分為三個步驟：（1）傳質：VOCs從氣相擴散到液相（生物膜表面的水層）；（2）吸附：液相中的VOCs被微生物吸附；（3）降解：微生物通過好氧或厭氧代謝將VOCs氧化分解（好氧為主，反應式：C?H?O_z+O?→CO?+H?O+生物量）。適用條件：①濃度：低濃度（通常＜1000mg/m3），高濃度易抑制微生物活性；②可生物降解性：VOCs需易被微生物利用（如醇類、酯類、低碳烴類），難降解物質（如鹵代烴、多環(huán)芳烴）效果差；③濕度：生物膜需保持濕潤（相對濕度80%-95%），避免干燥或積水；④溫度：適宜溫度20-40℃，低溫（＜10℃）或高溫（＞50℃）影響微生物活性；⑤pH：中性或弱酸性（pH5-8），強酸/堿需調節(jié)。4.簡述旋風除塵器的結構組成及提高其除塵效率的措施。答案：旋風除塵器的結構主要包括：進氣口（切向或軸向）、筒體（圓柱形）、錐體（圓錐形）、排氣管（中心管）、灰斗（底部）。提高效率的措施：（1）優(yōu)化結構參數(shù)：減小筒體直徑（提高旋轉速度）、增加錐體長度（延長停留時間）、控制排氣管插入深度（避免短路流）；（2）降低入口流速：流速過高（＞25m/s）會導致湍流加劇，二次揚塵增加；最佳流速12-20m/s；（3）處理高濃度粉塵：入口粉塵濃度過高（＞50g/m3）時，需設置預除塵（如重力沉降室），避免顆粒間碰撞導致分離效率下降；（4）控制氣體溫度：溫度升高會降低氣體密度和粘度，分割粒徑增大，效率下降；可通過冷卻氣體（如噴霧）降低溫度；（5）減少漏風：尤其是灰斗漏風（漏風率＞5%）會導致已分離的粉塵被重新帶入氣流，效率顯著降低，需密封灰斗。5.分析石灰石-石膏濕法脫硫的主要化學反應過程，并說明影響脫硫效率的關鍵因素。答案：石灰石-石膏濕法脫硫的化學反應分為四步：（1）石灰石溶解：CaCO?+H?→Ca2?+HCO??；（2）SO?吸收：SO?+H?O→H?+HSO??；（3）氧化反應：HSO??+?O?→SO?2?+H?；（4）石膏結晶：Ca2?+SO?2?+2H?O→CaSO?·2H?O↓（石膏）。影響脫硫效率的關鍵因素：①吸收劑細度：石灰石粒徑越小（如250目篩余＜10%），比表面積越大，溶解速率越快；②液氣比（L/G）：單位體積煙氣對應的吸收液體積，L/G增大（如10-20L/m3）可增加傳質面積，提高效率；③pH值：吸收區(qū)pH控制在5.0-5.8（酸性環(huán)境促進SO?吸收），氧化區(qū)pH控制在4.5-5.5（促進HSO??氧化）；④氧氣含量：需通入空氣（氧化風機）確保HSO??充分氧化為SO?2?（氧化率＞95%）；⑤煙氣流速：塔內流速過高（＞3.5m/s）會導致液滴夾帶，效率下降；最佳流速3.0-3.5m/s；⑥粉塵濃度：煙氣中粉塵（如飛灰）會包裹石灰石顆粒，阻礙溶解，需前置除塵（如電除塵）。四、計算題（每題10分，共20分）1.某旋風除塵器的入口寬度B=0.2m，入口高度H=0.4m，有效旋轉圈數(shù)N=5，氣體粘度μ=1.8×10??Pa·s，入口流速v=15m/s，粉塵密度ρp=2500kg/m3。計算該除塵器的分割粒徑d??（單位：μm）。（提示：d??=√(9μB/(πNvρp))）答案：已知公式：d??=√(9μB/(πNvρp))代入數(shù)據(jù)：μ=1.8×10??Pa·s，B=0.2m，N=5，v=15m/s，ρp=2500kg/m3計算分子：9×1.8×10??×0.2=3.24×10??分母：π×5×15×2500≈5.89×10?d??=√(3.24×10??/5.89×10?)=√(5.5×10?11)=7.42×10??m=7.42μm（注：實際工程中，分割粒徑通常為1-20μm，計算結果符合合理范圍）2.某企業(yè)排放含苯廢氣，風量Q=20000m3/h，苯濃度C?=800mg/m3，采用活性炭吸附處理，吸附劑填充量m=1000kg，活性炭對苯的平衡吸附量q=0.2kg苯/kg活性炭。假設吸附達到飽和時停止吸附，計算吸附周期（小時）。（提示：吸附量=Q×C?×t/10?=m×q）答案：吸附量平衡方程：Q×C?×t/10?=m×q其中：Q=20000m3/h，C?=800mg/m3=0.8g/m3=0.0008kg/m3，m=1000kg，q=0.2kg/kg代入得：20000×0.0008×t=1000×0.2計算左邊：16t右邊：200t=200/16=12.5小時（注：實際吸附周期需考慮安全系數(shù)，通常取飽和時間的70%-80%，但本題按完全飽和計算）五、案例分析題（15分）某化工企業(yè)生產過程中排放含甲苯（C?H?）廢氣，風量為50000m3/h，甲苯濃度為1200mg/m3，現(xiàn)有治理設施為“活性炭吸附+水蒸氣脫附+冷凝回收”，但存在以下問題：（1）活性炭吸附飽和周期短（約3天）；（2）脫附后冷凝液含油廢水量大；（3）排放口甲苯濃度偶爾超標（標準限值為50mg/m3）。請分析問題原因，并提出優(yōu)化改造方案（包括技術選擇、參數(shù)設計、運行管理措施），并計算改造后年減排量（年運行時間8000小時）。答案：問題原因分析：（1）吸附周期短：原活性炭填充量不足或吸附容量未充分利用；廢氣中可能含其他高沸點VOCs（如二甲苯），與甲苯競爭吸附，縮短甲苯吸附周期；（2）含油廢水量大：水蒸氣脫附時，冷凝液中水蒸氣與甲苯分層不徹底（甲苯微溶于水），或冷凝溫度過高（＞15℃）導致甲苯未完全凝結，隨水排出；（3）排放超標：活性炭吸附穿透（未及時再生）；吸附床存在氣流短路（如填料不均）；廢氣濕度高（＞80%）導致活性炭吸附容量下降（水優(yōu)先占據(jù)吸附位點）。優(yōu)化改造方案：（1）技術選擇：①前端預處理：增設高效除霧器（去除廢氣中水分）和預過濾器（去除粉塵），降低活性炭負荷；②吸附單元：更換為疏水性活性炭（如改性活性炭）或分子篩（對甲苯選擇性更高），提高吸附容量（q≥0.3kg/kg）；③脫附回收：采用熱氮氣脫附（替代水蒸氣），避免廢水產生；脫附后甲苯蒸汽經(jīng)多級冷凝（一級水冷至30℃，二級深冷至-10℃），回收率＞98%；④安全措施：增設在線監(jiān)測（FID或PID），實時監(jiān)控排放濃度；吸附床設置溫度傳感器（防止吸附放熱引發(fā)自燃）。（2）參數(shù)設計：①吸附床尺寸：吸附劑填充量m=Q×C?×t/(q×10?)，假設吸附周