2025年大氣污染控制工程試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種除塵設(shè)備的除塵效率受粉塵比電阻影響最大？（）A.袋式除塵器B.電除塵器C.旋風(fēng)除塵器D.濕式除塵器2.某工業(yè)鍋爐排放煙氣中顆粒物質(zhì)量濃度為800mg/m3，經(jīng)旋風(fēng)除塵器處理后濃度降至200mg/m3，則該除塵器的總效率為（）。A.75%B.25%C.80%D.90%3.以下氣態(tài)污染物控制技術(shù)中，屬于化學(xué)吸收法的是（）。A.活性炭吸附VOCsB.氨水吸收SO?C.催化還原NOxD.膜分離法回收H?S4.燃燒過程中，熱力型NOx的生成主要與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.燃燒溫度B.氧氣濃度C.燃燒時(shí)間D.燃料中的氮含量5.評價(jià)袋式除塵器性能的關(guān)鍵參數(shù)不包括（）。A.過濾風(fēng)速B.清灰周期C.粉塵比電阻D.濾料材質(zhì)6.高斯擴(kuò)散模型中，地面軸線濃度公式適用的條件是（）。A.中性大氣穩(wěn)定度B.污染物連續(xù)排放C.地形復(fù)雜D.源高為07.以下關(guān)于電除塵器工作原理的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.粉塵荷電主要通過電場荷電和擴(kuò)散荷電完成B.集塵極通常采用負(fù)高壓C.電暈放電發(fā)生在放電極附近D.振打清灰時(shí)需暫停高壓供電8.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO?時(shí)，主要反應(yīng)方程式為（）。A.SO?+2NaOH=Na?SO?+H?OB.SO?+NaOH=NaHSO?C.2SO?+O?+2NaOH=2Na?SO?+H?OD.SO?+Na?CO?=Na?SO?+CO?9.某企業(yè)排放的VOCs中含有苯系物（沸點(diǎn)80-140℃），最適宜的治理技術(shù)是（）。A.冷凝法（-10℃）B.熱力燃燒（800℃）C.生物過濾D.低溫等離子體10.以下哪項(xiàng)不是大氣污染物總量控制的核心要素？（）A.環(huán)境容量B.排放標(biāo)準(zhǔn)C.污染源清單D.氣象條件二、填空題（每空1分，共15分）1.除塵設(shè)備的分級(jí)效率是指對某一粒徑范圍內(nèi)粉塵的去除效率，總效率與分級(jí)效率的關(guān)系公式為______（設(shè)入口粉塵質(zhì)量濃度為C?，出口為C?，粒徑d的質(zhì)量頻率為f_d，分級(jí)效率為η_d）。2.袋式除塵器的清灰方式主要有機(jī)械振動(dòng)清灰、______和______三種，其中______清灰強(qiáng)度最高，適用于高濃度粉塵。3.催化轉(zhuǎn)化法處理NOx時(shí)，選擇性催化還原（SCR）常用的還原劑是______，催化劑主要成分為______（列舉一種）。4.燃燒過程中，燃料型NOx的生成路徑包括______和______，其中______（填“揮發(fā)分氮”或“焦炭氮”）的轉(zhuǎn)化率更高。5.大氣穩(wěn)定度分級(jí)中，D類表示______，B類表示______，穩(wěn)定度越______（填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”），大氣擴(kuò)散能力越強(qiáng)。6.吸附法處理氣態(tài)污染物時(shí)，常用的等溫吸附模型有Langmuir模型和______模型，其中______模型適用于多分子層吸附。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述電除塵器的工作過程，并分析影響其除塵效率的主要因素。2.比較濕式除塵器與袋式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)，說明各自適用的場景。3.某燃煤電廠擬采用石灰石-石膏法脫硫，簡述其工藝流程，并寫出主要化學(xué)反應(yīng)方程式。4.解釋“兩控區(qū)”的定義及其控制目標(biāo)，說明我國當(dāng)前大氣污染防治的重點(diǎn)區(qū)域。5.簡述VOCs的主要來源及治理技術(shù)體系，舉例說明末端治理與源頭控制的協(xié)同應(yīng)用。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某水泥廠窯尾排放煙氣量為150000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），入口顆粒物濃度為30g/m3，出口濃度為50mg/m3。已知粉塵粒徑分布如下表，計(jì)算該除塵系統(tǒng)的總效率、分級(jí)效率（d=10μm時(shí)）及穿透率。|粒徑范圍（μm）|<2|2-5|5-10|10-20|>20||-|-|--||-|--||質(zhì)量頻率（%）|10|20|25|30|15||出口質(zhì)量頻率（%）|30|25|20|15|10|2.某鍋爐燃燒含硫量2.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的原煤，耗煤量為10t/h，空氣過剩系數(shù)α=1.2，硫的轉(zhuǎn)化率為85%。計(jì)算該鍋爐每小時(shí)排放的SO?質(zhì)量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積）。（已知：煤的低位發(fā)熱量為20MJ/kg，空氣密度1.293kg/m3，硫的摩爾質(zhì)量32g/mol，SO?摩爾質(zhì)量64g/mol）五、案例分析題（15分）某鋼鐵企業(yè)燒結(jié)機(jī)煙氣排放量為800000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），污染物濃度如下：顆粒物800mg/m3，SO?1200mg/m3，NOx500mg/m3（以NO?計(jì)），二噁英0.5ng-TEQ/m3。當(dāng)?shù)貓?zhí)行《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28662-2012），其中燒結(jié)機(jī)排放限值為：顆粒物≤50mg/m3，SO?≤180mg/m3，NOx≤300mg/m3，二噁英≤0.5ng-TEQ/m3。企業(yè)擬采用“電袋復(fù)合除塵+石灰石-石膏法脫硫+SCR脫硝”組合工藝治理。（1）分析各污染物現(xiàn)有濃度與排放標(biāo)準(zhǔn)的差距；（2）說明電袋復(fù)合除塵器的工作原理及相對于純電除塵的優(yōu)勢；（3）計(jì)算脫硫系統(tǒng)的脫硫效率要求；（4）提出二噁英的協(xié)同控制措施。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.A（總效率η=(C?-C?)/C?=(800-200)/800=75%）3.B4.D（熱力型NOx與燃料氮無關(guān)）5.C（粉塵比電阻影響電除塵器）6.B（高斯模型假設(shè)連續(xù)點(diǎn)源、平坦地形、穩(wěn)定大氣）7.B（集塵極為正極，放電極接負(fù)高壓）8.A（NaOH過量時(shí)生成Na?SO?，不足時(shí)生成NaHSO?）9.B（苯系物沸點(diǎn)較高，冷凝法需更低溫度，熱力燃燒更高效）10.D（總量控制核心是環(huán)境容量、污染源、排放標(biāo)準(zhǔn)）二、填空題1.η=1-∑(f_d·(1-η_d))（或η=1-(C?/C?)，但需結(jié)合分級(jí)效率時(shí)為η=∑(f_d·η_d)）2.逆氣流清灰；脈沖噴吹清灰；脈沖噴吹3.NH?（或尿素）；V?O?-TiO?（或蜂窩狀催化劑）4.揮發(fā)分氮氧化；焦炭氮氧化；揮發(fā)分氮5.中性穩(wěn)定度；不穩(wěn)定；不穩(wěn)定6.Freundlich；Freundlich三、簡答題1.電除塵器工作過程：（1）電暈放電：放電極施加負(fù)高壓，使氣體電離產(chǎn)生電子和離子；（2）粉塵荷電：電子和離子附著在粉塵上，主要通過電場荷電（大顆粒）和擴(kuò)散荷電（小顆粒）；（3）粉塵沉積：荷電粉塵在電場力作用下向集塵極移動(dòng)并沉積；（4）清灰：通過振打使集塵極表面粉塵落入灰斗。影響因素：（1）粉塵比電阻（最關(guān)鍵，10?-101?Ω·cm為宜，過高導(dǎo)致反電暈，過低易二次揚(yáng)塵）；（2）煙氣溫度與濕度（影響氣體電離和粉塵電阻率）；（3）電場強(qiáng)度與氣流速度（流速過高導(dǎo)致粉塵未充分荷電）；（4）粉塵粒徑（細(xì)顆粒難荷電，效率低）。2.濕式除塵器優(yōu)點(diǎn)：除塵效率高（尤其對細(xì)顆粒），可同時(shí)脫除部分氣態(tài)污染物（如SO?），結(jié)構(gòu)簡單；缺點(diǎn)：產(chǎn)生含塵廢水需處理，設(shè)備易腐蝕，低溫環(huán)境可能結(jié)露。適用場景：高溫、高濕煙氣，需協(xié)同脫硫的工況。袋式除塵器優(yōu)點(diǎn)：除塵效率高（≥99%），對粒徑0.1μm顆粒有效，不受粉塵比電阻影響；缺點(diǎn)：濾料易磨損，高溫高濕易糊袋，阻力大（1000-2000Pa）。適用場景：干燥、無粘性的粉塵，如水泥、冶金行業(yè)。3.石灰石-石膏法工藝流程：（1）吸收劑制備：石灰石（CaCO?）研磨成漿液；（2）吸收反應(yīng)：煙氣經(jīng)除塵后進(jìn)入吸收塔，與石灰石漿液逆流接觸，SO?被吸收生成CaSO?；（3）氧化：向吸收塔底部通入空氣，將CaSO?氧化為CaSO?·2H?O（石膏）；（4）脫水：石膏漿液經(jīng)旋流器和真空皮帶機(jī)脫水，含水率≤10%；（5）煙氣排放：凈煙氣經(jīng)除霧器除水后排放。主要反應(yīng)：SO?+H?O→H?SO?H?SO?+CaCO?→CaSO?+CO?↑+H?O2CaSO?+O?+4H?O→2CaSO?·2H?O（石膏）4.“兩控區(qū)”指酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)，控制目標(biāo)是減少SO?和酸雨污染，改善區(qū)域空氣質(zhì)量。當(dāng)前我國大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域包括：京津冀及周邊地區(qū)（“2+26”城市）、長三角地區(qū)、汾渭平原，以及臭氧污染突出的珠三角地區(qū)，控制因子從單一SO?擴(kuò)展為PM2.5、O?、NOx、VOCs等多污染物協(xié)同控制。5.VOCs主要來源：工業(yè)涂裝（汽車、家具）、包裝印刷、石油化工、油品儲(chǔ)運(yùn)、建筑裝飾等。治理技術(shù)體系：（1）源頭控制：使用低VOCs涂料（如水性漆）、無溶劑膠黏劑；（2）過程控制：密閉生產(chǎn)、減少無組織排放；（3）末端治理：吸附（活性炭/分子篩）、催化燃燒（RCO）、熱力燃燒（RTO）、冷凝（高濃度）、生物處理（低濃度）。協(xié)同應(yīng)用案例：某汽車涂裝線，采用水性涂料（源頭控制，VOCs含量從500g/L降至100g/L），同時(shí)對烘干廢氣（高濃度、高溫）采用RTO焚燒（末端治理，效率≥98%），調(diào)漆間廢氣（低濃度、大風(fēng)量）采用“沸石轉(zhuǎn)輪吸附+催化燃燒”（濃縮后處理），實(shí)現(xiàn)全流程控制。四、計(jì)算題1.（1）總效率η=(C?-C?)/C?=(30000-50)/30000≈99.83%（2）分級(jí)效率η_d=1-(f_d出·C?)/(f_d入·C?)對于d=10μm（對應(yīng)粒徑范圍10-20μm），f_d入=30%，f_d出=15%η_d=1-(0.15×50)/(0.30×30000)=1-(7.5/9000)=1-0.00083≈99.92%（3）穿透率P=1-η=1-0.9983=0.17%2.（1）煤中硫含量=10t/h×2.5%=0.25t/h=250kg/h（2）硫轉(zhuǎn)化為SO?的量=250kg/h×85%=212.5kg/h（3）SO?摩爾數(shù)=212500g/h÷32g/mol=6640.625mol/h（硫原子摩爾數(shù)）（4）SO?質(zhì)量=6640.625mol/h×64g/mol=425000g/h=425kg/h（5）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積=6640.625mol/h×22.4L/mol=148750L/h=148.75m3/h五、案例分析題（1）差距分析：-顆粒物：800mg/m3＞50mg/m3（超標(biāo)15倍）-SO?：1200mg/m3＞180mg/m3（超標(biāo)5.67倍）-NOx：500mg/m3＞300mg/m3（超標(biāo)0.67倍）-二噁英：0.5ng-TEQ/m3=限值（達(dá)標(biāo)）（2）電袋復(fù)合除塵器原理：前級(jí)電除塵區(qū)（約80%粉塵被收集）降低粉塵濃度，后級(jí)布袋區(qū)進(jìn)一步捕集細(xì)顆粒。優(yōu)勢：比純電除塵對細(xì)顆粒（PM2.5）效率更高（≥9