2025年大氣污染控制工程試題庫(kù)含答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列屬于二次污染物的是（）A.二氧化硫（SO?）B.氮氧化物（NOx）C.臭氧（O?）D.顆粒物（PM??）答案：C解析：二次污染物是由一次污染物在大氣中經(jīng)化學(xué)反應(yīng)或光化學(xué)反應(yīng)形成的新污染物，O?由NOx和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）在光照下反應(yīng)生成，屬于二次污染物；其余選項(xiàng)均為直接排放的一次污染物。2.袋式除塵器的最佳工作溫度范圍通常為（）A.50-80℃B.120-180℃C.250-300℃D.350℃以上答案：B解析：袋式除塵器濾料多為合成纖維（如滌綸、芳綸）或玻璃纖維，其耐溫上限一般為180-260℃（如芳綸耐溫約204℃），但需避免溫度過(guò)低導(dǎo)致結(jié)露（水蒸氣凝結(jié)腐蝕濾袋），因此最佳工作溫度通?？刂圃?20-180℃。3.下列氣態(tài)污染物控制技術(shù)中，屬于破壞法的是（）A.活性炭吸附B.催化燃燒C.水噴淋吸收D.膜分離答案：B解析：破壞法通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)（如CO?和H?O），催化燃燒通過(guò)催化劑降低反應(yīng)溫度，使VOCs氧化分解；吸附、吸收、膜分離均為物理法（回收或轉(zhuǎn)移污染物）。4.旋風(fēng)除塵器的分割粒徑d??是指（）A.分級(jí)效率為50%時(shí)的顆粒直徑B.總效率為50%時(shí)的顆粒直徑C.出口濃度為入口50%時(shí)的顆粒直徑D.停留時(shí)間50%時(shí)的顆粒直徑答案：A解析：分割粒徑d??是旋風(fēng)除塵器的重要性能指標(biāo)，定義為分級(jí)效率η=50%時(shí)對(duì)應(yīng)的顆粒直徑，反映除塵器對(duì)不同粒徑顆粒物的捕集能力。5.燃燒過(guò)程中生成的NOx主要包括（）A.NO和N?OB.NO和NO?C.N?O和NO?D.NO?和N?O?答案：B解析：燃燒過(guò)程中NOx以NO為主（約占90%），其次是NO?（約占5%-10%），N?O生成量極少（主要來(lái)自低溫燃燒）。6.石灰石-石膏法脫硫的主要反應(yīng)產(chǎn)物是（）A.CaSO?B.CaCO?C.CaSO?·2H?OD.CaO答案：C解析：該工藝中，SO?與CaCO?（石灰石）漿液反應(yīng)生成CaSO?，經(jīng)氧化后轉(zhuǎn)化為CaSO?·2H?O（二水合硫酸鈣，即石膏），為最終產(chǎn)物。7.電除塵器中，荷電粉塵的驅(qū)進(jìn)速度ω與下列哪項(xiàng)無(wú)關(guān)（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度B.粉塵粒徑C.氣體黏度D.除塵器入口濃度答案：D解析：驅(qū)進(jìn)速度公式ω=(qE)/(3πηd)，其中q為粉塵荷電量，E為電場(chǎng)強(qiáng)度，η為氣體黏度，d為粉塵粒徑；入口濃度影響總效率，但不直接影響單個(gè)顆粒的驅(qū)進(jìn)速度。8.下列關(guān)于VOCs控制技術(shù)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.冷凝法適用于高濃度、高沸點(diǎn)VOCsB.生物法適用于低濃度、易生物降解的VOCsC.吸附法對(duì)所有VOCs的吸附能力均隨溫度升高而增強(qiáng)D.催化氧化法的起燃溫度低于直接燃燒法答案：C解析：吸附為放熱過(guò)程，溫度升高會(huì)降低吸附劑的吸附容量（平衡吸附量下降），因此吸附法通常在較低溫度下運(yùn)行。9.評(píng)價(jià)大氣擴(kuò)散模式中，Pasquill-Gifford（P-G）曲線的核心參數(shù)是（）A.大氣穩(wěn)定度B.風(fēng)速C.源高D.污染物排放量答案：A解析：P-G曲線通過(guò)大氣穩(wěn)定度（分A-F六級(jí)）確定大氣擴(kuò)散參數(shù)（水平和垂直方向的擴(kuò)散系數(shù)σy、σz），是計(jì)算污染物地面濃度的關(guān)鍵。10.某燃煤鍋爐煙氣中O?體積分?jǐn)?shù)為6%，則過(guò)量空氣系數(shù)α為（）（已知理論空氣量下O?體積分?jǐn)?shù)為5%）A.1.2B.1.3C.1.4D.1.5答案：A解析：過(guò)量空氣系數(shù)α=21/(21-O?實(shí)際)×(21-O?理論)/21=(21-5)/(21-6)=16/15≈1.07（錯(cuò)誤）；正確公式為α=21/(21-O?)（適用于完全燃燒），當(dāng)理論燃燒時(shí)O?=0，實(shí)際O?=6%，則α=21/(21-6)=1.4（錯(cuò)誤）。正確推導(dǎo)：理論空氣量下，燃燒后煙氣中O?理論=0（完全燃燒），實(shí)際O?=6%，則α=1+（實(shí)際空氣量-理論空氣量）/理論空氣量=1+（O?實(shí)際/(21-O?實(shí)際)）=1+6/(21-6)=1.4（正確）。但本題可能簡(jiǎn)化為α=21/(21-O?)=21/(21-6)=1.4（常見(jiàn)近似公式），但需根據(jù)具體教材定義確認(rèn)。若題目假設(shè)理論燃燒后O?=5%（可能為不完全燃燒的理論值），則α=(21-5)/(21-6)=16/15≈1.07（矛盾）。正確答案應(yīng)為1.4（常見(jiàn)工程近似）。二、填空題（每空1分，共20分）1.大氣污染物按存在狀態(tài)分為（氣態(tài)污染物）和（顆粒態(tài)污染物）。2.燃燒過(guò)程中NOx的生成機(jī)理包括（熱力型NOx）、（燃料型NOx）和（快速型NOx）。3.袋式除塵器的清灰方式主要有（機(jī)械振動(dòng)清灰）、（逆氣流清灰）和（脈沖噴吹清灰）。4.吸附劑的再生方法包括（加熱再生）、（降壓再生）、（置換再生）和（化學(xué)再生）。5.電除塵器的主要部件包括（電暈極）、（集塵極）、（高壓供電裝置）和（清灰裝置）。6.評(píng)價(jià)除塵裝置性能的主要指標(biāo)有（總效率）、（分級(jí)效率）、（壓力損失）和（處理風(fēng)量）。7.石灰石-石膏法脫硫的關(guān)鍵步驟包括（SO?吸收）、（亞硫酸鈣氧化）和（石膏結(jié)晶）。8.揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的典型控制技術(shù)有（吸附法）、（催化燃燒法）、（生物法）和（冷凝法）。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.比較電除塵器與袋式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：優(yōu)點(diǎn)：-電除塵器：處理風(fēng)量大（可達(dá)10?m3/h）、阻力?。s100-300Pa）、耐高溫（可達(dá)400℃）、運(yùn)行費(fèi)用低；-袋式除塵器：除塵效率高（對(duì)PM2.5效率>99%）、對(duì)粉塵比電阻不敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資較低。缺點(diǎn)：-電除塵器：對(duì)粉塵比電阻敏感（比電阻<10?Ω·cm或>101?Ω·cm時(shí)效率下降）、設(shè)備龐大、投資高；-袋式除塵器：濾袋易受高溫（>260℃）、高濕（結(jié)露）、腐蝕性氣體損壞，阻力大（約1000-2000Pa），運(yùn)行費(fèi)用（濾袋更換）較高。2.簡(jiǎn)述吸附法控制氣態(tài)污染物的影響因素。答案：（1）吸附劑性質(zhì)：比表面積（越大吸附量越高）、孔徑分布（與污染物分子尺寸匹配）、表面化學(xué)性質(zhì)（極性或非極性）；（2）污染物性質(zhì)：分子量（越大越易吸附）、沸點(diǎn)（越高越易吸附）、濃度（低濃度時(shí)吸附量與濃度正相關(guān)）；（3）操作條件：溫度（低溫利于吸附）、壓力（高壓利于吸附）、空速（空速小則接觸時(shí)間長(zhǎng)，吸附更充分）；（4）氣體組成：含水分或其他競(jìng)爭(zhēng)吸附組分時(shí)，吸附量下降。3.說(shuō)明催化轉(zhuǎn)化法處理NOx的原理及常用催化劑類型。答案：原理：利用催化劑降低反應(yīng)活化能，使NOx與還原劑（如NH?、H?、烴類）發(fā)生還原反應(yīng)，生成N?和H?O（或CO?）。例如，選擇性催化還原（SCR）中，NH?與NOx反應(yīng)：4NO+4NH?+O?→4N?+6H?O。常用催化劑：（1）金屬氧化物（如V?O?-WO?/TiO?）：用于SCR，耐硫性較好；（2）貴金屬（如Pt、Pd）：活性高，但易受硫中毒；（3）分子篩（如ZSM-5）：高溫穩(wěn)定性好，適用于烴類還原NOx。4.分析旋風(fēng)除塵器中顆粒分離的力學(xué)機(jī)制。答案：顆粒在旋風(fēng)除塵器中受離心力、氣流曳力和重力作用。含塵氣流切向進(jìn)入除塵器后做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，顆粒隨氣流旋轉(zhuǎn)時(shí)受離心力F_c=mv2/r（m為顆粒質(zhì)量，v為切向速度，r為旋轉(zhuǎn)半徑），向外壁運(yùn)動(dòng)；同時(shí)受氣流向心曳力F_d=3πηd(u_p-u_g)（η為氣體黏度，d為顆粒直徑，u_p、u_g為顆粒與氣流的徑向速度差）。當(dāng)F_c>F_d時(shí)，顆粒被甩向壁面，沿壁面落入灰斗；反之則隨氣流排出。5.簡(jiǎn)述燃燒過(guò)程中控制NOx的主要措施。答案：（1）低氮燃燒技術(shù)：-降低燃燒溫度（如分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán)），減少熱力型NOx；-控制燃料與空氣混合（如濃淡燃燒），形成還原性氛圍，抑制燃料型NOx；-采用低NOx燃燒器（如旋流燃燒器、預(yù)混燃燒器）。（2）燃料預(yù)處理：脫除燃料中的氮元素（如煤的洗選），減少燃料型NOx前驅(qū)物。（3）燃燒后處理：選擇性非催化還原（SNCR）、選擇性催化還原（SCR）等，將NOx還原為N?。四、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.某旋風(fēng)除塵器的入口氣速為18m/s，氣體黏度η=1.8×10??Pa·s，顆粒密度ρ_p=2500kg/m3，除塵器筒體直徑D=0.6m。假設(shè)氣流切向速度v_t=0.7×入口氣速，計(jì)算該除塵器的分割粒徑d??（分級(jí)效率50%時(shí)的粒徑）。（提示：分割粒徑公式d??=√[(9ηB)/(2πnρ_pv_t)]，其中n為氣流旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，B為除塵器進(jìn)口寬度，本題中n=5，B=D/4）解：已知：v入口=18m/s，v_t=0.7×18=12.6m/s；η=1.8×10??Pa·s；ρ_p=2500kg/m3；D=0.6m，B=D/4=0.15m；n=5。代入公式：d??=√[(9ηB)/(2πnρ_pv_t)]=√[(9×1.8×10??×0.15)/(2×3.14×5×2500×12.6)]=√[(2.43×10??)/(9.891×10?)]=√[2.457×10?12]≈1.57×10??m=1.57μm答案：分割粒徑約為1.57μm。2.某燃煤電廠燃用含硫量2.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的煤，煤的低位發(fā)熱量Q=20MJ/kg，鍋爐熱效率η=85%，年耗煤量100萬(wàn)噸。采用石灰石-石膏法脫硫，脫硫效率η_s=95%。計(jì)算每年排放的SO?量（假設(shè)煤中硫的80%轉(zhuǎn)化為SO?，硫的摩爾質(zhì)量32g/mol，SO?摩爾質(zhì)量64g/mol）。解：（1）年燃煤中硫的總質(zhì)量：100×10?t×2.5%=2.5×10?t=2.5×10?kg。（2）轉(zhuǎn)化為SO?的硫質(zhì)量：2.5×10?kg×80%=2×10?kg。（3）SO?的總生成量（未脫硫）：2×10?kg×(64/32)=4×10?kg=4×10?t。（4）脫硫后排放量：4×10?t×(1-95%)=2×103t。答案：每年排放SO?約2000噸。3.計(jì)算燃燒1kg甲烷（CH?）所需的理論空氣量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣密度1.293kg/m3，O?體積分?jǐn)?shù)21%）。解：燃燒反應(yīng)式：CH?+2O?→CO?+2H?O1molCH?需2molO?。CH?摩爾質(zhì)量=16g/mol，1kgCH?的物質(zhì)的量=1000g/16g/mol=62.5mol。需O?量=62.5mol×2=125mol。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1mol氣體體積=22.4L=0.0224m3，O?體積=125mol×0.0224m3/mol=2.8m3。理論空氣量=O?體積/21%=2.8/0.21≈13.33m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）?；虬促|(zhì)量計(jì)算：O?質(zhì)量=125mol×32g/mol=4000g=4kg，空氣量=4kg/0.232（O?質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≈17.24kg（因空氣中O?質(zhì)量分?jǐn)?shù)約23.2%），標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)空氣體積=17.24kg/1.293kg/m3≈13.33m3（與體積法一致）。答案：理論空氣量約為13.33m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。五、案例分析題（20分）某化工企業(yè)有一燃煤鍋爐（容量20t/h），煙氣量為3×10?m3/h，煙氣溫度180℃，含塵濃度8000mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），SO?濃度2000mg/m3，NOx濃度800mg/m3。當(dāng)?shù)卮髿馕廴疚锱欧艠?biāo)準(zhǔn)為：顆粒物≤20mg/m3，SO?≤50mg/m3，NOx≤100mg/m3。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套煙氣凈化系統(tǒng)，說(shuō)明各處理單元的選擇依據(jù)、參數(shù)設(shè)計(jì)及達(dá)標(biāo)可行性分析。答案（要點(diǎn)）：1.除塵單元：選擇袋式除塵器（因排放要求嚴(yán)格，顆粒物需從8000mg/m3降至20mg/m3，袋式除塵器效率可達(dá)99.75%以上）。濾料選擇耐高溫（180℃）、耐腐蝕的芳綸或P84纖維，過(guò)濾風(fēng)速取1.0m/min（確保低阻力），過(guò)濾面積A=煙氣量/(60×過(guò)濾風(fēng)速)=3×10?/(60×1.0)=500m2，需配置5個(gè)濾袋室（每室100m2）。2.脫硫單元：選擇石灰石-石膏法（技術(shù)成熟，脫硫效率可達(dá)97.5%以上，2000mg/m3×(1-97.5%)=50mg/m3，剛好達(dá)標(biāo)）。吸收塔采用逆流噴淋塔，液氣比取15L/m3，Ca/S摩爾比1.05，確保SO?充分吸收。3.脫硝單元：選擇SCR（選擇性催化還原，效率90%以上，800mg/m3×(1-90%)=80mg/m3≤100mg/m