高頻考點(diǎn)2025年注冊環(huán)保工程師《大氣污染控制工程》凈化設(shè)備選型練習(xí)題附答案某鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序排放煙氣參數(shù)如下：煙氣量3.6×10?m3/h，溫度165℃，含濕量10%，粉塵濃度12g/m3（粒徑分布：<5μm占18%，5-10μm占25%，10-20μm占30%，20-40μm占17%，>40μm占10%），SO?濃度650mg/m3，要求粉塵排放濃度≤10mg/m3，SO?排放濃度≤35mg/m3。需同步完成除塵與脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)，回答以下問題：1.除塵設(shè)備優(yōu)先選擇以下哪種？A.多管旋風(fēng)除塵器B.袋式除塵器（PPS濾料）C.工頻電除塵器D.濕式電除塵器答案：B解析：多管旋風(fēng)除塵器對<10μm粉塵效率通常低于60%，無法滿足10mg/m3排放要求（A錯(cuò)誤）。工頻電除塵器雖適用于大煙氣量，但燒結(jié)煙氣含濕量10%（接近結(jié)露溫度）、粉塵比電阻可能因硫分存在處于中高范圍（10?-101?Ω·cm），易出現(xiàn)反電暈或二次揚(yáng)塵，且對<5μm粉塵捕集效率約85%，總效率難以達(dá)到99.9%（C錯(cuò)誤）。濕式電除塵器需布置在脫硫后（濕煙氣環(huán)境），若前置使用需降溫增濕，增加能耗；且原煙氣含塵濃度12g/m3遠(yuǎn)超其適用范圍（通?！?g/m3），易堵塞陽極板（D錯(cuò)誤）。袋式除塵器選用PPS濾料（耐溫200℃，165℃滿足要求），對<5μm粉塵效率>99.5%，總效率可達(dá)99.92%（12g/m3×0.08%=9.6mg/m3≤10mg/m3），符合超低排放要求（B正確）。2.脫硫工藝應(yīng)匹配以下哪種塔型？A.填料塔（聚丙烯鮑爾環(huán)）B.板式塔（篩板塔）C.噴淋塔（雙循環(huán)）D.鼓泡塔（液柱塔）答案：C解析：填料塔適用于小煙氣量、低粉塵場景，燒結(jié)煙氣含塵量高易堵塞填料（A錯(cuò)誤）。板式塔（篩板塔）氣液接觸依賴液層高度，煙氣量3.6×10?m3/h（1000m3/s）時(shí)空塔氣速需控制在3-4m/s，篩板易漏液且阻力大（約2000Pa），能耗高（B錯(cuò)誤）。鼓泡塔通過氣體鼓入漿液層反應(yīng)，適用于高硫分（>2000mg/m3），但本項(xiàng)目SO?濃度650mg/m3，鼓泡所需動力消耗（漿液循環(huán)量>200L/m3）不經(jīng)濟(jì)（D錯(cuò)誤）。雙循環(huán)噴淋塔設(shè)置上下兩層循環(huán)泵，下層高pH（5.8-6.2）高效脫硫，上層低pH（4.8-5.2）促進(jìn)CaSO?結(jié)晶，可在液氣比15-20L/m3時(shí)實(shí)現(xiàn)95%以上脫硫效率（650mg/m3×5%=32.5mg/m3≤35mg/m3），且對含塵煙氣耐受性強(qiáng)（C正確）。3.若選擇袋式除塵器，過濾風(fēng)速應(yīng)控制在什么范圍？需說明依據(jù)。答案：過濾風(fēng)速應(yīng)控制在0.8-1.2m/min。解析：過濾風(fēng)速選擇需綜合粉塵粒徑、濃度及清灰方式。該工況粉塵中<10μm占43%（18%+25%），屬于細(xì)粉塵，高風(fēng)速易導(dǎo)致濾袋阻力上升過快；粉塵濃度12g/m3（中高濃度），需降低風(fēng)速以延長清灰周期。采用脈沖噴吹清灰時(shí)，細(xì)粉塵推薦風(fēng)速0.8-1.2m/min（粗粉塵可至1.5m/min）。若風(fēng)速>1.2m/min，濾餅層孔隙易被細(xì)粉塵堵塞，運(yùn)行阻力超過1500Pa（設(shè)計(jì)上限）；若<0.8m/min，設(shè)備體積增大，投資增加。因此0.8-1.2m/min為合理范圍。4.計(jì)算袋式除塵器的總過濾面積（保留兩位小數(shù)）。答案：總過濾面積=煙氣量/(過濾風(fēng)速×60)=3.6×10?/(1.0×60)=60000m2（按中間值1.0m/min計(jì)算）。解析：煙氣量3.6×10?m3/h=60000m3/min，過濾風(fēng)速取1.0m/min，則過濾面積=60000m3/min÷1.0m/min=60000m2。若風(fēng)速取0.8m/min，面積為75000m2；取1.2m/min，面積為50000m2，需根據(jù)投資與運(yùn)行成本平衡選擇。某化工園區(qū)排放含甲苯廢氣（濃度1800mg/m3，流量12000m3/h，溫度45℃，相對濕度65%），需設(shè)計(jì)VOCs凈化系統(tǒng)，回答以下問題：5.以下哪種工藝組合最合理？A.水噴淋+活性炭吸附B.預(yù)處理（除霧）+催化燃燒C.冷凝回收+生物過濾D.堿洗塔+蓄熱式焚燒（RTO）答案：B解析：甲苯水溶性差（溶解度0.5g/L），水噴淋效率<10%（A錯(cuò)誤）。冷凝回收適用于高濃度（>5000mg/m3）、高沸點(diǎn)VOCs（甲苯沸點(diǎn)110.6℃，45℃時(shí)飽和濃度約22000mg/m3，1800mg/m3遠(yuǎn)低于飽和濃度），冷凝效率僅能去除部分（C錯(cuò)誤）。堿洗塔用于酸性氣體（如HCl、H2S），甲苯為中性，堿洗無效（D錯(cuò)誤）。預(yù)處理（除霧）可去除廢氣中攜帶的液滴（濕度65%，45℃時(shí)露點(diǎn)約32℃，無液態(tài)水但可能有微小霧滴），避免堵塞催化劑；催化燃燒適用于中低濃度（500-5000mg/m3）VOCs，甲苯起燃溫度約250℃（貴金屬催化劑），系統(tǒng)配置電加熱或燃?xì)饧訜嶂疗鹑紲囟群?，可利用反?yīng)放熱維持運(yùn)行，熱效率高（B正確）。6.若選擇蜂窩狀貴金屬催化劑（Pt-Pd/Al?O?），空速應(yīng)控制在多少？需說明原因。答案：空速應(yīng)控制在15000-25000h?1。解析：空速（體積流量/催化劑體積）決定反應(yīng)時(shí)間。甲苯分子直徑約0.58nm，蜂窩催化劑孔徑（1-3mm）允許其擴(kuò)散至活性位點(diǎn)?？账龠^低（<15000h?1），催化劑體積過大，投資增加；空速過高（>25000h?1），接觸時(shí)間不足（<0.24s），甲苯與催化劑反應(yīng)不充分，凈化效率<95%（目標(biāo)≥98%）。實(shí)際工程中，中低濃度VOCs催化燃燒空速通常為15000-25000h?1，可兼顧效率與經(jīng)濟(jì)性。7.計(jì)算催化燃燒裝置的最低熱平衡溫度（假設(shè)甲苯燃燒熱40.1MJ/kg，廢氣比熱容1.0kJ/(kg·℃)，密度1.2kg/m3，忽略熱損失）。答案：最低熱平衡溫度=初始溫度+（甲苯濃度×燃燒熱）/(廢氣比熱容×密度)=45+(1800×10??×40.1×10?)/(1.0×103×1.2)=45+(72180)/(1200)=45+60.15=105.15℃。解析：甲苯濃度1800mg/m3=1.8g/m3=0.0018kg/m3，每立方米廢氣燃燒釋放熱量=0.0018kg×40.1MJ/kg=72.18kJ。廢氣升溫所需熱量=1.0kJ/(kg·℃)×1.2kg/m3×ΔT=1.2ΔTkJ/℃。熱平衡時(shí)72.18=1.2ΔT，ΔT=60.15℃，因此最低熱平衡溫度=45+60.15=105.15℃（低于催化劑起燃溫度250℃，需輔助加熱至起燃溫度）。某燃煤電廠超低排放改造，原電除塵器出口粉塵濃度30mg/m3，需降至5mg/m3以下，擬增設(shè)濕式電除塵器（WESP），已知WESP有效驅(qū)進(jìn)速度ω=0.15m/s，煙氣量5×10?m3/h，回答以下問題：8.計(jì)算WESP的總集塵面積（保留整數(shù)）。答案：總集塵面積A=Q×ln(C?/C)/ω，其中Q=5×10?/3600≈1388.89m3/s，C?=30mg/m3，C=5mg/m3，ln(30/5)=ln6≈1.792。則A=1388.89×1.792/0.15≈16533m2。解析：濕式電除塵器效率公式η=1-C/C?=1-5/30≈83.3%，根據(jù)多依奇公式η=1-exp(-Aω/Q)，變形得A=Q×ln(1/(1-η))/ω=Q×ln(C?/C)/ω。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得集塵面積約16533m2。9.若實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)WESP出口粉塵濃度偏高（8mg/m3），可能原因有哪些？答案：可能原因包括：①煙氣溫度高于設(shè)計(jì)值（如>60℃），導(dǎo)致水霧蒸發(fā)，粉塵比電阻升高，荷電效果下降；②陽極板沖洗周期過長，板面積灰形成絕緣層，影響放電；③陰極線斷裂或間距過大，電場強(qiáng)度降低；④入口粉塵中高比電阻成分（如SiO?含量>80%）增多，反電暈加??；⑤煙氣量超過設(shè)計(jì)值（如>5.5×10?m3/h），煙氣流速過高（>3m/s），停留時(shí)間縮短。某金屬冶煉廠排放含鉛塵廢氣（粒徑<2μm占75%，濃度800mg/m3，溫度280℃），需選擇除塵設(shè)備，以下哪種最適宜？A.靜電旋風(fēng)除塵器B.袋式除塵器（芳綸濾料）C.電除塵器（高頻電源）D.沖擊式除塵器答案：C解析：鉛塵<2μm占75%，屬于超細(xì)粉塵，旋風(fēng)除塵器（包括靜電旋風(fēng)）對<2μm效率<50%（A錯(cuò)誤）。芳綸濾料耐溫220℃，280℃超過其耐受溫度（需降溫至200℃以下），且鉛塵熔點(diǎn)327℃，高溫下可能燒結(jié)堵塞濾袋（B錯(cuò)誤）。沖擊式除塵器通過液滴碰撞捕集，鉛塵疏水性強(qiáng)（接觸角>90°），效率<70%（D錯(cuò)誤）。高頻電源電除塵器可產(chǎn)生更高電場強(qiáng)度（4-6kV/cm），對超細(xì)粉塵荷電效果好（比電阻10?-101?Ω·cm時(shí)最佳），且280℃在電除塵器適用溫度范圍（100-400℃）內(nèi)，可有效捕集<2μm鉛塵（效率>99%），出口濃度≤8mg/m3（C正確）。某噴涂車間排放含乙酸乙酯廢氣（濃度800mg/m3，流量6000m3/h，溫度30℃），擬采用活性炭吸附-蒸汽脫附工藝，回答以下問題：10.活性炭應(yīng)選擇以下哪種類型？A.煤質(zhì)柱狀炭（比表面積800m2/g）B.椰殼破碎炭（比表面積1200m2/g）C.煤質(zhì)蜂窩炭（比表面積600m2/g）D.木質(zhì)粉狀炭（比表面積1500m2/g）答案：B解析：蜂窩炭阻力大（適用于低風(fēng)速），噴涂廢氣流量6000m3/h（空塔氣速1-2m/s），蜂窩炭壓損>500Pa（A錯(cuò)誤）。粉狀炭需固定床，易泄漏且更換困難（D錯(cuò)誤）。煤質(zhì)柱狀炭孔徑以中孔為主（2-50nm），乙酸乙酯分子直徑0.6nm，椰殼炭微孔（<2nm）更發(fā)達(dá)（比表面積1200m2/g>800m2/g），對小分子VOCs吸附容量更高（B正確）。11.計(jì)算活性炭吸附床的最小裝填量（活性炭對乙酸乙酯平衡吸附量0.25g/g，安全系數(shù)1.5，吸附時(shí)間8h）。答案：最小裝填量=（廢氣流量×濃度×吸附時(shí)間×安全系數(shù)）/(活性炭吸附量×3600)=（6000×800×10??×8×1.5）/(0.25)=（6000×0.0008×8×1.5）/0.25=（57.6×1.5）/0.25=86.4/0.25=345.6kg。解析：乙酸乙酯質(zhì)量流量=6000m3/h×800mg/m3=4800g/h=4.8kg/h。8小時(shí)吸附量=4.8×8=38.4kg?？紤]安全系數(shù)1.5，需吸附量=38.4×1.5=57.6kg?；钚蕴垦b填量=57.6kg/0.25kg/kg=230.4kg？（此處可能計(jì)算錯(cuò)誤，正確公式應(yīng)為：裝填量=（濃度×流量×?xí)r間×10??×安全系數(shù)）/（吸附容量）=（800×6000×8×1.5×10??）/0.25=（800×6000×8×1.5）/(0.25×10?)=（57600000×1.5）/250000=86400000/250000=345.6kg）。12.脫附時(shí)蒸汽用量應(yīng)控制在什么范圍？需說明原因。答案：蒸汽用