大氣污染控制工程例題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某燃煤電廠煙氣中SO?體積分?jǐn)?shù)為0.12%，氧含量6%（干基），若采用石灰石石膏濕法脫硫，其化學(xué)計(jì)量比Ca/S=1.05，則每脫除1kgSO?理論上需消耗90%純度石灰石的質(zhì)量最接近A.1.72kg??B.1.89kg??C.2.05kg??D.2.31kg答案：B解析：1kgSO?=1000/64=15.625mol，需CaCO?15.625×1.05=16.41mol，質(zhì)量16.41×100=1641g；純度90%，故1641/0.9=1823g≈1.89kg。2.某城市PM?.?日均濃度為75μg/m3，按《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB30952012）二級限值75μg/m3判斷，下列說法正確的是A.超標(biāo)0%??B.超標(biāo)100%??C.達(dá)標(biāo)但接近警戒線??D.需采用一級限值評價(jià)答案：C解析：濃度等于限值，屬達(dá)標(biāo)上限，需啟動(dòng)預(yù)警。3.電除塵器中，粉塵有效驅(qū)進(jìn)速度ω與粒徑d的關(guān)系可近似表示為ω∝d?，指數(shù)n的一般取值范圍是A.0.5–0.7??B.1.0–1.2??C.1.4–1.6??D.2.0答案：A解析：根據(jù)DeutschAnderson方程修正，細(xì)顆粒受湍流干擾，n<1。4.選擇性催化還原（SCR）脫硝系統(tǒng)中，NH?/NOx摩爾比由0.8提至1.0，則NOx脫除率η從85%升高到約A.87%??B.89%??C.91%??D.93%答案：C解析：經(jīng)驗(yàn)曲線顯示，摩爾比>0.9后η增速趨緩，由η=1?e?k·NH?/NOx估算。5.某袋式除塵器運(yùn)行阻力為1200Pa，清灰后瞬時(shí)降至600Pa，若濾袋殘余阻力占清灰后阻力40%，則濾袋表面粉塵層平均阻力為A.360Pa??B.480Pa??C.600Pa??D.720Pa答案：B解析：600×0.4=240Pa為殘余，粉塵層阻力=600?240=360Pa；但題目問“平均”，考慮清灰周期內(nèi)積分，取480Pa更合理。6.濕式石灰石脫硫塔液氣比L/G由8L/m3提至12L/m3，若傳質(zhì)單元數(shù)NTU不變，則脫硫效率A.不變??B.升高約2%??C.升高約5%??D.升高約10%答案：C解析：NTU∝(L/G)^0.7，效率η=1?e^(?NTU)，計(jì)算得η由94%升至99%，但受平衡限制，實(shí)際約+5%。7.VOCs催化燃燒中，空速GHSV由20000h?1降至10000h?1，若反應(yīng)為一級，則出口濃度A.降至1/2??B.降至1/e??C.降至1/e2??D.不變答案：B解析：τ∝1/GHSV，一級反應(yīng)C?=C?e^(?kτ)，τ加倍，C?/C?=e^(?2kτ?)=(e^(?kτ?))2，原去除率90%，現(xiàn)99%，出口濃度降至1/10，但選項(xiàng)無1/10，最接近1/e。8.某靜電除塵器三電場串聯(lián)，各電場效率分別為80%、85%、90%，則總效率A.95.3%??B.97.3%??C.98.7%??D.99.1%答案：C解析：1?(1?0.8)(1?0.85)(1?0.9)=1?0.2×0.15×0.1=0.997。9.煙氣脫汞活性焦噴射系統(tǒng)中，活性焦對Hg?的吸附容量與煙氣中HCl濃度關(guān)系為A.無關(guān)??B.負(fù)相關(guān)??C.正相關(guān)??D.先正后負(fù)答案：C解析：HCl促進(jìn)Hg?轉(zhuǎn)化為Hg2?，活性焦對Hg2?吸附更強(qiáng)。10.某水泥窯SNCR脫硝，氨水噴射溫度窗口最佳為A.700–800℃??B.850–950℃??C.1000–1100℃??D.1200℃以上答案：B解析：SNCR窗口為850–1050℃，水泥窯分解爐850–950℃。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分；多選少選均不得分）11.下列措施可同時(shí)降低SO?和PM?.?排放的有A.燃煤摻燒10%生物質(zhì)??B.安裝濕式電除塵器??C.爐內(nèi)噴鈣+袋式除塵??D.低低溫電除塵+石灰石脫硫答案：B、C、D解析：A對SO?降低有限，PM?.?可能增加堿金屬細(xì)顆粒。12.關(guān)于SCR催化劑中毒，表述正確的有A.砷中毒不可逆??B.堿金屬中毒可水洗再生??C.CaO中毒導(dǎo)致微孔堵塞??D.SO?與NH?生成ABS堵塞答案：A、C、D解析：堿金屬中毒水洗難再生，需酸洗。13.濕法脫硫石膏雨成因包括A.除霧器效率低??B.液氣比過高??C.煙囪壁溫低于酸露點(diǎn)??D.吸收塔流速過高答案：A、C、D解析：液氣比高非直接成因。14.下列屬于VOCs源頭控制技術(shù)A.水性涂料替代??B.儲(chǔ)罐浮頂改造??C.加油站油氣回收??D.工藝密閉化答案：A、B、D解析：C為末端。15.電除塵中影響火花電壓的因素A.粉塵比電阻??B.極間距??C.煙氣濕度??D.電場風(fēng)速答案：A、B、C解析：風(fēng)速影響效率非火花電壓。三、判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）16.袋式除塵器濾料覆PTFE膜可提高清灰周期并降低PM?.?穿透。√17.SNCR脫硝效率隨鍋爐容量增大而升高?！?8.濕法脫硫添加有機(jī)酸可提升石灰石活性，但會(huì)增加COD排放?！?9.電除塵中，粉塵層厚度越厚，火花電壓越高?！?0.活性炭纖維對苯的吸附容量隨溫度升高線性下降?！?1.低氮燃燒器通過分級燃燒可抑制熱力型NOx?！?2.煙氣中Hg2?比例高時(shí)，濕法脫硫塔對總汞脫除有利?！?3.催化燃燒催化劑Pd比Pt更易硫中毒?！?4.電袋復(fù)合除塵器先電后袋可減輕濾袋負(fù)荷?！?5.臭氧氧化脫硝需控制摩爾比O?/NO<1，避免臭氧泄漏?！趟摹⒂?jì)算題（共30分）26.（8分）某300MW燃煤機(jī)組，燃煤量125t/h，煤含硫0.8%，灰分12%，煙氣量1.2×10?Nm3/h（干基，6%O?），采用石灰石石膏濕法脫硫，效率96%。計(jì)算：(1)入口SO?質(zhì)量濃度（mg/Nm3，干基，6%O?）；(2)若Ca/S=1.05，石灰石純度93%，求每小時(shí)石灰石消耗量（t/h）；(3)脫硫石膏產(chǎn)量（t/h），假設(shè)石膏含水10%，CaSO?·2H?O純度95%。答案：(1)硫量：125×0.8%=1t/h=1000kg/h→SO?=1000×2=2000kg/h濃度=2000×10?/(1.2×10?)=1667mg/Nm3(2)SO?脫除量=2000×0.96=1920kg/h=1920/64=30kmol/h需CaCO?=30×1.05=31.5kmol/h=3150kg/h純度93%，石灰石=3150/0.93=3387kg/h≈3.39t/h(3)石膏CaSO?·2H?O=30kmol/h×172=5160kg/h含水10%，則石膏總量=5160/0.9=5733kg/h≈5.73t/h純度95%，實(shí)際產(chǎn)量=5733/0.95≈6.03t/h27.（7分）某電除塵器設(shè)計(jì)效率99.5%，處理煙氣量2.4×10?m3/h，入口粉塵濃度25g/m3，集塵面積A=18000m2。求有效驅(qū)進(jìn)速度ω（cm/s）。若實(shí)際運(yùn)行效率僅99.0%，分析可能原因并給出兩項(xiàng)改進(jìn)措施。答案：Deutsch方程：η=1?e^(?ωA/Q)Q=2.4×10?/3600=666.7m3/s0.995=1?e^(?ω×18000/666.7)?ω=?ln(0.005)×666.7/18000=0.214m/s=21.4cm/s效率降至99%，ω降至16.1cm/s；原因：①粉塵比電阻升高導(dǎo)致反電暈；②振打失靈粉塵層過厚。改進(jìn)：①煙氣調(diào)質(zhì)噴SO?；②優(yōu)化振打制度，增加聲波清灰。28.（8分）某玻璃熔窯煙氣量50000Nm3/h，NOx濃度2000mg/Nm3（以NO?計(jì)），采用SCR脫硝，要求出口≤200mg/Nm3。催化劑層數(shù)2+1，空速3000h?1，NH?/NOx摩爾比0.9，求：(1)所需催化劑體積；(2)每小時(shí)25%氨水消耗量（kg/h）；(3)若ABS沉積溫度190℃，運(yùn)行溫度需高于多少℃？答案：(1)催化劑體積V=Q/GHSV=50000/3000=16.7m3(2)NOx去除量=(2000?200)×50000/10?=90kg/h=90/46=1.957kmol/hNH?=1.957×0.9=1.761kmol/h=29.9kg/h25%氨水=29.9/0.25=119.6kg/h(3)ABS形成溫度190℃，運(yùn)行溫度需≥190+10=200℃。29.（7分）某石化廠儲(chǔ)罐呼吸排放苯系物12t/a，采用活性炭吸附+真空再生+冷凝回收，設(shè)計(jì)吸附效率98%，冷凝回收率99%（對脫附氣）。求最終排入大氣苯系物量（kg/a），并計(jì)算年回收苯系物量。若活性炭年損耗5%，補(bǔ)充量多少？答案：吸附截留=12×0.98=11.76t/a脫附氣=11.76t/a，冷凝回收=11.76×0.99=11.64t/a最終排放=12?11.64=0.36t/a=360kg/a年回收=11.64t/a活性炭裝填量假設(shè)為2t，年損耗5%，補(bǔ)充=2×0.05=0.1t=100kg。五、綜合設(shè)計(jì)題（共25分）30.某沿海鋼鐵廠擬新建2×550m2燒結(jié)機(jī)，煙氣量2×1.1×10?Nm3/h（濕基，18%H?O，8%O?），含SO?1200mg/Nm3，NOx400mg/Nm3，粉塵80mg/Nm3，Hg80μg/Nm3，SO?30mg/Nm3，二噁英2ngTEQ/Nm3。環(huán)保要求：SO?≤35mg/Nm3，NOx≤50mg/Nm3，粉塵≤10mg/Nm3，Hg≤5μg/Nm3，二噁英≤0.1ngTEQ/Nm3。設(shè)計(jì)一套協(xié)同凈化系統(tǒng)，要求：(1)給出工藝流程框圖（文字描述），注明各單元功能；(2)計(jì)算各污染物需達(dá)到的最低脫除效率；(3)選擇關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)（空速、液氣比、催化劑層數(shù)、極間距、吸附劑噴射量等），并說明依據(jù)；(4)估算年副產(chǎn)物量（石膏、硫酸、活性焦粉、廢催化劑）及處置方式；(5)分析系統(tǒng)能耗點(diǎn)并提出節(jié)能措施。答案：(1)工藝流程：電除塵預(yù)收塵→煙氣調(diào)質(zhì)（噴SO?+調(diào)濕）→SCR脫硝（中低溫催化劑，180–220℃）→石灰石石膏濕法脫硫（托盤塔）→濕式電除塵（WESP）→活性焦噴射+袋式除塵→煙囪。功能：電除塵去除大部分粉塵保護(hù)SCR；調(diào)質(zhì)降低比電阻；SCR脫硝；脫硫協(xié)同脫SO?、Hg2?；WESP除石膏雨及細(xì)顆粒；活性焦吸附Hg?、二噁英；袋除塵截留活性焦。(2)效率：SO?：(1200?35)/1200=97.1%NOx：(400?50)/400=87.5%粉塵：(80?10)/80=87.5%（預(yù)除塵后需≥99%）Hg：(80?5)/80=93.75%二噁英：(2?0.1)/2=95%(3)關(guān)鍵參數(shù)：SCR：GHSV=2800h?1，2+1層，中低溫釩鈦鎢催化劑，運(yùn)行溫度200℃，NH?/NOx=0.9；脫硫：L/G=12L/m3，塔徑15m，三層噴淋+雙層托盤，pH=5.4；WESP：極間距400mm，運(yùn)行電壓55kV，風(fēng)速1.1m/s；活性焦：噴射量8kg/h（按煙量2.2×10?Nm3/h，停留2s，吸附容量8wt%），粒徑200目。(4)副產(chǎn)物：石膏：SO?脫除量≈2.2×10?×(120