2025年大氣污染控制工程試題庫參考答案一、選擇題參考答案1.電除塵器中，荷電粉塵的主要沉降力是（）。A.慣性力B.靜電力C.重力D.離心力答案：B。電除塵器利用高壓電場使粉塵荷電，荷電粉塵在電場力（靜電力）作用下向集塵極移動并沉積。2.袋式除塵器的過濾機理不包括（）。A.篩濾B.慣性碰撞C.擴散D.燃燒分解答案：D。袋式除塵器通過篩濾（粉塵粒徑大于濾料孔隙）、慣性碰撞（氣流繞過纖維時粉塵因慣性碰撞纖維）、擴散（微小顆粒布朗運動碰撞纖維）等機理捕集粉塵，燃燒分解不屬于過濾機理。3.用石灰石-石膏法脫除煙氣中SO?時，主要反應的最終產物是（）。A.CaSO?B.CaCO?C.CaSO?·2H?OD.H?SO?答案：C。石灰石（CaCO?）與SO?反應生成CaSO?，進一步氧化生成二水合硫酸鈣（CaSO?·2H?O，即石膏）。4.以下哪種污染物屬于二次污染物？（）A.SO?B.NOxC.O?D.煙塵答案：C。O?是由NOx、VOCs等一次污染物在光照下發(fā)生光化學反應生成的二次污染物。5.計算燃燒過程理論空氣量時，1kg碳完全燃燒需要的氧氣量為（）。A.1.866kgB.2.667kgC.3.0kgD.0.5kg答案：A。碳燃燒反應C+O?→CO?，碳摩爾質量12g/mol，O?摩爾質量32g/mol，1kg碳需O?質量=（32/12）×1kg=2.666kg，但理論空氣量需考慮空氣中O?占比約21%（質量占比約23%），通常計算時按體積比21%，故1kg碳完全燃燒需理論空氣量為（2.666/0.23）≈11.6kg（體積約8.89m3），但本題問氧氣量，直接為2.666kg，選項中A為1.866kg是體積計算（1molC需1molO?，體積22.4L，1kgC為1000/12≈83.33mol，O?體積83.33×22.4≈1866L=1.866m3，對應質量1.866×1.429≈2.666kg，題目可能指體積，故正確選項為A）。二、填空題參考答案1.評價除塵裝置性能的主要指標包括除塵效率、壓力損失、處理風量和漏風率。2.袋式除塵器的壓力損失由三部分組成：清潔濾料的阻力、粉塵層的阻力和結構阻力（或“設備本體阻力”）。3.燃燒過程中生成的NOx主要有三種類型：熱力型NOx（高溫下N?與O?反應生成）、燃料型NOx（燃料中氮化合物氧化生成）和快速型NOx（碳氫燃料與N?在火焰中反應生成）。4.電除塵器的有效驅進速度ω的計算公式為ω=qE/(3πμd)（q為粉塵荷電量，E為電場強度，μ為氣體動力黏度，d為粉塵粒徑）。5.文丘里洗滌器的除塵效率主要取決于喉管氣速（通常為60-120m/s）和液氣比（一般為0.3-1.5L/m3）。三、簡答題參考答案1.簡述旋風除塵器的工作原理及影響其效率的主要因素。答：旋風除塵器利用含塵氣流旋轉產生的離心力使粉塵分離。含塵氣體從切線入口進入，沿外壁螺旋向下運動（外旋流），粉塵在離心力作用下被甩向器壁，沿壁面落入灰斗；凈化后的氣體沿中心螺旋向上運動（內旋流），從頂部排氣管排出。影響效率的主要因素包括：（1）入口氣速（一般12-25m/s，過高會導致二次揚塵）；（2）除塵器的結構尺寸（筒體直徑越小、高度越長，效率越高）；（3）粉塵粒徑（對5μm以上粉塵效率較高，對1μm以下效率顯著下降）；（4）氣體溫度與黏度（溫度升高、黏度增大，離心力減小，效率降低）；（5）灰斗密封性（漏風會導致已分離粉塵被重新帶入內旋流）。2.比較石灰石-石膏法與氨法煙氣脫硫的優(yōu)缺點。答：石灰石-石膏法：優(yōu)點：技術成熟、脫硫效率高（可達95%以上）、吸收劑（石灰石）來源廣、成本低；副產物石膏可綜合利用（如建材）。缺點：系統(tǒng)復雜（需漿液循環(huán)、除霧、氧化等）、設備易結垢（CaSO?或CaCO?沉積）、耗水量大；脫硫后煙氣溫度低（需GGH加熱或直接排放），可能導致“白煙”問題。氨法：優(yōu)點：脫硫效率高（98%以上）、可同時脫除部分NOx和粉塵；吸收劑（氨水）反應活性高，系統(tǒng)能耗較低；副產物為硫酸銨（化肥），附加值高。缺點：氨易揮發(fā)（需控制pH在5-6），可能造成氨逃逸；對設備腐蝕性強（需采用不銹鋼或防腐涂層）；氨水儲存和運輸存在安全風險；適用于有氨源（如焦化廠、化肥廠）的企業(yè)。3.簡述袋式除塵器濾料選擇的主要原則。答：（1）根據(jù)氣體溫度選擇：常溫（<130℃）用滌綸、丙綸；中溫（130-200℃）用芳綸（Nomex）、PPS（聚苯硫醚，耐酸堿）；高溫（>200℃）用玻璃纖維（需表面處理）、P84（聚酰亞胺）、PTFE（聚四氟乙烯）。（2）根據(jù)氣體成分選擇：含硫氧化物（酸性）時選耐酸濾料（如PPS、PTFE）；含堿性氣體時選耐堿濾料（如芳綸）；含油霧時選拒油防水解濾料（表面覆膜或涂層）。（3）根據(jù)粉塵特性選擇：粉塵粒徑小、濃度高時選表面過濾型濾料（如覆膜濾料），減少粉塵滲透；粉塵黏性大時選光滑、易清灰的濾料（如PTFE涂層）。（4）根據(jù)清灰方式選擇：機械振打清灰選厚、耐磨濾料；脈沖清灰選薄、柔軟濾料（如針刺氈）。四、計算題參考答案1.某電除塵器處理風量為10000m3/h，入口粉塵濃度為5g/m3，出口濃度為0.05g/m3，漏風率為5%（漏入空氣不含粉塵）。計算該除塵器的實際除塵效率和理論除塵效率（假設漏風僅發(fā)生在除塵器后）。解：（1）理論除塵效率（η理論）：不考慮漏風時，η理論=（入口濃度-出口濃度）/入口濃度×100%=（5-0.05）/5×100%=99%。（2）實際除塵效率（η實際）：需考慮漏風對出口風量的影響。設入口風量為Q1=10000m3/h，漏風率5%，則出口風量Q2=Q1×(1+5%)=10500m3/h。入口粉塵質量流量G1=Q1×C1=10000×5=50000g/h；出口粉塵質量流量G2=Q2×C2=10500×0.05=525g/h；η實際=（G1-G2）/G1×100%=（50000-525）/50000×100%=98.95%。2.某鍋爐燃燒煙煤，其元素分析為（質量%）：C=70%，H=4%，O=5%，N=1%，S=2%，灰分=18%。計算：（1）理論空氣量（m3/kg，標準狀態(tài)）；（2）理論煙氣量（m3/kg，標準狀態(tài)）。解：（1）理論空氣量計算基于各元素完全燃燒所需O?量，空氣中O?體積占比21%。C燃燒需O?：70%×(1/12)×22.4=70/12×22.4≈130.67L/kg=0.13067m3/kg；H燃燒需O?：4%×(1/4)×22.4=4/4×22.4=22.4L/kg=0.0224m3/kg（H?+1/2O?→H?O，1molH?需0.5molO?，4%為H質量，H?摩爾數(shù)=4/2=2mol/kg，需O?=1mol/kg，體積22.4L）；S燃燒需O?：2%×(1/32)×22.4=2/32×22.4=1.4L/kg=0.0014m3/kg；燃料中O自身提供O?：5%×(1/32)×22.4=5/32×22.4=3.5L/kg=0.0035m3/kg（O?摩爾數(shù)=5/32mol/kg，體積=5/32×22.4=3.5L）；總需O?量=0.13067+0.0224+0.0014-0.0035=0.15097m3/kg；理論空氣量=0.15097/0.21≈0.719m3/kg（標準狀態(tài)）。（2）理論煙氣量由CO?、H?O、SO?、N?組成：CO?體積：70%×(1/12)×22.4=0.13067m3/kg；H?O體積：4%×(1/2)×22.4=4/2×22.4/100=0.448m3/kg（H原子摩爾數(shù)=4/1=4mol/kg，H?O摩爾數(shù)=2mol/kg，體積=2×22.4=44.8L=0.0448m3/kg？此處需修正：H質量4%，即40g/kg，H原子物質的量=40/1=40mol/kg，H?O物質的量=20mol/kg（2H→1H?O），體積=20×22.4=448L=0.448m3/kg）；SO?體積：2%×(1/32)×22.4=0.0014m3/kg；N?體積：來自空氣和燃料自身N。空氣中N?=理論空氣量×0.79=0.719×0.79≈0.568m3/kg；燃料中N體積=1%×(1/28)×22.4=1/28×22.4=0.8L/kg=0.0008m3/kg（可忽略）；總理論煙氣量=0.13067+0.448+0.0014+0.568≈1.148m3/kg（標準狀態(tài)）。五、論述題參考答案1.論述工業(yè)鍋爐煙氣多污染物協(xié)同控制技術路線及關鍵要點。答：工業(yè)鍋爐煙氣含煙塵、SO?、NOx、Hg等多種污染物，協(xié)同控制需集成除塵、脫硫、脫硝、脫汞等技術，通過工藝優(yōu)化實現(xiàn)“一體化”治理。典型技術路線如下：（1）前端控制（低污染燃燒）：采用低氮燃燒技術（如分級燃燒、循環(huán)流化床燃燒）降低NOx初始排放（從800-1000mg/m3降至300-500mg/m3）；選用低硫煤或洗選煤減少SO?生成。（2）中端協(xié)同脫除：-除塵+脫硫協(xié)同：采用電袋復合除塵器（先電除塵捕集粗顆粒，再袋式除塵捕集細顆粒，效率>99.9%），后接濕法脫硫（如石灰石-石膏法），脫硫塔內的旋流板或除霧器可協(xié)同脫除50%-70%的PM2.5及部分Hg（Hg2+溶于漿液）。-脫硝+脫硫協(xié)同：SCR（選擇性催化還原）脫硝（效率80%-90%，將NOx降至50-100mg/m3）布置在省煤器與空氣預熱器之間（300-400℃），脫硝后的煙氣進入脫硫塔，NH3逃逸可與SO3反應生成硫酸銨，減少“藍煙”；半干法脫硫（如循環(huán)流化床脫硫）可同時脫除部分NOx（通過添加尿素或氨水）。（3）末端深度凈化：-脫汞：在除塵器前噴射活性炭（0.5-2kg/萬m3煙氣），吸附Hg?（元素汞），通過袋式除塵器捕集；或利用脫硫漿液中的Cl?將Hg?氧化為Hg2+（需控制pH和氧化還原電位）。-超低排放改造：通過“高效除塵（電袋/布袋）+濕法脫硫（托盤塔/雙循環(huán)）+SCR脫硝（蜂窩/板式催化劑）+濕式電除塵（脫除石膏雨、PM2.5）”，實現(xiàn)煙塵≤10mg/m3、SO?≤35mg/m3、NOx≤50mg/m3的超低排放限值。關鍵要點：（1）工藝匹配性：脫硝需在合適溫度窗口（SCR為300-400℃，SNCR為850-1100℃）；（2）藥劑協(xié)同：脫硫漿液pH影響SO?吸收和Hg氧化，NH3逃逸影響下游設備腐蝕；（3）設備優(yōu)化：濕式電除塵需防止極板結垢，SCR催化劑需抗硫中毒（選用V2O5-WO3/TiO2）；（4）運行調控：實時監(jiān)測污染物濃度（CEMS），動態(tài)調整噴氨量、漿液循環(huán)量，避免過度治理。2.分析PM2.5與臭氧（O?）復合污染的形成機制及協(xié)同控制策略。答：PM2.5與O?復合污染是當前大氣污染的典型特征，二者前體物交叉（VOCs、NOx、SO?、NH3），形成機制相互關聯(lián)：（1）形成機制：-O?生成：VOCs與NOx在光照下發(fā)生光化學反應，O?濃度與VOCs/NOx比值有關（VOCs控制區(qū)：O?隨VOCs增加而上升；NOx控制區(qū)：O?隨NOx增加而上升）。-PM2.5生成：二次氣溶膠占比60%-70%，包括硫酸鹽（SO?→H2SO4→(NH4)2SO4）、硝酸鹽（NOx→HNO3→NH4NO3）、銨鹽（NH3與酸反應）、二次有機氣溶膠（VOCs氧化生成）。-相互影響：O?光解產生OH自由基，促進VOCs和NOx氧化，加速二次氣溶膠生成；PM2.5（如黑碳）吸收太陽輻射，降低地表溫度和光強，抑制O?生成（“消光效應”）；高濕度下，PM2.5表面可發(fā)生液相反應（如SO?在水滴中氧化為硫酸鹽），同時促進O?溶解和消耗。（2）協(xié)同控制策略：-前體物協(xié)同減排：制定VOCs與NOx的“雙控”目標（如重點區(qū)域VOCs減排10%、NOx減排15%），優(yōu)先控制高活性VOCs（如烯烴、芳香烴）和移動源NOx（機動車、非道路機械）。-行業(yè)精準治理：工業(yè)源推廣低VOCs原輔材料（如水性涂料替代溶劑型），石化行業(yè)實施LDAR（泄漏檢測與修復）；燃煤電廠/鍋爐推進超低排放改造，鋼鐵行業(yè)強化燒結機脫硫脫硝；農業(yè)源控制NH3（優(yōu)化化肥施用、畜