2025年大氣污染控制工程試題庫參考含答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種除塵設備的壓力損失最小？（）A.袋式除塵器B.旋風除塵器C.電除塵器D.文丘里除塵器答案：C解析：電除塵器利用靜電力除塵，氣體通過電場時流速較低（0.5-2m/s），壓力損失主要來自氣流分布板和集塵極的阻力，通常為100-300Pa；袋式除塵器壓力損失一般為1000-2000Pa；旋風除塵器為500-2000Pa；文丘里除塵器因高速氣流碰撞，壓力損失可達5000-20000Pa。2.吸收法處理SO?時，采用Ca(OH)?作為吸收劑的主要優(yōu)點是（）A.吸收容量大B.成本低C.反應速度快D.無二次污染答案：B解析：鈣基吸收劑（如Ca(OH)?、CaCO?）來源廣泛、成本低廉，是工業(yè)脫硫的主流選擇；但吸收容量（單位質量吸收劑吸收的SO?量）低于鈉基（如NaOH），反應速度受固液傳質限制，產物CaSO?或CaSO?需處理，可能產生二次污染（如廢水）。3.燃燒過程中產生的熱力型NOx主要與以下哪個因素最相關？（）A.燃料含氮量B.燃燒溫度C.過量空氣系數D.燃燒時間答案：B解析：熱力型NOx由空氣中的N?在高溫下與O?反應生成（N?+O?→2NO），其生成速率與溫度呈指數關系（Zeldovich機理），溫度高于1500℃時顯著增加；燃料型NOx與燃料含氮量相關；快速型NOx與碳氫燃料的不完全燃燒有關。4.評價袋式除塵器性能的關鍵參數不包括（）A.過濾風速B.清灰周期C.入口含塵濃度D.氣體濕度答案：D解析：袋式除塵器性能主要受過濾風速（影響阻力和效率）、清灰周期（影響運行阻力和濾袋壽命）、入口含塵濃度（影響濾袋負荷）的影響；氣體濕度若過高可能導致濾袋結露，但非關鍵評價參數（設計時已考慮）。5.以下哪種氣態(tài)污染物不能用催化轉化法處理？（）A.COB.NOxC.SO?D.揮發(fā)性有機物（VOCs）答案：C解析：催化轉化法適用于CO（氧化為CO?）、NOx（還原為N?）、VOCs（氧化為CO?和H?O）；SO?催化轉化需特定條件（如V?O?催化氧化為SO?，用于硫酸生產），但工業(yè)廢氣中SO?通常采用吸收法而非催化轉化法（因催化后仍需處理SO?）。6.計算某除塵器的分級效率時，若入口粒徑為10μm的顆粒質量濃度為100mg/m3，出口為5mg/m3，該粒徑的分級效率為（）A.95%B.90%C.85%D.80%答案：A解析：分級效率η=（入口濃度-出口濃度）/入口濃度×100%=（100-5）/100×100%=95%。7.大氣擴散的高斯模型假設污染物在（）A.穩(wěn)定層結下呈正態(tài)分布B.不穩(wěn)定層結下呈均勻分布C.中性層結下呈對數分布D.任何層結下呈指數分布答案：A解析：高斯模型假設污染物在水平和垂直方向的濃度分布為正態(tài)（高斯）分布，適用于中性或弱穩(wěn)定/不穩(wěn)定層結的大氣條件。8.活性炭吸附VOCs時，再生方法不包括（）A.加熱再生B.蒸汽吹掃C.化學氧化D.減壓再生答案：C解析：活性炭再生常用方法有加熱再生（高溫脫附）、蒸汽吹掃（利用蒸汽帶走吸附質）、減壓再生（降低系統(tǒng)壓力使吸附質脫附）；化學氧化會破壞活性炭結構，不可行。9.以下哪種燃燒技術不屬于低NOx燃燒技術？（）A.分級燃燒B.富氧燃燒C.煙氣再循環(huán)D.低過量空氣燃燒答案：B解析：富氧燃燒（提高空氣中O?濃度）會增加燃燒溫度，促進熱力型NOx生成；分級燃燒（控制燃料與空氣混合）、煙氣再循環(huán)（降低燃燒區(qū)溫度）、低過量空氣燃燒（減少O?濃度）均為典型低NOx技術。10.濕式除塵器的主要缺點是（）A.能耗高B.對親水性粉塵效率低C.處理高溫氣體易結露D.無法處理黏性粉塵答案：A解析：濕式除塵器需高速氣流或高壓水噴霧，能耗（電耗、水耗）較高；其優(yōu)點是對親水性粉塵效率高（如金屬粉塵），可處理高溫氣體（水降溫），但需處理含塵廢水（二次污染）。二、填空題（每空1分，共20分）1.除塵設備的總效率與分級效率的關系為η=Σ（__________×ηi），其中ηi為第i粒徑組的分級效率。答案：入口質量分數2.電除塵器的工作過程包括氣體電離、__________、__________和清灰四個階段。答案：粉塵荷電；粉塵沉積3.吸收過程的傳質速率由__________和__________共同決定，雙膜理論假設傳質阻力集中在__________。答案：氣膜傳質系數；液膜傳質系數；氣液兩相界面的雙膜內4.燃燒過程中，燃料型NOx的生成機理是燃料中的__________在燃燒過程中被氧化為__________。答案：有機氮；NO、NO?5.袋式除塵器的過濾機理包括攔截、__________、__________、擴散和靜電效應。答案：慣性碰撞；重力沉降6.大氣污染物按存在狀態(tài)分為__________和__________，其中PM2.5屬于__________。答案：顆粒污染物；氣態(tài)污染物；顆粒污染物7.吸附等溫線中，Langmuir模型適用于__________吸附，F(xiàn)reundlich模型適用于__________吸附。答案：單分子層；多分子層（或非理想）8.計算煙囪高度時需考慮__________和__________，以避免“下洗”現(xiàn)象。答案：抬升高度；地面最大濃度9.揮發(fā)性有機物（VOCs）的控制技術可分為__________（如吸附、吸收）和__________（如燃燒、催化氧化）。答案：回收技術；銷毀技術10.旋風除塵器的分割粒徑（d50）是指分級效率為__________時的顆粒直徑，其值越小，除塵器的__________越高。答案：50%；除塵效率三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述電除塵器的工作原理及主要優(yōu)缺點。答案：工作原理：電除塵器通過高壓電場使氣體電離（產生電子和離子），粉塵在電場中荷電后向集塵極移動并沉積，最后通過振打等方式將粉塵落入灰斗。優(yōu)點：（1）除塵效率高（可達99%以上）；（2）壓力損失小（約100-300Pa）；（3）處理氣量大（可處理10?-10?m3/h）；（4）能處理高溫（≤400℃）、高濕氣體。缺點：（1）設備投資和維護成本高；（2）對粉塵比電阻敏感（比電阻10?-101?Ω·cm時效率最佳，過高易反電暈，過低易二次飛揚）；（3）占地面積大。2.比較石灰石-石膏法與氨法脫硫的工藝特點及適用場景。答案：石灰石-石膏法：特點：以CaCO?（石灰石）為吸收劑，與SO?反應生成CaSO?，氧化后生成CaSO?·2H?O（石膏）；工藝成熟，脫硫效率高（≥95%），但需處理石膏副產物（可能堆存或綜合利用），耗水量大，易結垢。適用場景：大型燃煤電廠（煙氣量大、SO?濃度高），石膏需求或堆存條件好的地區(qū)。氨法脫硫：特點：以氨水（NH?·H?O）為吸收劑，與SO?反應生成(NH?)?SO?或NH?HSO?，氧化后生成(NH?)?SO?（硫酸銨化肥）；脫硫效率高（≥98%），副產物可資源化利用，無廢水排放，但氨水易揮發(fā)（需密封），對設備腐蝕性強（需防腐）。適用場景：附近有氨源（如化肥廠）、需要化肥副產物的企業(yè)（如鋼鐵廠、焦化廠）。3.說明袋式除塵器過濾風速的選擇依據及對運行的影響。答案：選擇依據：（1）粉塵特性（粒徑小、黏性大時，過濾風速低）；（2）濾料材質（表面過濾型濾料可選用較高風速）；（3）清灰方式（脈沖清灰可選用1.0-2.0m/min，機械振打清灰選用0.5-1.0m/min）。影響：（1）風速過高：濾袋阻力增加快，清灰頻率提高，濾袋壽命縮短；（2）風速過低：設備體積增大，投資增加；（3）合理風速可平衡阻力、效率和經濟性（一般工業(yè)除塵0.8-1.5m/min）。4.分析燃燒過程中NOx的生成類型及控制策略。答案：生成類型：（1）熱力型NOx：高溫下空氣中N?與O?反應生成（T>1500℃時顯著）；（2）燃料型NOx：燃料中有機氮（如煤中的吡啶、喹啉）氧化生成（占燃煤NOx的70%-90%）；（3）快速型NOx：碳氫燃料在富燃料區(qū)與N?反應生成（占比<5%）?？刂撇呗裕海?）降低燃燒溫度（如煙氣再循環(huán)、分級燃燒）；（2）減少高溫區(qū)氧濃度（如低過量空氣燃燒、燃料分級）；（3）優(yōu)化燃料與空氣混合（如濃淡燃燒技術）；（4）使用低氮燃料（如天然氣替代煤）；（5）尾部脫硝（如SCR、SNCR）。5.簡述大氣擴散高斯模型的假設條件及濃度計算公式。答案：假設條件：（1）污染物在水平和垂直方向的濃度分布符合正態(tài)（高斯）分布；（2）平均風速穩(wěn)定且大于1m/s；（3）源強連續(xù)穩(wěn)定；（4）地面為全反射面（污染物在地面不吸收）；（5）大氣湍流是統(tǒng)計均勻的（σy、σz僅與下風距離x有關）。濃度計算公式（點源）：C(x,y,0,H)=(Q)/(√(2π)uσyσz)×exp(-y2/(2σy2))×exp(-H2/(2σz2))其中：C為地面濃度（mg/m3），Q為源強（mg/s），u為平均風速（m/s），σy、σz為水平、垂直方向的擴散參數（m），H為有效源高（m，H=煙囪高度+抬升高度）。四、計算題（每題10分，共20分）1.某燃煤鍋爐煙氣量為10?m3/h，入口粉塵濃度為5000mg/m3，出口濃度為50mg/m3。已知粉塵粒徑分布如下表，計算該除塵器的總效率、分級效率（10-20μm粒徑組）及穿透率。|粒徑范圍（μm）|入口質量分數（%）|出口質量分數（%）||-|--|--||<10|20|50||10-20|30|30||>20|50|20|答案：（1）總效率η=（入口濃度-出口濃度）/入口濃度×100%=（5000-50）/5000×100%=99%（2）分級效率ηi=（入口質量分數×入口總濃度-出口質量分數×出口總濃度）/（入口質量分數×入口總濃度）×100%對于10-20μm粒徑組：入口該粒徑濃度=5000×30%=1500mg/m3出口該粒徑濃度=50×30%=15mg/m3ηi=（1500-15）/1500×100%=99%（3）穿透率P=出口濃度/入口濃度×100%=50/5000×100%=1%2.某焦化廠采用NaOH溶液吸收H2S廢氣，已知H2S進口濃度為2000mg/m3，出口濃度為50mg/m3，處理氣量為5000m3/h，吸收劑NaOH濃度為0.5mol/L，反應方程式為H2S+2NaOH=Na2S+2H2O。計算：（1）H2S的去除率；（2）每小時需要的NaOH溶液量（假設NaOH完全反應）。答案：（1）去除率η=（入口濃度-出口濃度）/入口濃度×100%=（2000-50）/2000×100%=97.5%（2）H2S摩爾流量：H2S摩爾質量=34g/mol，入口流量=2000mg/m3=2g/m3每小時處理H2S質量=5000m3/h×2g/m3=10,000g/h=10kg/hH2S摩爾數=10,000g/34g/mol≈294.12mol/h根據反應式，1molH2S需2molNaOH，故NaOH摩爾數=294.12×2=588.24mol/hNaOH溶液濃度=0.5mol/L，需溶液體積=588.24mol/0.5mol/L=1176.48L/h≈1.18m3/h五、案例分析題（20分）某鋼鐵廠燒結機煙氣量為800,000m3/h，煙氣溫度150℃，含塵濃度8g/m3，SO?濃度2000mg/m3，NOx濃度800mg/m3，要求粉塵排放≤10mg/m3，SO?≤50mg/m3，NOx≤100mg/m3。請設計煙氣凈化工藝路線，并說明各環(huán)節(jié)的設備選型及設計要點。答案：工藝路線：燒結機→余熱回收→除塵→脫硫→脫硝→煙囪1.余熱回收：設備：熱管式余熱鍋爐或板式換熱器。設計要點：將煙氣溫度從150℃降至120℃（避免后續(xù)設備低溫腐蝕），回收熱量用于發(fā)電或供暖，提高能源利用率。2.除塵：設備：優(yōu)先選擇電袋復合除塵器（前級電場+后級袋式）。設計要點：（1）入口含塵濃度8g/m3（8000mg/m3），電除塵器可先去除80%-90%粉塵（出口約800-1600mg/m3），減輕袋式負荷；（2）袋式除塵器采用PPS濾料（耐溫190℃，滿足120℃煙氣），過濾風速0.8-1.0m/min，確保出口≤10mg/m3；（3）設置旁路系統(tǒng)（避免濾袋高溫損壞）。3.脫硫：設備：石灰石-石膏濕法脫硫塔（逆流噴淋塔）。設計要點：（1）SO?入口濃度2000mg/m3，需脫硫效率=（2000-50）/2000=97.5%；（2）吸收劑采用石灰石漿液（CaCO?濃度15%-