大气污染控制答案

大气污染控制答案内容摘要：

除尘器的压力损失，下列说法中正确的是（ A ）。 （ p169） A、减小进口面积，除尘器的压力损失增大 B、气体密度越大，除尘器的压力损失减小 C、减小出口管直径，除尘器的压力损失减小 D、减小入口气速，除尘器的压力损失 增大 当除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失（ C ）。 （ p169） A、减小 B、变大 C、基本不变 D、无法确定 在电除尘器除尘时，下列哪种方法不可以降低比电阻值（ ）。 （ p196） A、保持电极表面清洁 B、改进供电系统 C、升高烟气温度在 423K 以上 D、增加烟气湿度 三、名词解释 二次效应 （ p171）：在较大粒径区间，实际效率低于理论效率，这是因为理应沉降人灰斗的尘粒却随净化后气流一起排 走，其起因主要为粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起。 即被捕集粒子的重新进入气流。 分割直径（ p170）：由于各种随机因素的影响，处于这种平衡状态 FC=FD 的尘粒有50％的可能性进入内涡旋，也有 50％的可能性移向外壁，它的除尘效率为 50%。 此时的粒径即为除尘器的分割直径 dc。 起始点晕电压（ p170）：开始产生电晕电流时所施加的电压，也称临界电压。 电晕闭塞（ p186）：当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，颗粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，这种现象称为电晕闭塞。 粉尘初层（ p213）：颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。 初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除大气污染控制工程 习题集 扬州职业大学 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 13 尘效率。 气布比（ p214）：烟气实际体积流量与滤布面积之比，称为气布比，也叫过滤速度。 湿式除尘器（ 199）：使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒或使粒径增大的装置。 8 过滤式除尘器（ p213）：又称空气过滤器，是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层做滤料的空气过 滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。 9 电除尘器（ p178）：含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉淀在积尘板上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。 机械除尘器（ p161）：指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置。 四、简答题 简述旋风除尘器的工作原理。 （ p167） 【答】旋风除尘器的工作原理是：含尘气体从除尘器筒体上部切向进入，向上向下作螺旋形旋转运动，这股向下的气流形成外涡旋，外涡旋逐渐到达底部，气流中的尘粒在 离心力的作用下被甩向筒壁，由于重力和气流的带动作用，尘粒沿壁面落入底部灰斗，经排灰口将尘粒排出，向下的气流到达锥体底部后，沿除尘器的轴心部位转而向上，形成上升的内涡旋，最后由上部出口排出净化后的气体，向下的外涡旋和上升的内涡旋二者旋转方向相同，旋风除尘器通常由以下几部分组成： ① 筒体和锥体； ② 含尘烟气进口；③ 净化气体出口； ④ 排灰口。 简述电除尘器的工作原理。 （ p179） 【答】其原理涉及悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，及将捕集物从集尘极表面清楚三个基本过程。 粉尘荷电机理包括哪两种。 （ p182） 【答】含尘气体中的尘粒，在电除尘器（电场）内的荷电机理，一般分电场荷电和扩散荷电两种。 (1)电场荷电。 它是指由于在电场中沿电力线运动的离子或电子通过对粉尘颗粒的碰撞，使粉尘荷电的现象。 (2)扩散荷电。 它是指由于离子或电子的热运动而导致的粉尘荷电现象。 一般对于粉尘粒径 dp＜ ，对于粉尘粒径 dp＞ 1μm的粉尘以电场荷电为主，对于中间的粉尘，则上述两种荷电机理都需要考虑。 导致电除尘器异常荷电的原因有哪些。 【答】（ p186）出现异常荷电的情况有三种： 大气污染控制工程 习题集 扬州职业大学 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 14 ① 沉积在集尘极表 面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘极发生反电晕现象。 通常当比电阻高于 21010Ωcm时，较易发生火花放电或反电晕，破坏了正常电晕过程； ② 当气流中微小粒子的浓度高时，虽然荷电尘粒所形成的电晕电流不大，可是所形成的空间电荷却很大，严重地抑制着电晕电流的产生，使尘粒不能获得足够的电荷。 因此，电除尘器的除尘效率显著降低，颗粒直径在 1μm左右的数量越多，这种现象越严重； ③ 当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，颗粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕闭塞。 由于气流分 布不当，气流速度过高或不适当的振打等原因，导致沉积在集尘极表面的粒子重新进人气流。 这些粒子往往带有正电荷（对于负电晕电极），致使它们不能重新荷电，或仅部分荷电。 在电除尘器的运行中应尽量避免出现这些情况。 在电除尘器除尘时，对于比电阻值偏高的粉尘如何提高其除尘效率。 （ p196） 【答】 (1)保持电极表面尽可能清洁。 (2)改进供电系统包括采用脉冲供电和有效的自动控制系统。 (3)改变烟气的温度或湿度对于比电阻值偏高的粉尘，往往可以通过改变烟气的温度或湿度来加以调节，以使其达到电除尘器的捕集范围。 (4)烟气调质。 烟气调质是指在烟气中混入适量 SO3（一般为 2030 mg/m3 ) 、三乙胺或NH3等化学试剂，以增强粉尘颗粒表面的导电能力来加以调节其比电阻值。 袋式除尘器的除尘机理主要有哪些。 （ p213） 【答】通常认为袋式除尘器对尘粒的捕集分离包括以下两个过程。 (1)过滤材料对尘粒的捕集。 当含尘气体通过过滤材料时，滤料层对尘粒的捕集是多种效应综合作用的结果。 这些效应主要包括惯性碰撞、截留、扩散、静电和筛滤等效应。 ① 惯性碰撞效应。 一般粒径较大的粉尘主要依靠碰撞效应捕集。 当含尘气流接近滤料的纤维时，气 流流线围绕捕集纤维迅速拐弯，其中较大的粒子由于惯性力的作用，偏离了流线，继续沿着原来的运动方向前进，同捕集纤维发生碰撞而被捕集。 ② 截留效应。 截留效应也称作直接截留。 对于具有一定尺寸 d且质量较轻的尘粒，如果它们所依循的流线把它们带到距捕集纤维表面 d/2以内的距离就会被捕集。 ③ 扩散效应。 在气流中对于粒径小于 1μm的尘粒由于气体分子的运动撞击，使其产生布朗运动。 这种尘粒无规则的运动，除了可能产生尘粒之间的凝集外，还有向低浓度区扩散的趋势。 由于捕集纤维表面的浓度较低，所以小尘粒向着纤维表面扩散，并与纤维碰撞而被 捕集。 当过滤速度较高时，扩散效应就会显著下降。 ④ 静电效应。 有许多人造纤维编织的滤料，当气流穿过时，由于摩擦产生静电现象，同时有许多粉尘在输送过程中也会由于摩擦或其他机制使其带有荷电，这样就可能在滤料和尘粒之间形成一个电位差，当尘粒随着气流趋向滤料时，由于库仑力作用，促使粉大气污染控制工程 习题集 扬州职业大学 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 15 尘和滤料纤维碰撞并增强滤料对粉尘的吸附力而被捕集，从而提高过滤效率。 ⑤ 筛滤效应。 当尘粒的粒径大于滤料孔隙时，尘粒即被滤料孔隙筛滤下来，因此筛滤效应能捕集粒径大于孔隙的粉尘。 (2)粉尘层对尘粒的捕集。 在过滤操作一定时间后，由于黏附等作用 ，尘粒在滤料网孔间产生架桥现象，使气流通过滤料的孔径变得很小，从而使滤料网孔及其表面迅速截留粉尘形成粉尘层。 在清灰后依然残留一定厚度的粉尘，称为粉尘初层。 由于粉尘初层中粉尘粒径通常都比纤维小，因此筛滤、惯性、截留和扩散等作用都有所增加，使除尘效率显著提高。 由此可见，袋式除尘器的高效率，粉尘初层起着比滤料本身更为重要的作用。 影响旋风除尘器的因素有哪些。 （ p171） 【答】 1）二次效应：在较小粒径区间内，实际效率高于理论效率（理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集）；在较大粒径区间， 实际效率低于理论效率（理应沉降入灰斗的尘粒却随净化后气流一起排走，其起因主要为粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起）。 通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效控制二次效应。 2）除尘器的结构尺寸：筒体直径 D愈小，粒子受到的惯性离心力愈大，除尘效率愈高，但若筒体直径过小，粒子容易逃逸，使效率下降。 筒体和锥体长度适当加长（筒体和椎体长度以不大于 5倍筒体直径为宜，否则会是阻力增加），即增加气流在除尘器内的旋转圈数，对提高除尘效率有利。 排出管直径愈小则分割直径愈小，即除尘效率愈高。 但直径过小，会导致压力降 的增加，一般取排出管直径 de＝ (～ )D。 3）烟尘的物理性质： dp增大则效率增大（尘粒所受离心力与粒径的三次方成正比，而所受径向气体阻力仅与粒径的一次方成正比）； ρp小，难分离，影响捕集效率；除尘效率还随着尘粒真密度的增大而提高；分割直径 dcp 增大，效率减小；对于气体而言， μ增大对除尘不利；温度增大，则 μ增大，而分割粒径又与粘度的平方根成正比，温度高或 μ增大都会使效率减小。 4）工作条件：提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，使除尘器性能改善。 若入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起， 重新卷入气流中，导致除尘效率的下降。 5）分离器的气密性 第八章 硫氧化物的污染控制 一、填空题 煤炭转化主要是 _____________，即对煤进行脱碳或加氢改变其原有的碳氢比，把煤大气污染控制工程 习题集 扬州职业大学 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 16 转化为清洁的二次燃料。 【答】气化和 液化 （ p307） 二、选择题 流化床脱硫的床层温度一般控制在（ C ）。 （ p310） A、 750~850℃ B、 750~950℃ C、 850~950℃ D、 550~750℃ 三、名词解释 钙硫比（ p312）：脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比称为钙硫比，它是表示脱硫剂用 量的一个指标。 四、简答题 简述流化床脱硫的工作原理。 【答】（ p310）。 当气流速度达到使升力和煤粒的重力相当的临界速度时，煤粒将开始浮动流化。 流化床为固体燃料的燃烧创造了良好的条件。 首先，流化床内物料颗粒在气流中进行强烈的湍动和混合，强化了气固两相的热量和质量交换；其次，燃料颗粒在料层内上下翻滚，延长了它在炉内的停留时间。 燃烧过程中，处于沸腾状的煤粒和灰渣粒子相互碰撞，使煤粒不断更新表面，再加上能与空气充分混合并在床内停留较长时间，促进了它的燃尽过程。 广泛采用的脱硫剂主要有石灰石（ CaCO3）和白云石（ CaCO3•MgCO3），它们大量存在于自然界中，而且易于采掘。 当石灰石或白云石脱硫剂进入锅炉的灼热环境时，其有效成分 CaCO3 遇热发生锻烧分解，锻烧时 CO2 的析出会产生并扩大石灰石中的孔隙，从而形成多孔状、富孔隙的 CaO，随后， CaO 通过以下方式与 SO2作用形成 CaSO4，从而达到脱硫的目的。 流化床脱硫的主要影响因素有哪些。 【答】（ p312） 1）硫钙比： 钙硫比（脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比）是表示脱硫剂用量的一个指标。 2）锻烧温度： 最佳的脱硫温度范围，约在 800～ 850℃。 温度较低时，脱硫剂锻烧产生的孔隙量少、孔径小，反应几乎完全被限制在颗粒外表面。 当床温超过 CaCO3 缎烧的平衡温度约 850℃ 以上时，烧结作用变得越来越严重，其结果是使缎烧获得的大量孔隙消失，从而造成脱硫活性降低。 3）脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构： 由于脱硫剂颗粒形状、孔径分布不一，又存在床内颗粒磨损、爆裂和扬析等影响。 4）脱硫剂种类： 目前普遍采用天然石灰石和白云石作脱硫剂。 与石灰石相比，白云石的孔径分布和低温锻烧性能好，即使在增压运行条件下，部分锻烧也能顺利进行。 但运行压力低时，更易于爆裂成细粉末，在吸收更多 的硫之前遭到扬析。 大气污染控制工程 习题集 扬州职业大学 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 17 石灰石 /石灰法洗涤脱硫的原理及影响因素是什么。 【答】（ p321）原理： 石灰石 /石灰法洗涤是应用最广泛的脱硫技术。 在现代的烟气脱硫工艺中，烟气用含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石 /石灰浆液洗涤 SO2 与浆液中的碱性物质发生化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐，新鲜石灰石或石灰浆液不断加入脱硫液的循环回路。 浆液中的固体（包括燃煤飞灰）连续地从浆液中分离出来并排往沉淀池。 总的化学反应式分别为： 石灰石： SO2+CaCO3。