大气污染控制工程_挥发性有机物污染控制

第七章气态污染物控制技术基础内容提要：本章主要介绍气态污染物控制的原理及相关计算，包括气体扩散，气体吸收、吸附和催化的基本原理、工艺及气态污染物控制中的一些问题。

思考题：1.用双膜理论解释化学吸收的传质机理。

2.亨利定律可以推导出那些关系？亨利常数、相平衡常数、吸收系数、界面浓度之间有什么关系？3.如何理解传质方程式中总传质系数和分传质系数的实际意义？4.试解释物理吸附6种类型的吸附等温线的特点。

5.物理吸附和化学吸附相同点。

6.在希洛夫方程中K和h各有什么物理意义？其中h与哪些因素有关？7.试述确定保护作用时间和吸附层厚度的方法。

8.简述吸附剂再生方法。

9.什么是催化剂的活性、选择性和稳定性？催化剂的活性一般如何表示？10.空间速度和接触时间的含义是什么？11.为什么说气固催化反应过程的总反应速度受三个过程的影响？三个过程指什么？12.SO2催化氧化的动力学方程。

13.工业上常用的催化反应器有几种形式？选择催化反应器时应遵循的原则？第八章硫氧化物的污染控制内容提要：本章在简要介绍硫循环和硫排放的基础上，系统讨论二氧化硫的各种控制方法，包括基本原理、操作工艺条件、设备选择、适用范围及经济特性。

思考题：1.全球硫循环过程。

2.分析我国S02排放的主要来源，并指出应推行的控制政策与技术。

3.试描述燃烧前燃料脱硫的优缺点。

4.描述流化床燃烧脱硫及脱硫剂再生的化学机理。

5.分析流化床燃烧脱硫的主要影响因素，如何提高其脱硫效率?6.如何对流化床燃烧的脱硫剂进行再生?7.如果回收我国所有燃煤电厂排放的S02，并制成硫或硫酸，将会对化学工业造成什么影响?8.目前有哪些类型的脱硫塔?其优缺点各是什么?9.试分析比较抛弃法和回收法烟气脱硫的优缺点。

10.燃煤电厂可采取何种控制措施以达到我国当前的S02排放标准? 分析这些措施的可行性。

11.脱硫系统的不同部分对设备材料有何要求?如何延长设备的使用寿命?12.如何解决脱硫系统的结垢和堵塞问题?13.海水脱硫的原理是什么?该工艺有哪些潜在的问题?14. 影响喷雾干燥脱硫效率的主要因素有哪些?15. 如何提高炉内喷钙工艺的脱硫效率?该脱硫方法会对锅炉和除尘器有哪些不利影响?为什么它适合于老厂改造?16. 干法脱硫相对于湿法有哪些优越性?17. 查阅文献，分析目前脱硫技术的发展方向。

大气污染控制工程重点第一章概论第一节大气与大气污染1、大气污染：大气污染系指由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。

2、酸雨：在清洁的空气中被CQ饱和的雨水pH为5.6,故将pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水（如雾、露、霜）称为酸雨。

第二节大气污染物及其来源1、大气污染物的种类很多,按其存在的状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物、气体状态污染物。

2、气溶胶状态污染物：气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统称为气溶胶。

3、霾（或灰霾）：霾天气是大气中悬浮的大量微小尘粒使空气浑浊,能见度降低到10km以下的天气现象,易出现在逆温、静风、相对湿度较大等气象条件下。

4、总悬浮颗粒（TSP :指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100 口的颗粒物。

5、可吸入颗粒物（PM io）:指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径10g 的颗粒物。

6、气态污染物的种类很多，总体上可分为五类：以二氧化硫为主的含硫化合物，以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物，碳的化合物，有机化合物和卤素化合物等。

7、对于气态污染物，可分为一次污染物和二次污染物。

一次污染物是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质；二次污染物是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。

8、硫酸烟雾：硫酸烟雾系大气中的SQ等硫氧化合物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时，发生一些列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。

9、光化学烟雾：光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（有时带些紫色或黄褐色）。

其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。

光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物严重得多。

第四节大气污染综合防治本节内容为了解的章节（不排除在最后一题中出现，最后一章的机动车污染防治也是一样），防治措施为以下7种，具体内容请看书本。

《大气污染控制工程》教学大纲一、课程基本信息课程代码：课程英文名称：Air Pollution Control Engineering课程类型：必修课先修课程：《高等数学》《环境工程原理》《物理化学》学分：4总学时：64（理论学时：64）二、课程性质、目的与任务《大气污染控制工程》是环境工程专业的一门主干专业课程，由讲课、实验、课程设计等环节组成。

学习本课程之前要求先修完《高等数学》、《环境工程原理》、《物理化学》等有关基础课或专业基础课。

通过本课程的学习与实践，全面掌握大气污染的来源、途径和机理（包括基本概念、基本理论、基本技能）、大气污染控制的原理、方法和实践以及前沿研究领域，同时，还要求掌握与此相关的标准和政策法规及其发展前景。

通过本课程的学习，达到三个目标：（1）学习必要的理论知识和方法、技巧；（2）培养学生工程设计能力和研究能力，解决大气污染问题的实际操作、设计等实践实验能力；（3）了解大气污染控制工程领域前沿研究内容，激发学生的创造力，培养创新思维。

三、课程教学内容与要求（一）概论要求了解大气污染的分类、组成、分布及大气污染问题，理解大气污染的综合防治措施定义。

（1）大气污染和大气污染物（2）大气污染及其控制情况（3）大气污染的综合防治措施（4）大气环境标准2、教学重点大气污染的综合防治措施。

3、教学难点大气污染的来源，大气污染的综合防治措施。

（二）燃烧与大气污染1、教学内容与要求要求了解燃料的种类、组成，理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，掌握燃烧的计算。

（1）燃料的性质（2）燃料燃烧过程（3）烟气体积及污染物排放量计算（4）燃烧过程硫氧化物的形成与控制（5）燃烧过程氮氧化物的形成与控制（6）燃烧过程中颗粒污染物的形成（7）燃烧过程中其他污染物的形成重点理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，重点掌握燃烧过程污染物排放计算。

3、教学难点燃烧过程污染物排放计算。

（三）大气污染气象学1、教学内容与要求要求了解与大气污染相关的气象学基本知识，理解和掌握大气圈的结构、主要气象要素、大气稳定度和逆温的概念。

挥发性有机物污染防治工作方案为深入推进全县挥发性有机物（VOCs）污染防治，协同推进臭氧前体污染物控制，有效防止大气复合型污染，加快推进全县大气环境质量持续改善，根据《X省挥发性有机物污染防治三年工作方案（X-X 年）》（X治霾办函〔X〕X号）、《X市铁腕治霾打赢蓝天保卫战三年行动方案（X-X年）（修订版）》（X政函〔X〕X号）、《X县铁腕治霾打赢蓝天保卫战三年行动方案（X-X年）（修订版）》（X政发〔X〕X号）等有关要求，按照《X市环境保护督察巡查领导小组办公室关于印发X市X年挥发性有机物污染防治工作方案的通知》（X 环督函〔X〕X号），结合我县实际，制定本方案。

一、工作目标以改善环境空气质量为核心，以源头控制、结构优化、综合治理、总量控制为原则，继续实施重点行业VOCs治理，确保完成市上下达的重点工业行业VOCs总量削减任务。

二、重点任务（一）加快产业结构调整。

继续推进“散乱污”企业综合整治，实行动态清单式管理，确保整治到位。

涉VOCs排放的“散乱污”企业主要为涂料、油墨、合成革、橡胶制品、塑料制品、化纤生产等化工企业，使用溶剂型涂料、油墨、粘剂和其他有机溶剂的印刷、家具、钢结构、人造板、注塑等制造加工企业，以及露天喷涂汽车维修作业等。

（工信局牵头，各镇街负责落实）提高VOCs排放重点行业环保准入门槛，严格控制新增污染物排放量；禁止建设生产和使用高VOCs含量的溶剂型涂料、油墨、胶粘剂等项目，大力推行清洁生产，推广使用低（无）VOCs含量、低反应活性的原辅材料和产品；（生态环境局牵头，发改局、工信局参与）严格按照《X县铁腕治霾打赢蓝天保卫战三年行动方案（X—X 年）（修订版）》要求，在冬季和夏季实施“错时”“错峰”生产。

（工信局牵头，发改局、交通运输局等参与）（二）推进重点行业VOCs治理。

各部门、各镇街要制定实施石化、化工、工业涂装、包装印刷、家具、电子制造、工程机械制造等VOCs排放重点行业挥发性有机物整治方案，梳理年度治理项目。

大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染 第三章大气污染气象学 第四章大气扩散浓度估算模式 第五章颗粒污染物控制技术基础 第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础 第八章硫氧化物的污染控制 第九章固定源氮氧化物污染控制 第十章挥发性有机物污染控制 第十一章城市机动车污染控制第一章概论1.1干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。

质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。

1.2根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。

解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。

按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。

故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。

1.3CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。

由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度 , 达到了足够的时间 ,并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或者危害了生态环境。

垂直方向上大气稳定的程度。

单位质量的空气在气压场中受到的作用力。

单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。

干空气块绝热上升或者下降单位高度时 ,温度降低或者升高的数值。

表明接触、食入含污染物的物质和水、吸收被污染的空气。

氧化镁湿法烟气脱硫、海水烟气脱硫技术、湿式氨法烟气脱硫。

机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器四种。

气体扩散、气体吸收、气体吸附、气体催化转化空气条件、温度条件、时间条件、燃料与空气的混合条件。

答：〔1 当气液两相接触时,两相之间有一个相界面在相界面两侧分别存在着呈层流流动的气膜和液膜。

溶质必须以份子扩散形式从气流主体连续通过这两个膜层而进入液相主体。

〔2 在相界面上,气液两相的浓度总是相互平衡 ,即界面上不存在吸收阻力。

〔3 在层膜以外的气相和液相主体内,由于流体的充分湍动,溶质的浓度基本上是均匀的 ,即认为主体内没有浓度梯度存在,也就是说,浓度梯度全部集中在两层膜内。

答：〔1 对流层： a 虽然薄,但却集中了整个大气质量的 3/4 和几乎全部水蒸气 ,主要的大气现象都发生在这一层中 ,天气变化最复杂。

b 大气温度随高度增加而降低 c 空气具有强烈的对流运动,主要是由于下垫面受热不均匀及其本身特性不同造成的。

D 温度和湿度的水平分布不均匀。

〔2 平流层：气温虽高度增高而增高,集中了大部份臭氧, 吸收紫外光,保护地球。

〔3 中间层：气温虽高度的升高而迅速降低〔4 暖层：份子被高度电离,存在大量的粒子和电子。

〔5 散佚层：气温很高,空气很稀薄,空气离子的运动速度很高。

答： a.要有巨大的内边面积。

b.对不同其体具有选择性的吸附作用。

c.较高的机械强度,化学与热稳定性。

d.吸附容量大。

e.来源广泛,造价低廉。

f. 良好的再生性能。

答：电除尘器的原理审计悬浮粒子荷电 ,带电粒子在电场内迁移和捕集 , 以及将捕集物从集尘表面上清除三个基本过程。

第一章概论填空题：1.大气污染按照污染范围分：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。

2.全球性大气污染问题包括：温室效应、臭氧层破坏和酸雨。

3.大气中的一次污染物主要有：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物和有机化合物。

4.大气中的二次污染物主要有：硫酸烟雾、光化学烟雾。

5.根据对主要大气污染物的分类统计分析，大气污染源可概括为：燃料燃烧、工业生产、交通运输。

前两类统称为：固定源；交通运输工具称为：流动源。

6.大气污染源的来源可分为：自然污染源、人为污染源。

7.人为污染源按污染源空间分布分为：点源、面源。

按照人们的社会生活功能不同分为：生活污染源、工业污染源、交通运输污染源。

8.中国的大气环境污染仍以煤烟型为主，主要污染物为TSP、SO2。

9.大气污染物侵入人体的三条途径：表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气。

10.环境污染质量控制标准按其用途分为：环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染物控制技术标准、大气污染预警预报标准。

11.环境污染质量控制标准按其适用范围可分为：国家标准、地方标准、行业标准。

12.目前计入空气污染指数的项目为：可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧。

简答题：1.简述我国的《环境质量标准》我国的《环境质量标准》规定了9种污染物的浓度限值：总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、铅、苯并芘和氟化物。

该标准根据对空气质量要求的不同，将环境空气质量分为三级：一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害性影响的空气质量要求。

二级标准：为保护人群健康和城市、乡村的动植物在长期和短期的接触情况下，不发生伤害的空气质量要求。

三级标准：为保护人群不发生急慢性中毒和城市一般动植物（敏感者除外）正常生长的空气质量要求。

该标准将环境空气质量功能区分为三类：一类区：自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。

二类区：城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。

大气污染控制工程期末复习题第一章概述一、名词解释大气和环境空气，大气污染，温室效应，酸雨，TSP和PM10，二次污染物，硫酸烟雾，光化学氧化剂，能见度，大气污染综合防治：二、填空题1．大气是由多种气体混合而成的，其组成可以分为三部分：干结空气、水蒸气、各种杂质。

2．干结空气的平均分子量为28.966，在标准状态下（273.15k，101325Pa）密度为1.293kg/m3 3．按照大气污染的范围来分，大致可分为：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染四类。

4．全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。

5．大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物和气体状态污染物。

6．气体状态污染物是以分子状态存在的污染物，简称气态污染物，其种类很多，包括含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、有机化合物、卤素化合物五大类。

7．从大气污染的控制角度，按气溶胶来源和物理性质，可将其分为粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾。

8．大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类，人为污染源按照污染源的空间分布可分为点源、面源、线源。

按人们社会活动功能不同分为生活污染源、工业污染源、交通污染源。

按对污染物的分类统计分析可分为燃料燃烧，工业生产和交通运输。

9．大气中悬浮颗粒物的平均粒径为1.0μm，密度为2500kg/m3，如果散射率K＝2，能见度为8km时颗粒物的浓度是mg/m3。

10．目前我国的大气环境污染仍以煤烟型为主，主要污染物为TSP和SO2.11．大气污染物侵入人体主要有三条途径：表面接触、食入含污染物的食物、吸入污染空气。

12．环境空气质量控制标准按其用途可分为环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染物控制技术标准、大气污染警报标准。

按其使用范围分为国家标准、地方标准和行业标准。

13．目前，我国空气污染指数的记入项目为PM10、SO2、NO2、CO、O3。

三、简答题1、简述硫酸烟雾与光化学烟雾的区别4、如何实现大气污染的综合防治。