【正文】 這方面的技術(shù)目前正處于開發(fā)階段，但由于柴 油機排氣中 O2濃度高，排氣。然后采取不同的方法來燃燒（氧化） /清除過濾器中收集的顆粒物，使顆粒捕集器再生后循環(huán)使用。為了提高催化轉(zhuǎn)化器的機械 穩(wěn)定性能，柴油機上也多采用蜂窩狀陶瓷結(jié)構(gòu)作為載體材料。 與汽油機類似，柴油機氧化催化劑活性成分也可用 Pt和 Pd，雖然把的活性不如鉑，但產(chǎn)生的硫酸鹽也要少得多，同時價格也便宜。為此，必須避免低負荷或變工況下發(fā)動機的燃燒惡化，也可使催化器盡量靠近排氣歧管安裝，以保證催化劑有足夠的工作溫度。在不影響燃料消耗和 NOx排放的情況下，凈化揮發(fā)性 HC和 CO的效率可達 80%，對 SOF的去除率也能達到 70％左右，因此可在一定程 度上減少柴油車的顆粒物排放。因為不捕集固態(tài)的顆粒物，氧化催化劑不需要再生，可以長期連續(xù)使用。顆粒捕集（ 氧化）器和氧化型催化轉(zhuǎn)化器已在部分柴油車上得到應(yīng)用，而柴油機稀燃氮氧化物催化凈化技術(shù)目前還處于研究開發(fā)階段。其中催化轉(zhuǎn)化法與汽油發(fā)動機基本類似，主要分為氧化型催化轉(zhuǎn)化器和 NOx還原催化轉(zhuǎn)化器。三效催化劑一般由貴金屬、助催化劑（ CeO2等稀土氧化物）和載體 γ A12O3組成。研究得知 ，只有將空燃比精確控制在理論空燃比附近很窄的窗口內(nèi)（一般為 177。 大氣污染控制工程 習題集 揚州職業(yè)大學 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 26 2）三效催化轉(zhuǎn)化器 三效催化轉(zhuǎn)化器是在 NOx還原催化轉(zhuǎn)化器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它能同時使 CO、HC 和 NOx 三種成分都得到高度凈化。 1）氧化、還原催化轉(zhuǎn)化器：氧化型催化反應(yīng)器利用排氣中殘留的或二次空氣供給的氧，使 CO和 HC 完 全氧化，其反應(yīng)過程如下： CO＋ 1/2O2→CO2 CxHx+(x+y/4)O2→CO2+y/2H2O NOx還原催化反應(yīng)器利用排氣中的 CO、 HC 和 H2為還原劑來凈化 NO。常見的排氣后處理裝置有氧化型催化轉(zhuǎn)化器、還原型催化轉(zhuǎn)化器、三效催化轉(zhuǎn)化器等。 【答】微粒（黑煙）； NOx（ p453） 對于汽油機排放的硫氧化物和鉛化合物可以通過降低燃料中的硫含量和采用_____________來有效控制。 【答】貴金屬；助催化劑（ p435） 由于汽油中的鉛可以使催化劑 _____________，因此，應(yīng)用催化轉(zhuǎn)化器的前提是必須使用無鉛汽油。 大氣污染控制工程 習題集 揚州職業(yè)大學 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 25 第十一章 城市機動車污染控制 一、填空題 汽油機排氣中的有害物質(zhì)是燃燒過程產(chǎn)生的，主要有 _____________、 _____________和 HC，以及少量的鉛、硫、磷等。 生物法控制 VOCs污染是近年發(fā)展起來的空氣污染控制技術(shù)，有機物去除率大都在90%以上。 5）生物法控制 VOCs 污染 VOCs生物凈化過程的實質(zhì)是附著在濾料介質(zhì)中的微生物在適宜的環(huán)境條件下，利用廢氣中的有機成分作為碳源和能源，維持其生命活動，并將有機物分解為 CO2， H2O的過程。吸附操作已廣泛應(yīng)用于石油化工、有機化工的生產(chǎn)部門，成為一種重要的操作單元。所以冷凝法不適宜處理低濃度的有機氣體，而常作為其他方法凈化高濃度廢氣的前處理，以降低有機負荷，回收有機物。該法特別適用于處理廢氣體積分數(shù)在 102以上的有機蒸氣。填料塔的氣液接觸時間、氣液比均可在較 大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，且結(jié)構(gòu)簡單，因而在 VOCs吸收凈化中應(yīng)用較廣。在板式塔、鼓泡塔中，液相是連續(xù)相而氣相為分散相。 目前工業(yè)上常用的氣液吸收設(shè)備有噴灑塔、填料塔、板式塔、鼓泡塔等。 吸收劑必須對被去除的 VOCs 有較大的溶解性，同時，如果需回收有用的 VOCs組分，則回收組分不得和其他組 分互溶；吸收劑的蒸氣壓必須相當?shù)?，如果凈化過的氣體被排放到大氣，吸收劑的排放量必須降到最低；洗滌塔在較高的溫度或較低的壓力下，大氣污染控制工程 習題集 揚州職業(yè)大學 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 24 被吸收的 VOCs必須容易從吸收劑中分離出來，并且吸收劑的蒸氣壓必須足夠低，不會污染被回收的 VOCs；吸收劑在吸收塔和汽提塔的運行條件下必須具有較好的化學穩(wěn)定性及無毒無害性；吸收劑分子量要盡可能低（同時需考慮低吸收劑蒸氣壓的要求），以使吸收能力最大化。 2）吸收（洗滌）法控制 VOCs 污染 溶劑吸收法采用低揮發(fā)或不揮發(fā)性溶劑對 VOCs進行吸收，再利用 VOCs分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進行分離。燃燒法還可以用來消除惡臭。因此，這種方法只能適用于凈化那些可燃的或在高溫情況下可以分解的有害物質(zhì)。 VOCs污染的控制措施有： 1）燃燒法控制 VOCs 污染 用燃燒方法將有害氣體、蒸氣、液體或煙塵轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的過程稱為燃燒法凈化，亦稱焚燒法。 VOCs部分來源于大型固定源（如化工廠等）的排放，大量來自交通工具、電鍍、噴漆以及有機溶劑使用過程中所排的廢氣。 【答】預(yù)防性措施；控制性措施（ p384） 二、選擇題 三、名詞解釋 四、簡答題 五、論述題 試闡述控制 VOCs污染的方法技術(shù)。目前有兩類商業(yè)化的煙氣脫硝技術(shù)，分別稱為選擇性催化還原（ SCR）和選擇性非催化還原法（ SNCR）（見簡答題 5）。 ③ 空氣 /燃料分級低 NOx燃燒器： 這種燃燒器地主要特征是空氣和燃料都是分級送入爐膛，燃料分級送入可在一次火焰區(qū)的下游形成一個富集 NH CH、 HCN 的低氧還原區(qū)，燃燒產(chǎn)物通過此區(qū)時，已經(jīng)生成的 NOx會部分的被還原為 N2。該種燃燒器的技術(shù)關(guān)鍵是準確地控制燃燒器區(qū)域燃料 與助燃空氣的混合過程，以便能有效地同時控制燃料型NOx 和熱力型 NOx 的生成，同時又要具有較高的燃燒效率。這種燃燒器的主燃區(qū)處于空氣過剩系數(shù)較低的工況，抑制了 NOx的生成，頂部引入的燃盡風用于保證燃料完全燃燒。有的還引入分級燃料，形成可使部分已生成的 NOx還原的二次火焰區(qū)。 傳統(tǒng)的低 NOx燃燒技術(shù)有：見簡答題 1答案。 【答】（ p366p375） 控制 NOx排放的技術(shù)措施可分為兩大類： 1）所謂的源頭控制，其特征是通過各種技術(shù)手段，控制燃燒過程中 NOx的生成量； 低 NOx燃燒技術(shù)措施一直是應(yīng)用最廣泛的措施，即便為滿足排放標準的要求不得不使用尾氣凈化裝置，仍須采用它來降低凈化裝置入口的 NOx 濃度，以達到節(jié)省凈化費用的目的。工業(yè)運行的數(shù)據(jù)表明， SNCR工藝的 NO還原率較低，通常在 30％ ~60%的范圍。主要的化學反應(yīng)為： 4NH3＋ 6NO→5N2＋ 6H2O 大氣污染控制工程 習題集 揚州職業(yè)大學 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 22 還原劑必須注入最佳溫度區(qū)，以確保反應(yīng) 4NH3＋ 6NO→5N2＋ 6H2O 占主導；如果溫度低于所希望的區(qū)間，殘留氨量將會增加。 選擇性非催化還原法（ SNCR）脫硝的原理是什么？ 【答】（ p374）選擇性非催化還原法 (SNCR)脫硝工藝中，尿素或氨基化合物作為還原劑將 NO2還原為 N2。此處煙氣溫度約 290～ 400℃ ，是還原反應(yīng)的最佳溫度。在燃燒裝置的尾端，通過第二次空氣，使第一階段剩余的不完全燃燒產(chǎn)物 CO和CH完全燃盡。 兩段燃燒技術(shù)控制 NOx的原理是什么？ 【答】（ p368） 較低的空氣過剩系數(shù)有利于控制 NOx的形成，兩段燃燒法控制 NOx，就是利用這種原理。需要說明的是，由于采用低空氣過剩系數(shù)會導致一氧化碳、碳氫化合物以及炭黑等污染物相應(yīng)增多，飛灰中可燃物質(zhì)也可能增加，從而使燃燒效率下降，故電站鍋爐實際運行時的空氣過剩系數(shù)不能做大幅度調(diào)整。 低空氣過剩系數(shù)運行技術(shù)降低 NOx的原理是什么？ 【答】（ p366） NOx排風量隨著爐內(nèi)空氣量的增加而增加，為了降低 NOx的排風量，鍋爐應(yīng)在爐內(nèi)空氣量較低的工況下運行。 大氣污染控制工程 習題集 揚州職業(yè)大學 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 21 4）兩段燃燒技術(shù)： 第一段燃燒的煙氣溫度較低，此時氧量不足， NOx生成量很小。 2）降低助燃空氣預(yù)熱溫度： 降低助燃空氣預(yù)熱溫度可降低火焰區(qū)的溫度峰值，從而減少熱力型的 NOx生成量。這類技術(shù)包括 1）低空氣過剩系數(shù)運行技術(shù)： NOx 排風量隨著爐內(nèi)空氣量的增加而增加，為了降低 NOx 的排風量，鍋爐應(yīng)在爐內(nèi)空氣量較低的工況下運行。 【答】（ p366p369）。這種 NOx只在高溫下形成，所以通常稱作熱力型 NOx（ thermal NOx）。（ p358） A、 NO B、 NO2 C、 NO和 NO2 D、 NO、 NO N2O N2O N2O5 三、名詞解釋 燃料型氮氧化物（ p356）：燃料中固定氮生成的 NOx，稱為燃料型 NOx（ fuel NOx）?！敬稹咳剂闲偷趸?；熱力型氮氧化物（ p356） 傳統(tǒng)的低 氮氧化物燃燒技術(shù)包括 _____________、 _____________、 _____________和濃淡燃燒技術(shù)等。只有成熟的、已商業(yè)化運行的系統(tǒng)才能保障運行的可靠性。 10）動力消耗 動力消耗包括脫硫系統(tǒng)的電耗、水耗和蒸汽耗量。 8）占地面積 9）流程的復雜程度 工藝流程的復雜與否，在很大程度上決定了系統(tǒng)投入運行后的操作難易、可靠性、大氣污染控制工程 習題集 揚州職業(yè)大學 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 20 可維護性以及維修費 用的高低。脫硫系統(tǒng)對除塵器的運行有較大影響。但是經(jīng)過脫硫后煙氣溫度降低，若不經(jīng)過再加熱而直接排入煙囪，則容易形成酸霧，嚴重腐蝕煙囪，也不利于煙氣的擴散。如果進行堆放或填埋，應(yīng)保證脫硫副產(chǎn)品化學性質(zhì)穩(wěn)定，對環(huán)境 不產(chǎn)生二次污染。 5）脫硫副產(chǎn)品的處理處置 石灰石 /石灰法的脫硫副產(chǎn)品是石膏，干法和濕干法的脫硫副產(chǎn)品是 CaSO4 和CaSO3的混合脫硫灰渣。在煙氣脫硫工藝中，濕法的脫硫劑利用率最高，一般可達到 90%以上，濕干法為 50％左右，而干 法最低，通常在 30％以下。干法和濕干法的脫硫反應(yīng)為氣固反應(yīng)，反應(yīng)速率較在液相慢，通常為達到達標要求的脫硫效率，其鈣硫比要比濕法大得多，如濕干法一般為 ，干法一般為 。通常濕法工藝的效率最高，可達到 95%以上，而干法和濕干法工藝 的效率通常在 60%85%范圍內(nèi)。如對高濃度 SO2 可吸收回收；對低濃度 SO2采用一定工藝（如濕法石灰石脫硫、噴霧干燥法煙氣脫硫、干大氣污染控制工程 習題集 揚州職業(yè)大學 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 19 法噴鈣法煙氣脫硫等）進行脫硫等。 (3)燃料燃燒后脫硫。隨后， CaO 與 SO2作用形成 CaSO4，從而達到脫硫的目的。MgCO3) 。是指改進燃燒工藝或控制一定的燃燒條件如控制溫度在850℃ 950℃ ，不超過 1000℃ ，在燃燒爐中加入脫硫劑（脫硫劑可以單獨加入，也可與煤粉一起加入）從而達到脫硫的目的。 (1)燃料燃燒前脫硫。 五、論述題 試闡述控制硫氧化物排放的方法措施。在 活化器中，通過噴水霧增濕，一部分尚未反應(yīng)的 CaO 轉(zhuǎn)變成具有較高反應(yīng)活性的 Ca(OH)2，繼續(xù)與煙氣中的 SO2反應(yīng)，從而完成脫硫的全過程。 首先，作為固硫劑的石灰石粉料噴入鍋爐爐膛 CaCO3受熱分解成 CaO 和 CO2，熱解后生成的 CaO 隨煙氣流動，與其中 SO2反應(yīng)，脫除一部分 SO2。由于噴鈣脫硫系統(tǒng)設(shè)備簡單、投資低、脫硫費用小、占地面積少、適合老電廠脫硫改造、脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)易于處理等特點，近年來又重新受到了人們的重視。對于石灰系統(tǒng)，當固體廢物中未反應(yīng)的吸收劑量小于 5%時，固體廢物是無害的，可采用與飛灰相同的處置辦法；但對于鈉系統(tǒng)，應(yīng)采取謹慎措施減小廢物的浸出率。袋式除塵器被廣泛用于捕大氣污染控制工程 習題集 揚州職業(yè)大學 生化工程系 Department of Biochemical Engineering, Yangzhou Polytechnic College 18 集干化固體，其原因在于收集濾袋表面的固體中未反應(yīng)的堿類物質(zhì)能夠與煙氣中 SO2繼續(xù)反應(yīng)。2H2O (s)＋ (g) =CaSO4對于石灰噴霧干燥， SO2吸收的總反應(yīng)為： Ca(OH)2(s)＋ SO2(g)＋ H2O(s)=CaSO3 2）吸收和干燥： 含 SO2煙氣進入噴霧干燥器后，立即與霧化的漿液混合，