【考研类试卷】固体废物污染控制工程（固体废物的物化处理）-试卷3及答案解析.doc

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1、固体废物污染控制工程（固体废物的物化处理）-试卷 3及答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、名词解释题(总题数：8，分数：16.00)固化_2.固化剂（分数：2.00）_3.固体废物热值（分数：2.00）_4.增容比（分数：2.00）_5.直接加热（分数：2.00）_6.流态化（分数：2.00）_7.固体废物的热分解（分数：2.00）_8.石灰基固化（分数：2.00）_二、填空题(总题数：9，分数：18.00)9.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_10.卫生填埋主要有、和三种。（分数：2.00）_11.固体废物处理所利用的热处理法，包括高温下

2、的、等。（分数：2.00）_12.化学处理的方法主要包括、和。（分数：2.00）_13.燃烧室由、和组成。（分数：2.00）_14.填埋场气体的收集系统由、和构成一个覆盖全填埋场的气体传输网。（分数：2.00）_15.浮选设备可包括浮选机和浮选柱。浮选机根据充气方式，可以分为和。浮选柱包括和。（分数：2.00）_16.危险废物经固化处理形成的固化体应具有良好的、及等，最好能作为资源加以利用。（分数：2.00）_17.热分解包括、等技术。（分数：2.00）_三、简答题(总题数：10，分数：20.00)18.试述铬渣氧化还原法的机理。（分数：2.00）_19.试述石灰固化和热塑性材料固化的原理，比

3、较其特点。（分数：2.00）_20.何谓热值?热值的表示方法有哪几种?（分数：2.00）_21.影响固体废物燃烧的因素有哪些?（分数：2.00）_22.热解的产物有哪些?（分数：2.00）_23.简述浮选的基本原理。（分数：2.00）_24.简述废塑料分选的目的及其常用的技术。（分数：2.00）_25.稳定化固化主要应用于哪些方面?（分数：2.00）_26.简述焚烧原理。（分数：2.00）_27.简述热解工艺的分类。（分数：2.00）_四、论述题(总题数：2，分数：4.00)28.论述塑料热解。（分数：2.00）_29.根据所学知识，介绍热解的设备。（分数：2.00）_固体废物污染控制工程（固

4、体废物的物化处理）-试卷 3答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、名词解释题(总题数：8，分数：16.00)固化_正确答案：(正确答案：固化：是用物理、化学方法，将有害固体废物固定或包容在惰性固体基质内，是指呈现化学稳定性或密封性的一种无害化处理方法。)解析：2.固化剂（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：固化剂：固化所用的惰性材料称为固化剂。)解析：3.固体废物热值（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：固体废物热值：指单位质量固体废物在完全燃烧时释放出来的热量。)解析：4.增容比（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：增容比：所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的

5、比值。)解析：5.直接加热（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：直接加热：热解反应所需的热量是被热解物直接燃烧或向热解反应器提供的补充燃料燃烧产生的热。)解析：6.流态化（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：流态化：是固体颗粒在流体作用下表现出类似流体状态的一种现象。)解析：7.固体废物的热分解（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：固体废物的热分解：晶体状的固体废物在较高温度下脱除其中吸附水及结合水或同时脱除其他易挥发物质的过程。)解析：8.石灰基固化（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：石灰基固化：是以石灰、垃圾焚烧飞灰、水泥窑灰以及熔矿炉炉渣等具有波索来反应的物质为固化基材

6、而进行的危险废物固化的工艺。)解析：二、填空题(总题数：9，分数：18.00)9.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_解析：10.卫生填埋主要有、和三种。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：厌氧、好氧和半好氧三种)解析：11.固体废物处理所利用的热处理法，包括高温下的、等。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：焚烧、热解(裂解)、焙烧、烧成、热分解、煅烧、烧结)解析：12.化学处理的方法主要包括、和。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：中和法、氧化还原法、沉淀法、吸附法和离子交换法)解析：13.燃烧室由、和组成。（分数：2.00）_正确答案：(

7、正确答案：炉膛、炉排、空气供应系统)解析：14.填埋场气体的收集系统由、和构成一个覆盖全填埋场的气体传输网。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：气体抽吸井、气体收集支管、总管)解析：15.浮选设备可包括浮选机和浮选柱。浮选机根据充气方式，可以分为和。浮选柱包括和。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：机械搅拌式浮选机、非机械搅拌式浮选机、传统浮选柱、新型浮选柱)解析：16.危险废物经固化处理形成的固化体应具有良好的、及等，最好能作为资源加以利用。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性、足够的机械强度)解析：17.热分解包括、等技术。（分数：2

8、.00）_正确答案：(正确答案：热分解脱水、氧化分解脱除挥发组分、分解熔融及熔融)解析：三、简答题(总题数：10，分数：20.00)18.试述铬渣氧化还原法的机理。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：煤粉焙烧还原法：将铬渣与适量的煤粉或废活性炭、锯末、稻壳等含碳物质均匀混合，加入回转窑中，在缺氧的条件下进行高温焙烧(500800)，利用焙烧过程产生的 CO做还原剂，使铬渣中的六价铬被还原为三价铬。 药剂还原法：在酸性介质中，可以用 FeSO 4 ，NaSO 3 ，Na 2 SO 3 等位还原剂，将六价铬还原为三价铬，以 FeSO 4 为还原剂的反应如下式所示： CrO 4 2 +3Fe

9、2+ +8H + Cr 3+ +3Fe 3+ +4H 2 O 在碱性介质中，可用 Na 2 S，K 2 S，NaHS，KHS 等为还原剂进行还原反应： 2Cr 6+ +3S 2 +6OH 3S+2Cr(OH) 3)解析：19.试述石灰固化和热塑性材料固化的原理，比较其特点。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：石灰固化的原理：石灰固化是以石灰为主要固化基材，以粉煤灰、水泥窑灰为添加剂，含有活性氧化铝和二氧化硅的水泥窑灰和粉煤灰与石灰、水反应生成坚硬物质而将废物包容的方法。热塑性材料固化的原理是用热固性有机单体例如脲醛和已经粉碎处理的废物充分地混合，在助絮剂和催化剂的作用下产生聚合以形成海绵

10、状的聚合物质，从而在每个废物颗粒的周围形成一层不透水的保护膜。 石灰固化特点为：实用的添加剂本身也是废物，来源广泛廉价；工艺设备简单，操作方便；被处理的废物不要求完全脱水；在常温下操作，没有废气处理问题。其缺点是固化产物比原废物的体积和重量有较大增加，易被酸性介质浸蚀，需进行表面涂覆。 热塑性材料固化的优点是可以在常温下操作；大部分引入较低密度的物质，需要的添加剂数量也较少；增容比和固化体的密度较小；对所有废物颗粒进行包封，在适当选择包容物质的条件下，可以达到十分理想的包容效果。其缺点是热固性材料自身价格高昂；操作过程复杂，由于操作中有机物的挥发，容易引起燃烧起火，通常不宜在现场大规模应用，该

11、法只能处理少量、高危害性废物如剧毒废物、医院或研究单位产生的小量放射性废物等。)解析：20.何谓热值?热值的表示方法有哪几种?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：固体废物的热值是指单位质量的固体废物燃烧释放出来的热量，以 kJkg 表示。热值的表示方法有两种，即粗热值和净热值。粗热值是指化合物在一定温度下反应到达最终产物的焓的变化。净热值与粗热值意义相同，不同的是产物水的状态不同，前者是液态水，后者是气态水。两者相差的正式水的气化潜热。)解析：21.影响固体废物燃烧的因素有哪些?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：固体粒度的影响：加热时间近似与固体力度的平方成正比；一般来说，燃烧时

12、间也与固体粒度的 12 次方成正比。因此粒度大小显著影响着燃烧速率。 温度的影响：燃烧温度低会造成燃烧不完全，燃烧室的温度必须保持在燃料的起燃温度以上，温度越高，燃烧时间越短。另一方面，过高的燃烧温度会引发炉子的耐火材料、锅炉管道的耐热问题。 氧浓度的影响：通常氧浓度高燃烧速度快，为达到固体废物的完全燃烧，必须向燃烧室鼓入过量的空气，但空气量过剩太多会因为吸收过多的热量而使燃烧室的温度下降。只有当燃烧室处于少量过量空气时，燃烧效率最高。 时间的影响：燃料在焚烧炉中燃烧完毕所需停留时间，包括燃烧室加热至起燃与燃尽的时间之和。该时间受进入燃烧室燃料的粒径与密度的制约，粒径越大，停留时间越长，而密度

13、受粒径的影响。)解析：22.热解的产物有哪些?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：热解的产物可分为：气体部分有氢、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等；液体部分有甲醇、丙酮、醋酸，含其他有机物有焦油、溶剂油、水溶液等；固体部分主要为炭黑。)解析：23.简述浮选的基本原理。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：固体废物根据表面性质不同可分为极性和非极性固体废物。两者的区别在于与强极性水分子作用的程度不同，非极性矿物表面分子与极性水分子之间的作用力属于诱导效应和色散效应的作用力，比水分子之间的定向力和氢键作用要弱许多；极性矿物质颗粒表面与水分子的作用是离子与极性水分子之间的作用，这个作用力在一定范

14、围内大于水分子之间的作用力。因此非极性矿物颗粒表面吸附的水分子少而稀疏，其水化膜薄而易破裂；而极性矿物质颗粒表面吸附的水相对分子质量大而密集，其水化膜厚且很难破裂。非极性矿物表面的这种不易被水润湿的性质为疏水性，极性矿物质表面的这种易被水润湿的性质为亲水性。疏水性和亲水性只是定性表示物质的润湿性，物质润湿性可用气液固三相的接触角 来定量表示。如果物质表面极亲水，气相不能排开液相，那么接触角为 0；反之，如果物质表面极疏水，气相完全排开液相，那么接触角为 180。气泡、矿物表面和三相界面张力的平衡状态决定接触角的大小。 由于固体废物矿浆中矿物质各自的湿润特性的差异，当极性矿物颗粒与气泡发生碰撞时

15、，气泡易于排开其表面薄且容易破裂的水化膜，使废物颗粒黏附到气泡的表面，从而进入泡沫产品；极性矿物质表面与气泡碰撞时，颗粒表面的水化膜很难破裂，气泡不易附着到矿物质颗粒的表面上，因此极性矿物质留在料浆中，实现了极性固体废物与非极性固体废物的分离。)解析：24.简述废塑料分选的目的及其常用的技术。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：塑料分选的目的是清除废塑料中的金属、沙石、织物等杂物，并把混杂在一起的不同品种的塑料制品分开、归类。塑料分选常用的技术有传统的手工分选、磁选、风选、静电分选等。 虽然手工分选比机械分选的效率低，但分选效果是机械分选难以替代的。手工分选的步骤是：首先除去其中的非塑料

16、制品杂物，然后剔除油污制品和变黑、烧焦等变质制品；将塑料按品种分类，然后再按软制品、硬制品将同种制品分类，以便于进一步清洗、破碎。 使用磁铁清除细碎的金属杂物(主要是钢铁碎屑)。为了保证清除金属杂物的彻底性，在破碎前和破碎后都应用永磁铁检查，以便把包藏在内部的金属碎屑挑拣出来。 风选的原理是根据各种塑料的相对密度不同而随风漂移的距离也不同来分选。这种方法不仅能分开相对密度差异较大的塑料，而且也能分离相对密度较大的碎石块、土砂块。静电分选的基本原理是利用静电引力之差来进行分选，这种方法可以从金属、PE、PS、纸和橡胶中分选出 PVC，得到单一化的 PVC回收物。废塑料的分选除上述方法外，还可采用

17、一种冷冻粉碎的分选法。它是利用各种塑料的脆化温度不同而进行的分选。(PE：聚乙烯，PS：聚苯乙烯，PVC：聚氯乙烯)解析：25.稳定化固化主要应用于哪些方面?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)处理具有毒性或强反应性的危险性质的废物，使其满足填埋处置的要求。例如，在处理液态或污泥态的危险废物时，由于其具有迁移特性，在处理前必须经过稳定化过程。因为当填埋场处于足够大的外加负荷中时，被吸收的液体很容易被重新释放出来，所以使用液体吸收剂是不可行的，必须使用物理或化学方法用稳定剂固定，这样即使在很大的压力或在降雨的淋溶下也不至于重新形成污染。 (2)其他处理过程产生的残渣，例如焚烧产生的灰

18、分的无害化处理，其目的是对其进行最终处置。焚烧过程有效地破坏了具有毒性的有机物质，而且很大程度上具有减容效果，但与此同时也会聚集某些化学成分，甚至放射性物质。此时进行稳定化固化处理是非常必要的。 (3)在大量土壤被有机或无机废物所污染时，需要借助稳定化技术去污或以其他方式恢复土壤。当大量土地受到较低程度的污染时，稳定化尤其有效。因为在大多数情况下，其他方法必须进行开挖、运输、装卸等操作，会引起受污染土壤的飞扬，增加污染物的挥发，从而导致二次污染，并且这些方法都需耗费较多的费用。而稳定化技术是通过减少污染物传输表面积或降低其溶解度的方法防止污染物的扩散，或者利用化学方法将污染物改变为低毒或无毒的

19、形式而达到目的的。)解析：26.简述焚烧原理。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：焚烧过程是一系列十分复杂的物理变化和化学反应过程，通常可将焚烧过程划分为干燥、热分解、燃烧三个阶段。 干燥阶段：干燥是利用焚烧系统热能，使入炉固体废物水分汽化、蒸发的过程。按热量传递的方式，可将干燥分为传导干燥、对流干燥和辐射干燥三种方式。 热分解阶段：热分解是固体废物中的有机可燃物质在高温作用下进行化学分解和聚合反应的过程。 燃烧阶段：燃烧是可燃物质的快速分解和高温氧化过程。)解析：27.简述热解工艺的分类。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)按供热方式：可分为直接加热法、间接加热法。 (2)

20、按热解温度的不同：可分为高温热解、中温热解、低温热解。 (3)按热解炉的结构：可分为固定床、移动床、流化床和旋转炉等。 (4)按热解产物的物理形态：可分为气化方式、液化方式和炭化方式。 (5)按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行：可分为单塔式和双塔式。 (6)按热解过程是否生成炉渣：可分为造渣型和非造渣型。)解析：四、论述题(总题数：2，分数：4.00)28.论述塑料热解。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)塑料热解的特点：与城市垃圾相比，区别在于塑料的加工性能以及加工中得到的产品形式。对城市垃圾，具有商业利用价值的产品主要是低热值的燃气，而塑料热解的主要产物则是燃料油或化工原料

21、等。 (2)热解温度：对 PE，PP，PS，PVC 这 4种塑料进行直接热解，在 500左右可获得较高产率的液态烃或苯乙烯单体，而低于或高于该温度都会发生分解不完全或液态烃产生率低的现象。(PP：聚丙烯) (3)热解催化剂：催化剂是影响热解的关键因素之一，绝大多数废塑料的热解过程均加入了催化剂。目前使用的催化剂种类主要有硅铝类化合物和 HY，ZSM5，REY，NiREY 等各种沸石催化剂。)解析：29.根据所学知识，介绍热解的设备。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：目前国内外废塑料热解反应器种类较多，主要有槽式(聚合浴、分解槽)、管式(管式蒸馏、螺旋式)、流化床式等。 槽式反应器的特点是在槽内的分解过程中进行混合搅拌，物料混合均匀，采用外部加热，靠温度来控制成油形状。在操作中，物料停留时间较长，加热管表面析出炭后会造成传热不良，需要定期地进行清洗。 管式反应器也采用外加热方式。 流化床反应器一般是通过螺旋加料器定量加入废塑料，使其与固体小颗粒热载体(如石英砂)和下部进入的流化气体(如空气)混合在一起形成流态化，分解成分与上升气流一起导出反应器，经除尘冷却后制成燃料油。)解析：