大氣污染控制工程答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——大氣污染控制工程答案

大氣污染控制工程

課后答案

（第三版）主編：郝吉明馬廣大王書肖

第一章概論

其次章燃燒與大氣污染第三章大氣污染氣象學(xué)第四章大氣擴(kuò)散濃度估算模式第五章顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)第六章除塵裝置

第七章氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)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?lián)]發(fā)性有機(jī)物污染控制第十一章城市機(jī)動(dòng)車污染控制

1

目錄

第一章概論

1.1干結(jié)空氣中N2、O2、Ar和CO2氣體所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是多少？

解：按1mol干空氣計(jì)算，空氣中各組分摩爾比即體積比，故nN2=0.781mol，nO2=0.209mol，nAr=0.00934mol，nCO2=0.00033mol。質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為

N2%?Ar%?0.781?28.0128.97?10.00934?39.9428.97?1?100%?75.51%，O2%??100%?23.08%；

28.97?10.00033?44.01?100%?1.29%，CO2%??100%?0.05%。

28.97?10.209?32.001.2根據(jù)我國(guó)的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，求出SO2、NO2、CO三種污染物日平均濃度限值的體積分?jǐn)?shù)。

解：由我國(guó)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)查得三種污染物日平均濃度限值如下：

SO2：0.15mg/m3，NO2：0.12mg/m3，CO：4.00mg/m3。按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1m3干空氣計(jì)算，其摩爾數(shù)為

1?1022.43?44.643mol。故三種污染物體積百分?jǐn)?shù)分別為：

SO2：

0.15?10?364?44.6434.00?10?3?0.052ppm，NO2：

0.12?10?346?44.643?0.058ppm

CO：

28?44.643?3.20ppm。

1.3CCl4氣體與空氣混合成體積分?jǐn)?shù)為1.50×10－4的混合氣體，在管道中滾動(dòng)的流量為10m3N、/s，試確定：1）CCl4在混合氣體中的質(zhì)量濃度?（g/m3N）和摩爾濃度c（mol/m3N）；2）每天流經(jīng)管道的CCl4質(zhì)量是多少千克？

解：1）?（g/m3N）?1.50?10?4?154?322.4?101.50?1022.4?10?4?3?1.031g/mN

3c（mol/mN）?3?6.70?10?3mol/mN。

32）每天流經(jīng)管道的CCl4質(zhì)量為1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg

1.4成人每次吸入的空氣量平均為500cm3，假若每分鐘呼吸15次，空氣中顆粒物的濃度為200?g/m3，試計(jì)算每小時(shí)沉積于肺泡內(nèi)的顆粒物質(zhì)量。已知該顆粒物在肺泡中的沉降系數(shù)為0.12。解：每小時(shí)沉積量200×（500×15×60×10－6）×0.12?g=10.8?g

1.5設(shè)人體肺中的氣體含CO為2.2×10－4，平均含氧量為19.5%。假使這種濃度保持不變，求COHb濃度最終將達(dá)到飽和水平的百分率。

解：由《大氣污染控制工程》P14（1－1），取M=210

COHbO2Hb?Mp?pO2?210?2.2?1019.5?10?4?2?0.2369，

COHb飽和度?CO?COHbCOHb?O2Hb?COHb/O2Hb1?COHb/O2Hb?0.23691?0.2369?19.15%

2

1.6設(shè)人體內(nèi)有4800mL血液，每100mL血液中含20mL氧。從事重體力勞動(dòng)的人的呼吸量為4.2L/min，受污染空氣中所含CO的濃度為10。假使血液中CO水平最初為：1）0%；2）2%，計(jì)算血液達(dá)到7%的CO飽和度需要多少分鐘。設(shè)吸入肺中的CO全被血液吸收。解：含氧總量為

－4

4800?20230?960mL。不同CO百分含量對(duì)應(yīng)CO的量為：

96093%?7%?72.26mL?172.0min；?125.4min

2%：

96098%?2%?19.59mL，7%：

1）最初CO水平為0%時(shí)t?2）最初CO水平為2%時(shí)t?3

72.264.2?10?1072.26?19.594.2?10?4?43?101.7粉塵密度1400kg/m，平均粒徑1.4?m，在大氣中的濃度為0.2mg/m3，對(duì)光的折射率為2.2，計(jì)算大

氣的最大能見度。

解：由《大氣污染控制工程》P18（1－2），最大能見度為

3Lv?

2.6?pdpK??2.6?1400?1.42.2?0.2?11581.8m。

3

其次章燃燒與大氣污染

2.1已知重油元素分析結(jié)果如下：C：85.5%H：11.3%O：2.0%N：0.2%S：1.0%，試計(jì)算：1）燃油1kg所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量；

2）干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度；

3）當(dāng)空氣的過剩量為10%時(shí)，所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。解：1kg燃油含：

重量（g）摩爾數(shù)（g）需氧數(shù)（g）

C855H

71.2571.25

113－2.555.2527.625

S100.31250.3125H2O22.51.250N元素忽略。

1）理論需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg

設(shè)干空氣O2：N2體積比為1：3.78，則理論空氣量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。

煙氣組成為CO271.25mol，H2O55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=374.93mol。理論煙氣量71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99×22.4/1000=11.27m3N/kg重油。2）干煙氣量為502.99－56.50=446.49mol/kg重油。SO2百分比濃度為

0.3125446.49?100%?0.07%，

71.25446.49?100%?15.96%。

空氣燃燒時(shí)CO2存在最大濃度

3）過?？諝鉃?0%時(shí)，所需空氣量為1.1×10.62=11.68m3N/kg重油，產(chǎn)生煙氣量為11.267+0.1×10.62=12.33m3N/kg重油。

2.2普通煤的元素分析如下：C65.7%；灰分18.1%；S1.7%；H3.2%；水分9.0%；O2.3%。（含N量不計(jì)）1）計(jì)算燃煤1kg所需要的理論空氣量和SO2在煙氣中的濃度（以體積分?jǐn)?shù)計(jì)）；2）假定煙塵的排放因子為80%，計(jì)算煙氣中灰分的濃度（以mg/m3表示）；

3）假定用硫化床燃燒技術(shù)加石灰石脫硫。石灰石中含Ca35%。當(dāng)Ca/S為1.7（摩爾比）時(shí)，計(jì)算燃煤1t需加石灰石的量。

解：相對(duì)于碳元素作如下計(jì)算：

%（質(zhì)量）mol/100g煤mol/mol碳

C65.7

5.4751

H3.23.20.584S1.70.0530.010O2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol碳水分9.01.644g/mol碳故煤的組成為CH0.584S0.010O0.013，燃料的摩爾質(zhì)量（包括灰分和水分）為

1005.475?18.26g/molC。燃燒方程式為

CH0.584S0.010O0.013?n(O2?3.78N2)?CO2?0.292H2O?0.010SO2?3.78nN2

n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495

4

1）理論空氣量

1.1495?(1?3.78)18.26?1000?22.4?10?3m/kg?6.74m/kg；

33SO2在濕煙氣中的濃度為

0.0101?0.292?0.010?3.78?1.1495?10001001.64418?100%?0.174%

2）產(chǎn)生灰分的量為18.1??80%?144.8g/kg

煙氣量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10－3=6.826m3/kg灰分濃度為

144.86.826?10mg/m3=2.12×104mg/m3

31000?1.7%3）需石灰石

32.00?1.7?40?103.21kg/t煤

35%2.3煤的元素分析結(jié)果如下S0.6%；H3.7%；C79.5%；N0.9%；O4.7%；灰分10.6%。在空氣過剩20%條件下完全燃燒。計(jì)算煙氣中SO2的濃度。解：按燃燒1kg煤計(jì)算

重量（g）摩爾數(shù)（mol）需氧數(shù)（mol）C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875H2O52.8752.940設(shè)干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，

所需理論空氣量為4.78×（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg煤。理論煙氣量CO266.25mol，SO20.1875mol，H2O15.5625+2.94=18.50molN2

3.78?354.764.78?280.54mol

總計(jì)66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤

實(shí)際煙氣量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤，SO2濃度為

0.1875436.43?100%?0.043%。

2.4某鍋爐燃用煤氣的成分如下：H2S0.2%；CO25%；O20.2%；CO28.5%；H213.0%；CH40.7%；N252.4%；空氣含濕量為12g/m3N，??1.2，試求實(shí)際需要的空氣量和燃燒時(shí)產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量。解：取1mol煤氣計(jì)算

H2S0.002mol耗氧量0.003molCO20.05mol0CO0.285mol0.143molH2（0.13-0.004）mol0.063molCH40.007mol0.014mol

共需O20.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。設(shè)干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則理論干空氣量為