大氣污染控制工程課后計算題答案

大氣污染控制工程課后計算題答案大氣污染控制工程課后計算題答案/NUMPAGES18大氣污染控制工程課后計算題答案大氣污染控制工程課后計算題答案第一章概論習(xí)題P181.5廢氣流量為1000m3N/s，SO2的體積分數(shù)為1.6×10-4，試確定：①SO2在混合氣體中的質(zhì)量濃度；②每天的SO解：①SO2的濃度=1.6×102×64/22.4=457mg/m3②457mg/m3×1000m3N/s×3600×24=39484.81.6成人每次吸入的空氣量約為500cm3，假定每分鐘呼吸15次，空氣中顆粒物的濃度為200ug/m3，試計算每小時沉積于肺泡內(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：500cm3×15×60=450000cm3=0.45m3×200ug/m3×0.12=10.81.7根據(jù)我國的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》的二級標準，求出SO2、NO2、CO三種污染物的日均濃度限值的體積分數(shù)。解：SO2、NO2、CO《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》的日均濃度二級標準分別為0.15、0.12、4.0mg/m30.15mg/m3=0.15×22.4/64=0.0525ppm=5.25×10-80.12mg/m3=0.12×22.4/46=0.0584ppm=5.84×10-84.0mg/m3=4.0×22.4/28=3.20ppm=3.2×10-61.8在某市中心區(qū)的道路兩側(cè)監(jiān)測點測定的大氣污染物濃度分別為：CO5.2×10-6（1小時值的日平均值）NO20.03×10-6（1小時值的日平均值）SO22.3×10-6（1小時值的日平均值）TSP0.15mg/m3（1小時值的日平均值）PM100.035mg/m3（1小時值的日平均值）O30.03×10-6（1小時值的日平均值）試問哪些大氣污染物超過我國頒布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-96）中規(guī)定的二級標準。解：指標1小時平均值換算mg/m3標準mg/m3是否達標CO5.2×10-66.510.0達標NO20.03×10-60.0620.24達標SO22.3×10-66.570.50未達標TSP0.15mg/m30.150.3*3=0.9達標PM100.035mg/m30.0350.15*3=0.45達標O30.03×10-60.0640.20達標第二章燃燒與大氣污染習(xí)題P482.1已知重油元素質(zhì)量分數(shù)分析結(jié)果為：C：82.3%，H：10.3%，O：2.2%，N：0.4%，S：4.8%，試計算：①燃燒1kg所需的理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量；②干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度（以體積分數(shù)計）；③當空氣的過剩量為10%時，所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。解：①理論空氣量可由式（2-2）得到：Va0=8.881ωc,y+3.329ωs,y+26.457ωH,y-3.333ωo,y=（8.881×82.3%+3.329×4.8%+26.457×10.3%-3.333×2.2%）m3N/(kg燃料)=10.121m3理論煙氣量可由式（2-7）得到：Vf0=1.866ωc,y+11.111ωH,y+0.699ωs,y+0.79Va0+0.799ωN,y=（1.866×0.823+11.111×0.103+0.699×0.048+0.79×10.121+0.799×0.004）m3N/(kg燃料)=10.713m3NVdf0=10.713－11.111×0.103=9.569m3N②干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度：φSO2=(0.699×0.048/9.569)×100%=0.36%重油中碳與理論空氣中的氧完全燃燒時，則煙氣中的CO2濃度最大，因此：φCO2，max=(1.866×0.823/9.569)×100%=16.1%③10%過剩空氣下燃燒：α=1.1Va=1.1×10.121m3N/(kg燃料)=11.133m3Vf=（10.713+1.0161×0.1×10.121）=11.741m3N2.2普通煤的各成分質(zhì)量分數(shù)分析為：C：65.7%，灰分：18.1%，S：1.7%，H：3.2%，水分：9.0%，O：2.3%，含N量不計。計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和SO2在煙氣中的濃度（以體積分數(shù)計）。解：①理論空氣量由式（2-2）得到：Va0=8.881ωc,y+3.329ωs,y+26.457ωH,y－3.333ωo,y=（8.881×0.657+3.329×0.017+26.457×0.032－3.333×0.023）m3N/(kg燃料)=6.662m3N②SO2在煙氣中的濃度：（忽略空氣中的濕含量）(含N量不計)理論濕煙氣量為：Vf0=1.866ωc,y+11.111ωH,y+1.24（Va0ρa+ωH,y）+0.699ωs,y+0.79Va0+0.799ωN,y=1.866×0.657+11.111×0.032+1.24×0.09+0.699×0.017+0.79×6.662=6.696m3NmSO2=1×1.7%×2=0.034kgV煙氣=6.696m3N/(kg燃料)×1kg=SO2在煙氣中的濃度（以體積分數(shù)計）=0.699×0.0174/6.696=0.00182=0.182%SO2在煙氣中的濃度（不以體積分數(shù)計）C=mSO2/V煙氣=0.034/6.696=0.00508kg/m3=5080mg/m3大氣污染控制的基礎(chǔ)知識習(xí)題P783.3某煙氣脫硫系統(tǒng)的煙氣處理量為100000m3N/h，煙氣中含SO2為4500mg/m3N。新鮮石灰中CaO含量為96%，系統(tǒng)在鈣硫比為1.2的情況下，欲使尾氣中SO2下降到650mg/m3N解：在系統(tǒng)中，SO2與CaO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：SO2+CaO+1/2O2=CaSO4561.2xG石灰·0.96設(shè)需要石灰為G石灰（kg/h），對SO2作物料衡算：進入系統(tǒng)的SO2流率：4500mg/m3N×10-3×100000m3N/h=450kg流出系統(tǒng)的SO2流率：650mg/m3N×10-3×100000m3N/h=65kg系統(tǒng)中無SO2生成系統(tǒng)中SO2的消耗等于SO2與CaO的反應(yīng)量。按鈣硫比為1.2計算，SO2的消耗量為：64×0.96×G石灰(1.2×56)kg/h穩(wěn)態(tài)過程，GA=0，則按式（3-8）可得：[450－64×0.96×G石灰(1.2×56)]kg/h=65kg/hG石灰=421.1kg3.9將兩臺除塵裝置串聯(lián)在一起凈化煙氣中的粉塵，其第一級除塵效率為η=91.9%，第二級除塵效率為η=82%，問改兩級串聯(lián)除塵系統(tǒng)的總除塵效率為多少？解：根據(jù)（3-63）可得：ηT=[1－(1－η1)(1－η2)]=[1－(1－91.9%)(1－82%)]=98.542%第四章顆粒物污染物的去除習(xí)題P1284.15除塵器系統(tǒng)的處理煙氣量為10000m3/h，初始含塵濃度為6g/m3①過濾速度；②粉塵負荷；③除塵器的壓力損失；④最大清灰周期；⑤濾袋面積；⑥濾袋尺寸（長度和直徑）和濾袋條數(shù)。解：本題為簡單的設(shè)計題，部分參數(shù)需要自己選定：由p122中，?、龠^濾速度為2m/min，由p119中，?、诜蹓m負荷為0.2kg/m2，粉塵層比電阻α=5×1010m/kg，清潔濾料的阻力系數(shù)為0.5×107m③除塵器的壓力損失△P=△Pc+△Pf=1200+（0.5×107+5×1010×0.2）×2.33·10-6×2/60=1200+782=1982pa④最大清灰周期按實際情況確定。⑤濾袋面積A=Q/u=10000m3/h/2m/min=⑥濾袋尺寸（長度和直徑）和濾袋條數(shù)。濾袋長度取4m，直徑取200mm，則每個濾袋的面積為：A=πdl＝π×4×濾袋條數(shù)n＝83.3/2.512＝33.16最后取n等于34個。第五章吸收法凈化氣態(tài)污染物習(xí)題P1625.1試求303k，氫氣的分壓為2×104Pa時氫氣在水中的溶解度。yizhi氫氣在水中的亨利系數(shù)EH2=7.39×107Pa。解：xA=PA/EA=2×104/7.39×107=2.71×10-4（摩爾分率）溶解度是指一定溫度下,100克溶劑中達到飽和時所能溶解的溶質(zhì)的克數(shù)。假設(shè)100克水中，則水的摩爾數(shù)為5.556mol，那么溶質(zhì)氫氣的摩爾數(shù)為0.0015mol，氫氣的溶解度為：0.0015mol×2g/mol=0.003g5.7已知某低濃度氣體溶質(zhì)被吸收時，平衡關(guān)系服從亨利定律，氣膜吸收系數(shù)kG=2.74×10-7kmol/（m2·s·kPa），液膜吸收系數(shù)kL=6.94×10-5m/s，亨利系數(shù)H=1.5kmol/（m3·kPa）。試求吸收總系數(shù)KG解：1/KG=1/kG+1/（kL·H）=3.66×106KG=2.73×10-7kmol/（m2·s·kPa）氣相傳質(zhì)阻力：1/kG=3.6×106液相傳質(zhì)阻力：1/（kL·H）=9.6×103液相傳質(zhì)阻力遠遠大于氣相傳質(zhì)阻力，該吸收過程為氣膜控制步驟。第六章吸附法凈化氣態(tài)污染物習(xí)題P1966.6在直徑為D=1.4m的立式吸附器中，裝有密度為ρ=220kg/m3的活性炭，炭層厚度z=1.0m，含苯廢氣以1.4m/min的速率通過活性炭層，廢氣含苯的初始濃度ρ0=39g/m3,設(shè)苯蒸氣被活性炭完全吸附，活性炭對苯的平均活性為7%，解吸后苯在活性炭中的殘余吸附量為0.8%，求：①每次間歇操作的時間；②每次吸附所能處理的廢氣量。解：①m=ρV=220kg/m3×π（1.4m/2）2×1.0m=338.492kgω2=7%ω1=0.8%ν=14m/min/60=0.233m/sA=π（1.4m/2）=1.5386m2ρ1=39g/m3ρ2所以τB=m(ω2－ω1)/[νA(ρ1－ρ2)]=338.492×(7%－0.8%)×1000/(0.233×1.5386×39)=1501s=25min②吸附苯的質(zhì)量：G=m(ω2－ω1)=338.492kg×(7%-0.8%)=21kg廢氣總量：V=25min×14m/min×π（1.4m/2）2=538.51m6.8某活性炭床被用來凈化含CCl4的廢氣，其操作條件是：廢氣流量為20m3/min,溫度為25℃，壓力為101.33kPa，CCl4的初始含量為900×10-6（體積分數(shù)），床深0.6m，空塔氣速為0.3m/s。假定活性炭的裝填密度為400kg/m3，操作條件下的吸附容量為飽和吸附容量的40%，實驗測得其飽和容量為0.523kg（CCl解：①A=Q/V=20m3/min/(60×0.3m/s)=設(shè)長寬比2x，則寬為x，2x2=1.11求得x=0.74m2x=1.48m②m活性炭=400kg/m3×0.6m×0.74m×1.48m=262.8kg③假設(shè)吸附床穿透的吸附容量等于操作條件下的吸附量，則0.523kg×40%=0.209kg（CCl4）/kg(活性炭)能夠吸附CCl4的量為：0.209kg（CCl4）/kg(活性炭)×262.8kg=54.93kgM(CCl4)=154C=900×10-6×154/（22.4×10-3）=6.2g/m3t=54.93kg×1000/(6.2g/m3×20m3第七章催化法凈化氣態(tài)污染物習(xí)題P2227.6用氨催化還原法治理硝酸車間排放含有NOx的尾氣。尾氣排放量為6500m3N/h，尾氣中含有NOx為0.28%，N2為95%，H2O為1.6%，使用催化劑為直徑5mm球形粒子，反應(yīng)器入口溫度為493K，空速為9000/h，反應(yīng)溫度為533K，空氣速度為解：①接觸時間=1/9000h=0.4s②VR=t×qv=6500/9000=0.72m③截面積：6500m3N/h÷1.52m/sD2=4A/π→D2π=4A孔隙率ε為0.92H=4VR/[(1-ε)π×D2]=（4×0.72）/（0.08×4×1.188）=7.58④公式見P214。第八章生物法凈化氣態(tài)污染物習(xí)題P2448.1生物法凈化氣態(tài)污染物的基本原理是什么？答：廢氣生物處理是利用微生物的生命過程把廢氣中的氣態(tài)污染物分解轉(zhuǎn)化成少害甚至無害的物質(zhì)。在適宜的環(huán)境條件下，微生物不斷吸收營養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式進行新陳代謝活動，把廢氣中的污染物轉(zhuǎn)化成為簡單的無機物CO2和水，以及細胞物質(zhì)。8.3溫度和pH對微生物生長的影響有哪些？答：溫度可以改變微生物的代謝速率，影響污染物的物理狀態(tài)，是的一部分污染物發(fā)生固-液-氣之間的轉(zhuǎn)換，從而影響生物凈化效果。每種微生物都有不同的pH要求，大多數(shù)微生物pH的適應(yīng)范圍為4-10，最佳pH為6.5-7.5，一些有機物的降解會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，應(yīng)采用添加石灰、大理石等來增加緩沖能力，調(diào)節(jié)pH。第十章大氣擴散與污染控制習(xí)題P30010.3電廠煙囪高度為40m，內(nèi)徑為0.6m，排煙速度21m/s，煙氣溫度420k，環(huán)境溫