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大气污染控制工程习题答案

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1.1根据我国《环境空气质量标准》（GB3095-2012）的二级标准，求出PM2.5、SO2、NO2三种污染物日平均浓度限值的体积分数。

解：查表得三种污染物二级标准（日平均浓度限值）分别为SO2 150μg/m3、NO2 80μg/m3和PM2.5 75μg/m3。

以SO2为例，求体积分数即求ppm

𝐶𝑝𝑝𝑚=𝐶𝑚𝑎𝑠𝑠1000 𝑀𝑊×22.4

其中 Cmass的单位为μg/m3。

所以SO2 Cppm=150*22.4/(1000*64)=0.0525ppm=0.0525*10-6=0.0525*10-4%

同理可得 NO2 0.039*10-4%

PM2.5属于颗粒物，假设标况下空气密度1.29kg/m3，所以其质量分数为75*10-6/1.29*103=5.814*10-6%，质量分数与体积分数一样，其体积分数0.05814*10-4%

1.2含CCl4废气，气流量为10 Nm3/s，CCl4体积分数为150ppm，请估算废气中CCl4的质量浓度（g/Nm3）和摩尔浓度（mol/Nm3）。

解：CCl4平均分子量154g/mol 体积分数1.50*10-4=1.50*102ppm

ρ=Cmass=1.50*102*1000*154/22.4=1.03g/Nm3

C=1.03g/Nm3/154g/mol=6.69*10-3mol/Nm3

1.3成人每次吸入的空气量平均为0.5L，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为100μg/m3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。

解：成人每次吸入空气量为0.5L=5*10-4m3 每小时吸入空气量5.0*10-4*15*60=0.45m3/h

每小时吸入颗粒物量0.45*100=45μg/h。所以沉积在肺泡上颗粒物量为45*0.12=5.4μg/h

1.4设人体内有4800mL血液，每100mL血液中含20mL氧。重体力劳动者的呼吸量为4.2L/min，受污染空气中所含CO浓度为100ppm。血液中CO最初浓度为0%，计算血液达到7%的CO饱和度需要多少分钟。设吸入肺中的CO全被血液吸收。

解：人体血液中含氧总量为4800*20/100=960mL

当血液中含CO 7%时对应CO的量为960*0.07/（1-0.07）=72.26mL

所以所需的时间为t=（72.26-0）/(4.2*10-4*1000)=172min

1.5地球上海洋的平均深度为3.8km，海洋表层1km范围内平均温度约为4℃，这层海水的热膨胀系数为0.00012/℃。请估算，当表层1km范围内的海水温度升高1℃时海平面将上升多少？

解： 设温度升高前海平面高度为h1，升高后海平面高度为h2，则h2=h1（1+α∆t） 因此∆h= h2-h1=h1α∆t=1000*0.00012*1=0.12m

1.6酸雨治理的方法之一是向湖泊投加石灰石，假如某湖泊面积为10km2，每年降水量为1m（1m3/m2面积），为将pH值为4.5的酸沉降转变成与之当量的pH值为6.5的沉降，需向湖泊投加多少石灰石（CaCO3）？

解：CaCO3+2H+→H2O+CO2+Ca2+

H+消耗量计算 从pH4.5升高至6.5

（10-4.5-10-6.5）*10*（103）2*103=3.13*105mol

所以投加石灰石为

3.13*105*100/2=15.65t

1.7假设一烟气流量是80m3/min（温度25℃，1atm），其中含有75%N2、5%O2、8%H2O和12%CO2。1）计算烟气的平均分子量；2）若该烟气含有650ppmSO2，计算每天SO2的排放速率。

解：1）MW烟气=0.75（28）+0.05（32）+0.08（18）+0.12（44）=29.32g/mol

2）650ppm即650*10-6（体积分数）

所以1m3烟气中含有SO26.5*10-4m3

标况下0℃和1atm， 1mol气体的体积是22.4L 25℃和1atm， 1mol气体的体积是24.45L

所以1m3烟气中SO2的mol数为6.5*10-4*103/24.45=0.027mol

所以SO2排放速率为64*0.027*80*60*24=199.065kg/d

1.8烟气的组成如下（150℃，1atm）：N271%，CO211%，H2O10%和O28%。若该排放的烟气中含有HCl 35ppm。试问该烟气是否满足25ppm的排放标准（干基，含O27%）。

解： 设烟气体积为1L 则干烟气体积为1*（1-10%）=0.9L

将干烟气体积转化为排放标准的状态下体积

0.9/V=273/423 V=1.39L

1L中HCl为35ppm， 则1.39L中HCl为25.18ppm

将其转化为含氧7%时的浓度

𝜌基=21−𝑂基21−𝑂实×𝜌实

所以25.18*（21-7）/(21-8)=27.16ppm

不满足排放标准

第二章 大气污染控制工程设计

2.1一股废气含90%空气和10%氨气（体积分数），废气流量为2520m3/h，温度为49℃、气压1.05atm，采用填料塔水喷淋吸收处理，水喷淋量为4.5m3/h，处理后排气温度24℃、气压1.02atm，氨气体积分数0.3%（干基），估算填料塔排气口氨气的排放速率。

解：处理气体量为2520m3/h，其中Q空气=2520*0.9=2268m3/h Q氨气=2520*0.1=252m3/h

处理前后 P前=1.05*1.01*105Pa P后=1.02*1.01*105Pa T前=322K T后=297K

假设空气不溶于吸收液，根据理想气体状态方程 PV=nRT 得

1.05*2268/(1.02Q’)=322/297 Q’=2153m3/h

因此从填料塔出口处氨气体积为Q’氨气=2153*0.003=6.459m3/h

现计算氨气质量流量 根据理想气体状态方程

1.02*1.01*105*6.459=n*8.314*297 n=269.47mol/h

所以每天NH3的排放速率为269.47*17*24=109.94kg/d

2.2某化工车间产生的高浓度工艺废气量13400m3/h，温度121℃、气压1.0atm，采用燃烧法处理，燃料气质量流量34kg/h，燃烧温度650℃，采用热交换器回收燃料烟气热量，热回收后烟气温度降为260℃，每回收10000kJ热量收益为0.46元，估算每天收益。工艺废气和烟道气的物理性质请查阅相关资料。（参考工业炉设计手册第二版烟气比热容）

解：假设工艺废气的摩尔质量29g/mol

则在121℃、1atm下密度为PM/RT=1.01*105*29/8.314(273+121)=894.155g/m3

所以工艺废气的质量流量为894.155*13400=11981677g/h

查表得650℃ 废气的比热容=1.502kJ/(kg K)，260℃ 废气的比热容=1.455J/(kg K)

所以平均比热容为1.4785 kJ/(kg K)

所以总的废气质量流量为11981677+34000=12015677g/h

所以燃烧后降温释放的热量为12015677*10-3*1.4785*（650-260）=6928419.59kJ/h

所以每天的收益为6928419.59*24/10000*0.46≈7648.98元/天

2.3某锅炉燃用煤气的成分如下：CO 28.5%，H213.0%，CH40.7%，CO25%，H2S0.2%，O20.2%，N252.4%，空气含湿量为12g/Nm3，α=1.2，试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。

解：取1mol煤气计算

Mol 需氧量/mol 烟气量/Lmol

H2S 2 4 6 CO2 50 0 50

O2 2 -2 0

CO 285 142.5 285

H2 130 65 130

CH4 7 14 21

N2 524 0 524

共需O2 223.5mol/kmol煤气=223.5L/(m3煤气)。

设干空气中N2：O2体积比为3.76：1，则理论干空气量为223.5×（3.76+1）=1063.86mol。取 1.2，则实际干空气

1.2×1063.86mol=1.276mol。

空气含湿量为12g/ Nm3，即含H2O0.67mol/ Nm3，14.94L/ Nm3。故H2O体积分数为1.494%。故实际空气量为1.276/(1-0.01494)= 1.295L/m3。

烟气量6+40+285+130+21+524+223.5*3.76=1856.4L/m3

故实际烟气量 1856.4+（1296.1-1063.86）=2.125mol

2.4干烟道气的组成为：CO211%（体积），O28%，CO2%，SO2120×10－6（体积分数），颗粒物30.0g/m3（在测定状态下），烟道气流流量在700mmHg和443K条件下为5663.37m3/min，水分含量8%（体积）。

试计算：1）过量空气百分比；2）SO2的排放浓度（μg/m3）；3）在标准状态下（1atm和273K），干烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。

解：烟气中N2的体积分数为1-0.11-0.08-0.02-0.00012=0.7899

1）

1+α=0.264𝜑（𝑁2）0.264𝜑(𝑁2)−[𝜑(𝑂2)−0.5𝜑（𝐶𝑂）]=0.264∗0.78990.264∗0.7899−[0.08−0.5∗0.02]=1.505

所以过剩空气百分比为50.5%。

2）在题目所给的条件下，气体摩尔体积为

V2=𝑃1𝑉1𝑇1×𝑇2𝑃2=101325∗22.4∗443/(273∗101325∗700/760)=39.46𝐿/𝑚𝑜𝑙

取1m3干烟气进行计算，则SO2为120*10-6m3，相应的摩尔数为

120*10-6*103L/39.46L/mol=3.041*10-3mol

所以SO2浓度为3.041*10-3*64/(1/0.92)=0.179g/m3

3)标况下气体摩尔体积为22.4L 所以对应的干烟道体积流量为5663.37*22.4/39.46*0.92=2957.7m3/min

4）由PV=m/MRT得ρ=PM/RT得浓度比等于摩尔体积的倒数之比

因此标况下颗粒物浓度为30.0*39.46/22.4=52.85g/Nm3

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大气污染控制工程 期末习题

大气污染控制工程 期末习题

1、大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类： 和 。

2、按人们的社会活动功能不同，大气人为污染源主要有三方面： 、 、 。

6、燃料完全燃烧所必需的条件有 、 、 、 。通常把 、 和 称为燃烧过程的“三T”

7、空燃比定义为 ，它可以由燃烧方程式直接求得。

14、评价净化装置性能的技术指标主要有 、 、 等三项。

17、机械式除尘器通常指利用 (重力、惯性力和离心力等)的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括 、 和 等。

18、在旋风除尘器内，气流的运动非常复杂，为研究方便，通常将气体在除尘器内的运动分解为三个速度分量，即 、 、 速度。 速度是决定气流速度大小的主要速度分量。外涡旋的切向速度 于旋转半径，内涡旋的切向速度 于旋转半径，在 处气流切向速度最大。

19、在旋风除尘器内，粒子的沉降主要取决于离心力Fc和向心运动气流作用于尘粒上的阻力FD。在内、外涡旋界面上：如果 ，粒子在离心力推动下移向外壁而被捕集；如果 ，粒子在向心气流的带动下进入内涡旋，最后由排出管排出；如果 ，粒子在交界面上不停地旋转。

21、燃烧过程中形成的NOx分为两类，一类是由燃料中固定氮生成的NOx，称为 型NOx，另一类是由大气中氮生成，称为 型NOx。在NOx形成过程中，低温有利于 的生成，高温有利于 的生成。

大气污染控制工程试题及答案

大气污染控制工程试题及答案

填空

1、气溶胶态污染物： 粉尘 、 烟 、 飞灰 、 黑烟 、 雾 P4

2、气态污染物总体上可分为 含硫化合物 、 含氮化合物 、 碳氧化物 、 有机化合物 、 卤素化合物 五大类。 P5

3、大气污染源按来源可以分为 自然污染物 和 人为污染物 两种。

其中人为污染源按污染源的空间分布可分为 点源 、 面源 ，按照人们的社会活动功能不同， 分为生活污染源 、

工业污染源 和 交通运输污染源 三类。

4、煤的工业分析包括测定煤中 水分 、 灰分 、 挥发分 、 固定碳 、估测硫含量 和 热值 。P30

5、逆温有辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、湍流逆温、锋面逆温五种。(P74)

6、吸附再生方法有 加热解吸再生 、 降压或真空解吸再生 、 溶剂萃取再生 、 置换再生 、 化学转化再生 。（267页）

7、常用的除尘器可分为 机械除尘器 、 电除尘器 、 带式除尘器 、 湿式除尘器P161

8、煤中含有 黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（MeSO4）、有机硫（CxHySz）和元素硫四种形态的硫。P31

9、地方性风场有 海陆风 、 山谷风 、 城市热岛环流 三种

10、烟囱有效高度为 烟囱几何高度HS 与 烟气抬升高度△H 之和。

11、大气稳定度分类：不稳定、稳定、中性 三种（书上）

在我国分为 极不稳定 、较不稳定 、弱不稳定 、中性 、较稳定 、稳定 六种（老师课堂讲的）P73

12、净化装置技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等。P141

13、粉尘物理性指标：粉尘的密度、安息角与滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性与导电性、粘附性及自然性和爆炸性。(P132)

14、影响旋风除尘器效率的因素有 二次效应 、 比例尺寸 、 烟尘的物理性质 、 操作变量 。P171

15、在除尘电晕电场中存在 电场荷电（碰撞荷电） 、 扩散荷电 两种粒子荷电机理。

三、简答

1、 控制大气污染的技术措施（P20）

大气污染控制工程王家德课后答案

大气污染控制工程王家德课后答案

大气污染控制工程王家德课后答案

1.1干结空气中N、O、Ar和CO:气体所占的质量百分数是多少?

解:按1mo1干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故nwz=0.781mo1，n:=0.209mo1，n.=0.00934mo1，ncge=0.00033mol。质量百分数为

N%=o.781×28.0x100%=75.51%，O,%=

0.209×32.0o-100%=23.08%o;

28.97×1

28.97×1

0.00934×39.94

o.00033×44.01

Ar%o=o2.×100%e=1.29%.CO%=

.UUU-2×44.×100%=0.05%。

28.97×1

28.97×1

1.2根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出S0,、NO、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:

502:0.15mg/ma，N02:0.12mg/m'，CO:4.00mg/m'。按标准状态下1m'干空气计算，其摩尔数为

1×10=44.643 mol。故三种污染物体积百分数分别为:

22.4

0.15×10-3

0.12×10-3

5O::4=0.052 ppm，MO:A42=0.058 ppm

64×44.643

M46×44.643

4.00×10-3

co:-Ao=3.20 ppm。

28×44.643

1.3 CC1气体与空气混合成体积分数为_1.50×10“‘的混合气体，在管道中流动的流量为10m's./s，试确定:;1)CCl,在混合气体中的质量浓度(g/ms）和摩尔浓度c(mol/m s):2）每天流经管道的CC1,质量是多少千克?

解:1)p(g/ms）=I.o>1.-1=1.031 g i mN

22.4×10-3

1.50×10-

c(mol/ms)

22.4×10-3=6.70×10—'mol!m?.

大气污染控制工程课后完整答案

大气污染控制工程课后完整答案

大气污染控制工程 作业集

第一章

干洁空气的平均分子量为28.966，在标准状态下（273.15K，101325Pa）密度为1.2933/kgm。

1、血红蛋白暴露于CO和2O两种气体混合物中所产生的COHb和2OHb的平衡浓度可用如下方程表示：22coopCOHbMOHbp

式中：cop、2op——吸入气体中CO和2O的分压；

M——常数，在人的血液范围中为200~250。

例：受污染的空气中CO浓度为610010，如果吸入人体肺中的CO全部被血液吸收，试估算人体血液中COHb的饱和浓度。

解：设人体肺部气体中氧的含量与环境空气中氧含量相同，即为21%，取M=210，则有22coopCOHbMOHbp62210100100.12110

即血液中CO与2O之比为1:10，则血液中CO的饱和度为：222/0.10.0919.1%1/10.1COCOHbOHbCOHbCOHbOHbCOHbOHb

这一值略为偏低，是因为吸入空气中的氧被停留在肺中的气体所稀释的缘故。

2、假设光衰减只是由于微粒散射造成的，微粒为尺寸相同的球体，且分布均匀，则能见度可按如下近似方程估算：2.6()ppdLmK

式中：——视线方向上的颗粒浓度，3/mgm；

p——颗粒的密度，3/kgm；

pd——颗粒直径，m；

K——散射率，即受颗粒作用的波阵面积与颗粒面积之比。

根据范德赫尔斯提出的数据，不吸收光的球体散射率K值一般在1.7~2.5左右变化。

实测数据表明，在空气相对湿度超过70%时，按上式计算可能产生较大误差。因为天然的气溶胶微粒及很多大气污染物都是吸湿的，在相对湿度70%~80%的范围内开始潮解或发生吸湿反应，从而使颗粒粒径增大。

例：大气中悬浮颗粒物的平均粒径为1.0m，密度为25003/kgm，如果散射率K=2，能见度为8000m时颗粒物的浓度是多少？

解：2.6ppdKL32.625001.00.406/28000mgm