大气污染控制工程参考答案

《大气污染控制工程》习题参考答案

第一章 概 论

解：

按1mol干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故nN2=，nO2=，nAr=，nCO2=。质量百分数为

%51.75%100197.2801.28781.0%2N，%08.23%100197.2800.32209.0%2O；

%29.1%100197.2894.3900934.0%Ar，%05.0%100197.2801.4400033.0%2CO。

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：

SO2：m3，NO2：m3，CO：m3。按标准状态下1m3干空气计算，其摩尔数为mol643.444.221013。故三种污染物体积百分数分别为：

SO2：ppm052.0643.44641015.03，NO2：ppm058.0643.44461012.03

CO：ppm20.3643.44281000.43。

解：

1）（g/m3N）334/031.1104.221541050.1Nmg

c（mol/m3N）3334/1070.6104.221050.1Nmmol。

2）每天流经管道的CCl4质量为×10×3600×24×10－3kg=891kg

解：

每小时沉积量200×（500×15×60×10－6）×g=g

解：

由《大气污染控制工程》P14 （1－1），取M=210

2369.0105.19102.22102422OppMHbOCOHb，

COHb饱和度%15.192369.012369.0/1/222HbOCOHbHbOCOHbHbOCOHbCOHbCO

解：

含氧总量为mL960100204800。不同CO百分含量对应CO的量为：

2%：mL59.19%2%98960，7%：mL26.72%7%93960 1）最初CO水平为0%时 min0.17210102.426.7234t；

2）最初CO水平为2%时 min4.12510102.459.1926.7234t。

解：

由《大气污染控制工程》P18 （1－2），最大能见度为

mKdLppv8.115812.02.24.114006.26.2。

第二章 燃烧与大气污染

解：

1kg燃油含：

重量（g） 摩尔数（g） 需氧数（g）

C 855

H 113－

S 10

H2O 0

N元素忽略。

1）理论需氧量 ++=kg

设干空气O2：N2体积比为1：，则理论空气量×=kg重油。

即×1000=kg重油。

烟气组成为，H2O +=，，×=。

理论烟气量 +++=kg重油。即×1000= m3N/kg重油。

2）干烟气量为－=kg重油。

SO2百分比浓度为%07.0%10049.4463125.0，

空气燃烧时CO2存在最大浓度%96.15%10049.44625.71。

3）过剩空气为10%时，所需空气量为×=kg重油，

产生烟气量为+×= m3N/kg重油。

解：

相对于碳元素作如下计算：

%（质量） mol/100g煤 mol/mol碳

C 1

H

S

O

灰分 mol碳

水分 mol碳

故煤的组成为，

燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为molCg/26.18475.5100。燃烧方程式为

222222013.0010.0584.078.3010.0292.0)78.3(nNSOOHCONOnOSCH

n=1+4+－2= 1）理论空气量kgmkgm/74.6/104.22100026.18)78.31(1495.1333；

SO2在湿烟气中的浓度为%174.0%10018644.11495.178.3010.0292.01010.0

2）产生灰分的量为kgg/8.144%8010010001.18

烟气量（1+++×+18）×1000/××10－3=kg

灰分浓度为310826.68.144mg/m3=×104mg/m3

3）需石灰石kg21.103%35407.100.32%7.11000/t煤

解：

按燃烧1kg煤计算

重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol）

C 795

H

S 6

H2O 0

设干空气中N2：O2体积比为：1，

所需理论空气量为×（++）=kg煤。

理论烟气量CO2 ，SO2 ，H2O +=

N2mol54.28078.476.35478.3

总计+`++=kg煤

实际烟气量+×=kg煤，SO2浓度为%043.0%10043.4361875.0。

解：

取1mol煤气计算

H2S 耗氧量

CO2 0

CO

H2 （）mol

CH4

共需O2 +++=。设干空气中N2：O2体积比为：1，则理论干空气量为×（+1）=。取2.1，则实际干空气 ×=。

空气含湿量为12g/m3N，即含 m3N， m3N。故H2O体积分数为%。故实际空气量为mol298.1%493.11279.1。

烟气量SO2：，CO2：++=，N2：×+=，+++×%+=

故实际烟气量 ++++×=

解：

1）N2%=1－11%－8%－2%－%=%

由《大气污染控制工程》P46 （2－11）

空气过剩%5.50%100)25.08(99.78264.025.08 2）在测定状态下，气体的摩尔体积为

molLPTTVPV/46.39322.1337002734434.22101325221112；

取1m3烟气进行计算，则SO2120×10－6m3，排放浓度为

63312010(18%)640.179/39.4610gm。

3）322.45663.37(18%)2957/min39.46Nm。

4）3/85.5222.439.460.03Nmg。

解：

按1kg煤进行计算

重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol）

C 758

H

S 16

H2O 0

需氧++=

设干空气中N2：O2体积比为：1，则干空气量为××=，

含水×=。

烟气中：CO2 ；SO2 ；H2O ++=；

N2：×=；过剩干空气××=。

实际烟气量为++++=

其中CO2 %25.14%10038.44317.63；SO2 %11.0%10038.4435.0；

H2O %74.6%10038.44391.29； N2 %55.75%10038.44361.7079.019.279。

O2 %33.3%10038.443209.061.70。

解：

SO2含量为%，估计约1/60的SO2转化为SO3，则SO3含量

51083.1601%11.0，即PH2SO4=×10－5，lg PH2SO4=。

查图2－7得煤烟气酸露点约为134摄氏度。

解：

以1kg油燃烧计算，

C 860g ；

H 140g 70mol，耗氧35mol。

设生成CO x mol，耗氧 mol，则生成CO2 （－x）mol，耗氧（－x）mol。

烟气中O2量610600%5.1x。

总氧量 xxxx5.2467.10635)67.71(5.010600%5.16，干空气中N2：O2体积比为：1，则含N2 ×（+）。根据干烟气量可列出如下方程： 6610600)5.2467.106(78.367.7110600%5.1xxx，解得x=

故CO2%：%99.13%10010600306.0306.067.716；

N2%：%62.84%10010600306.0)67.106306.05.24(78.36

由《大气污染控制工程》P46 （2－11）

空气过剩系数07.1)06.05.05.1(62.84264.006.05.05.11

第三章 大气污染气象学

解：

由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：

dPgdZ （1）

将空气视为理想气体，即有

mPVRTM 可写为 mPMVRT （2）

将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：

dPgMdZPRT

假定在一定范围内温度T的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得：

lngMPZCRT 即 2211ln()PgMZZPRT（3）

假设山脚下的气温为10。C，带入（3）式得：

5009.80.029ln10008.314283Z

得5.7Zkm

即登山运动员从山脚向上爬了约。

解：

dmKzT100/35.25.1102988.297105.1，不稳定

dmKzT100/5.110308.2975.2973010，不稳定

dmKzT100/0.130505.2973.2975030，不稳定

dmKzT100/75.15.1302985.297305.1，不稳定

dmKzT100/44.15.1502983.297505.1，不稳定。