(完整版)大气污染控制工程郝吉明第三版课后答案郝吉明
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年夜气污染控制工程课后谜底(第三版)主编:郝吉明马广年夜王书肖目录第一章概论第二章燃烧与年夜气污染第三章年夜气污染气象学第四章年夜气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础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挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章概论1.1 干结空气中N2、O2、Ar和CO2气体所占的质量百分数是几多?解:按1mol干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故nN2=0.781mol ,nO2=0.209mol ,nAr=0.00934mol ,nCO2=0.00033mol 。
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 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出SO2、NO2、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:SO2:0.15mg/m3,NO2:0.12mg/m3,CO :4.00mg/m3。
按标准状态下1m3干空气计算,其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数辨别为:SO2:ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-,NO2:ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO :ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50×10-4的混合气体,在管道中流动的流量为10m3N 、/s ,试确定:1)CCl4在混合气体中的质量浓度ρ(g/m3N )和摩尔浓度c (mol/m3N );2)每天流经管道的CCl4质量是几多千克?解:1)ρ(g/m3N )334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=--c (mol/m3N )3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
大气污染控制工程课后作业习题解答第一章 概 论1.1 解:按1mol 干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故n N2=0.781mol ,n O2=0.209mol ,n Ar =0.00934mol ,n CO2=0.00033mol 。
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 。
1.2 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:SO2:0.15mg/m 3,NO2:0.12mg/m 3,CO :4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算,其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为: SO 2:ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-,NO 2:ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO :ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 解: 1)ρ(g/m 3N )334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c (mol/m 3N )3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
2)每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10-3kg=891kg1.4 解:每小时沉积量200×(500×15×60×10-6)×0.12g μ=10.8g μ1.5 解:由《大气污染控制工程》P14 (1-1),取M=2102369.0105.19102.22102422=⨯⨯⨯==--∝O p p M Hb O COHb , COHb 饱和度%15.192369.012369.0/1/222=+=+=+=Hb O COHb Hb O COHb Hb O COHb COHb CO ρ1.6 解:含氧总量为mL 960100204800=⨯。
年夜气污染控制工程课后谜底(第三版)主编:郝吉明马广年夜王书肖目录第一章概论第二章燃烧与年夜气污染第三章年夜气污染气象学第四章年夜气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础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挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章概论1.1 干结空气中N2、O2、Ar和CO2气体所占的质量百分数是几多?解:按1mol干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故nN2=0.781mol ,nO2=0.209mol ,nAr=0.00934mol ,nCO2=0.00033mol 。
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 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出SO2、NO2、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:SO2:0.15mg/m3,NO2:0.12mg/m3,CO :4.00mg/m3。
按标准状态下1m3干空气计算,其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数辨别为:SO2:ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-,NO2:ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO :ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50×10-4的混合气体,在管道中流动的流量为10m3N 、/s ,试确定:1)CCl4在混合气体中的质量浓度ρ(g/m3N )和摩尔浓度c (mol/m3N );2)每天流经管道的CCl4质量是几多千克?解:1)ρ(g/m3N )334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c (mol/m3N )3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
大气污染控制工程课后答案(第三版)主编:郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染 第三章大气污染气象学 第四章大气扩散浓度估算模式 第五章颗粒污染物控制技术基础 第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础 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 第十章挥发性有机物污染控制 第十一章城市机动车污染控制第一章概论1.1干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少? 解:按1mol 干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故n N2=0.781mol ,n O2=0.209mol ,n Ar =0.00934mol ,n CO2=0.00033mol 。
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 。
1.2根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出SO 2、NO 2、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:SO2:0.15mg/m 3,NO2:0.12mg/m 3,CO :4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算,其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为:SO 2:ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-,NO 2:ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO :ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10-4的混合气体,在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ,试确定:1)CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ(g/m 3N )和摩尔浓度c (mol/m 3N );2)每天流经管道的CCl 4质量是多少千克?解:1)ρ(g/m 3N)334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c (mol/m 3N)3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
作业习题第二章燃烧与大气污染2.1已知重油元素分析结果如下:C :85.5%H :11.3%O :2.0%N :0.2%S :1.0%,试计算:1)燃油1kg 所需理论空气量和产生的理论烟气量;2)干烟气中SO 2的浓度和CO 2的最大浓度;3)当空气的过剩量为10%时,所需的空气量及产生的烟气量。
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 量不计)1)计算燃煤1kg 所需要的理论空气量和SO 2在烟气中的浓度(以体积分数计);2)假定烟尘的排放因子为80%,计算烟气中灰分的浓度(以mg/m 3表示);3)假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。
石灰石中含Ca35%。
当Ca/S 为1.7(摩尔比)时,计算燃煤1t 需加石灰石的量。
2.3煤的元素分析结果如下S0.6%;H3.7%;C79.5%;N0.9%;O4.7%;灰分10.6%。
在空气过剩20%条件下完全燃烧。
计算烟气中SO 2的浓度。
2.4某锅炉燃用煤气的成分如下:H 2S0.2%;CO 25%;O 20.2%;CO28.5%;H 213.0%;CH 40.7%;N 252.4%;空气含湿量为12g/m 3N ,,试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟2.1=α气量。
2.5干烟道气的组成为:CO 211%(体积),O 28%,CO2%,SO 2120×10-6(体积分数),颗粒物30.0g/m 3(在测定状态下),烟道气流流量在700mmHg 和443K 条件下为5663.37m 3/min ,水气含量8%(体积)。
试计算:1)过量空气百分比;2)SO 2的排放浓度();3)在标准状态下(1atm 和3/m g µ273K ),干烟道体积;4)在标准状态下颗粒物的浓度。
2.6煤炭的元素分析按重量百分比表示,结果如下:氢50%;碳75.8%;氮1.5%;硫1.6%;氧7.4%;灰8.7%,燃烧条件为空气过量20%,空气的湿度为0.0116molH 2O/mol 干空气,并假定完全燃烧,试计算烟气的组成。
大气污染控制工程课后答案(第三版)主编:郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础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挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少? 解:按1mol 干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故n N2=0.781mol ,n O2=0.209mol ,n Ar =0.00934mol ,n CO2=0.00033mol 。
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 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出SO 2、NO 2、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:SO2:0.15mg/m 3,NO2:0.12mg/m 3,CO :4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算,其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为:SO 2:ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-,NO 2:ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO :ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10-4的混合气体,在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ,试确定:1)CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ(g/m 3N )和摩尔浓度c (mol/m 3N );2)每天流经管道的CCl 4质量是多少千克?解:1)ρ(g/m 3N )334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c (mol/m 3N )3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
年夜气污染控制工程课后谜底(第三版)主编:郝吉明马广年夜王书肖目录第一章概论第二章燃烧与年夜气污染第三章年夜气污染气象学第四章年夜气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础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挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章概论1.1 干结空气中N2、O2、Ar和CO2气体所占的质量百分数是几多?解:按1mol 干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故nN2=0.781mol ,nO2=0.209mol ,nAr=0.00934mol ,nCO2=0.00033mol 。
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 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出SO2、NO2、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:SO2:0.15mg/m3,NO2:0.12mg/m3,CO :4.00mg/m3。
按标准状态下1m3干空气计算,其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数辨别为: SO2:ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-,NO2:ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO :ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50×10-4的混合气体,在管道中流动的流量为10m3N 、/s ,试确定:1)CCl4在混合气体中的质量浓度ρ(g/m3N )和摩尔浓度c (mol/m3N );2)每天流经管道的CCl4质量是几多千克?解:1)ρ(g/m3N )334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c (mol/m3N )3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
作业习题第四章大气扩散浓度估算模式4.1污染源的东侧为峭壁,其高度比污染源高得多。
设有效源高为H ,污染源到峭壁的距离为L ,峭壁对烟流扩散起全反射作用。
试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。
当吹北风时,这一模式又变成何种形式?4.2某发电厂烟囱高度120m ,内径5m ,排放速度13.5m/s ,烟气温度为418K 。
大气温度288K ,大气为中性层结,源高处的平均风速为4m/s 。
试用霍兰德、布里格斯(x<=10H s )、国家标准GB/T13201-91中的公式计算烟气抬升高度。
4.3某污染源排出SO 2量为80g/s ,有效源高为60m ,烟囱出口处平均风速为6m/s 。
在当时的气象条件下,正下风方向500m 处的,试求正下风方向500m 处m m z y 1.18,3.35==σσSO 2的地面浓度。
4.4在题4.3所给的条件下,当时的天气是阴天,试计算下风向x=500m 、y=50m 处SO 2的地面浓度和地面最大浓度。
4.5某一工业锅炉烟囱高30m ,直径0.6m ,烟气出口速度为20m/s ,烟气温度为405K ,大气温度为293K ,烟囱出口处风速4m/s ,SO 2排放量为10mg/s 。
试计算中性大气条件下SO 2的地面最大浓度和出现的位置。
4.6地面源正下风方向一点上,测得3分钟平均浓度为3.4×10-3g/m 3,试估计该点两小时的平均浓度是多少?假设大气稳定度为B 级。
4.7一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源,其长为150m ,据估计有机物的总排放量为90g/s 。
当时风速为3m/s ,风向垂直于该线源。
试确定线源中心的下风距离400m 处,风吹3到15分钟时有机物的浓度。
假设当时是晴朗的秋天下午4:00。
试问正对该线源的一个端点的下风浓度是多少?4.8某市在环境质量评价中,划分面源单元为1000m ×1000m ,其中一个单元的SO 2排放量为10g/s ,当时的风速为3m/s ,风向为南风。
课后习题答案第一章 概 论1.1 解:按1mol 干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故n N2=0.781mol ,n O2=0.209mol ,n Ar =0.00934mol ,n CO2=0.00033mol 。
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 。
1.2 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:SO2:0.15mg/m 3,NO2:0.12mg/m 3,CO :4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算,其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为: SO 2:ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-,NO 2:ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO :ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 解:1)ρ(g/m 3N )334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c (mol/m 3N )3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
2)每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10-3kg=891kg1.4 解:每小时沉积量200×(500×15×60×10-6)×0.12g μ=10.8g μ1.5 解:由《大气污染控制工程》P14 (1-1),取M=2102369.0105.19102.22102422=⨯⨯⨯==--∝O p p M Hb O COHb , COHb 饱和度%15.192369.012369.0/1/222=+=+=+=Hb O COHb Hb O COHb Hb O COHb COHb CO ρ1.6 解:含氧总量为mL 960100204800=⨯。
作业习题第十一章城市机动车污染控制11.1设某汽车行驶速度为80km/h时,4缸发动机的转速为2000r/min,已知该条件下汽车的油耗为8L/100km,请计算每次燃烧过程喷入发动机气缸的汽油量。
11.2在冬季CO超标地区,要求汽油中有一定的含氧量,假设全部添加MTBE(CH3OC4H9);要达到汽油中(C8H17)重量比2.7%的含氧要求,需要添加多少百分比的MTBE?假设两者密度均为0.75g/cm3;含氧汽油的理论空燃比是多少?11.3发动机燃烧过程如图11-29所示,请计算汽缸内燃烧前,燃烧刚开始时,以及燃烧全部完成后的气体温度。
已知:汽油发动机的压缩比为7,在理论空燃比下工作,转速为2000r/min,燃烧过程为上止点前后各15。
C区间。
11.4试解释污染物形成与空燃比关系图(图11-5)中NOx为何成圆拱状?11.51)用与11.3相似的方法估算发动机的排气温度(大约在上止点TDC之后90度);2)实际排气温度比上述计算值要低,在怠速情况下,虽然其空燃比与满负荷时基本相同,但排气温度却低很多,为什么?11.6由燃油蒸发控制装置控制的两个HC排放源是:1)燃油泵和化油器;2)化油器和空气滤清器;3)空气滤清器和燃油箱;4)燃油箱和化油器。
11.7在汽油喷射系统中,汽油喷进空气是在:1)各燃烧室;2)进气歧管;3)化油器;4)排气管。
11.8减少发动机燃烧室表面积可以:1)减少废气中HC含量;2)增加废气中HC含量;3)减少废气中NOx的含量;4)以上都不是。
Chapter111.Show the equation for the stoichiometric A/F of an HC in terms of the ratio y/x.Real gasolines always contain some O,N,and S,so this treatment,which assumes only C and H are present,is an approximation,generally a good one.Of the common components in gasoline,the lowest y/x ratio is1.0,for benz e ne,and the highest is2.5,for butane.(x/y=2.125)2.How much gasoline is inserted into the combustion chamber of an auto engine for eachcombustion?Assume 2000RPM,60mi/h,25mi/gal,4-cylinder engine.3.The charcoal canister in a typical auto contains 700to 800g of charcoal and can hold roughly 0.3g HC/g charcoal.(a)If a typical gasoline tank filling is 12gallons and the vapor in the tank before filling is in equilibrium with liquid gasoline at 1000F,how much HC will be in the displaced vapor?Assume that the gasoline has the same vapor pressure as in Problem 10.10()0ln P(psia)11.724(5236.5R)/T =−(b)Must the charcoal canister be enlarged if it must accommodate this amount of HC?By how much?4.Assume that the typical charcoal canister (see 13.13)is a cylinder with height=1.5diameter and that the charcoal pieces are spheres with diameter 1/8inch.The bulk density of the charcoal is 30lb/ft 3and the external porosity ε=0.3.(a)Estimate their pressure drop –volumetric flow rate relationship.See any fluid mechanicsbooks for data on flow through porous media.(b)Estimate the pressure drop if a charcoal canister is used to capture the vapors from gas tankfueling,which occurs at roughly 10gal/min.习题作业解答第十一章城市机动车污染控制11.1解:汽车行驶100km 耗时h v s t 25.180100===若发动机转速为2000r/min ,则1min 内喷油1000次,1.25h 内喷油7500次。
大气污染控制工程课后答案(第三版)主编:郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础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挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少?解:按1mol 干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故n N2=0.781mol ,n O2=0.209mol ,n Ar =0.00934mol ,n CO2=0.00033mol 。
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 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出SO 2、NO 2、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:SO2:0.15mg/m 3,NO2:0.12mg/m 3,CO :4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算,其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为:SO 2:ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-,NO 2:ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO :ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10-4的混合气体,在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ,试确定:1)CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ(g/m 3N )和摩尔浓度c (mol/m 3N );2)每天流经管道的CCl 4质量是多少千克?解:1)ρ(g/m 3N)334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c (mol/m 3N)3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
2)每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10-3kg=891kg1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm 3,假若每分钟呼吸15次,空气中颗粒物的浓度为200g μ/m 3,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:每小时沉积量200×(500×15×60×10-6)×0.12g μ=10.8g μ1.5 设人体肺中的气体含CO 为2.2×10-4,平均含氧量为19.5%。
如果这种浓度保持不变,求COHb 浓度最终将达到饱和水平的百分率。
解:由《大气污染控制工程》P14 (1-1),取M=2102369.0105.19102.22102422=⨯⨯⨯==--∝O p p M Hb O COHb ,COHb 饱和度%15.192369.012369.0/1/222=+=+=+=Hb O COHb Hb O COHb Hb O COHb COHb COρ1.6 设人体内有4800mL 血液,每100mL 血液中含20mL 氧。
从事重体力劳动的人的呼吸量为4.2L/min ,受污染空气中所含CO 的浓度为10-4。
如果血液中CO 水平最初为:1)0%;2)2%,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:含氧总量为mL 960100204800=⨯。
不同CO 百分含量对应CO 的量为:2%:mL 59.19%2%98960=⨯,7%:mL 26.72%7%93960=⨯1)最初CO 水平为0%时 min 0.17210102.426.7234=⨯⨯=-t ;2)最初CO 水平为2%时 min 4.12510102.459.1926.7234=⨯⨯-=-t 1.7 粉尘密度1400kg/m 3,平均粒径1.4m μ,在大气中的浓度为0.2mg/m 3,对光的折射率为2.2,计算大气的最大能见度。
解:由《大气污染控制工程》P18 (1-2),最大能见度为m K d L pp v 8.115812.02.24.114006.26.2=⨯⨯⨯==ρρ。
第二章 燃烧与大气污染2.1 已知重油元素分析结果如下:C :85.5% H :11.3% O :2.0% N :0.2% S :1.0%,试计算:1)燃油1kg 所需理论空气量和产生的理论烟气量; 2)干烟气中SO 2的浓度和CO 2的最大浓度;3)当空气的过剩量为10%时,所需的空气量及产生的烟气量。
解:1kg 燃油含:重量(g ) 摩尔数(g ) 需氧数(g )C 855 71.25 71.25H113-2.5 55.25 27.625S 10 0.3125 0.3125 H 2O 22.5 1.25 0 N 元素忽略。
1)理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg设干空气O 2:N 2体积比为1:3.78,则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg 重油。
即474.12×22.4/1000=10.62m 3N /kg 重油。
烟气组成为CO 271.25mol ,H 2O 55.25+1.25=56.50mol ,SO 20.1325mol ,N 23.78×99.1875=374.93mol 。
理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。
即502.99×22.4/1000=11.27 m 3N /kg 重油。
2)干烟气量为502.99-56.50=446.49mol/kg 重油。
SO 2百分比浓度为%07.0%10049.4463125.0=⨯,空气燃烧时CO 2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1.1×10.62=11.68m 3N /kg 重油,产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m 3N /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 量不计) 1)计算燃煤1kg 所需要的理论空气量和SO 2在烟气中的浓度(以体积分数计); 2)假定烟尘的排放因子为80%,计算烟气中灰分的浓度(以mg/m 3表示);3)假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。
石灰石中含Ca35%。
当Ca/S 为1.7(摩尔比)时,计算燃煤1t 需加石灰石的量。
解:相对于碳元素作如下计算:%(质量) mol/100g 煤 mol/mol 碳 C 65.7 5.475 1 H 3.2 3.2 0.584 S 1.7 0.053 0.010 O 2.3 0.072 0.013 灰分 18.1 3.306g/mol 碳 水分 9.0 1.644g/mol 碳 故煤的组成为CH 0.584S 0.010O 0.013, 燃料的摩尔质量(包括灰分和水分)为molC g /26.18475.5100=。
燃烧方程式为222222013.0010.0584.078.3010.0292.0)78.3(nN SO O H CO N O n O S CH +++→++n=1+0.584/4+0.010-0.013/2=1.14951)理论空气量kg m kg m /74.6/104.22100026.18)78.31(1495.1333=⨯⨯⨯+⨯-;SO 2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kg g /8.144%8010010001.18=⨯⨯烟气量(1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18)×1000/18.26×22.4×10-3=6.826m 3/kg灰分浓度为310826.68.144⨯mg/m 3=2.12×104mg/m33)需石灰石kg 21.103%35407.100.32%7.11000=⨯⨯⨯/t 煤2.3 煤的元素分析结果如下S0.6%;H3.7%;C79.5%;N0.9%;O4.7%;灰分10.6%。
在空气过剩20%条件下完全燃烧。
计算烟气中SO 2的浓度。
解:按燃烧1kg 煤计算重量(g ) 摩尔数(mol ) 需氧数(mol ) C 795 66.25 66.25 H 31.125 15.5625 7.78 S 6 0.1875 0.1875 H 2O 52.875 2.94 0 设干空气中N 2:O 2体积比为3.78:1,所需理论空气量为4.78×(66.25+7.78+0.1875)=354.76mol/kg 煤。
理论烟气量CO2 66.25mol ,SO2 0.1875mol ,H2O 15.5625+2.94=18.50mol N 2mol54.28078.476.35478.3=⨯总计66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 煤实际烟气量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg 煤,SO 2浓度为%043.0%10043.4361875.0=⨯。
2.4 某锅炉燃用煤气的成分如下:H 2S0.2%;CO 25%;O 20.2%;CO28.5%;H 213.0%;CH 40.7%;N 252.4%;空气含湿量为12g/m 3N ,2.1=α,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H 2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO 2 0.05mol 0 CO 0.285mol 0.143mol H 2 (0.13-0.004)mol 0.063mol CH 4 0.007mol 0.014mol共需O 2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol 。
设干空气中N 2:O 2体积比为3.78:1,则理论干空气量为0.223×(3.78+1)=1.066mol 。