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《大气污染治理工程》习题解

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《大气污染治理工程》习题解 编 者：蒲恩奇 任爱玲 前 言 《大气污染治理工程》是环境工程专业的主干专业课之一。这本教材共分十三章，可分成六大部分。 第一部分介绍大气组成、大气环境质量标准及当代主要大气环境问题；第二部分介绍燃料、燃烧及计算；第三部分介绍大气污染气象学的基本知识，着重阐述了污染物在大气中扩散的基本理论，还阐述了厂址选择及烟囱高度设计；第四部分介绍了除尘技术基础知识及各种除尘器除尘机理、性能特点及设计选型等知识；第五部分介绍了吸收法、吸附法和催化转化法治理气态污染物的原理和典型工艺流程；第六部分介绍集气罩与净化系统的选择和设计。 为了配合《大气污染治理工程》的教学，为学习使用此教材的师生提供一个参考。我们特意编写了这本《大气污染治理工程习题解》，对各章的习题作了解答。由于水平有限，时间仓促，书中难免有错误，敬请各位老师和同学批评指正。 王宜明等老师做了部分工作，提供了有关习题的解法。九五届环境学院的李丽霞、佟魏同学进行了演算。特此说明，以示射意。

蒲恩奇 2000.2.8 第一章 概论 1.1 计算干洁空气中N2、O2、Ar和CO2气体质量百分数。 解：由表1-1查得干洁空气中各气体的体积百分数如下： N2 O2 Ar CO2 78.08 20.95 0.93 0.03 以N2为以例，计算其质量百分数 已知N2分子量为28.016，干洁空气平均分子量为28.966，N2的质量百分数： N2%=%52.75%100966.28%08.78016.28

同理得： N2 O2 Ar CO2 体积百分数（%） 78.08 20.95 0.93 0.03 质量百分数（%） 75.52 23.14 1.28 0.0456 1.2 根据我国的《环境空气质量标准》求SO2、NO2、CO三种污染物二级标准日平均质量浓度限值的体积分数。 解：由表1—6查得三种污染物二级标准（日平均质量浓度）为： SO2 NO2 CO Cm(mg/m3) 0.15 0.08 4.00 以SO2为例计算体积分数

Cv=3104.222SOmMC

33104.22641015.0

=0.053×10-6 =0.053×10-4% 同理得： SO2 NO2 CO 体积百分数（%） 0.053×10-4% 0.039×10-4% 3.20×10-4% 1.3 CCl4气体和空气混合成体积百分数为1.5×10-2%的混合气体，在管道中流量为10m3/s，试确定。 （1）CCl4在混合气体中的质量浓度Cm（单位g/m3）和浓度Cm′（单位mg/mol）。 （2）每天流经管道的CCl4质量是多少kg 解：已知 1544CClM 1.5×10-2%=1.5×10-4

（1）Cm′=334/03.1154104.22105.1mg Cm=1.5×10-4×154×10-3=2.31×10-5kg/mol （2）已知：1d=86400s 每天流经管道的CCl4质量： 1.03×10×10-3×86400=889.92kg/d 1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm3，假如每分钟呼吸15次，空气颗粒物的质量浓度为200μg/m3。试计算每小时沉积于肺泡上的颗粒物质量。已知颗粒物在肺泡上的沉积系数为0.12。 解：成人每次吸入空气量：500cm3=5.0×10-4m3

每小时吸入空气量：5.0×10-4m3×15×60=0.45m3/h 每小时吸入颗粒物量：0.45×200=90μg/h 沉积在肺泡上颗粒物量：90×0.12=10.8μg/h 1.5 地处平原的某城市远郊区的工厂烟囱有效高度50m，若烟尘排放控制系数Pe=27t/（m2·h），求烟尘的允许排放量。若排放量为0.08t/h,试求烟囱有效高度的最小值。 解：由点源烟尘排放率计算式：Qe=Pe×He2×10-6得 烟尘允许排放量：Qe=27×502×10-6=0.068t/h 由Qe=Pe×He×10-6得

He=eePQ610

271008.06

=54m

第二章 燃烧与大气污染 2.1 已知重油元素分析结果为：C：85.5% H：11.3% O：2.0% N：0.2% S：1.0% 试计算：⑴燃烧1kg重油所需的理论空气量和产生的理论烟气量；⑵干烟气中SO2的质量浓度和CO2的最大质量浓度；⑶当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。 解： ⑴已知1kg重油中各成分的含量如下： 质量/g 摩尔数/mol（按原子数计） 需氧数/mol C 855 71.25 71.25 H 113 112.10 28.25 N 2 0.143 0 S 10 0.3125 0.3125 O 20 1.25 -0.625 所需理论氧气量为： 71.25+28.25+0.3125-0.625 =99.188mol/kg重油 需要的理论空气量为： 99.188×（1 + 3.7） =472.13mol/kg重油 即： 472.13×22.4/1000 =10.58m3/kg重油（标态） 理论空气量条件下的烟气组成（mol）为： CO2：71.25 H2O：56.5 SOx：0.3125 N2：99.188×3.76 理论烟气量为： 71.25+56.5+0.3125+99.188×3.76 =501.01mol/kg重油 501.01×22.4 ×10-3

=11.22m3/kg重油 ⑵干烟气量为：501.01-56.5 =444.51mol/kg重油 即： 444.51×22.4×10-3

=9.96m3/kg重油。 SO2量为：0.3125×0.97 =0.3031mol/kg重油（认为S的生成物中SO2占97%） 干烟气中SO2的质量浓度为： 0.3031×10-6/444.51

=681.87×4.2264 =1948mg/m3

假设C全部生成CO2，则CO2的量为71.25mol/kg重油。 CO2的最大质量浓度为：

4.22441051.44425.713

3/8.314mg ⑶当空气过剩10%时，空气过剩系数α=1.1 则实际的空气量为： 10.58×1.1=11.64m3/kg重油 实际烟气量为： 0)1(aofgfgVVV

58.10)11.1(22.11 m28.123/kg重油

2.2 煤的元素分析结果（质量百分数）是：S 0.6% H 3.7% C 79.5% N 0.9% O 4.7% 灰分：10.6%。在空气过剩20%下完全燃烧，当忽略大气中N2生成的NO，燃料氮（1）50%被转化NO时，（2）20%被转化NO时，计算烟气中NO的质量浓度。 解：（1）以1kg煤为基础，则N被50%转化为NO时 质量/g 摩尔数/mol 需氧数/mol 烟气量/mol S 6 0.1875 0.1875 0.1875 H 37 18.5 9.25 18.5 C 795 66.25 66.25 66.25 N 9 0.6424 0.1606 0.3212 O 47 1.469 -1.469 则理论需氧量： 0.1875+9.25+66.25+0.1606-1.469 =74.38mol/kg煤 理论空气量为： 74.38×(1+3.76) =354.05mol/kg煤 理论烟气量为： 0.1875+18.5+66.25+0.3212+74.38×3.76 =364.93mol/kg煤 实际烟气量为：364.93+354.05×0.2 =435.74mol/kg煤 NO的质量浓度为： 61074.4353212.0

ppm14.737 304.2214.734 3/2.987mmg

（2）以1kg煤为基础，当N 20%被转化时 质量/g 摩尔数/mol（以原子数计） 需氧数/mol 烟气量/mol S 6 0.1875 0.1875 0.1875 H 37 37 9.25 18.5 C 795 66.25 66.26 66.25 N 9 0.6424 0.06424 0.1285 O 47 1.469 -1.469 则理论需氧量为： 0.1875+9.25+66.25+0.06425-1.469 =74.28mol/kg煤 1kg煤完全燃烧所需要的理论空气量为： 74.28×(1+3.76) =353.57mol/kg煤 理论烟气量为： 0.1875+18.5+66.25+0.1285+74.28×3.76 =364.36mol/kg煤 实际烟气量为： 364.36+353.57×0.2 =435.07mol/kg煤 NO的摩尔数为： 0.6425×0.2 =0.1285 则NO在烟气中的质量浓度为： 61007.4351285.0×4.2230

3/6.395mmg

2.3 某锅炉燃用煤气成分体积比为：H2S0.2%、CO25%、O20.2%、CO28.5%、H213.0%、CH40.7%、N252.4%。空气含湿量为12g/m3(标态)，α=1.2时，试求实际所需空气量和燃烧时产生的实际烟气量。 解：以1kmol煤气计，则 摩尔数/mol 需氧量/mol 烟气量/Lmol H2S 2 4 4+2=6 CO2 50 0 50 O2 2.0 -2 0 CO 285 142.5 285 H2 130 65 130 CH4 7 14 14+7=21 N2 524 0 524

1）由上表可知理论需氧量为： 4-2+142.5+65+14=223.5mol/kmol煤气

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大气污染控制工程复习资料：计算题及问题详解

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作业习题及答案1.1根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、N02、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：S02： 0.15mg/m 3，N02: 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 m=44.643mol 。

故三种污染物体积百分数分别为：22.4S02：0.15 100.052 10-6，NO 2：64 x 44.643CO :4.00*10=3.20 X10"6。

28 44.643一 一 一 _… 3 _31.2某市2004年3月10日测得空气质量如下：PM 1°156」g/m N , NO 2105l g/m N ，SO 285」g/m 3N , CO6」g/m 3N (最大小时平均)，试计算当天该市的空气污染指数 API 。

解：由空气污染指数的计算公式得：PM 10:0.156一0.150汉(200 —100 )+100 = 1030.350 -0.150NO 2：0.105_0.080x(100 _50 )+50 = 81.250.120 -0.080SO 2：0.085_0.050x (100 _50 )+50 =67.50.150 -0.050CO 浓度很小，可忽略。

故当天该市的空气污染指数 API 应为103,主要污染物是PM 10。

2.1已知重油元素分析结果如下：C: 82.3% H : 10.3% O: 2.2% N : 0.4% S ：0.12 10“ 46 44.6430.058 10-64.8%，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SO2的浓度和CO2的最大浓度(以体积分数计)；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（mol）需氧数（mol）C 823 68.58 68.58H 103 103 25.75S 48 1.5 1.5N元素忽略。

大气污染控制工程习题1

大气污染控制工程习题1


1）理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg 设干空气O2：N2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=10.62m3N/kg重油。
烟气组成为CO271.25mol， H2O 55.25+1.25=56.50mol，SO2 0.1325mol，N2 3.78×99.1875=374.93mol。
1.5 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。
由《大气污染控制工程》P14 （1－1），取M=210
COHb饱和度
CO
p COHb 2.2 104 M 210 0.2369 2 O2 Hb pO2 19.5 10
大气污染控制工程
－习题课1
1.1 干洁空气Biblioteka N、O、Ar2和CO2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nN2=0.781mol，nO2=0.209mol，nAr=0.00934mol， nCO2=0.00033mol。质量百分数为 ， 0.781 28.01 N2 % 100 % 75.51% ； 28.97 1
4800 20 960 mL 含氧总量为 100
不同CO百分含量对应CO的量为： 2%： 960 2% 19.59 mL
7%：
98% 960 7% 72.26 mL 93%
1）最初CO水平为0%时
t 72.26 172 .0 min 4 3 4.2 10 10
大气污染控工程第六章习题解答修改wangmy

大气污染控工程第六章习题解答修改wangmy

作业习题解答第六章除尘装置6.1 在298K 的空气中NaOH 飞沫用重力沉降室收集。

沉降至大小为宽914cm,高457cm,长1219cm 。

空气的体积流速为 1.2m%。

计算能被100%捕集的最小雾滴直径。

假设雾滴的比重为1.21。

即为能被100%捕集的最小雾滴直径。

若考虑返混，则36 1.82 10 5 2.87 10 2 4.57 \ 1.21 103 9.81 12.19课本P163，对于dp<100(im 颗粒，符合 Stokes 假设。

不考虑返混6.2 直径为1.09 m 的单分散相气溶胶通过一重力沉降室，该沉降室宽20cm,长50cm,共18层，层间距0.124cm,气体流速是 8.61L/min,并观测到其操作效率为 64.9%。

问需要设 置多少层可能得到 80%的操作效率。

6.3 解：u Q LW(n 1) 一 ……………按层流考虑，.一s ——-——-式中n 为隔板数，设n+1=N 代表沉降室层数 i Q1N 1 280 一一 …1— N 2N 1— 18 —— 22.2,因此需要设置 23层。

2N 2 164.9 6.3有一沉降室长 7.0m,高12m,气速30cm/s,空气温度300K,尘粒密度2.5g/cm 3,空气 粘度0.067kg/(m.h),求该沉降室能100%捕集的最小粒径。

6.3 解:6.1 解：计算气流水平速度v 01.82 10 5Pa soQ 1.2 A 9.14 4.572.87 10 2m/s o 设粒子处于 Stokes 区域，取17.11 0.0536Tp/828010 6 pa smin18 v °HpgL18 1.82 10 5 2.87 10 2 4.571.21 103 9.81 12.1917.2 10 6m 17.2 m24.3 10 6m 24.3 mmin一__ 一一一 5 —0.067kg /(m.h) 1.86 10 Pa sKn0.499 v 2 d p1.82 100.499 1.185 466.62 6.6 100.630.216.6 10 8m, p 的取值，气体密度1.101 Kn[1.257 0.4e 叼 1 0.21[1.2571.100.4e 叼 1.264。

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1.031g
6.70

0.2369
，
/
10
m
COHb / O2 Hb 1 COHb / O2 Hb
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。