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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⼤⽓污染控制⼯程第三版课后答案6作业习题解答第六章除尘装置6.1解:计算⽓流⽔平速度s m A Q v /1087.257.414.92.120-?=?==。
设粒⼦处于Stokes 区域,取s Pa ??=-51082.1µ。
按《⼤⽓污染控制⼯程》P162(6-4)m m gL H v d p µρµ2.17102.1719.1281.91021.157.41087.21082.1181863250min=?===--- 即为能被100%捕集的最⼩雾滴直径。
6.2解:按层流考虑,根据《⼤⽓污染控制⼯程》P163(6-5)2.229.64801812122121=?==?=ηηηηn n n n ,因此需要设置23层。
6.3解:s Pa h m kg ??==-51086.1)./(067.0µm m m gL H v d p µµρµ10084104.8781.9105.2123.01086.118185350min<=?===--,符合层流区假设。
6.4解:设空⽓温度为298K ,⾸先进⾏坎宁汉修正:s m M RT v /6.4661097.28142.3298314.8883===-π, m v85106.66.466185.1499.01082.1499.0--?===ρµλ,21.063.0106.622=??=-Kn 264.1]4.0257.1[21.0121.010.1=++=-p s /1058.11852-?==µρ525.060/1061.3202.05.01058.1)1(35==+=--Q n LW u s i η。
⽤同样⽅法计算可得0.83m µ粒⼦的分级效率为0.864。
因此总效率 695.0)864.0525.0(5.0=+=i η6.5 解:按《Air Pollution Control Engineering 》公式 )]9(exp[12µρπηi pc W D NV --=。
⼤⽓污染控制⼯程第三版课后习题答案⼤⽓污染控制⼯程课后作业习题解答第⼀章概论解:按1mol ⼲空⽓计算,空⽓中各组分摩尔⽐即体积⽐,故n N2=,n O2=,n Ar =,n CO2=。
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:m 3,NO2:m 3,CO :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=??-。
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×10×3600×24×10-3 kg=891kg解:每⼩时沉积量200×(500×15×60×10-6)×g µ=g µ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 ρ解:含氧总量为mL 960100204800=?。
大气1.我国大气主要污染物是什么?答:以煤烟型为主,主要为颗粒物和SO2。
2.什么是酸雨?形成原因?答:在清洁的空气中被CO2饱和的雨水PH为5。
6,故将PH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水成为酸雨。
酸雨的形成主要是因化石燃料燃烧和汽车尾气排放的SO x和NO x,在大气中形成硫酸、硝酸及其盐类,又以雨、雪、雾等形式返回地面,形成“酸沉降”。
3.什么是温室效应?答:大气中的二氧化碳和其他微量气体如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯烃、水蒸气等,可以使太阳短波辐射几乎无衰减的通过,但却可以吸收地表的长波辐射,由此引起全球气温升高的现象,称为温室效应。
4.什么是二次污染物?答:是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质.5.颗粒物的大小对健康的影响?答:1.粒径越小,越不易沉积,长时间飘浮在大气中容易被吸入体内,且容易深入肺部,引起各种尘肺病.2。
粒径越小,颗粒的比表面积越大,物理、化学活性越高,加剧了生理效应的发生与发展.3.颗粒的表面可以吸附空气中的各种有害气体及其他污染物,而成为他们的载体。
6.大气污染物侵入人体途径?答:表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气。
7.气体污染物的种类?答:1。
二氧化硫为主的含硫化合物2.以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物3.碳的化合物4。
有机化合物5。
卤素化合物8.什么是大气污染?答:是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间,并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。
9.解释对能见度有潜在影响的污染物有哪些?答:1。
总悬浮颗粒物2。
二氧化硫和其他气态含硫化合物,因为这些气体在大气中以较大的反应速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子3.NO、NO2,在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶粒子,某些条件下,红棕色的NO2会导致烟羽和城市霾云出现可见着色4.光化学烟雾,这类反应生成亚微米级的气溶胶粒子。
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。
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=⨯。
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=⨯。
作业习题第一章概论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?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。
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(g/m 3N )和摩尔浓度c (mol/m 3N );ρ2)每天流经管道的CCl 4质量是多少千克?1.4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200/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g µ为0.12。
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。
1.6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。
1.7粉尘密度1400kg/m 3,平均粒径1.4,在大气中的浓度为0.2mg/m 3,对光的折射率为m µ2.2,计算大气的最大能见度。
Chapter 11.On May 18,1980,Mount Saint Helens in Washington ejected into the atmosphere anestimated 540million tons of ash.a.How does that compare with the emissions of from human activities for 199110PM shown in Table 1.1?b.Is it reasonable to make this comparison?Why or why not?Table 1.1National emissions estimates for 1991(tons/yr)Source category10PM XSO COXNO VOCsPbTransportation 1.510.9943.497.265.080.001622.The National Ambient Air Quality Standard for particulate matter (PM,annual10average)is 50.Every time you breathe,you take in about 1liter(1quart)of air .3/g m m »a.Assuming the the air contains 50of particulate mater,how many grams of3/g m m particulate matter do you take in with every breath?b.Assuming that all the particles are spheres with a diameter of 0.5,how many particles m do you take in with every breath?c.If you are an industry representative,which of these numbers will you cite?If you represent an environmental organization,which will you cite?3.The NAAQS for sulfur sulfurdioxidedioxide (annual average)is 80.Every time you breathe,3/g m m you take in about 1liter literof of air.Assume the air is exactly at the NAAQS for 2SO a.Whit every breath,how many grams of do you take in?2SO b.How many molecules of do you take in?A gram of =molecules.2SO 2SO 219.410´4.If an automobile uses 1gallon of fuel for each 25miles traveled,if the fuel density is 6lb/gal,and if the hydrocarbon (unburned gasoline)emission standard for autos is 0.41g/mile(in the exhaust gas)(Federal Standard for 1981and later automobiles)and the emissions equal this standard,what fraction of the fuel fed to the car is emitted (unburned)in the exhaust gas?Fuel combustion 1.1016.55 4.6710.590.670.00045Industrial processes 1.84 3.16 4.690.607.860.00221Solid waste disposal 0.260.02 2.060.100.690.00069Miscellaneous 0.730.017.180.21 2.590.00000Total5.4420.7362.0918.7616.890.00497Percentage of 1982total97%101%69%92%87%9.5%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 。
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N2、O2、Ar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
%51.75%100197.2801.28781.0%2N,%08.23%100197.2800.32209.0%2O;
%29.1%100197.2894.3900934.0%Ar,%05.0%100197.2801.4400033.0%2CO。
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
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。 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(g/m3N)和摩尔浓度c(mol/m3N);2)每天流经管道的CCl4质量是多少千克?
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1.031×10×3600×24×10-3kg=891kg 1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm3,假若每分钟呼吸15次,空气中颗粒物的浓度为200g/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:每小时沉积量200×(500×15×60×10-6)×0.12g=10.8g 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。 解:由《大气污染控制工程》P14 (1-1),取M=210
2369.0105.19102.22102422OppMHbO
COHb
,
COHb饱和度%15.192369.012369.0/1/222HbOCOHbHbOCOHbHbOCOHbCOHbCO 1.6 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 min0.17210102.426.7234t; 2)最初CO水平为2%时 min4.12510102.459.1926.7234t 1.7 粉尘密度1400kg/m3,平均粒径1.4m,在大气中的浓度为0.2mg/m3,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
mKdLppv8.115812.02.24.114006.26.2
。 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SO2的浓度和CO2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 71.25 H 113-2.5 55.25 27.625 S 10 0.3125 0.3125 H2O 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,SO20.1325mol,N23.78×99.1875=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 m3N/kg重油。 2)干烟气量为502.99-56.50=446.49mol/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1.1×10.62=11.68m3N/kg重油, 产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/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SO2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/m3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CH0.584S0.010O0.013,
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 n=1+0.584/4+0.010-0.013/2=1.1495 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+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18)×1000/18.26×22.4×10-3=6.826m3/kg 灰分浓度为310826.68.144mg/m3=2.12×104mg/m3
3)需石灰石kg21.103%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SO2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 H2O 52.875 2.94 0 设干空气中N2:O2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
N2mol54.28078.476.35478.3
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,SO2浓度为%043.0%10043.4361875.0。 2.4 某锅炉燃用煤气的成分如下:H2S0.2%;CO25%;O20.2%;CO28.5%;H213.0%;CH40.7%;N252.4%;空气含湿量为12g/m3N,2.1,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 H2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO2 0.05mol 0 CO 0.285mol 0.143mol H2 (0.13-0.004)mol 0.063mol CH4 0.007mol 0.014mol 共需O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中N2:O2体积比为3.78:1,则理论干空气量为0.223×(3.78+1)=1.066mol。取2.1,则实际干空气 1.2×1.066mol=1.279mol。 空气含湿量为12g/m3N,即含H2O0.67mol/ m3N,14.94L/ m3N。故H2O体积分数为1.493%。故实际空气量
为mol298.1%493.11279.1。 烟气量SO2:0.002mol,CO2:0.285+0.007+0.05=0.342mol,N2:0.223×3.78+0.524=1.367mol,H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol 故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol