大气污染控制工程作业习题解答
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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=⨯。
作业习题解答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。
2.1 解:1kg 燃油含:重量(g)摩尔数(g)需氧数(g)C 855 71.25 71.25H 113-2.5 55.25 27.625S 10 0.3125 0.3125H2O 22.5 1.25 0N 元素忽略。
1)理论需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg设干空气02:N2体积比为1: 3.78,则理论空气量99.1875 X 4.78=474.12mol/kg重油。
即474.12 X 22.4/1000=10.62m3N/kg 重油。
烟气组成为C0271.25mol , H20 55.25+11.25=56.50mol , S020.1325mol , N23.78 X 99.1875=374.93mol。
理论烟气量71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。
即502.99X 22.4/1000=11.27m3N/kg 重油。
2)干烟气量为502.99-56.50=446.49mol/kg 重油。
S02百分比浓度为,空气燃烧时C02存在最大浓度。
33)过剩空气为10%时,所需空气量为1.1 X 10.62=11.68m N/kg重油,产生烟气量为11.267+0.1 X 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%; 02.3%。
(含N 量不计)1)计算燃煤1kg所需要的理论空气量和S02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。
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 MHbO COHb ,COHb 饱和度%15.192369.012369.0/1/222=+=+=+=HbO COHb Hb O COHb HbO COHb COHb CO ρ1.6 解: 含氧总量为mL 960100204800=⨯。
第一章 概论1.2 根据我国的《环境空气质量标准》求SO 2、NO 2、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: SO 2 NO 2 CO Cm(mg/m 3) 0.15 0.08 4.00 以SO 2为例计算体积分数 C v =3104.222-⨯⨯SO mM C 33104.22641015.0--⨯⨯⨯==0.053×10-6=0.053×10-4%同理得:SO 2 NO 2 CO 体积百分数(%) 0.053×10-4% 0.039×10-4% 3.20×10-4% 1.3 CCl 4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10m 3/s ,试确定。
(1)CCl 4在混合气体中的质量浓度C m (单位g/m 3)和浓度C m ′(单位mg/mol )。
(2)每天流经管道的CCl 4质量是多少kg 解:已知 1544=CCl M 1.5×10-2%=1.5×10-4(1)C m ′=334/03.1154104.22105.1m g =⨯⨯⨯--C m=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/d1.4 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。
第一章概论填空题:1.大气污染按照污染范围分:局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。
2.全球性大气污染问题包括:温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
3.大气中的一次污染物主要有:硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物和有机化合物。
4.大气中的二次污染物主要有:硫酸烟雾、光化学烟雾。
5.根据对主要大气污染物的分类统计分析,大气污染源可概括为:燃料燃烧、工业生产、交通运输。
前两类统称为:固定源;交通运输工具称为:流动源。
6.大气污染源的来源可分为:自然污染源、人为污染源。
7.人为污染源按污染源空间分布分为:点源、面源。
按照人们的社会生活功能不同分为:生活污染源、工业污染源、交通运输污染源。
8.中国的大气环境污染仍以煤烟型为主,主要污染物为TSP、SO2。
9.大气污染物侵入人体的三条途径:表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气。
10.环境污染质量控制标准按其用途分为:环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染物控制技术标准、大气污染预警预报标准。
11.环境污染质量控制标准按其适用范围可分为:国家标准、地方标准、行业标准。
12.目前计入空气污染指数的项目为:可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧。
简答题:1.简述我国的《环境质量标准》我国的《环境质量标准》规定了9种污染物的浓度限值:总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、铅、苯并芘和氟化物。
该标准根据对空气质量要求的不同,将环境空气质量分为三级:一级标准:为保护自然生态和人群健康,在长期接触情况下,不发生任何危害性影响的空气质量要求。
二级标准:为保护人群健康和城市、乡村的动植物在长期和短期的接触情况下,不发生伤害的空气质量要求。
三级标准:为保护人群不发生急慢性中毒和城市一般动植物(敏感者除外)正常生长的空气质量要求。
该标准将环境空气质量功能区分为三类:一类区:自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。
二类区:城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。
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 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=891kg 1.4 解:每小时沉积量200×(500×15×60×10-6)×0.12g μ=10.8g μ 1.5 解:由《大气污染控制工程》P14 (1-1),取M=210 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=⨯。
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 。
大气污染控制工程第三版课后习题答案18章全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:ppm052.0643.44641015.03=⨯⨯-,NO 2:ppm058.0643.44461012.03=⨯⨯-CO :ppm20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 解: 1)ρ(g/m 3N )334/031.1104.221541050.1Nm g =⨯⨯⨯=--c (mol/m 3N )3334/1070.6104.221050.1Nm mol ---⨯=⨯⨯=。
2)每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10-3kg=891kg 1.4 解:每小时沉积量200×(500×15×60×10-6)×0.12g μ=10.8g μ 1.5 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 MHbO COHb ,COHb 饱和度%15.192369.012369.0/1/222=+=+=+=HbO COHb Hb O COHb HbO COHb COHb CO ρ1.6 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%: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 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 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 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+11.25=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 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molCg /26.18475.5100=。
燃烧方程式为222222013.0010.0584.078.3010.0292.0)78.3(nNSO O H CO N O n O S CH+++→++n=1+0.584/4+0.010-0.013/2=1.1495 1)理论空气量kgm 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=6.826m 3/kg 灰分浓度为310826.68.144⨯mg/m 3=2.12×104mg/m 33)需石灰石kg21.103%35407.100.32%7.11000=⨯⨯⨯/t 煤2.3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解:取1mol 煤气计算H 2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO 2 0.05mol 0CO 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 。
取2.1=α,则实际干空气 1.2×1.066mol=1.279mol 。
空气含湿量为12g/m 3N ,即含H 2O0.67mol/ m 3N ,14.94L/ m 3N 。
故H 2O 体积分数为1.493%。
故实际空气量为mol298.1%493.11279.1=-。
烟气量SO 2:0.002mol ,CO 2:0.285+0.007+0.05=0.342mol ,N 2:0.223×3.78+0.524=1.367mol ,H 2O0.002+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=2.125mol2.5 解:1)N 2%=1-11%-8%-2%-0.012%=78.99% 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mol L P T T V P V /46.39322.1337002734434.22101325221112=⨯⨯⨯⨯=⋅=; 取1m 3烟气进行计算,则SO 2120×10-6m 3,排放浓度为63312010(18%)640.179/39.4610g m --⨯⨯-⨯=⨯。
3)322.45663.37(18%)2957/m in39.46N m ⨯⨯-=。
4)3/85.5222.439.460.03Nm g =⨯。
2.6解:按1kg 煤进行计算重量(g ) 摩尔数(mol ) 需氧数(mol ) C 758 63.17 63.17 H 40.75 20.375 10.19 S 16 0.5 0.5 H 2O 83.25 4.625 0 需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol 设干空气中N 2:O 2体积比为3.78:1,则干空气量为73.86×4.78×1.2=423.66mol , 含水423.66×0.0116=4.91mol 。
烟气中:CO 2 63.17mol ;SO 2 0.5mol ;H 2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol ; N 2:73.86×3.78=279.19mol ;过剩干空气0.2×73.86×4.78=70.61mol 。
实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol 其中CO 2 %25.14%10038.44317.63=⨯;SO 2%11.0%10038.4435.0=⨯;H 2O %74.6%10038.44391.29=⨯; N 2%55.75%10038.44361.7079.019.279=⨯⨯+。
O 2%33.3%10038.443209.061.70=⨯⨯。
2.7解:SO 2含量为0.11%,估计约1/60的SO 2转化为SO 3,则SO 3含量51083.1601%11.0-⨯=⨯,即P H2SO4=1.83×10-5,lg P H2SO4=-4.737。