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 H

71.25 71.25

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=10.62mN/kg重油。

烟气组成为CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=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 mN/kg重油。 2）干烟气量为502.99－56.50=446.49mol/kg重油。

3

3

0.3125?100%?0.07%，

446.4971.25空气燃烧时CO存在最大浓度?100%?15.96%。

446.49SO2百分比浓度为

2

3）过剩空气为10%时，所需空气量为1.1×10.62=11.68mN/kg重油，

产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 mN/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/m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

3

3

3

100?18.26g/molC。燃烧方程式为

5.475CH0.584S0.010O0.013?n(O2?3.78N2)?CO2?0.292H2O?0.010SO2?3.78nN2

n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495 1）理论空气量

1.1495?(1?3.78)?1000?22.4?10?3m3/kg?6.74m3/kg；

18.26SO2在湿烟气中的浓度为

0.0101.6441?0.292?0.010?3.78?1.1495?18?100%?0.174%

2）产生灰分的量为18.1?1000?80%?144.8g/kg 100－3

3

3

4

3

烟气量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10=6.826m/kg

144.8?103mg/m=2.12×10mg/m

6.8261000?1.7%?1.7?4032.003）需石灰石?103.21kg/t煤

35%灰分浓度为

2.5 干烟道气的组成为：CO211%（体积），O28%，CO2%，SO2120×10（体积分数），颗粒物30.0g/m（在测定状态下），烟道气流流量在700mmHg和443K条件下为5663.37m/min，水气含量8%（体积）。

试计算：1）过量空气百分比；2）SO2的排放浓度（?g烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。 解：1）N2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99% 由《大气污染控制工程》P46 （2－11） 空气过剩

；3）在标准状态下（1atm和273K），干/m3）

3－6

3

8?0.5?2?100%?50.5%

0.264?78.99?(8?0.5?2)2）在测定状态下，气体的摩尔体积为

V2?3

P1V1T2101325?22.4?443???39.46L/mol； T1P2273?700?133.322－6

3

取1m烟气进行计算，则SO2120×10m，排放浓度为

120?10?6?(1?8%)?64?0.179g/m3。 ?339.46?1022.43?(1?8%)?2957mN/min。

39.4639.4634）30.0?。 ?52.85g/mN22.43）5663.37?3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？

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：

dP??g??dZ （1）

将空气视为理想气体，即有

PV?mmPMRT 可写为 ???MVRT （2）

将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：

dPgM??dZPRT

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：

lnP??PgMgM(Z2?Z1)（3） Z?C 即 ln2??PRTRT1。

假设山脚下的气温为10C，带入（3）式得：

5009.8?0.029???Z

10008.314?283得?Z?5.7km ln即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。

3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：?1.5?10，?10?30，?30?50，

?1.5?30，?1.5?50，并判断各层大气稳定度。

高度 Z/m 气温 T/K 解：?1.5?101.5 298 10 297.8 30 297.5 50 297.3 ?T297.8?298???2.35K/100m??d，不稳定 ?z10?1.5?T297.5?297.8?10?30?????1.5K/100m??d，不稳定

?z30?10?T297.3?297.5?30?50?????1.0K/100m??d，不稳定

?z50?30?T297.5?298?1.5?30?????1.75K/100m??d，不稳定

?z30?1.5?T297.3?298?1.5?50?????1.44K/100m??d，不稳定。

?z50?1.5??5.3 已知某粉尘粒径分布数据（见下表），1）判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布；2）如果符合，求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径及表面积－体积平均直径。 粉尘粒径/?m 浓度/?g?m 30～2 0.8 2～4 12.2 4～6 25 6～10 56 10～20 76 20～40 27 >40 3 解：在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线，读出质量中位直径d50（MMD）=10.3?m、d84.1=19.1?m、d15。9=5.6?m。?g?d84.1?1.85。 d50lnNMD?3ln2?g?NMD?3.31?m；

按《大气污染控制工程》P129（5－24）lnMMD?P129（5－26）lndL1?lnNMD?ln2?g?dL?4.00?m；

252P129（5－29）lndsv?lnNMD?ln?g?dsv?8.53?m。

25.5 根据对某旋风除尘器的现场测试得到：除尘器进口的气体流量为10000mN/h，含尘浓度为4.2g/ mN。除尘器出口的气体流量为12000 mN/h，含尘浓度为340mg/ mN。试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率

3

3

3

3

和除尘效率（分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算）。 解：气体流量按P141（5－43）QN?13(Q1N?Q2N)?11000mN/s； 2?100%?2000?100%?20%；

10000漏风率P141（5－44）?除尘效率：

?Q1N?Q2NQ1N考虑漏风，按P142（5－47）??1??2NQ2N0.340?12000?1??90.3%

?1NQ1N4.2?10000?2N0.340?1??91.9% ?1N4.23

不考虑漏风，按P143（5－48）??1?5.7 有一两级除尘系统，已知系统的流量为2.22m/s，工艺设备产生粉尘量为22.2g/s，各级除尘效率分别为80%和95%。试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。 解：按《大气污染控制工程》P145（5－58）

?T?1?(1??1)(1??2)?1?(1?95%)(1?80%)?99%

粉尘浓度为

22.2g/m3?10g/m3，排放浓度10（1－99%）=0.1g/m； 2.223

排放量2.22×0.1=0.222g/s。

5.9 某种粉尘的粒径分布和分级除尘效率数据如下，试确定总除尘效率。

平均粒径/?m 质量频率/% 分级效率/% 0.25 1.0 0.1 8 0.4 30 2.0 9.5 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 5.5 10.0 14.0 20.0 >23.5 5.5 4.0 98 0.8 99 0.2 100 20.0 20.0 15.0 11.0 8.5 68.5 75 81 86 47.5 60 89.5 95 解：按《大气污染控制工程》P144（5－54）?T???ig1i?72.86%。

5.10 计算粒径不同的三种飞灰颗粒在空气中的重力沉降速度，以及每种颗粒在30秒钟内的沉降高度。假定飞灰颗粒为球形，颗粒直径分别为为0.4、40、4000?m，空气温度为387.5K，压力为101325Pa，飞灰真密度为2310kg/m。 解：当空气温度为387.5K时?3

?0.912kg/m3,??2.3?10?5。

当dp=0.4?m时，应处在Stokes区域。 首先进行坎宁汉修正：v?8RT8?8.314?387.5??532.2m/s， ?M3.142?28.97?10?3?82?2?9.4?10?2??0.47。则 ???9.4?10m，Kn?dp0.40.499?v?2dp?p1.10gC?1.41?10?5m/s。 C?1?Kn[1.257?0.4exp(?)]?1.61，us?18?Kn