大气污染控制工程郝吉明第三版课后答案郝吉明 下载本文

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

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

目录

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

N2%?0.781?28.010.209?32.00?100%?75.51%,O2%??100%?23.08%;

28.97?128.97?10.00934?39.940.00033?44.01Ar%??100%?1.29%,CO2%??100%?0.05%。

28.97?128.97?11.2 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/m,NO2:0.12mg/m,CO:4.00mg/m。按标准状态下1m干空气计算,其摩尔数为

3

3

3

3

1?103?44.643mol。故三种污染物体积百分数分别为:

22.40.15?10?30.12?10?3?0.052ppm,NO:?0.058ppm SO:

64?44.64346?44.6432

2

4.00?10?3?3.20ppm。 CO:

28?44.6431.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50×10的混合气体,在管道中流动的流量为10mN、/s,试确定:1)CCl4在混合气体中的质量浓度?(g/mN)和摩尔浓度c(mol/mN);2)每天流经管道的CCl4质量是多少

3

3

-4

3

千克?

解:1)?(g/mN

3

1.50?10?4?1543?1.031g/m)? N?322.4?101.50?10?43?6.70?10?3mol/mN)?。 ?322.4?10-3

3

3

c(mol/mN

3

2)每天流经管道的CCl4质量为1.031×10×3600×24×10kg=891kg

1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm,假若每分钟呼吸15次,空气中颗粒物的浓度为200?g/m,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)×0.12?g=10.8?g

-6

1.5 设人体肺中的气体含CO为2.2×10,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

-4

p?COHb2.2?10?4?M?210??0.2369, ?2O2HbpO219.5?10COHb饱和度?CO?COHb/O2HbCOHb0.2369???19.15%

COHb?O2Hb1?COHb/O2Hb1?0.23691.6 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。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。

-4

4800?20?960mL。不同CO百分含量对应CO的量为:

100960960?2%?19.59mL,7%:?7%?72.26mL 2%:

98?r.26?172.0min; 1)最初CO水平为0%时 t?4.2?10?4?10372.26?19.59?125.4min 2)最初CO水平为2%时 t??434.2?10?101.7 粉尘密度1400kg/m,平均粒径1.4?m,在大气中的浓度为0.2mg/m,对光的折射率为2.2,计算大

解:含氧总量为

3

3

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

Lv?

2.6?pdpK??2.6?1400?1.4?11581.8m。

2.2?0.2

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 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+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 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?100%?15.96%。 空气燃烧时CO存在最大浓度

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