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大气污染控制工程(郝吉明著)课后答案(全).pdf
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59页
大气污染控制工程(郝吉明著)课后答案
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作业习题解答
第一章概论
1.1
1.1
1.1
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 % 100
1 97 . 28
01 . 28 781 . 0
%
2
= ×
×
×
=
N
% 08 . 23 % 100
1 97 . 28
00 . 32 209 . 0
%
2
= ×
×
×
=
O
,
。
% 29 . 1 % 100
1 97 . 28
94 . 39 00934 . 0
%= ×
×
×
=
Ar
% 05 . 0 % 100
1 97 . 28
01 . 44 00033 . 0
%
2
= ×
×
×
=
CO
1.2
1.2
1.2
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。故三种污染物体积百分数分别为:
mol
643 . 44
4 . 22
10 1
3
=
×
SO
2
:,NO
2
:
ppm
052 . 0
643 . 44 64
10 15 . 0
3
=
×
×
−
ppm
058 . 0
643 . 44 46
10 12 . 0
3
=
×
×
−
CO:。
ppm
20 . 3
643 . 44 28
10 00 . 4
3
=
×
×
−
1.3
1.3
1.3
1.3解:
1)(g/m
3
N
)
ρ
3
3
4
/
031 . 1
10 4 . 22
154 10 50 . 1
N
m g
=
×
× ×
=
−
−
c(mol/m
3
N
)。
3 3
3
4
/
10 70 . 6
10 4 . 22
10 50 . 1
N
m mol
−
−
−
× =
×
×
=
2)每天流经管道的CCl
4
质量为1.031×10×3600×24×10
-
3
kg=891kg
1.4
1.4
1.4
1.4解:
每小时沉积量200×(500×15×60×10
-
6
)×0.12=10.8
g µg µ
1.5
1.5
1.5
1.5解:
由《大气污染控制工程》P14(1-1
) ,取
M=210
,
2369 . 0
10 5 . 19
10 2 . 2
210
2
4
2
2
=
×
×
× = =
−
−
∝
O
p
p
M
Hb O
COHb
COHb饱和度% 15 . 19
2369 . 0 1
2369 . 0
/
1
/
2
2
2
=
+
=
+
=
+
=
Hb O COHb
Hb O COHb
Hb O COHb
COHb
CO
ρ
1.6
1.6
1.6
1.6解:
含氧总量为。不同CO百分含量对应CO的量为:
mL
960
100
20 4800
=
×
2%:,7%:
mL
59 . 19 % 2
% 98
960
= ×
mL
26 . 72 % 7
% 93
960
= ×
1)最初CO水平为0%时;
min
0 . 172
10 10 2 . 4
26 . 72
3 4
=
× ×
=
−
t
2)最初CO水平为2%时。
min
4 . 125
10 10 2 . 4
59 . 19 26 . 72
3 4
=
× ×
−
=
−
t
1.7
1.7
1.7
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
p p
v
8 . 11581
2 . 0 2 . 2
4 . 1 1400 6 . 2
6 . 2
=
×
× ×
= =
ρ
ρ
Chapter
Chapter
Chapter
Chapter1
1
1
1
1.
1.
1.
1.Solution
Solution
Solution
Solution:
a.540/5.44=99Sothiswas99timestheannualmanmadeemissions.
10
PM
b.Mixed.Mostofthathugeamountofmaterialfellwithin50milesofthesite,coveringa
hugeareauptoafewfeetthick.Howeveritputenoughfinematerialintotheatmosphere
thatwehadworldwidereddenedsunsetsforalmostayear.
2.
2.
2.
2.Solution
Solution
Solution
Solution:
a.M=cV=
633910
3
50101050101.1101
g
mgb
m
----
=?
b.
9
5
343
3
5010
3.810
2
(0.510)
66
mg
N
g
Dcm
cm
pp
r
-
-
´
===
c.Clearlyindustrywillcitethepoundswhileenvironmentalistswillcitethe0.4 »
10
10
-
millionparticles.Thisshowsthattwopeoplecanbothtellthetruth,butleadtheiraudience
toverydifferentconclusions.
We
shouldstrivetotell“thewholetruth”
3.
3.
3.
3.Solution
Solution
Solution
Solution
a.
3
63910
3
8010108010/1.8101/
gm
gbreathbbreath
mbreath
----
=?
b.for,M=64g/mol,
2
SO
92114
80109.4107.510/
gmolecules
Nmoleculesbreath
breathg
-
= ?
4.
4.
4.
4.Solution
Solution
Solution
Solution:
0.41/
0.002250.225%
16454
15
gmile
gallbg
milegallb
==
作业习题解答
第二章燃烧与大气污染
2.1
2.1
2.1
2.1已知重油元素分析结果如下: C
C
C
C
:
85.5%
85.5%
85.5%
85.5%H
H
H
H
:
11.3%
11.3%
11.3%
11.3%O
O
O
O
:
2.0%
2.0%
2.0%
2.0%N
N
N
N
:
0.2%
0.2%
0.2%
0.2%S
S
S
S
:
1.0
1.0
1.0
1.0%
%
%
%
,
试计算:1
1
1
1)燃油1kg
1kg
1kg
1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量;
2
2
2
2)干烟气中SO
SO
SO
SO
2
2
2
2
的浓度和CO
CO
CO
CO
2
2
2
2
的最大浓度;
3
3
3
3)当空气的过剩量为10%
10%
10%
10%时,所需的空气量及产生的烟气量。
2.1
2.1
2.1
2.1解:
1kg燃油含:
重量(g)摩尔数(g)需氧数(g)
C85571.2571.25
H113-2.555.2527.625
S100.31250.3125
H
2
O22.51.250
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
3
N
/kg重油。
烟气组成为CO
2
71.25mol,H
2
O55.25+1.25=56.50mol,SO
2
0.1325mol,N
2
3.78×
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
3
N
/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 % 100
49 . 446
3125 . 0
= ×
空气燃烧时CO
2
存在最大浓度。 % 96 . 15 % 100
49 . 446
25 . 71
= ×
3)过剩空气为10%时,所需空气量为1.1×10.62=11.68m
3
N
/kg重油,
产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33m
3
N
/kg重油。
2.2
2.2
2.2
2.2普通煤的元素分析如下: C65.7%
C65.7%
C65.7%
C65.7%;灰分18.1%
18.1%
18.1%
18.1%;S1.7%
S1.7%
S1.7%
S1.7%; H3.2%
H3.2%
H3.2%
H3.2%;水分9.0%
9.0%
9.0%
9.0%; O2.3
O2.3
O2.3
O2.3%
%
%
%
。
(含N
N
N
N量不计)
1
1
1
1)计算燃煤1kg
1kg
1kg
1kg所需要的理论空气量和SO
SO
SO
SO
2
2
2
2
在烟气中的浓度(以体积分数计) ;
2
2
2
2)假定烟尘的排放因子为80%
80%
80%
80%,计算烟气中灰分的浓度(以mg/m
mg/m
mg/m
mg/m
3
3
3
3
表示) ;
3
3
3
3)假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。石灰石中含Ca35%
Ca35%
Ca35%
Ca35%。当Ca/S
Ca/S
Ca/S
Ca/S为1.7
1.7
1.7
1.7
(摩尔比)
时,计算燃煤1t
1t
1t
1t需加石灰石的量。
2.2
2.2
2.2
2.2解:
相对于碳元素作如下计算:
%(质量)mol/100g煤mol/mol碳
C65.75.4751
H3.23.20.584
S1.70.0530.010
O2.30.0720.013
灰分18.13.306g/mol碳
水分9.01.644g/mol碳
故煤的组成为CH
0.584
S
0.010
O
0.013
,
燃料的摩尔质量(包括灰分和水分)为。燃烧方程式为
molC g
/
26 . 18
475 . 5
100
=
2 2 2 2 2 2 013
.
0 010
.
0 584
.
0
78 . 3 010 . 0 292 . 0
)
78 . 3
(
nN SO 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;
kg m kg m
/
74 . 6
/
10 4 . 22 1000
26 . 18
)
78 . 3 1
(
1495 . 1
3 3 3
= × × ×
+ ×
−
SO
2
在湿烟气中的浓度为% 174 . 0 % 100
18
644 . 1
1495 . 1 78 . 3 010 . 0 292 . 0 1
010 . 0
= ×
+ × + + +
2)产生灰分的量为
kg g
/
8 . 144 % 80
100
1000
1 . 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mg/m
3
=2.12×10
4
mg/m
3
3
10
826 . 6
8 . 144
×
3)需石灰石/t煤
kg
21 . 103
% 35
40 7 . 1
00 . 32
% 7 . 1 1000
=
× ×
×
2.3
2.3
2.3
2.3煤的元素分析结果如下S0.6%
S0.6%
S0.6%
S0.6%;H3.7%
H3.7%
H3.7%
H3.7%;C79.5%
C79.5%
C79.5%
C79.5%;N0.9%
N0.9%
N0.9%
N0.9%;O4.7%
O4.7%
O4.7%
O4.7%;灰分10.6%
10.6%
10.6%
10.6%。在
空气过剩20%
20%
20%
20%条件下完全燃烧。计算烟气中SO
SO
SO
SO
2
2
2
2
的浓度。
2.3
2.3
2.3
2.3解:
按燃烧1kg煤计算
重量(g)摩尔数(mol)需氧数(mol)
C79566.2566.25
H31.12515.56257.78
S60.18750.1875
H
2
O52.8752.940
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CO266.25mol,SO20.1875mol,H2O15.5625+2.94=18.50mol
N
2
mol
54 . 280
78 . 4
76 . 354 78 . 3
=
×
总计66.25+18.50+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 % 100
43 . 436
1875 . 0
= ×
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