大氣污染控制工程課后習(xí)題答案

1、.作業(yè)習(xí)題解答第一章 概 論1.1 解：按1mol干空氣計(jì)算，空氣中各組分摩爾比即體積比，故nN2=0.781mol，nO2=0.209mol，nAr=0.00934mol，nCO2=0.00033mol。質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為，；，。1.2 解：由我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)查得三種污染物日平均濃度限值如下：SO2：0.15mg/m3，NO2：0.12mg/m3，CO：4.00mg/m3。按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1m3干空氣計(jì)算，其摩爾數(shù)為。故三種污染物體積百分?jǐn)?shù)分別為：SO2：，NO2：CO：。1.3 解：1）（g/m3N） c（mol/m3N）。2）每天流經(jīng)管道的CCl4質(zhì)量為1.031×10

2、15;3600×24×103kg=891kg1.4 解：每小時(shí)沉積量200×（500×15×60×106）×0.12=10.81.5 解：由大氣污染控制工程P14 （11），取M=210，COHb飽和度1.6 解：含氧總量為。不同CO百分含量對應(yīng)CO的量為：2%：，7%：1）最初CO水平為0%時(shí) ；2）最初CO水平為2%時(shí) 。1.7 解：由大氣污染控制工程P18 （12），最大能見度為。作業(yè)習(xí)題解答第二章 燃燒與大氣污染 2.1 解：1kg燃油含：重量（g） 摩爾數(shù)（g） 需氧數(shù)（g）C 855 71.25 71.25H 1

3、132.5 55.25 27.625S 10 0.3125 0.3125H2O 22.5 1.25 0N元素忽略。1）理論需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg設(shè)干空氣O2：N2體積比為1：3.78，則理論空氣量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。煙氣組成為CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=374.93mol。理論煙氣量 71.25+56.50+0.3

4、125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99×22.4/1000=11.27 m3N/kg重油。2）干煙氣量為502.9956.50=446.49mol/kg重油。SO2百分比濃度為，空氣燃燒時(shí)CO2存在最大濃度。3）過?？諝鉃?0%時(shí)，所需空氣量為1.1×10.62=11.68m3N/kg重油，產(chǎn)生煙氣量為11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg重油。2.2 解：相對于碳元素作如下計(jì)算：%（質(zhì)量） mol/100g煤 mol/mol碳C 65.7 5.475 1H 3.2 3.2 0.584S 1.7 0.053 0.01

5、0O 2.3 0.072 0.013灰分 18.1 3.306g/mol碳水分 9.0 1.644g/mol碳故煤的組成為CH0.584S0.010O0.013，燃料的摩爾質(zhì)量（包括灰分和水分）為。燃燒方程式為n=1+0.584/4+0.0100.013/2=1.14951）理論空氣量；SO2在濕煙氣中的濃度為2）產(chǎn)生灰分的量為 煙氣量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×103=6.826m3/kg灰分濃度為mg/m3=2.12×104mg/m33）需石灰石/t煤2.3解：按

6、燃燒1kg煤計(jì)算 重量（g） 摩爾數(shù)（mol） 需氧數(shù)（mol）C 795 66.25 66.25H 31.125 15.5625 7.78S 6 0.1875 0.1875H2O 52.875 2.94 0設(shè)干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，所需理論空氣量為4.78×（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg煤。理論煙氣量CO2 66.25mol，SO2 0.1875mol，H2O 15.5625+2.94=18.50mol N2總計(jì)66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤實(shí)際煙氣量365.48+0.2×35

7、4.76=436.43mol/kg煤，SO2濃度為。2.4解：取1mol煤氣計(jì)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。設(shè)干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則理論干空氣量為0.223×（3.78+1）=1.066mol。取，則實(shí)際干空氣 1.2×1.066mol=1.279mol?？諝夂瑵窳繛?2g/m3N，即含H2

8、O0.67mol/ m3N，14.94L/ m3N。故H2O體積分?jǐn)?shù)為1.493%。故實(shí)際空氣量為。煙氣量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故實(shí)際煙氣量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol2.5 解：1）N2%=111%8%2%0.012%=78.99%由大氣污染控制工程P46 （211）空氣過剩2）在測定狀態(tài)下

9、，氣體的摩爾體積為；取1m3煙氣進(jìn)行計(jì)算，則SO2120×106m3，排放濃度為。3）。4）。2.6解：按1kg煤進(jìn)行計(jì)算 重量（g） 摩爾數(shù)（mol） 需氧數(shù)（mol）C 758 63.17 63.17H 40.75 20.375 10.19S 16 0.5 0.5H2O 83.25 4.625 0需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol設(shè)干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則干空氣量為73.86×4.78×1.2=423.66mol，含水423.66×0.0116=4.91mol。煙氣中：CO2 63.17mol；SO2 0.5mol

10、；H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol；N2：73.86×3.78=279.19mol；過剩干空氣0.2×73.86×4.78=70.61mol。實(shí)際煙氣量為63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol其中CO2 ；SO2 ；H2O ； N2 。O2 。2.7解：SO2含量為0.11%，估計(jì)約1/60的SO2轉(zhuǎn)化為SO3，則SO3含量，即PH2SO4=1.83×105，lg PH2SO4=-4.737。查圖27得煤煙氣酸露點(diǎn)約為134攝氏度。2.8解：以1kg油燃燒計(jì)算，C 860g 71.67mo

11、l； H 140g 70mol，耗氧35mol。設(shè)生成CO x mol，耗氧0.5x mol，則生成CO2 （71.67x）mol，耗氧（71.67x）mol。煙氣中O2量?？傃趿?，干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則含N2 3.78×（106.67+24.5x）。根據(jù)干煙氣量可列出如下方程：，解得x=0.306故CO2%：；N2%：由大氣污染控制工程P46 （211）空氣過剩系數(shù)作業(yè)習(xí)題解答第三章 大氣污染氣象學(xué)3.1解：由氣體靜力學(xué)方程式，大氣中氣壓隨高度的變化可用下式描述： （1）將空氣視為理想氣體，即有 可寫為 （2）將（2）式帶入（1），并整理，得到以下方程：假定在

12、一定范圍內(nèi)溫度T的變化很小，可以忽略。對上式進(jìn)行積分得： 即 （3）假設(shè)山腳下的氣溫為10。C，帶入（3）式得：得即登山運(yùn)動員從山腳向上爬了約5.7km。3.2解：，不穩(wěn)定，不穩(wěn)定，不穩(wěn)定，不穩(wěn)定，不穩(wěn)定。3.3解：，3.4解：由大氣污染控制工程P80 （323），取對數(shù)得設(shè)，由實(shí)測數(shù)據(jù)得 x0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.1761由excel進(jìn)行直線擬合，取截距為0，直線方程為：y=0.2442x故m0.2442。3.5 解：，。穩(wěn)定度D，m=0.15，。穩(wěn)定度F，m=0.25，風(fēng)速廓線圖略。3.6解：1）根據(jù)Air Pollution Co

13、ntrol Engineering可得高度與壓強(qiáng)的關(guān)系為將g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得。當(dāng)t=11.0。C，氣壓為1023 hPa；當(dāng)t=9.8。C，氣壓為1012 hPa，故P=（1023+1012）/2=1018Pa，T=（11.0+9.8）/2=10.4。C=283.4K，dP=1012-1023=11Pa。因此，z=119m。同理可計(jì)算其他測定位置高度，結(jié)果列表如下：測定位置2345678910氣溫/。C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8氣壓/hPa10121000988969909878850725

14、700高度差/m89991011635362902711299281高度/m119218 319 482 1018 1307 1578 2877 3158 2）圖略3），不穩(wěn)定；，逆溫；，逆溫；，逆溫；，穩(wěn)定；，穩(wěn)定；，穩(wěn)定；，穩(wěn)定。3.7解：，故，逆溫；，故，穩(wěn)定；，故，不穩(wěn)定；，故，不穩(wěn)定；，故，不穩(wěn)定；，故逆溫。3.8解：以第一組數(shù)據(jù)為例進(jìn)行計(jì)算：假設(shè)地面大氣壓強(qiáng)為1013hPa，則由習(xí)題3.1推導(dǎo)得到的公式，代入已知數(shù)據(jù)（溫度T取兩高度處的平均值）即，由此解得P2=961hPa。由大氣污染控制工程P72 （315）可分別計(jì)算地面處位溫和給定高度處位溫：，故位溫梯度=同理可計(jì)算得到其他數(shù)

15、據(jù)的位溫梯度，結(jié)果列表如下：測定編號123456地面溫度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度/。C26.715.68.95.020.028.0位溫梯度/K/100m2.220.27 0.17 0.02 1.02 1.42 3.9解：以第一組數(shù)據(jù)為例進(jìn)行計(jì)算，由習(xí)題3.1推導(dǎo)得到的公式，設(shè)地面壓強(qiáng)為P1，代入數(shù)據(jù)得到：，解得P1=1023hPa。因此同理可計(jì)算得到其他數(shù)據(jù)的地面位溫，結(jié)果列表如下：測定編號123456地面溫度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相

16、應(yīng)溫度/。C26.715.68.95.020.028.0地面壓強(qiáng)/hPa102310121002104010061007地面位溫/。C292.2293.1288.4294.7302.5297.43.10 解答待求。作業(yè)習(xí)題解答第四章 大氣擴(kuò)散濃度估算模式4.1解：吹南風(fēng)時(shí)以風(fēng)向?yàn)閤軸，y軸指向峭壁，原點(diǎn)為點(diǎn)源在地面上的投影。若不存在峭壁，則有現(xiàn)存在峭壁，可考慮為實(shí)源與虛源在所關(guān)心點(diǎn)貢獻(xiàn)之和。實(shí)源虛源因此+=刮北風(fēng)時(shí)，坐標(biāo)系建立不變，則結(jié)果仍為上式。4.2解：霍蘭德公式。布里格斯公式 且x<=10Hs。此時(shí) 。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1320191中公式計(jì)算，因QH>=2100kW，TsT

17、a>=130K>35K。（發(fā)電廠位于城市近郊，取n=1.303，n1=1/3，n2=2/3）4.3解：由大氣污染控制工程P88（49）得4.4解：陰天穩(wěn)定度等級為D級，利用大氣污染控制工程P95表44查得x=500m時(shí)。將數(shù)據(jù)代入式48得。4.5解：由霍蘭德公式求得，煙囪有效高度為。由大氣污染控制工程P89 （410）、（411）時(shí)，。取穩(wěn)定度為D級，由表44查得與之相應(yīng)的x=745.6m。此時(shí)。代入上式。4.6解：由大氣污染控制工程P98 （431）（當(dāng)，q=0.3）4.7解：有限長線源。首先判斷大氣穩(wěn)定度，確定擴(kuò)散參數(shù)。中緯度地區(qū)晴朗秋天下午4：00，太陽高度角3035。左右，

18、屬于弱太陽輻射；查表4-3，當(dāng)風(fēng)速等于3m/s時(shí)，穩(wěn)定度等級為C，則400m處。其次判斷3分鐘時(shí)污染物是否到達(dá)受體點(diǎn)。因?yàn)闇y量時(shí)間小于0.5h，所以不必考慮采樣時(shí)間對擴(kuò)散參數(shù)的影響。3分鐘時(shí)，污染物到達(dá)的距離，說明已經(jīng)到達(dá)受體點(diǎn)。有限長線源距離線源下風(fēng)向4m處，P1=75/43.3=1.732，P2=75/43.3=1.732；。代入上式得。端點(diǎn)下風(fēng)向P1=0，P2=150/43.3=3.46，代入上式得4.8解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級，。當(dāng)x=1.0km，。由大氣污染控制工程P106 （449） 4.9解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級。當(dāng)x=2km時(shí)，xD<x<2xD，按x= xD和x=2xD

19、時(shí)濃度值內(nèi)插計(jì)算。x= xD時(shí)，代入大氣污染控制工程P88 （49）得 x= 2xD時(shí)，代入P101 （436）得；通過內(nèi)插求解當(dāng)x=6km>2xD時(shí)，計(jì)算結(jié)果表明，在xD<=x<=2xD范圍內(nèi)，濃度隨距離增大而升高。4.10解：由所給氣象條件應(yīng)取穩(wěn)定度為E級。查表44得x=12km處，。，。4.11 解：按大氣污染控制工程P91 （423）由P80 （323）按城市及近郊區(qū)條件，參考表42，取n=1.303，n1=1/3，n2=2/3，代入P91（422）得。環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級標(biāo)準(zhǔn)限值為0.06mg/m3（年均），代入P109（462） 解得于是Hs>=162m。

20、實(shí)際煙囪高度可取為170m。煙囪出口煙氣流速不應(yīng)低于該高度處平均風(fēng)速的1.5倍，即uv>=1.5×1.687×1700.25=9.14m/s。但為保證煙氣順利抬升，出口流速應(yīng)在2030m/s。取uv=20m/s，則有，實(shí)際直徑可取為4.0m。4.12解：高架連續(xù)點(diǎn)源出現(xiàn)濃度最大距離處，煙流中心線的濃度按 P88（47） （由P89（411）而地面軸線濃度。因此，得證。作業(yè)習(xí)題解答第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)5.1解：在對數(shù)概率坐標(biāo)紙上作出對數(shù)正態(tài)分布的質(zhì)量累積頻率分布曲線， 讀出d84.1=61.0、d50=16.0、d15。9=4.2。作圖略。5.2 解：繪圖略。

21、5.3解：在對數(shù)概率坐標(biāo)紙上作出對數(shù)正態(tài)分布的質(zhì)量累積頻率分布曲線，讀出質(zhì)量中位直徑d50（MMD）=10.3、d84.1=19.1、d15。9=5.6。按大氣污染控制工程P129（524）；P129（526）；P129（529）。5.4解：大氣污染控制工程P135（539）按質(zhì)量表示P135（538）按凈體積表示P135（540）按堆積體積表示。5.5解：氣體流量按P141（543）；漏風(fēng)率P141（544）；除塵效率：考慮漏風(fēng)，按P142（547）不考慮漏風(fēng)，按P143（548）5.6解：由氣體方程得按大氣污染控制工程P142（545）。5.7 解：按大氣污染控制工程P145（558）粉塵

22、濃度為，排放濃度10（199%）=0.1g/m3；排放量2.22×0.1=0.222g/s。5.8解：按大氣污染控制工程P144（552）（P=0.02）計(jì)算，如下表所示：粉塵間隔/<0.60.60.70.70.80.81.0122334質(zhì)量頻率 /%進(jìn)口g12.00.40.40.73.56.024.0出口g27.01.02.03.014.016.029.093959091.49294.797.6粉塵間隔/45566881010122030其他質(zhì)量頻率 /%進(jìn)口g113.02.02.03.011.08.024.0出口g26.02.02.02.58.57.0099.1989898

23、.398.598.2100據(jù)此可作出分級效率曲線。5.9解：按大氣污染控制工程P144（554）。5.10 解：當(dāng)空氣溫度為387.5K時(shí)。當(dāng)dp=0.4時(shí)，應(yīng)處在Stokes區(qū)域。首先進(jìn)行坎寧漢修正：，。則，。當(dāng)dp=4000時(shí)，應(yīng)處于牛頓區(qū)，。，假設(shè)成立。當(dāng)dp=0.4時(shí)，忽略坎寧漢修正，。經(jīng)驗(yàn)證Rep<1，符合Stokes公式?？紤]到顆粒在下降過程中速度在很短時(shí)間內(nèi)就十分接近us，因此計(jì)算沉降高度時(shí)可近似按us計(jì)算。dp=0.4 h=1.41×105×30=4.23×104m；dp=40 h=0.088×30=2.64m；dp=4000 h=

24、17.35×30=520.5m。5.11解：設(shè)最大石英粒徑dp1，最小角閃石粒徑dp2。由題意，故。5.12解：在所給的空氣壓強(qiáng)和溫度下，。dp=200時(shí)，考慮采用過渡區(qū)公式，按大氣污染控制工程P150（582）：，符合過渡區(qū)公式。阻力系數(shù)按P147（562）。阻力按P146（559）。5.13解：圓管面積。據(jù)此可求出空氣與鹽酸霧滴相對速度?？紤]利用過渡區(qū)公式：代入相關(guān)參數(shù)及us=0.27m/s可解得dp=66。，符合過渡區(qū)條件。故能被空氣夾帶的霧滴最大直徑為66。5.14解：粒徑為25，應(yīng)處于Stokes區(qū)域，考慮忽略坎寧漢修正：。豎直方向上顆粒物運(yùn)動近似按勻速考慮，則下落時(shí)間，因

25、此L=v.t=1.4×122m=171m。5.15解：在給定條件下。當(dāng)dp=10，粉塵顆粒處于Stokes區(qū)域：。dp=500，粉塵顆粒處于牛頓區(qū)：。因此。經(jīng)驗(yàn)證，Rep=1307>500，假設(shè)成立。作業(yè)習(xí)題解答第六章 除塵裝置6.1解：計(jì)算氣流水平速度。設(shè)粒子處于Stokes區(qū)域，取。按大氣污染控制工程P162（64）即為能被100%捕集的最小霧滴直徑。6.2解：按層流考慮，根據(jù)大氣污染控制工程P163（65），因此需要設(shè)置23層。6.3解：，符合層流區(qū)假設(shè)。6.4解：設(shè)空氣溫度為298K，首先進(jìn)行坎寧漢修正：，。故。用同樣方法計(jì)算可得0.83粒子的分級效率為0.864。因此

26、總效率 6.5 解：按Air Pollution Control Engineering公式 。令=50%，N=5，Vc=15m/s，=2.9×103kg/m3，W=0.76m，代入上式得dc=11.78。利用大氣污染控制工程P170（618） 計(jì)算各粒徑粉塵分級效率，由此得總效率6.6 解：根據(jù)大氣污染控制工程P144（553）（P=0.1）計(jì)算分級效率，結(jié)果如下表所示：粉塵間隔/055101015152020252530303535404045>45質(zhì)量頻率 /%捕集g30.51.41.92.12.12.02.02.02.084.0出口g276.012.94.52.11.5

27、0.70.50.40.31.15.59 49.41 79.17 90.00 92.65 96.26 97.30 97.83 98.36 99.85 據(jù)此可作出分級效率曲線。由上表可見，510去除效率為49.41。因此在工程誤差允許范圍內(nèi)，dc=7.5。6.7解：據(jù)大氣污染控制工程P169（613） 。6.8 解：根據(jù)Air Pollution Control EngineeringP258公式 。因，故1000 ；由題意，當(dāng)。取，N=10，代入上式，解得Wi=5.5。根據(jù)一般旋風(fēng)除塵器的尺寸要求，D0=4Wi=2.2cm；H2 Wi=1.1cm。氣體流量Q=A.V=H.W.Vc=1.21

28、15;103m3/s6.9解：按大氣污染控制工程P170（618）；。dg=20，代入上式，利用Matlab積分可得。6.10解：驅(qū)進(jìn)速度按大氣污染控制工程P187（633）。，Q=0.075m3/s，代入P188（634）。6.11 解：1）Q=2/3=0.667 m3/s，S=3.662=13.4m2，。2），查圖627得Fv=1.75故。6.12 解：1）由題意dp=3.5，dp=8.0，dp=13.0，故2），則=0.42g/m3>0.1g/m3。不滿足環(huán)保規(guī)定和使用者需要。6.13 解：1）由大氣污染控制工程P183（631）電場荷電為擴(kuò)散荷電按P184 （632）計(jì)算，與電場

29、荷電相比很小，可忽略。因此飽和電荷值3.04×1016C。2）電場荷電為擴(kuò)散荷電與電場荷電相比很小，可忽略，故粉塵荷電量4.86×1019C。3）取 dp=5時(shí)，；dp=0.2時(shí)，。6.14 解：查圖得集氣板面積約1000m3.（1000m3/min）1。根據(jù)，0.995=1exp（wi）解得wi=5.30m/min。6.15解：，故，因此。6.16解：設(shè)3種粒子的分級效率分別為、，則因此，。6.17 解：1）粉塵粒徑dp=10當(dāng)液滴直徑為50時(shí)，R=0.2；碰撞數(shù)，。由給出計(jì)算公式可得同理可得液滴直徑為100、500時(shí)捕集效率為42.6、10.1%。2）dp=50用同樣方

30、法計(jì)算可得顆粒在直徑為50、100、500的液滴上捕集效率分別為0、10.2%、25.0。6.18解：按大氣污染控制工程P211（653）由（655）粒徑小于0.1所占質(zhì)量百分比太小，可忽略；粒徑大于20.0，除塵效率約為1；因此故。6.19 解：坎寧漢修正6.20解：設(shè)氣液比1L/m3，dp=1.2，f=0.25。在1atm與510.K下查得。由可解得v=121.6m/s。故喉管面積，DT=272mm。取喉管長度300mm，通氣管直徑D1=544mm。，則，（取D2=600mm）。6.21 解：由Air Pollution Control EngineeringP300 9.48式 。通過P

31、293 Figure 9.18讀取。取，雨滴Db=2mm，處于牛頓區(qū)，利用大氣污染控制工程P150（583）。因此，。從Figure 9.18讀出=0.11（Cylinder）。故M=。而液滴本身。故質(zhì)量增加了1.98×104%。6.22解：由Air Pollution Control Engineering公式 。代入已知數(shù)據(jù)，即需持續(xù)半天左右的時(shí)間。6.23解：設(shè)破裂2個(gè)布袋后氣體流量分配不變，近似求得出口濃度如下：。因此。6.24解：設(shè)恒定速度v1，則， 。若在400Pa壓降下繼續(xù)，則解此微分方程得Q2=90.1m3。6.25解：當(dāng)T=300K時(shí)，v=1.8m/min=0.03

32、m/s。，。利用所給數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬和，即，Kp=3.53×1012m2。6.26 解：1）過濾氣速估計(jì)為vF=1.0m/min。2）除塵效率為99%，則粉塵負(fù)荷。3）除塵器壓力損失可考慮為為清潔濾料損失，考慮為120Pa；故。4）因除塵器壓降小于1200Pa，故即最大清灰周期。5）。6）取濾袋d=0.8m，l=2m。，取48條布袋。6.27 解：1）將已知數(shù)據(jù)代入所給公式即有，2）由 可得z>=3.23m。3）由Air Pollution Control Engineering公式，穿透率取Wi=0.25Dc，而N=0.5Z/Dc，Vc=Vs/，代入上式 （近似?。?.28 解

33、：1）過濾氣速為3.35m/min 效率過濾氣速為1.52m/min 效率過濾氣速為0.61m/min 效率過濾氣速為0.39m/min 效率2）由2.0×（10.3）xp=140×104，xp=0.01cm；3）由（0.80.0006）×0.39t=140，t=449min=7.5h。作業(yè)習(xí)題解答第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)7.1解：由亨利定律P*=Ex，500×2%=1.88×105x，x=5.32×105。 由y*=mx，m=y*/x=0.02/5.32×105=376。因x=5.32×105很小，故CCO

34、2=2.96mol/m3。100g與氣體平衡的水中約含44×100×5.32×105/18=0.013g。7.2 解：在1atm下O2在空氣中含量約0.21。0.21=4.01×104x解得O2在水中摩爾分?jǐn)?shù)為x=5.24×106。7.3 解：20C時(shí)H2S E=0.489×105kPa，分壓20atm×0.1%=2.03kPa。P*=Ex，x=P*/E=4.15×105，故C*H2S=2.31mol/m3。H=C/P*=2.3/（2.03×103）=1.14×103mol/（m3.Pa）=11

35、5mol/（m3.atm）由。7.4 解：GB=5000×0.95=4750m3N/h。Y1=0.053，；。因此用水量Ls=25.4GB×1.5=1.81×105m3N/h。由圖解法可解得傳質(zhì)單元數(shù)為5.6。7.5 解：GB=10×0.89=8.9m3/min，Y1=0.124，Y2=0.02。作出最小用水時(shí)的操作線，xmax=0.068。故，Ls=1.53×1.75×8.9=23.8m3/min。圖解法可解得傳質(zhì)單元數(shù)為3.1。Hy=2.39×3.1=7.4m。7.6解：利用公式，將已知數(shù)據(jù)代入，解得因此。7.7解： ，

36、。7.8解：XT cm3/gP atmlgXTlgPP/V3011.47700.0335121.7080.3010.0396731.8260.4770.0458141.9090.6020.0499351.9690.6990.05410462.0170.7780.058依據(jù)公式，對lgXTlgP進(jìn)行直線擬合：，即K=30，n=1.43；依據(jù)公式，對P P/V進(jìn)行直線擬合：，即Vm=200，B=0.173。7.9 解：三氯乙烯的吸收量V=2.54×104×0.02×99.5%=505.46m3/h，M=131.5。由理想氣體方程得因此活性炭用量；體積。7.10 解：Y

37、1=0.025kg苯/kg干空氣，Y2=0，X2=0。故操作線方程為X=11.28Y。當(dāng)Y=Yb=0.0025kg苯/kg干空氣時(shí)，X=11.28×0.0025=0.0282kg苯/kg硅膠。Y*=0.167×0.02821.5=0.0008kg苯/kg干空氣。，由此可求得近似值；同時(shí)， 由此求得f的近似值，列表如下：YY*Yb=0.00250.0008588.080000.9000.00500.0022361.901.1841.1840.19900.80.16920.16920.00750.0041294.930.8212.0050.33710.70.10350.2727

38、0.01000.0063272.240.7092.7140.45630.60.07750.35020.01250.0088273.370.6823.3960.57090.50.06310.41330.01500.0116296.120.7124.1080.69060.40.05390.46710.01750.0146350.460.8084.9160.82650.30.04760.5147Ye=0.02000.0179475.001.0325.9481.00000.20.04340.5580NOG=5.948，f=0.5580；2atm，298K時(shí)，=2.37kg/m3，因此，故HOG=；因此

39、吸附區(qū)高度為H2=HOG.NOG=0.07041×5.948=0.419m。對單位橫截面積的床層，在保護(hù)作用時(shí)間內(nèi)吸附的苯蒸汽量為（0.0250）×2.37×60×90320（kg苯/m2）而吸附床飽和區(qū)吸附苯蒸汽量吸附床未飽和區(qū)吸附苯蒸汽量因此總吸附量解得H=2.05m，此即所需要的最小床高。7.11 解：反應(yīng)管轉(zhuǎn)化率為xA時(shí)，反應(yīng)速度為RA=0.15（1xA）mol/（kg催化劑.min）。根據(jù)單管物料平衡可列出如下方程：其中，Q單位為mol/min。數(shù)據(jù)代入并整理得，對等式兩邊積分，即，解得Q=0.447mol/min。反應(yīng)管數(shù)目：250/0.44

40、7560個(gè)。7.12 解：由得。作業(yè)習(xí)題解答第八章 硫氧化物的污染控制8.1解：火電廠排放標(biāo)準(zhǔn)700mg/m3。3%硫含量的煤煙氣中SO2體積分?jǐn)?shù)取0.3%。則每立方米煙氣中含SO2；因此脫硫效率為。8.2 解：1） m=1.5625kg2）每燃燒1t煤產(chǎn)生SO2約，約去除72×0.9=64.8kg。因此消耗CaCO3 。3）CaSO4.2H2O生成量 ；則燃燒1t煤脫硫污泥排放量為，同時(shí)排放灰渣77kg。8.3 解：1）由，解得。2）設(shè)總體積為100，則SO27.8體積，O210.8體積，N281.4體積。經(jīng)第一級催化轉(zhuǎn)化后余SO20.156體積，O26.978體積，N281.4體

41、積。設(shè)有x體積SO2轉(zhuǎn)化，則總體積為。因此，由此解得x=1.6×103；故轉(zhuǎn)化率為8.4解：動力消耗，即約0.51%用于克服阻力損失。8.5 解：1）取平均溫度為，此時(shí)氣體密度（分子量取30）。顯然霧滴處于牛頓區(qū)，因氣體流速為3m/s，則液滴相對塔壁的沉降速度為6.73m/s。2）工況條件：液氣比9.0L/m3，Ca/S=1.2，并假設(shè)SO2吸收率為90%。在117.5。C下，水汽化熱2212.1kJ/kg，空氣比熱1.025kJ/（kg.K）由（18055）×1.025×0.94=2212.1m，解得m=0.054kg，因此水分蒸發(fā)率。3）CaCO3反應(yīng)分率為。

42、8.6解：在373K時(shí)，Khs=0.41，Ks1=6.6×103，Ks23.8×108。NaS=Na+SO2.H2OHSO3SO32 =OHH+SO32+2CO32+HCO3SO2.H2O，。代入得代入不同的H+濃度，可得pH在45時(shí)NaS接近于0。因此脫硫最佳pH值45。8.7 解：工況條件：液氣比9.0L/m3，Ca/S=1.2，并假設(shè)SO2吸收率為90%。因此，單位體積（1.0L）通過煙氣1/9m3，可吸收SO2。取溫度T=373K，則Khs=0.147，Ks1=0.0035，Ks2=2.4×108。進(jìn)水PSO2=4.0×104atm，SO2.H2

43、O=PSO2.Khs=5.88×105，HSO3=Ks1SO2.H2O/H+=0.0206，SO32=；則反應(yīng)后S=SO2.H2O+HSO3+SO32+0.018=0.0387此時(shí)PSO2=4.0×103atm，SO2.H2O=5.88×104且物料守恒得 SO2.H2O+HSO3+SO32 =0.0387由上述方程可解得H+=5.4×105，pH=4.27作業(yè)習(xí)題解答第九章 固定源氮氧化物污染控制9.1 解：1）設(shè)每天需燃煤Mt，則有M.6110×103×103×4.18×38%=1000×106

44、15;24×3600解得M=8.9×103t。取NOx平均排放系數(shù)12kg/t煤，則每日排放NOx量約為；2）同理M.10000×103×103×4.18×38%=1000×106×24×3600，M=5439t。取重油密度為0.8×103kg/m3，折合體積約為6800m3，去排放系數(shù)12.5kg/m3，則每日排放NOx約為3）8900×103×4.18×38%V=1000×106×24×3600，解得V=6.1×106m3

45、。每日排放NOx量約為。9.2解：取1kg煤計(jì)算，排放NOx約8g，在常規(guī)燃燒溫度下，近似認(rèn)為NO2濃度很小，NOx均以NO存在。1kg煤中，含C772g，H52g，N12g，S26g，O59g，灰分為79g。充分燃燒后，生成CO264.3mol，H2O26mol，SO20.812mol，NO0.267mol。需O2250459=2445g，約76.4mol。引入N2。燃燒本身過程中產(chǎn)生N2。即在O2恰好耗盡時(shí)煙氣含CO264.3mol，H2O26mol，SO20.812mol，NO0.267mol，N2287.7mol。由題意，空氣過剩，設(shè)過?？諝饬繛閤mol，則，由此解得x=152mol。

46、故NOx濃度為（體積分?jǐn)?shù)）。9.3 解：1）1200K下，Kp=2.8×107。設(shè)有xN2轉(zhuǎn)化為NO，則解得x=0.00512；故NO平衡濃度為（體積分?jǐn)?shù)）2）1500K時(shí)，同理 解得x=0.032，故NO平衡濃度為（體積分?jǐn)?shù)）3）2000K時(shí)， 解得x=0.190，故NO平衡濃度為0.0038。9.4解：考慮1kg燃煤含氫37g，碳759g，硫9g，氮9g，氧47g。煙氣中含CO263.25mol，含H2O 18.5mol，含SO20.28mol。因此需O2 239247=2281g 約71.3mol，則引入N2268.2mol。若空氣過剩20%，則煙氣中O2為0.2×7

47、1.3=14.26mol，N2 268.2+53.6+9/28=322.1mol。即若不考慮N轉(zhuǎn)化，則煙氣中含CO263.25mol，H2O18.5mol，SO20.28mol，O214.26mol，N2322.1mol。1）N2轉(zhuǎn)化率20%，則NO濃度為（體積分?jǐn)?shù)）2）N2轉(zhuǎn)化率50%，則NO濃度為（體積分?jǐn)?shù)）9.5解：按大氣污染控制工程P361（913） 將M=70，C=0.5代入當(dāng)t=0.01s時(shí) ，解得Y=0.313；當(dāng)t=0.04s時(shí) ，解得Y=0.811；當(dāng)t=0.1s時(shí) ，解得Y=0.988。由，取P=1atm，將M=70代入得T=2409K。9.6 解：M=50M=309.7解

48、： （R=1.987cal/mol.K）。將所給溫度代入公式計(jì)算K值，列表如下：T（K）30010001200150020002500Kp（計(jì)算值）5.3×10317.0×1092.7×1071.0×1054.0×1043.5×103Kp（表中值）10307.5×1092.8×1071.1×1054.0×1043.5×1039.8解：假設(shè)O濃度很小，平衡時(shí)O2的濃度仍可近似認(rèn)為5。利用O2分解的平衡反應(yīng)式及大氣污染控制工程P360（911）式求解：。因反應(yīng)前后分子個(gè)數(shù)不同，平衡常數(shù)有量

49、綱，公式中濃度單位為mol/m3，即1）2000K時(shí)，Kp,o=6.63×104，平衡時(shí)故2）2200K時(shí)，Kp,o=2.68×103，平衡時(shí)故3）2400K時(shí)，Kp,o=8.60×103，平衡時(shí)故9.9解：取1kg煤計(jì)算，排放NOx約8g，在常規(guī)燃燒溫度下，近似認(rèn)為NO2濃度很小，NOx均以NO存在。1kg煤中，含C759g，H37g，N9g，S9g，O47g。充分燃燒后，生成CO263.25mol，H2O18.5mol，SO20.28mol，NO0.267mol。需O2233347=2286g，約71.4mol。引入N2。燃燒本身過程中產(chǎn)生N2。即在O2恰好耗

50、盡時(shí)煙氣含CO263.25mol，H2O18.5mol，SO20.28mol，NO0.267mol，N2269.0mol。由題意，空氣過剩，設(shè)過剩空氣量為xmol，則，由此解得x=140.5mol。故NOx濃度為（體積分?jǐn)?shù)）。9.10解：燃燒1mol C10H20Nx，產(chǎn)生10molCO2，10molH2O，需O215mol，引入N2量56.4mol?？諝膺^剩50%，則總氮?dú)饬繛?6.4×1.5=84.6mol，O2量為7.5mol。由題意，解得x=0.052因此氮在油中的最大含量為。9.11解：1）以熱值為6110kcal/kg的煤為燃料，每日排放NOx量約107t，其中NO210

51、.7t，NO96.3t。反應(yīng)方程式為： 解得x=2889kmol，y=279kmol生成N2，H2O因此殘留氨量為（3133+4752）×5×106=0.04kmol，可忽略。故每天消耗氨的量為（2889+279）×17/103=53.9t。2）以熱值為10000kcal/kg的重油為燃料，每日排放NOx量約85t，其中NO28.5t，NO76.5t。反應(yīng)方程式為： 解得x=2295kmol，y=222kmol生成N2，H2O因此殘留氨量為（2489+3776）×5×106=0.03kmol，可忽略。故每天消耗氨的量為（2295+222）×17/103=42.8t。3）以熱值為8900kcal/m