大氣污染控制工程課后計(jì)算題答案

大氣污染控制工程課后計(jì)算題答案大氣污染控制工程課后計(jì)算題答案/NUMPAGES18大氣污染控制工程課后計(jì)算題答案大氣污染控制工程課后計(jì)算題答案第一章概論習(xí)題P181.5廢氣流量為1000m3N/s，SO2的體積分?jǐn)?shù)為1.6×10-4，試確定：①SO2在混合氣體中的質(zhì)量濃度；②每天的SO解：①SO2的濃度=1.6×102×64/22.4=457mg/m3②457mg/m3×1000m3N/s×3600×24=39484.81.6成人每次吸入的空氣量約為500cm3，假定每分鐘呼吸15次，空氣中顆粒物的濃度為200ug/m3，試計(jì)算每小時(shí)沉積于肺泡內(nèi)的顆粒物質(zhì)量。已知該顆粒物在肺泡中的沉降系數(shù)為0.12。解：500cm3×15×60=450000cm3=0.45m3×200ug/m3×0.12=10.81.7根據(jù)我國(guó)的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，求出SO2、NO2、CO三種污染物的日均濃度限值的體積分?jǐn)?shù)。解：SO2、NO2、CO《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的日均濃度二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別為0.15、0.12、4.0mg/m30.15mg/m3=0.15×22.4/64=0.0525ppm=5.25×10-80.12mg/m3=0.12×22.4/46=0.0584ppm=5.84×10-84.0mg/m3=4.0×22.4/28=3.20ppm=3.2×10-61.8在某市中心區(qū)的道路兩側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)定的大氣污染物濃度分別為：CO5.2×10-6（1小時(shí)值的日平均值）NO20.03×10-6（1小時(shí)值的日平均值）SO22.3×10-6（1小時(shí)值的日平均值）TSP0.15mg/m3（1小時(shí)值的日平均值）PM100.035mg/m3（1小時(shí)值的日平均值）O30.03×10-6（1小時(shí)值的日平均值）試問(wèn)哪些大氣污染物超過(guò)我國(guó)頒布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-96）中規(guī)定的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。解：指標(biāo)1小時(shí)平均值換算mg/m3標(biāo)準(zhǔn)mg/m3是否達(dá)標(biāo)CO5.2×10-66.510.0達(dá)標(biāo)NO20.03×10-60.0620.24達(dá)標(biāo)SO22.3×10-66.570.50未達(dá)標(biāo)TSP0.15mg/m30.150.3*3=0.9達(dá)標(biāo)PM100.035mg/m30.0350.15*3=0.45達(dá)標(biāo)O30.03×10-60.0640.20達(dá)標(biāo)第二章燃燒與大氣污染習(xí)題P482.1已知重油元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析結(jié)果為：C：82.3%，H：10.3%，O：2.2%，N：0.4%，S：4.8%，試計(jì)算：①燃燒1kg所需的理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量；②干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度（以體積分?jǐn)?shù)計(jì)）；③當(dāng)空氣的過(guò)剩量為10%時(shí)，所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。解：①理論空氣量可由式（2-2）得到：Va0=8.881ωc,y+3.329ωs,y+26.457ωH,y-3.333ωo,y=（8.881×82.3%+3.329×4.8%+26.457×10.3%-3.333×2.2%）m3N/(kg燃料)=10.121m3理論煙氣量可由式（2-7）得到：Vf0=1.866ωc,y+11.111ωH,y+0.699ωs,y+0.79Va0+0.799ωN,y=（1.866×0.823+11.111×0.103+0.699×0.048+0.79×10.121+0.799×0.004）m3N/(kg燃料)=10.713m3NVdf0=10.713－11.111×0.103=9.569m3N②干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度：φSO2=(0.699×0.048/9.569)×100%=0.36%重油中碳與理論空氣中的氧完全燃燒時(shí)，則煙氣中的CO2濃度最大，因此：φCO2，max=(1.866×0.823/9.569)×100%=16.1%③10%過(guò)?？諝庀氯紵害?1.1Va=1.1×10.121m3N/(kg燃料)=11.133m3Vf=（10.713+1.0161×0.1×10.121）=11.741m3N2.2普通煤的各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析為：C：65.7%，灰分：18.1%，S：1.7%，H：3.2%，水分：9.0%，O：2.3%，含N量不計(jì)。計(jì)算燃煤1kg所需要的理論空氣量和SO2在煙氣中的濃度（以體積分?jǐn)?shù)計(jì)）。解：①理論空氣量由式（2-2）得到：Va0=8.881ωc,y+3.329ωs,y+26.457ωH,y－3.333ωo,y=（8.881×0.657+3.329×0.017+26.457×0.032－3.333×0.023）m3N/(kg燃料)=6.662m3N②SO2在煙氣中的濃度：（忽略空氣中的濕含量）(含N量不計(jì))理論濕煙氣量為：Vf0=1.866ωc,y+11.111ωH,y+1.24（Va0ρa(bǔ)+ωH,y）+0.699ωs,y+0.79Va0+0.799ωN,y=1.866×0.657+11.111×0.032+1.24×0.09+0.699×0.017+0.79×6.662=6.696m3NmSO2=1×1.7%×2=0.034kgV煙氣=6.696m3N/(kg燃料)×1kg=SO2在煙氣中的濃度（以體積分?jǐn)?shù)計(jì)）=0.699×0.0174/6.696=0.00182=0.182%SO2在煙氣中的濃度（不以體積分?jǐn)?shù)計(jì)）C=mSO2/V煙氣=0.034/6.696=0.00508kg/m3=5080mg/m3大氣污染控制的基礎(chǔ)知識(shí)習(xí)題P783.3某煙氣脫硫系統(tǒng)的煙氣處理量為100000m3N/h，煙氣中含SO2為4500mg/m3N。新鮮石灰中CaO含量為96%，系統(tǒng)在鈣硫比為1.2的情況下，欲使尾氣中SO2下降到650mg/m3N解：在系統(tǒng)中，SO2與CaO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：SO2+CaO+1/2O2=CaSO4561.2xG石灰·0.96設(shè)需要石灰為G石灰（kg/h），對(duì)SO2作物料衡算：進(jìn)入系統(tǒng)的SO2流率：4500mg/m3N×10-3×100000m3N/h=450kg流出系統(tǒng)的SO2流率：650mg/m3N×10-3×100000m3N/h=65kg系統(tǒng)中無(wú)SO2生成系統(tǒng)中SO2的消耗等于SO2與CaO的反應(yīng)量。按鈣硫比為1.2計(jì)算，SO2的消耗量為：64×0.96×G石灰(1.2×56)kg/h穩(wěn)態(tài)過(guò)程，GA=0，則按式（3-8）可得：[450－64×0.96×G石灰(1.2×56)]kg/h=65kg/hG石灰=421.1kg3.9將兩臺(tái)除塵裝置串聯(lián)在一起凈化煙氣中的粉塵，其第一級(jí)除塵效率為η=91.9%，第二級(jí)除塵效率為η=82%，問(wèn)改兩級(jí)串聯(lián)除塵系統(tǒng)的總除塵效率為多少？解：根據(jù)（3-63）可得：ηT=[1－(1－η1)(1－η2)]=[1－(1－91.9%)(1－82%)]=98.542%第四章顆粒物污染物的去除習(xí)題P1284.15除塵器系統(tǒng)的處理煙氣量為10000m3/h，初始含塵濃度為6g/m3①過(guò)濾速度；②粉塵負(fù)荷；③除塵器的壓力損失；④最大清灰周期；⑤濾袋面積；⑥濾袋尺寸（長(zhǎng)度和直徑）和濾袋條數(shù)。解：本題為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)題，部分參數(shù)需要自己選定：由p122中，?、龠^(guò)濾速度為2m/min，由p119中，?、诜蹓m負(fù)荷為0.2kg/m2，粉塵層比電阻α=5×1010m/kg，清潔濾料的阻力系數(shù)為0.5×107m③除塵器的壓力損失△P=△Pc+△Pf=1200+（0.5×107+5×1010×0.2）×2.33·10-6×2/60=1200+782=1982pa④最大清灰周期按實(shí)際情況確定。⑤濾袋面積A=Q/u=10000m3/h/2m/min=⑥濾袋尺寸（長(zhǎng)度和直徑）和濾袋條數(shù)。濾袋長(zhǎng)度取4m，直徑取200mm，則每個(gè)濾袋的面積為：A=πdl＝π×4×濾袋條數(shù)n＝83.3/2.512＝33.16最后取n等于34個(gè)。第五章吸收法凈化氣態(tài)污染物習(xí)題P1625.1試求303k，氫氣的分壓為2×104Pa時(shí)氫氣在水中的溶解度。yizhi氫氣在水中的亨利系數(shù)EH2=7.39×107Pa。解：xA=PA/EA=2×104/7.39×107=2.71×10-4（摩爾分率）溶解度是指一定溫度下,100克溶劑中達(dá)到飽和時(shí)所能溶解的溶質(zhì)的克數(shù)。假設(shè)100克水中，則水的摩爾數(shù)為5.556mol，那么溶質(zhì)氫氣的摩爾數(shù)為0.0015mol，氫氣的溶解度為：0.0015mol×2g/mol=0.003g5.7已知某低濃度氣體溶質(zhì)被吸收時(shí)，平衡關(guān)系服從亨利定律，氣膜吸收系數(shù)kG=2.74×10-7kmol/（m2·s·kPa），液膜吸收系數(shù)kL=6.94×10-5m/s，亨利系數(shù)H=1.5kmol/（m3·kPa）。試求吸收總系數(shù)KG解：1/KG=1/kG+1/（kL·H）=3.66×106KG=2.73×10-7kmol/（m2·s·kPa）氣相傳質(zhì)阻力：1/kG=3.6×106液相傳質(zhì)阻力：1/（kL·H）=9.6×103液相傳質(zhì)阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣相傳質(zhì)阻力，該吸收過(guò)程為氣膜控制步驟。第六章吸附法凈化氣態(tài)污染物習(xí)題P1966.6在直徑為D=1.4m的立式吸附器中，裝有密度為ρ=220kg/m3的活性炭，炭層厚度z=1.0m，含苯廢氣以1.4m/min的速率通過(guò)活性炭層，廢氣含苯的初始濃度ρ0=39g/m3,設(shè)苯蒸氣被活性炭完全吸附，活性炭對(duì)苯的平均活性為7%，解吸后苯在活性炭中的殘余吸附量為0.8%，求：①每次間歇操作的時(shí)間；②每次吸附所能處理的廢氣量。解：①m=ρV=220kg/m3×π（1.4m/2）2×1.0m=338.492kgω2=7%ω1=0.8%ν=14m/min/60=0.233m/sA=π（1.4m/2）=1.5386m2ρ1=39g/m3ρ2所以τB=m(ω2－ω1)/[νA(ρ1－ρ2)]=338.492×(7%－0.8%)×1000/(0.233×1.5386×39)=1501s=25min②吸附苯的質(zhì)量：G=m(ω2－ω1)=338.492kg×(7%-0.8%)=21kg廢氣總量：V=25min×14m/min×π（1.4m/2）2=538.51m6.8某活性炭床被用來(lái)凈化含CCl4的廢氣，其操作條件是：廢氣流量為20m3/min,溫度為25℃，壓力為101.33kPa，CCl4的初始含量為900×10-6（體積分?jǐn)?shù)），床深0.6m，空塔氣速為0.3m/s。假定活性炭的裝填密度為400kg/m3，操作條件下的吸附容量為飽和吸附容量的40%，實(shí)驗(yàn)測(cè)得其飽和容量為0.523kg（CCl解：①A=Q/V=20m3/min/(60×0.3m/s)=設(shè)長(zhǎng)寬比2x，則寬為x，2x2=1.11求得x=0.74m2x=1.48m②m活性炭=400kg/m3×0.6m×0.74m×1.48m=262.8kg③假設(shè)吸附床穿透的吸附容量等于操作條件下的吸附量，則0.523kg×40%=0.209kg（CCl4）/kg(活性炭)能夠吸附CCl4的量為：0.209kg（CCl4）/kg(活性炭)×262.8kg=54.93kgM(CCl4)=154C=900×10-6×154/（22.4×10-3）=6.2g/m3t=54.93kg×1000/(6.2g/m3×20m3第七章催化法凈化氣態(tài)污染物習(xí)題P2227.6用氨催化還原法治理硝酸車間排放含有NOx的尾氣。尾氣排放量為6500m3N/h，尾氣中含有NOx為0.28%，N2為95%，H2O為1.6%，使用催化劑為直徑5mm球形粒子，反應(yīng)器入口溫度為493K，空速為9000/h，反應(yīng)溫度為533K，空氣速度為解：①接觸時(shí)間=1/9000h=0.4s②VR=t×qv=6500/9000=0.72m③截面積：6500m3N/h÷1.52m/sD2=4A/π→D2π=4A孔隙率ε為0.92H=4VR/[(1-ε)π×D2]=（4×0.72）/（0.08×4×1.188）=7.58④公式見(jiàn)P214。第八章生物法凈化氣態(tài)污染物習(xí)題P2448.1生物法凈化氣態(tài)污染物的基本原理是什么？答：廢氣生物處理是利用微生物的生命過(guò)程把廢氣中的氣態(tài)污染物分解轉(zhuǎn)化成少害甚至無(wú)害的物質(zhì)。在適宜的環(huán)境條件下，微生物不斷吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并按照自己的代謝方式進(jìn)行新陳代謝活動(dòng)，把廢氣中的污染物轉(zhuǎn)化成為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物CO2和水，以及細(xì)胞物質(zhì)。8.3溫度和pH對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響有哪些？答：溫度可以改變微生物的代謝速率，影響污染物的物理狀態(tài)，是的一部分污染物發(fā)生固-液-氣之間的轉(zhuǎn)換，從而影響生物凈化效果。每種微生物都有不同的pH要求，大多數(shù)微生物pH的適應(yīng)范圍為4-10，最佳pH為6.5-7.5，一些有機(jī)物的降解會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)，應(yīng)采用添加石灰、大理石等來(lái)增加緩沖能力，調(diào)節(jié)pH。第十章大氣擴(kuò)散與污染控制習(xí)題P30010.3電廠煙囪高度為40m，內(nèi)徑為0.6m，排煙速度21m/s，煙氣溫度420k，環(huán)境溫