计算题

大气污染控制工程------课后作业

第一章

1.1 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出2SO 、2NO 、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 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

mol 643.444

.221013

=⨯。故三种污染物体积百分数分别为：

SO 2：

ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03

=⨯⨯- CO ：

ppm 20.3643

.44281000.43

=⨯⨯-。 1.2

4CCl 气体与空气混合成体积分数为41.510-⨯的混合气体，在管道中流动的流量为103/N m s ，试

确定：（1）4CCl 在混合气体中的质量浓度3(/)N g m ρ和摩尔浓度c 3(/)N mol m ；（2）每天流经

管道的4CCl 质量是多少千克？

解：1）ρ

（g/m 3

N ）3

3

4/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=--

c （mol/m 3N ）3

33

4

/1070.610

4.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。 2）每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10－

3kg=891kg 1.3 设人体肺中的气体含CO 为4

2.210

-⨯，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

2369.010

5.19102.22102

4

22=⨯⨯⨯==--∝O p p M Hb O COHb ， COHb 饱和度%15.192369

.012369

.0/1/222=+=+=+=

Hb O COHb Hb O COHb Hb O COHb COHb CO ρ

第二章

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 所需的理论空气量和产生的理论烟气量； （2）干烟气中2SO 的浓度和2CO 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 71.25 71.25

H

113－2.5 55.25 27.625

S 10 0.3125 0.3125 H 2O 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 3N /kg 重油。

烟气组成为CO 271.25mol ，H 2O 55.25+11.25=56.50mol ，SO 20.1325mol ，N 23.78×99.1875=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 3N /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%10049

.4463125

.0=⨯，

空气燃烧时CO 2存在最大浓度%96.15%10049

.44625

.71=⨯。

3）过剩空气为10%时，所需空气量为1.1×10.62=11.68m 3N /kg 重油，产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m 3N /kg 重油。

煤的元素分析结果如下：S ：0.6% H ：3.7% C ：79.5% N ：0.9% O ：4.7% 灰分：10.6% 。在空气过剩20%条件下完全燃烧。计算烟气中2SO 的浓度。 解：按燃烧1kg 煤计算

重量（g ） 摩尔数（mol ） 需氧数（mol ） C 795 66.25 66.25 H 31.125 15.5625 7.78 S 6 0.1875 0.1875 H 2O 52.875 2.94 0 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CO2 66.25mol ，SO2 0.1875mol ，H2O 15.5625+2.94=18.50mol N 2

mol 54.28078

.476

.35478.3=⨯

总计66.25+`8.50+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%10043

.4361875

.0=⨯。

干烟道气的组成为：2CO 11%（体积），2O 8%，CO 2% , 2SO 612010-⨯(体积分数)，颗粒物

30.03/g

m （在测定状态下），烟道气流流量在700mmHg 和443K 条件下为5663.373

/min m ，水汽含

量8%（体积）。试计算： （1）过量空气百分比； （2）2SO 的排放浓度（3/g

m μ）；

（3）在标准状态下（1atm 和273K ），干烟道气的体积； （4）在标准状态下颗粒物的浓度。

解：1）N 2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99% 由《大气污染控制工程》P46 （2－11） 空气过剩

%5.50%100)

25.08(99.78264.02

5.08=⨯⨯--⨯⨯-

2）在测定状态下，气体的摩尔体积为

mol L P T T V P V /46.39322

.133700273443

4.22101325221112=⨯⨯⨯⨯=⋅=

； 取1m 3烟气进行计算，则SO 2120×10－

6m 3，排放浓度为

6

33

12010(18%)640.179/39.4610

g m --⨯⨯-⨯=⨯。 3）3

22.45663.37(18%)2957/min 39.46N m ⨯⨯-=。

4）3

/85.5222.4

39.460.03N

m g =⨯。

燃料油的重量组成为：C ：86% H ：14% 。在干空气下燃烧，烟气分析结果（基于干烟气）为：O ：1.5% CO ：6

60010

-⨯（体积分数）。试计算燃烧过程的空气过剩系数。

解：以1kg 油燃烧计算， C 860g 71.67mol ； -- H 140g 70mol ，耗氧35mol 。

设生成CO x mol ，耗氧0.5x mol ，则生成CO 2 （71.67－x ）mol ，耗氧（71.67－x ）mol 。 烟气中O 2量6

10600%5.1-⨯x

。 总氧量

x x x x

5.2467.10635)67.71(5.010

600%5.16

+=+-++⨯-，干空气中N 2：O 2体积比为3.78：1，则含N 2 3.78×（106.67+24.5x ）。根据干烟气量可列出如下方程：

6

610600)5.2467.106(78.367.7110600%5.1--⨯=

+++⨯x

x x ，解得x=0.306