(完整版)大气污染控制工程郝吉明第三版课后答案郝吉明

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

目录

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

第一章 概 论

1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2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n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。质量百分数为

%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=

N ，%08.23%100197.2800

.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；

%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%1001

97.2801

.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。

1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、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

=⨯⨯-。 1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4

的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3

N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3

N ）和摩尔浓度c （mol/m 3

N ）；2）每天流经管道的CCl 4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 3

N

）3

33

4/1070.610

4.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。 2）每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10－3

kg=891kg

1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm 3

，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200g μ/m 3

，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×（500×15×60×10－6

）×0.12g μ=10.8g μ

1.5 设人体肺中的气体含CO 为

2.2×10－4

，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

2369.0105.19102.22102

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

1.6 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10－4

。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。

解：含氧总量为

mL 960100

20

4800=⨯。不同CO 百分含量对应CO 的量为：

2%：mL 59.19%2%98960=⨯，7%：mL 26.72%7%

93960=⨯

1）最初CO 水平为0%时 min 0.17210102.426

.7234=⨯⨯=-t ；

2）最初CO 水平为2%时 min 4.12510

102.459

.1926.723

4=⨯⨯-=-t 1.7 粉尘密度1400kg/m 3

，平均粒径1.4m μ，在大气中的浓度为0.2mg/m 3

，对光的折射率为2.2，计算大

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

m K d L p

p v 8.115812

.02.24

.114006.26.2=⨯⨯⨯=

=

ρ

ρ。

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SO 2的浓度和CO 2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 3

N /kg 重油。

烟气组成为CO 271.25mol ，H 2O 55.25+1.25=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 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%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 3

N /kg 重油，

产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m 3

N /kg 重油。

2.2 普通煤的元素分析如下：C65.7%；灰分18.1%；S1.7%；H

3.2%；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SO 2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 3

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CH 0.584S 0.010O 0.013， 燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为

molC g /26.18475

.5100

=。燃烧方程式为

222222013.0010.0584.078.3010.0292.0)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