《环境工程学》课程作业及答案解析
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1）CCl4 在混合气体中的质量浓度 （g/m3N）和摩尔浓度 c（mol/m3N）；2）每天流经管道的 CCl4 质量是
多少千克？
解：1） （g/m3N） 1.50 104 154
22.4 10 3
1.031g / mN3
c（mol/m3N）
1.50 104 22.4 10 3
6.70 103 mol / mN3。
解：1kg 燃油含：
wk.baidu.com
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
H2O
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 O2：N2 体积比为 1：3.78，则理论空气量 99.1875×4.78=474.12mol/kg 重油。即
干烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。
2
解：1）N2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99% 由《大气污染控制工程》P46 （2－11）
空气过剩
8 0.5 2
100% 50.5%
0.264 78.99 (8 0.5 2)
2）在测定状态下，气体的摩尔体积为
燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为 100 18.26g / molC 。燃烧方程式为 5.475
CH 0.584 S O 0.010 0.013 n(O2 3.78N 2 ) CO2 0.292H 2O 0.010SO2 3.78nN 2
n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495
第一次作业 1. 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出 SO2、NO2、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/m3，NO2：0.12mg/m3，CO：4.00mg/m3。按标准状态下 1m3 干空气计算，其摩尔数为
474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg 重油。 烟气组成为 CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=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 m3N/kg 重油。
烟气量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10－3=6.826m3/kg
灰分浓度为 144.8 103 mg/m3=2.12×104mg/m3 6.826
1000 1.7% 1.7 40
3）需石灰石 32.00
103.21kg /t 煤
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
灰分 18.1
0.072
0.013 3.306g/mol 碳
水分 9.0
1.644g/mol 碳
故煤的组成为 CH0.584S0.010O0.013，
4. 普通煤的元素分析如下：C65.7%；灰分 18.1%；S1.7%；H3.2%；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 SO2 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/m3 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
1103 44.643mol 。故三种污染物体积百分数分别为： 22.4
0.15 103
SO2：
0.052 ppm ，NO2： 0.12 103
0.058 ppm
64 44.643
46 44.643
4.00 103
CO：
3.20 ppm 。
28 44.643
2. CCl4 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 10m3N、/s，试确定：
2）干烟气量为 502.99－56.50=446.49mol/kg 重油。
1
SO2 百分比浓度为 0.3125 100% 0.07% ， 446.49
空气燃烧时 CO2 存在最大浓度 71.25 100% 15.96% 。 446.49
3）过剩空气为 10%时，所需空气量为 1.1×10.62=11.68m3N/kg 重油， 产生烟气量为 11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg 重油。
2）每天流经管道的 CCl4 质量为 1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg
3.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 SO2 的浓度和 CO2 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。
35%
5.干烟道气的组成为：CO211%（体积），O28%，CO2%，SO2120×10－6（体积分数），颗粒物 30.0g/m3（在测
定状态下），烟道气流流量在 700mmHg 和 443K 条件下为 5663.37m3/min，水气含量 8%（体积）。
试计算：1）过量空气百分比；2）SO2 的排放浓度（ g / m3 ）；3）在标准状态下（1atm 和 273K），
1）理论空气量 1.1495 (1 3.78) 1000 22.4 103 m3 / kg 6.74m3 / kg ； 18.26
SO2 在湿烟气中的浓度为
0.010
100% 0.174%
1 0.292 0.010 3.78 1.1495 1.644
18
2）产生灰分的量为 18.1 1000 80% 144.8g / kg 100
多少千克？
解：1） （g/m3N） 1.50 104 154
22.4 10 3
1.031g / mN3
c（mol/m3N）
1.50 104 22.4 10 3
6.70 103 mol / mN3。
解：1kg 燃油含：
wk.baidu.com
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
H2O
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 O2：N2 体积比为 1：3.78，则理论空气量 99.1875×4.78=474.12mol/kg 重油。即
干烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。
2
解：1）N2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99% 由《大气污染控制工程》P46 （2－11）
空气过剩
8 0.5 2
100% 50.5%
0.264 78.99 (8 0.5 2)
2）在测定状态下，气体的摩尔体积为
燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为 100 18.26g / molC 。燃烧方程式为 5.475
CH 0.584 S O 0.010 0.013 n(O2 3.78N 2 ) CO2 0.292H 2O 0.010SO2 3.78nN 2
n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495
第一次作业 1. 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出 SO2、NO2、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/m3，NO2：0.12mg/m3，CO：4.00mg/m3。按标准状态下 1m3 干空气计算，其摩尔数为
474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg 重油。 烟气组成为 CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=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 m3N/kg 重油。
烟气量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10－3=6.826m3/kg
灰分浓度为 144.8 103 mg/m3=2.12×104mg/m3 6.826
1000 1.7% 1.7 40
3）需石灰石 32.00
103.21kg /t 煤
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
灰分 18.1
0.072
0.013 3.306g/mol 碳
水分 9.0
1.644g/mol 碳
故煤的组成为 CH0.584S0.010O0.013，
4. 普通煤的元素分析如下：C65.7%；灰分 18.1%；S1.7%；H3.2%；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 SO2 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/m3 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
1103 44.643mol 。故三种污染物体积百分数分别为： 22.4
0.15 103
SO2：
0.052 ppm ，NO2： 0.12 103
0.058 ppm
64 44.643
46 44.643
4.00 103
CO：
3.20 ppm 。
28 44.643
2. CCl4 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 10m3N、/s，试确定：
2）干烟气量为 502.99－56.50=446.49mol/kg 重油。
1
SO2 百分比浓度为 0.3125 100% 0.07% ， 446.49
空气燃烧时 CO2 存在最大浓度 71.25 100% 15.96% 。 446.49
3）过剩空气为 10%时，所需空气量为 1.1×10.62=11.68m3N/kg 重油， 产生烟气量为 11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg 重油。
2）每天流经管道的 CCl4 质量为 1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg
3.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 SO2 的浓度和 CO2 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。
35%
5.干烟道气的组成为：CO211%（体积），O28%，CO2%，SO2120×10－6（体积分数），颗粒物 30.0g/m3（在测
定状态下），烟道气流流量在 700mmHg 和 443K 条件下为 5663.37m3/min，水气含量 8%（体积）。
试计算：1）过量空气百分比；2）SO2 的排放浓度（ g / m3 ）；3）在标准状态下（1atm 和 273K），
1）理论空气量 1.1495 (1 3.78) 1000 22.4 103 m3 / kg 6.74m3 / kg ； 18.26
SO2 在湿烟气中的浓度为
0.010
100% 0.174%
1 0.292 0.010 3.78 1.1495 1.644
18
2）产生灰分的量为 18.1 1000 80% 144.8g / kg 100