大气污染控制工程课后习题

1.2 根据我国的环境空气质量标准的二级标准，求出 SO2、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/m3，NO 2：0.12mg/m 3，CO：4.00mg/m 3。按标准状态下 1m3 干空气计算，其摩尔数为。故三种污染物体积百分数分别mol64.4.2103为：SO2： ，pm052.643.105.NO2： 8.4.CO： 。pm20.364.2810.环境空气质量标准GB3095-2012 二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2： 0.15mg/m3，NO 2：0.08mg/m 3，CO：4.00mg/m 3。NO2：30.810.946.4pm1.3 CCl4 气体与空气混合成体积分数为 1.50104 的混合气体，在管道中流动的流量为 10m3N/s，试确定：1）CCl 4 在混合气体中的质量浓度 （g/m 3N）和摩尔浓度 c（mol/m 3N） ；2）每天流经管道的 CCl4 质量是多少千克？解：1） （g/m 3N） 334 /01.10.2551 Nmgc（mol/m 3N） 。3334 /7.6. Nol2）每天流经管道的 CCl4 质量为1.03110360024103 kg=891kg1.5 设人体肺中的气体含 CO 为 2.2104 ，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 （11） ，取M=210，2422 2.1010.36995COpCOHbMCOHb 饱和度%15.9236.01/122 HbOCHbOCO1.6 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 104 。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 。不同 CO 百分含量mL96010248对应 CO 的量为：2%： ，L59.1%29867%： m26.7301） 最初 CO 水平为 0%时；in0.172012.46.734t2） 最初 CO 水平为 2%时min4.125012.459.6.734t2.1 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 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。解：1kg 燃油含：重量（g） 摩尔数（ mol） 需 O2 数（mol）C 855 71.25 71.25H 113 113 28.25S 10 0.3125 0.3125O 20 1.25 -0.625N 元素忽略。1）理论需氧量71.25+28.25+0.3125-0.625=99.1875mol/kg设干空气 O2：N 2 体积比为 1：3.78，则理论空气量99.18754.78=474.12mol/kg 重油。即 474.1222.4/1000=10.62m3N/kg 重油。烟气组成为 CO271.25mol，H 2O 56.50mol，SO 20.1325mol，N 23.7899.1875=374.93mol。理论烟气量71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即502.9922.4/1000=11.27 m3N/kg 重油。2）干烟气量为 502.9956.50=446.49mol/kg 重油。SO2 百分比浓度为 ，%07.1049.6325.0空气燃烧时 CO2 存在最大浓度。%96.151049.625.713）过剩空气为 10%时，所需空气量为1.110.62=11.68m3N/kg 重油，产生烟气量为 11.267+0.110.62=12.33 m3N/kg 重油。2.2 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 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 1H 3.2 3.2 0.584S 1.7 0.053 0.010O 2.3 0.144 0.026灰分 18.1 3.306g/mol碳水分 9.0 1.644g/mol碳故煤的组成为 CH0.584S0.010O0.026，燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为。燃烧方程式为molCg/26.18475.0 222222026.01.584.0 78.301.9.0)78.3( nNSOHONOnSCH n=1+0.584/4+0.0100.026/2=1.1431） 理论空气量；kgmkgm/70.6/104.21026.8)7.3(4. 33SO2 在湿烟气中的浓度为 %175.01864.13.78.301.29.01. 2） 产生灰分的量为 kg/8.14%801.8烟气量（1+0.292+0.010+3.78 1.143+1.644/18）1000/18.2622.4103 =7.01m3/kg灰分浓度为 mg/m3=2.07104mg/m3310.7843） 需石灰石/t 煤10.7%1.40213.2/103.235gkkg2.4 某锅炉燃用煤气的成分如下：H2S0.2%；CO 25%；O 20.2%；CO28.5%；H 213.0%；CH40.7%；N 252.4%；空气含湿量为 12g/m3N，试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实.1际烟气量。解：取 1mol 煤气计算H2S 0.002mol 耗氧气量 0.003molCO2 0.05mol 0CO 0.285mol 0.143molH2 0.13mol 0.065molCH4 0.007mol 0.014molO2 0.002mol -0.002mol共需 O2 0.003+0.143+0.065+0.014-0.002=0.223mol。设干空气中 N2：O 2 体积比为 3.78：1，则理论干空气量为0.223（3.78+1）=1.066mol。取 ，则实际2.1干空气 1.21.066mol=1.279mol。空气含湿量为 12g/m3N，即含 H2O12/18=0.67mol/ m3N，0.6722.4=14.93L/ m3N。故 H2O 体积分数为1.493%。故实际空气量为 。mol98.1%493.17即实际空气量为 1.298m3/m3 煤气烟气量 SO2：0.002mol，CO2：0.285+0.007+0.05=0.342mol，N2：0.2233.78+0.524=1.367mol，H2O: 0.002+0.13+0.014+1.2981.493%=0.165mol故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.165+0.21.066=2.089mol实际烟气量为 2.089 m3/m3 煤气2.4 解：取 100g 煤气计算质量（g） mol 数 耗氧量（mol）H2S 0.2 0.006 0.009CO2 5 0.114 0CO 28.5 1.018 0.509H2 13 6.5 3.25CH4 0.7 0.044 0.088O2 0.2