郝吉明第三版大气污染控制工程答案整理全

1、大气污染控制工程课后答案（第二版）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COHbOzHbP:PO22.2 10,19.5 10-0.2369，二 .00033 必01 100% =0.05%。28.97 1SO: 5 1064 44.643 =0.052 ppm，NO：0.12 1046 44.643=0.058 ppmCO 人00*10= 3.20

2、ppm。28 44.6431.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为1)CCl4在混合气体中的质量浓度:1.50 X 104的混合气体，在管道中流动的流量为10RTN、/S，试确定:(g/m；)和摩尔浓度c (mol/m3N); 2)每天流经管道的CCL质量是多少千克?解：1)(g/m；)1.50 10 鼻黑=1.031g/mN22.4 102)每天流经管道的1.4成人每次吸入的空气量平均为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。c(mol/m 3N)第一章概论1.1干结空气中N2、02、Ar和CO气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol干空气计算，空气

3、中各组分摩尔比即体积比，故nN2=0.781mol , n2=0.209mol，nA=0.00934mol，nco=0.00033mol。质量百分数为0.781 28.010.209 32.00N2%100% =75.51%，02%100% =23.08% ；28.97 128.97 1Ar% 二 O.00934 3994 wo% = 1.29%，CO2%28.97x11.2根据我国的环境空气质量标准的二级标准，求出SO、NO、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/m

4、3， CO: 4.00mg/m3。按标准状态下1卅干空气计算，其摩尔数为110= 44 643mol。故三种污染物体积百分数分别为:22.41.50 106.70 10mol/mN。22.410CCl4质量为 1.031 X 10X 3600X 24X 103kg=891kg500cm3,假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为 200二g/m3,试解：每小时沉积量 200X( 500X 15X 60X 106)X 0.12 Jg =10.8 Jg1.5设人体肺中的气体含 CO为2.2 X 10 4,平均含氧量为19.5%。如果这种浓度保持不变，求COHI浓度最终将达到饱和水平的百分率。解：

5、由大气污染控制工程P14 ( 1 - 1)，取M=210COHb/O2Hb7% -960 7%=72.26mL 93%72.262%2%=19.59mL,98%= 172.0min ；Lvg/6 MOO I.4 /Bm。2.2 0.2COHb饱和度沁COHbCOHbQHb0 =19.15%COHb O2Hb 1 COHb /O2Hb 1 0.23691.6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%勺CO饱 和度需要多少分钟。设

6、吸入肺中的 CO全被血液吸收。解：含氧总量为480020 = 960mL。不同co百分含量对应co的量为:1001) 最初CO水平为0%寸t =4.2x10* 沢1032) 最初 co水平为 2%寸 t = 72.26 T9.593 =125.4min4.2x10* x1031.7粉尘密度1400kg/m3，平均粒径1.4 m，在大气中的浓度为 0.2mg/m3,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3）当空气的过剩量为解：1kg燃油含：重量（g）C855H113- 2.5S100.3125H2Q22.51.25第二章燃烧与大

7、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SQ的浓度和CQ的最大浓度;10%寸，所需的空气量及产生的烟气量。摩尔数（g） 需氧数（g）71.2571.2555.2527.6250.31250N元素忽略。1）理论需氧量 设干空气 Q:71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kgN2 体积比为 1 : 3.78，则理论空气量99.1875 X 4.78=474.12mol/kg 重油。即 474.12 X22.4/1000

8、=10.62m 3Mkg 重油烟气组成为 CQ71.25mol , HQ 55.25+1.25=56.50mol , SQ0.1325mol , IN3.78 X 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 X 22.4/1000=11.27 m 3Jkg 重油2） 干烟气量为 502.99 - 56.50=446.49mol/kg 重油。0 3125SQ百分比浓度为 二- 100% =0.07% ,446.4971 25空气燃烧时CQ存在最大浓度100% =15.96%。446.493）

9、过剩空气为10%寸，所需空气量为1.1 X 10.62=11.68m3Jkg重油， 产生烟气量为 11.267+0.1 X 10.62=12.33 m 3Mkg 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%; Q2.3% （含N量不计）1） 计算燃煤1kg所需要的理论空气量和 SQ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/m5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

10、下计算：% （质量）mol/100g煤 mol/mol碳C65.75.4751H3.23.20.584S1.70.0530.010Q2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol碳燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为18.26g/molC。燃烧方程式为5.475CH0.584S0.010O0.013n (O23.78N 2 )- CO20.292H 2O 0.010S023.78nN21）理论空气量1.1495 (1 3.78)18.261000 22.4 10m3/kg = 6.74m3/kg ；SQ在湿烟气中的浓度为100% =0.174%3.78 354.762 -4.78=2

11、80.54mol水分 9.01.644g/mol故煤的组成为 CH.584 So.010 00.013 ,n=1+0.584/4+0.010 - 0.013/2=1.14950.0101.64410.2920.010 3.78 1.1495182)产生灰分的量为 18.1 1000 80% =144.8g/kg100烟气量(1+0.292+0.010+3.78 X 1.1495+1.644/18 )x 1000/18.26 X 22.4 X 10-3=6.826m3/kg144 8 o灰分浓度为10 mg/m=2.12 x 104mg/ni6.8261000 1.7% , 门1.7 403)需

12、石灰石32-00103.21kg/t煤35%2.3 煤的元素分析结果如下 S0.6%; H3.7%; C79.5%; N0.9%; 04.7%灰分10.6%。在空气过剩 20%条件下完全燃烧。计算烟气中SO的浓度。解: 按燃烧1kg煤计算重量(g)摩尔数（mol）需氧数（mol）C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875H2O52.8752.940设干空气中N2: 02体积比为3.78 : 1 ,所需理论空气量为 4.78 x( 66.25+7.78+0.1875 ) =354.76mol/kg 煤。理论烟气量 CO2 66.25mol , S

13、O2 0.1875mol , H2O 15.5625+2.94=18.50mol总计 66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kgQ 4 O7G实际烟气量 365.48+0.2 X 354.76=436.43mol/kg 煤，SQ浓度为100% =0.043%。436.432.4某锅炉燃用煤气的成分如下：HS0.2%; CO5% Q0.2%; CO28.5% H13.0%; CH0.7%; N252.4%;空气含湿量为12g/m3N,=1.2，试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。耗氧量0.003mol0.143molH 2(0.13-0.004 ) mo

14、l0.063molCH 40.007mol0.014mol共需 Q 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol1.2 x 1.066mol=1.279mol空气过剩100% =50.5%120 10“39.46 10”3(1-8%) 64 =0.179g/m。解：取1mol煤气计算I4S 0.002molCO 2 0.05molCO 0.285mol设干空气中 N: Q体积比为3.78 : 1，则理论干空气量为 0.223 x( 3.78+1 ) =1.066mol。取 a =1.2，则实际干空气空气含湿量为12g/m3N,即含HO0.67mol/ m 3N, 14.94

15、L/ m 3N。故HO体积分数为1.493%。故实际空气量亠 1.279为1.298mol。1 -1.493%烟气量 SQ : 0.002mol , CQ: 0.285+0.007+0.05=0.342mol, N : 0.223 x 3.78+0.524=1.367mol,H2O0.002+0.126+0.014+1.298 x 1.493%+0.004=0.201mol故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2 x 1.066=2.125mol2.5干烟道气的组成为：CQ11%(体积)，Q8% CO2% SQ120 x 106 (体积分数)，颗粒物30.0g/m3

16、 (在测定状态下)，烟道气流流量在 700mmH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） SQ的排放浓度（kg / m3 ）; 3）在标准状态下（1atm和273K）,干 烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。解：1） N2%=1- 11%- 8%- 2%- 0.012%=78.99%由大气污染控制工程 P46 （ 2- 11）8-0.5 70.264 78.99 -(8 -0.5 2)2）在测定状态下，气体的摩尔体积为VP.T2= 101325 22.4 4439.46L/mol ；T1P2273 700 133.322取1m3

17、烟气进行计算，则SO1 20 x 10- 6m，排放浓度为22 433）5663.37（1 -8%） = 2957mN / min。39.4639.4634）30.052.85g/mN。22.42.6煤炭的元素分析按重量百分比表示，结果如下：氢5.0%;碳75.8%;氮1.5%;硫1.6%;氧7.4%; 灰8.7%，燃烧条件为空气过量 20%空气的湿度为0.0116molH2O/mol干空气，并假定完全燃烧，试计算烟气 的组成。解：按1kg煤进行计算重量（g）摩尔数（mol） 需氧数（mol）其中CQH2Q63.17 100%443.3829 9129.91 100%443.380 5= 14

18、.25% ； SQ100% =0.11% ；443 38279.19 0.79 70.61”=6.74% ； N2100% = 75.55%。443.38100% =3.33%。H 140g 70mol设生成烟气中总氧量C75863.1763.17H40.7520.37510.19S160.50.5H2Q83.254.6250需氧 63.17+10.19+0.5=73.86mol设干空气中 N2： Q体积比为3.78 : 1，则干空气量为 73.86 X 4.78 X 1.2=423.66mol , 含水 423.66 X 0.0116=4.91mol。烟气中：CQ 63.17mol ; SQ

19、 0.5mol ; HQ 4.91+4.625+20.375=29.91mol;N: 73.86 X 3.78=279.19mol ;过剩干空气 0.2 X 73.86 X 4.78=70.61mol。实际烟气量为 63.17+0.5+29.91+279.19+70.6 仁443.38mol70.61 0.209 -X443.382.7运用教材图2 7和上题的计算结果，估算煤烟气的酸露点。解：SQ含量为0.11%，估计约1/60的SQ转化为SQ，则SQ含量1丄50.11%1.83 10 ，即 PH2SQ4=1.83 X10，lg P H2SQ4=-4.737。60 查图2 7得煤烟气酸露点约为

20、134摄氏度。2.8燃料油的重量组成为：C86% H14%在干空气下燃烧，烟气分析结果（基于干烟气）为：Q1.5%; CQ600X 106 （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，耗氧 35mol。CQ x mol，耗氧 0.5x mol，则生成 CQ (71.67 x) mol，耗氧(71.67 x) mol。Q 量 1.5%xQ量。600 101 5%x6 0.5x (71.67 x) 35 二 106.67 24.5x，干空气中 N: Q体积比为 3.78 : 600 101,则含N2 3.78 X( 106.67+24.5x

21、)。根据干烟气量可列出如下方程：1 5 Q% xx671.67 3.78(106.6724.5x)訂解得 x=.36600 10 600 10故CQ% 71.67 一0.306 “00% =13.99% ；0.306600 10gM1P?gMIn PZ C 即 In 2（Z2 ZJ（3）RTPRT假设山脚下的气温为10。C，带入（3）式得：,5009.8 0.029 InZ10008.314 283得 Z -5.7km即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。3.2在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率:1.5,0，10.0试问登山运可写为m PMV RT(2)将（2）式带

22、入（1），并整理，得到以下方程:dPgdZP RT假定在一定范围内温度T的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得:N2% 3.78(24.5 0.306106.67)100% =84.62%0.306600 10-6由大气污染控制工程 P46 ( 2- 11)1.5 - 0.5 0.06 空气过剩系数=11.070.264 X84.62 (1.5 0.5x0.06)第三章大气污染气象学3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa，动员从山脚向上爬了多少米？解：由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：dP 二-g dZ ( 1)

23、将空气视为理想气体，即有高度Z/m1.5103050气温T/K298297.8297.5297.31“0AT297.8 298_ Az _ -101.5-AT297.5 -297.8Az -30-10AT297.3 -297.5z -50-30T297.5 -298Az -30 -1.5-AT297.3 2982.35K /100m d，1.75K/100m d，3.3不稳定不稳定不稳定50 -1.51.44K/100m d，不稳定。在气压为400 hPa处，气块温度为230K。若气块绝热下降到气压为600 hPa处，气块温度变为多少?解:卫=(与赵T。P。R、0.288600、0.288=T

24、0( L)=230()=258.49KP04003.4试用下列实测数据计算这一层大气的幂指数m值。高度Z/m1020304050风速 u/m.s -13.03.53.94.24.5 一 ZuZ解：由大气污染控制工程P80 (3-23)， u=5()m，取对数得lg= = mlg()乙u1乙设lg丄二y，lg(Z)=x，由实测数据得U1乙x0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.1761由excel进行直线拟合，取截距为 0，直线方程为：y=0.2442x故 m= 0.2442。3.5某市郊区地面10m高处的风速为2m/s，估算50m 100m 200m

25、 300m 400m高度处在稳定度为 B、DF时的风速，并以高度为纵坐标，风速为横坐标作岀风速廓线图。解:匚=匚(互严7 =2 (50)0.07 =2.24m/s，U2=uf01 = 2 (型严=2.35m/sZ010Z010不稳定解:1.5,0= 1.5K/100m . d，= 1.0K/100m d，1.5310 330 3Z3、0.07200 n.07uU0(Z；)=2 (而)Z4、0.07二 2.47m/ s，u4 二 u0 ()Z0=2 (型)0.07 = 2.54m/s10Z50.07400 0.07U5+(U=2.59m/s。Z10.15U1 =U0()Z050 n.15Zo 0

26、.15=2.55m/ s，u2 = u0()Z0=2 (型严=2.82m/s10Gu；(|T15Z0c 200 、0.15 c “ # 忆4、0.15(花)13m/s，u4 丸0(久)=2(空严=3.33m/s10/ Z5 0.15U5 = U0( )Z0=2 (400)0 -3.48m/s。10稳定度F，m=0.25Z1、0.25U1 = U0 (-)Z050 0 25Z 2 0 25P2.99，吃).100 0 25-2 ()= 3.56m/s10Z ZQ 0.25U3 - U0()Z0=2 (200)0.2 4.23m/s，门10/ Z40.25= u(-)Z0=2 (迴严=4.68m/

27、s10U0(fv25Z0-2 (400)0 -5.03m/s10dP-如dzRT稳定度D， m=0.15dP将 g=9.81m/s 2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K) 代入上式得 dz = -29 21 T。P测定位置2345678910气温/。c9.812.014.015.013.013.012.61.60.8气压/hPa10121000988969909878850725700可得高度与压强的关系为解：1)根据Air Pollution Control Engineering11.0。C,气压为1023 hPa。释放后陆续发回相2 ）以高度为纵坐标，以气温为横坐标，风速

28、廓线图略。3.6 一个在30m高度释放的探空气球，释放时记录的温度为应的气温和气压记录如下表所给。1 ）估算每一组数据发岀的高度;作出气温廓线图；3）判断各层大气的稳定情况。当 t=11.0。C,气压为 1023 hPa ;当 t=9.8。C,气压为 1012 hPa ,故 P=( 1023+1012) /2=1018Pa, T= (11.0+9.8 ) /2=10.4 G283.4K, dP=1012-1023= - 11Pa因此 dz 二 _29.21283.4m = 89m, z=119m1018同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下：测定位置2345678910气温/。C9.812.

29、014.015.013.013.012.61.60.8气压/hPa10121000988969909878850725700高度差/m89991011635362902711299281高度/m119218319482101813071578287731581-T2 J3-9934厶Z3412 -14-101-1.98K /100m ： 0 ,逆温;14 -15厶Z4-163 -5 15 -131 1-536订6二13 -13-290 -13-12.6Z7 -8-271T8 -9 12.6-1.6Z8 -9-1299T9 401.6 -0.8Z9 -40-281-0.61K /100m ： 0

30、 ,逆温;稳定;，稳定;= 0.85K/100m ： d，稳定;= 0.28K /100m ： d，稳定。11 _ 9 81.35K/100m d，不稳定; -899 8 122.22K /100m ： 0，逆温;3.7用测得的地面气温和一定高度的气温数据，按平均温度梯度对大气稳定度进行分类。测定编号123456地面温度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相应温度1 C26.715.68.95.020.028.00.37K/100m ： d ,9 40J= 0.15K/100m ： d8.4.6 二5於解:G1 =AT126 7

31、21 11.-=122K/100m0，故 1=0逆温;LZ1G4：T215.6-21.1LZ2-763汀38.9-15.6-：Z3-580T45.0-25.0=-0.72K /100m，故 2 - -G2 =0.72K /100m ： d，稳定;-1.16K /100m，故 3 - -G3 =1.16K/100m d，不稳定;1K /100m，故 4 二一G4 =1K/100m d，不稳定;G5G6屹628 0 _ 25 00.43K /100m 0，故 6 - -G6 : 0 逆温。7003.8解:确定题3.7中所给的每种条件下的位温梯度。以第一组数据为例进行计算：假设地面大气压强为1013

32、hPa，则由习题 3.1推导得到的公式In(Z2 - ZJ，代入已知数据(温度RTT取两高度处的平均值)即InP210139.8.029458，由此解得咲6吩。8.314 297Pi200 空 _ -2K / 100m，故 5 一 -G5 =2K/1J0 m d，不稳定;500大气污染控制工程P72( 3 - 15 )可分别计算地面处位温和给定高度处位温：地面二T地面(P00)0.28 294.1(11003)0.28 293K，P地面1013円订M僭严88 = 299.7()0288 -303.16K，961293 303故位温梯度=2.18K/100m0458同理可计算得到其他数据的位温梯

33、度，结果列表如下:测定编号123456地面温度/。C21.121.115.625.030.025.0G3G2.迂42000高度/m4587635802000500700相应温度/。C26.715.68.95.020.028.0位温梯度/K/100m2.220.270.170.021.021.423.9假如题3.7中各种高度处的气压相应为970、925、935、820、950、930 hPa，确定地面上的位温。解：以第一组数据为例进行计算，由习题3.1推导得到的公式in旦=_gM(ZZ1)，设地面压强为R RT9709 8 汉 0 029R,代入数据得到：in =458 ,解得Pi=1023hP

34、a。因此R8.314x2971000 0.288 1000 0.28871 地面=T地面()294.1()292.2KP地面1023同理可计算得到其他数据的地面位温，结果列表如下：测定编号123456地面温度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相应温度/。C26.715.68.95.020.028.0地面压强/hPa102310121002104010061007地面位温/。C292.2293.1288.4294.7302.5297.4第四章 大气扩散浓度估算模式4.1污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多。设有效源高为H,污染

35、源到峭壁的距离为 L,峭壁对烟流扩散起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时，这一模式又变成何种形式？(x, y,乙 H)=现存在峭壁，可考虑为实源与虚源在所关心点贡献之和。实源2y-exp( 2)exp z2y(z-H), r2 exp2；z2专虚源2yjXp(2L-y)2exp2才exp(z H)护因此Qexp(-2y2)exp-2；y吋expJ +2- z2- z2二 upz2exp-(2 2/) exp(z-H)2二；2 exp卜詈- exp(2- U 二 y 二 z2 2兴)exp-卷冷exp(z-H)2(z H)2exp 22j2扛VsD(1.5 2.7Ts

36、_TaTsD)13.5 5(1.52.7418 一2884185) = 96.16m。2 2 2 exp(2)exp一 (z2H)+ exp_(z；H) 2二 u；y；z2；y2- z2- z刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。4.2某发电厂烟囱高度120m内径5m排放速度13.5m/s，烟气温度为418K。大气温度288K，大气为中 性层结，源高处的平均风速为 4m/s。试用霍兰德、布里格斯（xv=10H）、国家标准GB/T13201 91中的公 式计算烟气抬升高度。解：霍兰德公式布里格斯公式2.7TsTa22.7418 2882QH3 -VsD313.5 5 =29521kW 210

37、00 kW9.6汇10Ts9.6 04181且x=2100kVV Ts Ta=130K35KH =n0QH1H；2uJ =1.303 295211/3 1202/3 4=244.93m(发电厂位于城市近郊，取 n=1.303 , m=1/3 , m=2/3 )4.3某污染源排出SQ量为80g/s，有效源高为60m烟囱出口处平均风速为 6m/s。在当时的气象条件下,正下风方向500m处的二y = 35.3m, ；z = 18.1m，试求正下风方向500m处SO的地面浓度。解：由大气污染控制工程 P88( 4 9 )得4.4解：阴天稳定度等级为D级，利用大气污染控制工程P95表4 4查得x=500

38、m时y = 35.3m, z = 18.1m。将数据代入式 4 8 得4.4在题4.3所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向x=500m y=50m处SO的地面浓度和地面最 大浓度。解： 阴天稳定度等级为D级，利用大气污染控制工程P95表4 4查得x=500m时二y = 35.3m,；z = 18.1m。将数据代入式4 8得4.5某一工业锅炉烟囱高 30m,直径0.6m,烟气出口速度为20m/s，烟气温度为405K，大气温度为293K， 烟囱出口处风速4m/s，SO排放量为10mg/s。试计算中性大气条件下 SO的地面最大浓度和出现的位置。解：由霍兰德公式求得D)= 200.6 (1.5

39、2.7405 一 2930.6)= 5.84m，烟囱有4405效高度为 H =Hs H =305.835.84m。由大气污染控制工程P89 ( 4 10)、(4 11)取稳定度为D级，由表4 4查得与之相应的x=745.6m时,4.6地面源正下风方向一点上, 少？假设大气稳定度为 B级。 解：由大气污染控制工程测得P983分钟平均浓度为3.4 X 103g/m3,试估计该点两小时的平均浓度是多(4 - 31)2、q y1 ()10 3-；y1() .=3.02；y1 (当 1h _ 2 ： 1h，q=0.3)0.05“ H2、匕 3.4x103.02= 1.12 10g/m34.7 一条燃烧着

40、的农业荒地可看作有限长线源，其长为速为3m/s，风向垂直于该线源。试确定线源中心的下风距离 假设当时是晴朗的秋天下午4 : 00。试问正对该线源的一个端点的下风浓度是多少?150m据估计有机物的总排放量为90g/s。当时风400m处，风吹3到15分钟时有机物的浓度。H2 P2 1P2解：有限长线源 r(x,0,0,H)： - exp( 2)exp( )dP。寸2兀uj2临空2兀22QL首先判断大气稳定度，确定扩散参数。中纬度地区晴朗秋天下午4: 00,太阳高度角3035。左右，属于弱太阳辐射；查表4-3，当风速等于3m/s时，稳定度等级为C，则400m处二y二43.3m,二厂26.5m。其次判

41、断3分钟时污染物是否到达受体点。因为测量时间小于0.5h，所以不必考虑采样时间对扩散参数的影响。3分钟时，污染物到达的距离 x=ut=3 3 6540m 400m，说明已经到达受体点。有限长线源（x,0,0,H）二;-exp(-臣)；PLexp)dP2Wz2匚；心12QL距离线源下风向 4m 处，P1= 75/43.3=1.732=75/43.3=1.732QL 二;g /(m s)二 0.6g /(m s)。代入上式得2 0.6400,0,0,0)=-2兀疋3疋26.521.7321P23732=e)p(=)dp = 5.52mg/m。4.732 2 2端点下风向 P1=0，P2=150/4

42、3.3=3.46代入上式得(400,0,0,0)二2 0.6- 乂 2 二 3 26.5023.46 1P23-exp( )dp=3.0mg/m、2 二221025.343此时二y = 50.1m。代入上式吶20.23仁g/m。兀 乂 4乂 35.84 e 50.1FUz J)101523 (99.1 232.56)(61.4 6.98) eXP2 (61.4 6.98)24.57 g/m： (x,y,0,H)二xD = 1226.5m2.15x= x D 时,；y = 118.26m, ；_-z=74.42m，代入大气污染控制工程P88 ( 4 - 9)得1Q expC*)二 u；m2J18

43、0exp(-3.5 118.26 74.422 74.422002 沪 0.050mg/m3x= 2X D 时,180通过内插求解= 0.05.咤輕1226.5(2000-1226.5) = 0.181mg/m3当 x=6km2xD 时,180二 y =474m，= -畑 汉3.5汉360汽4743=0.120mg /m4.8某市在环境质量评价中， 划分面源单元为1000mX 1000m,其中一个单元的SQ排放量为10g/s ,当时的 风速为3m/s，风向为南风。平均有效源高为15m试用虚拟点源的面源扩散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处SQ的地面浓度。1000 15解：设大气稳定度为C级，

44、二y0232.56m, Go6.98m。y 4.32.15当 x=1.0km，CT y =99.1m,jz = 61 .4m。由大气污染控制工程P106 （ 4 - 49）1y2exp -2二 U（；y 飞 y）（；z6。）2 （；y ；y）4.9某烧结厂烧结机的 SQ的排放量为180g/s，在冬季下午出现下沉逆温，逆温层底高度为360m地面平均风速为3m/s，混和层内的平均风速为 3.5m/s。烟囱有效高度为 200m试计算正下风方向 2km和6km处 SQ的地面浓度。解:设大气稳定度为 C级。；-z=D_H=360_200 =74 42m =2.15当x=2km时，XDX2XD，按x= x

45、 D和X=2XD时浓度值内插计算。二y =221.41m,；z =139.10m，代入 P101 (4-36)得y21803-exp( 亍)0.257mg / m ； 恋2兀 uDby2y12兀汶3.5汶360 江 221.41x产=X=162m实际烟囱高度可取为 170m。烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的1.5倍，即u,=1.5 X 1.687 X 1700.25=9.14m/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在2030m/s。取uv=20m/s，则有4Q4265Dv4.1m，实际直径可取为4.0m5uv 兀沢 204.12试证明高架连续点源在岀现地面最大浓度的距离上，烟流中心线

46、上的浓度与地面浓度之比值等于exp(2y ；z)exp2(z-H)2CJexp2(z H)2oyQ,z=H1 exp2 U 二 y ；z2 H /2而地面轴线浓度2max?Q二 uH 2e因此，J /嘉2Q-2二 u；y 7 uH e1.018Q1.018Q(由 P89(4 11)二 z1.018H 2e1.018H 2e4(：)21.38解：高架连续点源岀现浓度最大距离处，烟流中心线的浓度按P88 （4-7）得证。第五章颗粒污染物控制技术基础5.1根据以往的分析知道，由破碎过程产生的粉尘的粒径分布符合对数正态分布，为此在对该粉尘进行粒径分布测定时只取了四组数据（见下表），试确定：1 ）几何平

47、均直径和几何标准差；2）绘制频率密度分布曲线。粉尘粒径dp/ km01010 2020 4040质量频率g/%36.919.118.026.0解：在对数概率坐标纸上作岀对数正态分布的质量累积频率分布曲线,d读出 d84.1 =61.0 Jm、d50=16.O Jm、 d5。9=4.2 Am。 a = = 3.81 od50作图略。5.2根据下列四种污染源排放的烟尘的对数正态分布数据，在对数概率坐标纸上绘岀它们的筛下累积频率 曲线。P129 （5-26） |ndL1900kg/m3，填充空隙率0.7，试确定其比表面积(分别以质量、解：大气污染控制工程 P135 (5-39)按质量表示Sm=3.7

48、 103cm2/gdsv p6P135 （5 38）按净体积表示 Sv = d = 7.03 103cm2 / cm3SV污染源质量中位直径集合标准差平炉0.362.14飞灰6.84.54水泥窑16.52.35化铁炉60.017.65解：绘图略。5.3已知某粉尘粒径分布数据(见下表)，1)判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布；2)如果符合,求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径及表面积-体积平均直径。粉尘粒径/ Am02244 661010 2020 40403浓度/ Pg m0.812.2255676273解：在对数概率坐标纸上作岀对数正态分布的质量累积频率分布曲线，读

49、岀质量中位直径d50 ( MMD10.3、d84.i 19.1、di5。9 5.6d50按大气污染控制工程P129（ 5 - 24）In MMD =lnNMD 3ln 2讥二NMD=3.31m ；12-l nN MDl n2%= dL =4.005 ；2g52P129（ 5 29） ln dsv=l nN MD ln ；g = dsv = 8.53m。25.4对于题5.3中的粉尘，已知真密度为净体积和堆积体积表示）。一6(1 E)323P135(5 40)按堆积体积表示 Sb = 丄=2.11 汇 103cm2/cm3。dsv5.5根据对某旋风除尘器的现场测试得到：除尘器进口的气体流量为100

50、00niN/h，含尘浓度为4.2g/ m 3N除尘器出口的气体流量为 12000 m3N/h，含尘浓度为340mg/m3N。试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率 和除尘效率(分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算)。1 3解:气体流量按 P141 (5 43) QN(Q1N Q2N) =11000mN/S ；2漏风率 P141 ( 5 44)6 = X100%= 2000 X100%= 20% ；Q1N10000考虑漏风，按P142(5-47)=12NQ2N 11NQ1N0.340 120004.2 10000解：由气体方程pv =凹RT得T =mMVPMRT5(1.01 10-490) 29

51、8.31 x 423二 0.832g/ L除尘效率:不考虑漏风，按 P143 (5-48)=1 竺=1 _ 0340 =91.9%P1N4.25.6对于题5.5中给出的条件，已知旋风除尘器进口面积为0.24m2，除尘器阻力系数为 9.8，进口气流温度为423K,气体静压为490Pa,试确定该处尘器运行时的压力损失(假定气体成分接近空气)。10000 -Q273v273 = 17.9m/sA 0.24 36000 832按大气污染控制工程P142(5 45)cP =9817.92 =1311Pa。25.7有一两级除尘系统，已知系统的流量为2.22m3/s，工艺设备产生粉尘量为 22.2g/s，各

52、级除尘效率分别为80呀口 95%。试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。解：按大气污染控制工程P145 ( 5 58)T =1 一(1 一 J(1 一 2) =1一(1 一95%)(1 80%) =99%22 2 3 3粉尘浓度为g/ m =10g/m，排放浓度10( 1 99% =o.1g/m3;2.22排放量 2.22 X 0.1=0.222g/s。5.8某燃煤电厂除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下，若除尘器总除尘效率为98%试绘出分级效率曲线。粉尘间隔/ km0.60.60.70.70.80.81.0122334质量频率进口 g12.00.40.40.73.56.02

53、4.0/%出口 g27.01.02.03.014.016.029.0粉尘间隔/ Am45566881010122030质量频率进口 g113.02.02.03.011.08.0/%出口 g26.02.02.02.58.57.0解：按大气污染控制工程P144 ( 5 52) i =1- p 坐 (P=0.02 )计算，如下表所示:g1i首先进行坎宁汉修正:8RT粉尘间隔/ m23.5质量频率/%0.10.49.520.020.015.011.08.55.55.54.00.80.2分级效率/%83047.56068.575818689.5959899100解：按大气污染控制工程P144（5 54）

54、nT =送nig1i =72.86%。5.10计算粒径不同的三种飞灰颗粒在空气中的重力沉降速度，以及每种颗粒在30秒钟内的沉降高度。假定飞灰颗粒为球形，颗粒直径分别为为0.4、40、4000，空气温度为387.5K，压力为101325Pa，飞灰真密度为2310kg/m3。解：当空气温度为387.5K时P =0.912kg/m3,卩=2.3=500,假设成立。R-解：计算气流水平速度V。=QA1.22.87 10 m/s。设粒子处于 Stokes区域，取9.14 4.57i =1.82 10Pa s odmin 二18WoH，以3.61L/min的流量通过多层沉降室。L=50cm,=1.05g

55、/cm3 , W=20cm第六章除尘装置6.1在298K的空气中NaOH飞沫用重力沉降室收集。沉降至大小为宽914cm,高457cm,长1219cm空气的体积流速为1.2m3/s。计算能被100%甫集的最小雾滴直径。假设雾滴的比重为1.21 o按大气污染控制工程P162 ( 6 - 4)3竺斗空必空=17.20m=17.2帥-：、pgL1.21 109.81 12.19即为能被100%甫集的最小雾滴直径。6.2直径为1.09m的单分散相气溶胶通过一重力沉降室，该沉降室宽20cm,长50cm,共18层，层间距0.124cm，气体流速是8.61L/min，并观测到其操作效率为64.9%。问需要设置

56、多少层可能得到80%勺操作效率。解：按层流考虑，根据大气污染控制工程P163 (6 -5)卫=也二n2 = m 匕 =18汉=22 2，因此需要设置23层。2n221 164.96.3 有一沉降室长 7.0m,高12m气速30cm/s，空气温度300K,尘粒密度2.5g/cm 3，空气粘度0.067kgkg.h) 求该沉降室能100%甫集的最小粒径。解：-0.067kg/(m.h)=1.86 10*Pa s流区假设。6.4气溶胶含有粒径为0.63和0.83m的粒子(质量分数相等)给岀下列数据，运用斯托克斯定律和坎宁汉校正系数计算沉降效率。h=0.129cm ,- 0.000182g/(cm.s

57、) , n=19 层。解：设空气温度为298K,首先进行坎宁汉修正:d min =18Av0H;%gL18汉186;10_5：03:60质量百分数/%32015201610637已知气体粘度为2 X 105，颗粒比重为2.9，旋风除尘器气体入口速度为15m/s，气体在旋风除尘器内的有效旋转圈数为5次；旋风除尘器直径为 3m,入口宽度76cmnNVcD2Pp解：按Air Pollution Control Engineering公式 =1 _，exp(-)1 。9WJJ令 =50%N=5,Vc=15m/s,p =2.9 X 10*g/m3，W=0.76m J =2 10 Pa S，代入上式得 d

58、-=11.78m率 11igi -55.3%6.6某旋风除尘器处理含有 4.58g/m 3灰尘的气流(4 =2.10 Pa S )，其除尘总效率为 90%粉尘 分析试验得到下列结果。粒径范围/ km捕集粉尘的质量百分数/%逸岀粉尘的质量百分数/%050.576.05101.412.910151.94.515202.12.120252.11.525302.00.730352.00.535402.00.440452.00.34584.01.11)作岀分级效率曲线；2)确定分割粒径。解：根据大气污染控制工程P144 (5 53)i( P=0.1 )计算分级效率，结果如下11 + Pg 2i /g3i

59、表所示：i20m/s时，其空气动力学分割直径为1 Jm解：根据Air Pollution Cont Engineering粉尘间隔/ 4m05510101515202025253030353540404545质量捕集g30.51.41.92.12.12.02.02.02.084.0频率/%出口 g276.012.94.52.11.50.70.50.40.31.1/%5.5949.4179.1790.0092.6596.2697.3097.8398.3699.85据此可作出分级效率曲线。由上表可见，510m去除效率为 49.41。因此在工程误差允许范围内,dc=7.5 m。6.7某旋风除尘器的阻

60、力系数为9.9 ,进口速度15m/s，试计算标准状态下的压力损失。解：据大气污染控制工程 P169 (6 13).中=1 Iv2 =丄 9.9 1.293 152 =1440Pa。2 26.8欲设计一个用于取样的旋风分离器，希望在入口气速为1)估算该旋风分离器的筒体外径；2)估算通过该旋风分离器的气体流量。兀 NVcD2PpP258公式exp卜(oE。2 _因 JD_单位 二1000单位取 kg/m3），故 D2p=1000 Dpa;D pa： p： P由题意，当=50%,Vc =20m/s。取-1.82 10” Pa s，N=10,代入上式兀汇10汉20汇(1 0汇10厘)2汇100050%