大气污染控制工程复习资料：计算题及答案

1、作业习题及答案1.1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:S02 : 0.15mg/m 3，N02 : 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1 10322.444.643mol。故三种污染物体积百分数分别为:S02 :0.15 1064 44.64360.052 10，NO 2:0.12 1046 44.6430.058 10word专业资料word专业资料1.2某市2004年3月10日测得空气质量如下：

2、PM 10156 g/m 3n，CO :34.00 1063.20 10 。 28 44.643word专业资料word专业资料NO 2105 g/m 3n，SO285 g/m 3n，CO6 g/m 3n （最大小时平均），试计算当天 该市的空气污染指数 API解:由空气污染指数的计算公式得:PM 10:NO 2:SO2 :0.1050.080100505081.250.1200.0800.0850.1500.0500.050100505067.50.156 0.1500.350 0.150200 100100103word专业资料word专业资料CO浓度很小，可忽略word专业资料故当天该市

3、的空气污染指数 API应为103，主要污染物是PMio2.1已知重油元素分析结果如下：C: 82.3% H : 10.3% O: 2.2% N : 0.4%S: 4.8%，试计算：燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量；干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度（以体积分数计）；当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。word专业资料word专业资料设干空气O2 : N2体积比为 13.78 ,则理论空气量解:重量（g）摩尔数（mol ）需氧数（mol ）C82368.5868.58H10310325.75S481.51.5燃油含:1kgN元素忽略。1）理论需氧量68.58+25

4、.75+1.5=95.83mol/kgword专业资料word专业资料95.83 x 4.78=458.0674mol/kg 重油。x 2=51.50mol , SO21.5mol ,即 458.0674 x 22.4/1000=10.26m3N/kg 重油烟气组成为 CO268.58mol， H2O25.75N23.78 x 95.83=362.2374mol重油。即理论 烟气量 68.58+51.50+1.5+362.2374=483.8174mol/kg 483.8174 x 22.4/1000=10.8375m3N/kg 重油。2）干烟气量为 483.8174-51.50=432.31

5、74mol/kg 重油。1 5S02百分比浓度为 一 100%0.35% ,432.3174空气燃烧时CO2存在最大浓度68.58100% 15.86%432.31743）过剩空气为10%时，所需空气量为1.1 x 10.26=11.286m3N/kg重油,产生烟气量为 10.8375+0.1 x 10.26=11.8635 riWkg 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% ;02.3%。（含N量不计）,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）。解：相对于碳元素作如下计算：% （质量）m

6、ol/100g 煤mol/mol 碳C65.75.4751H3.23.20.584S1.70.0.O2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol 碳水分9.01.644g/mol 碳故煤的组成为 CH0.584 S0.010 O0.013 ,燃料的摩尔质量(包括灰分和水分)为 10018.26g/molC。燃烧方程式为5.475CH o.584So.o1oOo.o13 n(O2 3.78N2)CO2 0.292H 2O 0.010SO2 3.78nN2n=1+0.584/4+0. 0.013/2=1.14951. 1495 (13.78)3 33理论空气量 1000 22.4 1

7、0 m /kg 6.74m /kg ;18.26SO2在湿烟气中的浓度为100% 0.174%1 6441 0.292 0.010 3.78 1.1495 183.1将两台除尘装置串联在一起净化烟气中的粉尘，其第一级除尘效率为191.9%，第二级除尘效率为282%，问该两级串联除尘系统的总除尘效率为多少？解：按串联除尘效率计算得T 1 (11)(12) 1 (1 91.9%)(1 82%) 98.54%3.2已知某粉尘的粒径分布和分级除尘效率如下表所示，试确定总除尘效率平均粒径/ m0.52.04.08.010.014.020.022.5质量频率/%0.47.625.028.016.214.3

8、7.41.1分级效率/%10.048.069.079.087.098.099.0100.0解：按总除尘效率公式可得:i Di 0.4% 10.0%87.0% 14.3% 98.0% 7.4%7.6% 48.0% 25.0% 69.0% 28.0% 79.0% 16.2%99.0% 1.1% 100.0%79.59%4.1有一沉降室长5.0m，高3.0m，气速0.3m/s，空气温度300K，尘粒密度2500kg/m 3,空气粘度1.82 x 1Pa s，求该沉降室能00%捕集的最小粒径。解:d min18_v°HpgL18 1.82 10 50.3 32.5 103 9.8 54.9

9、10 5m 49 m 100 m，符合层流区假设。4.2已知烟气处理量 Q=5000m 3/h，烟气密度p =1.2kg/m3,允许压力损失为900Pa ，Z-5.8。若选用斯台尔曼型旋风除尘器，试求其主要尺寸。解：16.1m/s由式v '.2p得V12 9005.8 1.2Q5000A bhA0.0863mV|/口3600 16.1则由1得根据斯台尔曼型旋风除尘器的尺寸要求，有h 2.5b，则 A 2.5b20.0863,故b 0.186m，h 0.465m， D 5b 0.93m。4.3若用板式电除尘器处理含尘气体，集尘板极的间距为300mm，若处理气体量为6000m 3/h时的除

10、尘效率为95.4%，入口含尘浓度为9.0m 3/d，试计算:出口含尘浓度;若处理的气体量增加到8600m 3/h的除尘效率。得，出口含尘浓度 21(13）9.0 （1 0.954）0.414m /d121解:由由于除尘器型号没变，因此有效驱进速度相同。可将A看做一个整体，则有6000AQI n(1 )ln(1 0.954) 5.133600exp(3600A8600)1 exp(360086005.13)0.8834.4除尘系统的处理烟气量为10000m 3/h (标况下)，初始含尘浓度为6g/m 3, 拟采用逆气流反吹清灰袋式除尘器， 选用涤纶绒布滤料，要求进入除尘器的气体 温度不超过393

11、K，除尘器压力损失不超过1200Pa，除尘效率99%，烟气性质 近似于空气。已知粉尘比阻力系数 Rp为9.50N min/(g m)，滤袋的尺寸(直径 0.8m和长度2m )。试确定：(1) 过滤速度；(2) 粉尘负荷；(3) 除尘器的压力损失(此处不考虑结构压损，若无此说明，请重新计算，结构压损可取300Pa );(4 )最大清灰周期；(5) 滤袋面积；(6) 滤袋条数。解：(1 )过滤气速因采用逆气流反吹清灰，则可取 VF=1.0m/mi n 。(2 )粉尘负荷因除尘效率为 99%，贝U W=V f:t=1.0 X0.99 X6t=5.94t g/m 2（3 ）除尘器压力损失 可考虑为AP

12、= °f+ p°f为清洁滤料损失，考虑为120Pa ;°p=RpV 2Mt=9.5 X12 X5.94t=56.43tPa , Rp 取 9.50N min/(g m);故仲=f+ Pp=120+56.43t( Pa) =120+56.43 t (Pa)(4) 最大清灰周期因除尘器压降小于 1200Pa，故 350+56.43 t (Pa)<1200，t<15.1min，即最 大清灰周期为15min。(5) 滤袋面积：A=Q/60V f=10000 X393/ (60 X1.0 X273 ) =240m 2(6) 滤袋条数：取滤液袋 d=0.8m，l=

13、2m，贝U a=冗dl=5.03m 2n =A/a=47.7 取 48 条布袋。5.1某电厂采用石灰石湿法进行烟气脱硫，脱硫效率为90%。电厂燃煤含硫为3.6%，含灰为7.7%。试计算：1 ）如果按化学剂量比反应，脱除每 kgSO2需要多少kg的CaCO3;2）脱硫污泥中含有60%的水分和40%CaSO4.2H2O,如果灰渣与脱硫污泥一起 排放，每吨燃煤会排放多少污泥？解：1）写出石灰石湿法烟气脱硫的化学反应方程式，并按照计量比进行计算。 设反应所需CaCO3为x,1SO2 CaCO3 2H2OO2CaSO4 2H2O CO22172641001kg x则有 64100，解得 x 100 1k

14、g 1.563kg，故脱除每 kgS0 2 需要 1.563kg1kg x64的 CaC03。2)1吨燃煤含有灰分1t 7.7% 0.077t。1 吨燃煤含 S1t 3.6% 0.036t，转化成 S02 有 0.036t 90% 64 0.0648t 32进而计算生成的CaS04 2H0量。设生成的CaS04 220量为y，则有641720.0648ty解得172 0.0648t640.174t含S污泥量为0.174t40%0.435t oword专业资料word专业资料最后计算得到每吨燃煤排放的总污泥量为0.077t 0.435t 0.512t8.1平原地区某污染源S02排放量为60g/s

15、，烟气流量为260m 3/s，烟气温度为423K，大气温度为 293K。这一地区的 S02背景浓度为0.04mg/m 3,设z / y 0.5， u10 3m/s，m=0.25，试按“大气环境质量标准”的二级标准来设计烟囱高度和出口直径。（计算结果皆取整数） 解:3()025101.687H：25- Z设烟囱实际高度为Hs，由风速计算公式得u U10（）mZ10按国标法计算烟气抬升高度,Qh0.35PaQv0.35 1010260423 29342342.825 10 kW 2100kWword专业资料word专业资料按城市及近郊区条件，取 n 0=1.303，n1=1/3，n 2=2/3，得word专业资料5/1223.48Hsm n2- 11.303 282501/3 Hs2/3Hn0QM2u17687H-“大气环境质量标准”的二级标准限值为0.06mg/m 3