(完整版)大气污染控制工程课后题答案

#因此y—xP—0.3x0241—0.0723y—x二—0.0546因此苯苯p1'甲苯甲苯P10.3计算20°C时，置于一金属平板上1mm厚的润滑油蒸发完毕所需要的时间。已知润滑油的密度为1g/cm3,分子量为400畑，蒸汽压约为匚样10”蒸发速率为（0.5豐）哈。pPlA解：列式Ax0.5pt=，故400x10-3t-2以•P-2xL°x103xL°x10—3xL。1x105s-120YMp400x10-31.333x10-4400x10-310.4利用溶剂吸收法处理甲苯废气。已知甲苯浓度为10000mg/m3,气体在标准状态下的流量为20000m3/h,处理后甲苯浓度为150mg/m3，试选择合适的吸收剂，计算吸收剂的用量、吸收塔的高度和塔径。解：取温度为100oF=310.8K进口甲苯浓度：lm3气体中含lOOOmg，则体积为10000x10—3310.892x0.0224x273—2.772x10-3m3，即浓度为2772ppm。92同理可计算出口甲苯浓度为41.6ppm。《AirPollutionControlEngineeringsP366Example10.14选择CH作吸收剂，但本题出口甲苯浓度过1430143010X10-6atm，分子量M=226。低，分压41.6X10-6atm，小于CH100°F时分压47X10143010X10-6atm，分子量M=226。低的吸收剂，此处选择CH，在100°F下蒸汽压约1634xtoluenePy*xtoluenePy*1atmy*—14.3y*，取p0.07atm，取toluene=0.8x=0.8X14.3X0.002772=0.032,bottomL因此g——2772一41・6—0.085L因此g——2772一41・6—0.085x—x0.032—0ibit又G=20000m3/h=784.3kmol/h=13.93lb/s=28.8lbmol/min。故L=0.085G=0.085X28.8=2.45lbmol/min，即吸收剂用量251.2kg/min。由CRCHandbookofChemistry查得100oF下，CHp—48lbm/ft2，卩=2-4cp，申=0.751634LB-G'(Pg)0.5—GM"(F)0.5—0.085xHx(罟)。.5—0.008；LGL代入loga——1.6798—1.0662logB—0.27098(logB)2中解得a—0.23由a=G'砂0.2得&—:PLPGg0■aPPgLG0Fp^0.2gx48xO.°71x32.2—0.751b/ft2.5'50x0.75x2.40.2m取75%，则G'=0.56lb/ft2.s，故A—一^G'—1393—24.9ft2D-型0.56，兀=5.63ft—1.72m。传质单元数N=-传质单元数N=-1(1—HG/PLln[y(1-HG/PL)-(H/P)x+(HG/PL)yTB—y(1-HG/PL)-(H/P)x+(HG/PL)yBBH/P=0.07/l=0.07,HG/PL=0.07/0.085=0.824,l—HG/PL=0.176。代入上式解得N=13.3。NLKaPA13.3NLKaPA13.3x2.454x1x24.9x60=19.6ft=6m10.5采用活性碳吸附法处理含苯废气。废气排放条件为298K、latm,废气量20000m3/h，废气中含有苯的体积分数为3.0X10-3,要求回收率为99.5%。已知活性炭的吸附容量为0.18kg（苯）/kg（活性炭），活性炭的密度为580kg/m3，操作周期为吸附4小时，再生3小时，备用1小时。试计算活性炭的用量。解：m废气中苯的含量y=20000X3.0X10-3=60m3/h，由气体方程PV=RT得1M=191.5kg/hPVM1.01x105x60x78x10-3m===191.5kg/hRT8.314x298根据去除要求，实际去除量为m'=191.5X99.5%=190.5kg/h190.5x88461.5则一个周期所需活性炭量为018=8468・1kg，体积V=no=14・6m310.6利用冷凝一生物过滤法处理含丁酮和甲苯混合废气。废气排放条件为388K、1atm、废气量20000m3/h，废气中甲苯和丁酮体积分数分别为0.001和0.003，要求丁酮回收率大于80%，甲苯和丁酮出口体积分数分别小于3X10-5和1X10-4,出口气体中的相对湿度为80%，出口温度低于40.C，冷凝介质为工业用水，入口温度为25.C，出口为32.C，滤料丁酮和甲苯的降解速率分别为0.3和1.2kg/m3.d,阻力为150mmH0/m。比2选设计直接冷凝—生物过滤工艺和间接冷凝—生物过滤工艺，要求投资和运行费用最少。10.7丙烷充分燃烧时，要供入的空气量为理论量的125%，反应式为：C3H8+5O2T3CO2+4H2°。问燃烧100mol丙烷需要多少摩尔空气?38222解：实际需01.25X5X100=625mol，空气量625/0.21=2976mol。211.1设某汽车行驶速度为80km/h时，4缸发动机的转速为2000r/min，已知该条件下汽车的油耗为8L/100km，请计算每次燃烧过程喷入发动机气缸的汽油量。100莎=100莎=1.25h解：汽车行驶100km耗时t=v若发动机转速为2000r/min，则1min内喷油1000次，1.25h内喷油7500次。8故每次喷入气缸油量V'=75000L=1.067x10-4L单缸喷入V=4V'=2.67x10-5L。11.2在冬季C0超标地区，要求汽油中有一定的含氧量，假设全部添加MTBE（CH0CH）；要达到汽油中（CH）349817重量比2.7%的含氧要求，需要添加多少百分比的MTBE?假设两者密度均为0.75g/cm3；含氧汽油的理论空燃比是多少?解：设MTBE添加质量x，CH含量为y，则817TOC\o"1-5"\h\z16xx-=（x+y）2.7%解得P=x100%=14.85%。88x+y设燃料100g，则含CH85.15g，CH014.85g817512

由CHO+7.5OT5由CHO+7.5OT5CO+6HO512222CH+12.25OT8CO+8.5HO81722288_7.514.85—~n~1解得n=1.27mol1113_12.2585.15n2解得n=9.23mol2则需01.27+9.23=10.5mol,则含N3.76X10.5=39.5mol。22空气质量10.5X32+39.5X39.5=1442g，则空燃比AF=14.42。11.3发动机燃烧过程如图11－29所示，请计算汽缸内燃烧前，燃烧刚开始时，以及燃烧全部完成后的气体温度。已知：汽油发动机的压缩比为7,在理论空燃比下工作，转速为2000r/min，燃烧过程为上止点前后各15。C区间。VR解：燃烧前取温度为293K，由T2=£（萨）Cp-R=293-73.5r-r=638K2开始燃烧时，按《AirPollutionControlEngineering》P48613.11式:mAh1x19020AT=—fuelcombustion——3629。F—2016KmCp15.88x0.33combustionproducts通常取85%的升高温度，则T=T+2016X0.85=2352K32通常取85%的升高温度，则T=T+2016X0.85=2352K32燃烧完成1x1902015.88x0.26—4607oF—2559K同样取85%,则T=T+2559X0.85=2813K°4211.4试解释污染物形成与空燃比关系图（图11—5）中NOx为何成圆拱状？解：NOx在高温时易生成，而理论空燃比附近燃烧充分，温度较高，因此NOx产生量最大。11.51）用与11.3相似的方法估算发动机的排气温度（大约在上止点TDC之后90度）；2）实际排气温度比上述计算值要低，在怠速情况下，虽然其空燃比与满负荷时基本相同，但排气温度却低很多，为什么?V亠1解：T—T（^）Cp-R—2352（—）3.5r-r—1080K解：21V72怠速时可燃混合气处于空气过剩系数小于1的状态，残余废气系数较大；发动机转速低，气缸压缩比小，燃烧很不充分，易形成失火；壁面淬熄效应对火焰迅速冷却，因此造成温度下降。11.6由燃油蒸发控制装置控制的两个HC排放源是：1）燃油泵和化油器；2）化油器和空气滤清器；3）空气滤清器和燃油箱；4