郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版Word格式文档下载.docx
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c（mol/m3N）
1.5010
6.70103mol/mN。
2）每天流经管道的CCl4质量为1.031X10X3600X24X10-3kg=891kg1.4成人每次吸入的空气量平均为500cm，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为
200g/m3，试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
每小时沉积量200X（500X15X60X10一6）X0.12g=10.8g
1.5设人体肺中的气体含CO为2.2X10—4，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。
由《大气污染控制工程》P14（1-1），取M=210
COHbM^
O?
HbPo2
210
4
2.210
19.5102
0.2369，
COHb饱和度co
COHb
COHbO2Hb
COHb/O2Hb
1COHb/O2Hb
0.2369
10.2369
19.15%
1.6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10一4。
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。
含氧总量为480020960mL。
不同CO百分含量对应CO的量为:
100
2%：
飘2%19.59mL，7%：
-9607%72.26mL
1）最初CO水平为0%时t
72.26
172.0min;
2）最初CO水平为2%时t
72.2619.59
4.2104103
125.4min
1.7粉尘密度1400kg/m3，平均粒径1.4m，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。
由《大气污染控制工程》P18（1-2）,最大能见度为
Lv
2.6pdp
K
2.614001.4
2.20.2
11581.8m。
2.1已知重油元素分析结果如下：
C:
85.5%H:
11.3%0:
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。
1kg燃油含:
10
0.3125
重量（g）
摩尔数（g）
需氧数（g）
C
855
71.25
H
113-2.5
55.25
27.625
N元素忽略
1）理论需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg
设干空气02：
2体积比为1:
3.78,则理论空气量99.1875X4.78=474.12mol/kg重油。
即474.12
x22.4/1000=10.62m3N/kg重油。
烟气组成为CO271.25mol,H2O55.25+1.25=56.50mol,SQ0.1325mol,23.78x
99.1875=374.93mc。
理论烟气量71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。
即502.99X22.4/1000=11.27m3N/kg重油
2）干烟气量为502.99-56.50=446.49mol/kg重油。
SO2百分比浓度为0.3125100%0.07%,
446.49
7125
空气燃烧时CO2存在最大浓度一二100%15.96%。
3）过剩空气为10%时，所需空气量为1.1x10.62=11.68niN/kg重油,
产生烟气量为11.267+0.1X10.62=12.33riiN/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）；
计算燃煤1t需加石灰石的量。
相对于碳元素作如下计算:
%（质量）
mol/100g煤
65.7
5.475
3.2
S
1.7
0.053
O
2.3
0.072
灰分
18.1
水分
9.0
故煤的组成为CH0.584SO.01Q0.013，
燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为
mol/mol碳
1
0.584
0.010
0.013
3.306g/mol碳
1.644g/mol碳
卫018.26g/molC。
燃烧方程式为
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。
n=1+0.584/4+0.010-0.013/2=1.1495
1）理论空气量1.1495（13.78）1000
18.26
22.4103m3/kg
6.74m3/kg;
S02在湿烟气中的浓度为
1.644
100%0.174%
10.2920.0103.781.1495
18
2）产生灰分的量为18.1100080%144.8g/kg
烟气量（1+0.292+0.010+3.78X1.1495+1.644/18X1000/18.26X22.4X10一3=6.826m3/kg
灰分浓度为144.8103mg/m3=2.12X104mg/m3
6.826
10001.7%—1.740
3）需石灰石一3200103.21kg/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
SO2的浓度。
按燃烧1kg煤计算
摩尔数（mol）
需氧数（mol）
795
66.25
31.125
15.5625
7.78
0.1875
H2O
52.875
2.94
设干空气中N2：
O2体积比为3.78:
1,
所需理论空气量为4.78X（66.25+7.78+0.1875=354.76mol/kg煤。
理论烟气量C0266.25mo,S020.1875moJH2015.5625+2.94=18.50mol
N2
3.78
354.76
280.54mol
4.78
总计66.25+'
8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤
n1R7斤
实际烟气量365.48+0.2X354.76=436.43mol/kg煤，S02浓度为100%0.043%。
436.43
2.4某锅炉燃用煤气的成分如下：
H2S0.2%CO25%;
O20.2%;
CO28.5%;
H213.0%;
CHQ7%;
252.4%;
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
H2（0.13-0.004mol
0.063mol
气量。
取1mol煤气计算
H2S
0.002mol
耗氧量0.003mol
CO2
0.05mol
CO
0.285mol
0.143mol
0.014mol
CH40.007mol
共需O20.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol设干空气中2：
O2体积比为3.78:
1,则理论干空气量为0.223X（3.78+1）=1.066mol。
取1.2,则实际干空气1.2X1.066mol=1.279mo。
空气含湿量为12g/m3N，即含H2O0.67mol/m3N,14.94L/m3N。
故出。
体积分数为1.493%。
故实际空气量为
1.279
1.298mol。
空气过剩
80.52
0.26478.99（80.52）
100%
50.5%
11.493%
烟气量SO2:
0.002mo,CO2：
0.285+0.007+0.05=0.342mqlN2：
0.223X3.78+0.524=1.367moJ
H200.002+0.126+0.014+1.29^1.493%+0.004=0.201mol
故实际烟气量0.002+0.342+1.367+0.201+021.066=2.125mol
2.5干烟道气的组成为：
CO211%（体积），O28%,CO2%,SO2120X10-6（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5663.37nVmin，水气含量8%（体积）。
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），干烟道体积；
4）在标准状态下颗粒物的浓度。
1）N2%=1—11%—8%-2%-0.012%=78.99%
由《大气污染控制工程》P46（2—11）
2）在测定状态下，气体的摩尔体积为
V2
P1V1t2
T1P2
10132522.4443
273700133.322
39.46L/mol;
取1m3烟气进行计算，则
SO2120X10-6m3，排放浓度为
12010
39.4610
（18%）64
0.179g/m3。
3）5663.37
39.46
（18%）
2957mN/min。
4）30.052.85g/mN。
2.6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0.0116molHO/mol干空气，
并假定完全燃烧，试计算烟气的组成。
按1kg煤进行计算
C758
H40.75
S16
H2O83.25
63.17
20.375
0.5
4.625
10.19
需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol
O2体积比为3.78:
1,则干空气量为73.86X4.78X1.2=423.66mo,
含水423.66X0.0116=4.91moJ
烟气中：
CO263.17mo;
SO20.5mol;
H2O4.91+4.625+20.375=29.91mql
N2：
73.86X3.78=279.19moJ过剩干空气0.2X73.86X4.78=70.61mo。
实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.19+70.6仁443.38mol
其中CO2
63.17100%14.25%;
SO20.5100%0.11%;
443.38443.38
29.91279.190.7970.61
100%6.74%;
N2100%75.55%°
O2
70.610.209
100%3.33%。
443.38
2.7运用教材图2-7和上题的计算结果，估算煤烟气的酸露点
SO2含量为0.11%,估计约1/60的SO2转化为SQ,贝USQ含量
0.11%
60
1.83105，即卩Ph2so4=1.83X105,lgFHi2so4=-4.737o
查图2-7得煤烟气酸露点约为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：
O21.5%;
CO600X10—6（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，
C860g71.67mol;
H140g70mol,耗氧35mol。
设生成COxmol，耗氧0.5xmol,则生成CO2（71.67-x）mol，耗氧（71.67-x）mol。
烟气中
1.5%x
600
106
60010
0.5x（71.67x）35106.6724.5x，干空气中2:
。
2体积比为3.78:
1,则含N23.78X（106.67+24.5X。
根据干烟气量可列出如下方程:
71.673.78（106.6724.5x）
6，
解得x=0.306
故CO2%:
71.670.306.
100%13.99%;
0.306
6
N2%：
3.78（24.50.306106.67）
100%84.62%
600106
由《大气污染控制工程》P46（2-11）
空气过剩系数
1.50.50.06
0.26484.62（1.50.50.06）
1.07
3.1一登山运动员在山脚处测得气压为1000hPa登山到达某高度后又测得气压为500hPa
试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？
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:
dPgdZ
（1）
将空气视为理想气体，即有
PV—RT可写为mPM⑵MVRT
将
（2）式带入
（1）,并整理，得到以下方程:
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:
InP
RT
InP2
RT（Z2
乙）（3）
假设山脚下的气温为10。
C，带入（3）式得:
得Z5.7km
即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。
1.510309
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:
3050，1.530，1.550，并判断各层大气稳定度。
高度Z/m
1.5
30
50
气温T/K
298
297.8
297.5
297.3
1.510
T
z
2.35K/100m
d，不稳定
1.5K/100m
1.0K/100m
1.5
1.75K/100m
1.44K/100m
d，不稳定。
3.3在气压为400hPa处，气块温度为230K。
若气块绝热下降到气压为600hPa处，气块温
度变为多少?
解:
（
P0.288
P0
3.4试用下列实测数据计算这一层大气的幕指数m值
高度
Z/m
20
40
风速
u/m.s
3.0
3.5
3.9
4.2
4.5
-1
Zu7
由《大气污染控制工程》P80（3-23）,u5（—广，取对数得lg=mlg（—）
7iu1乙
设iguy,ig（—）x，由实测数据得Ui乙
x
0.301
0.477
0.602
0.699
y
0.0669
0.1139
0.1461
0.1761
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、100m200m300m400m高度处
在稳定度为B、D、F时的风速，并以高度为纵坐标，风速为横坐标作出风速廓线图。
Ui
Uo（
）0.07
2（50）°
.°
7
2.24m/s，
U2
—/Z2\0.07
U0（-）
Z0
2（100）0.07
（10）
2.35m/s
U3
Z3\0.07
U0（-）
（200）0.07
2.47m/s，
U4
Z4\0.07
2（3OO）0.07
2.54m/s
U5
—/Z5\0.07
2（400）0.07
2.59m/so
稳定度D，m=0.15
U1
Z1\0.15
500.15
（五）
2.55m/s，
—/Z2、0.15
（100）0.15
（10）
2.82m/s
—/Z3、0.15
（200）0.15
3.13m/s
，U4
—,Za0.15
（300）0.15
3.33m/s
—/Z5、0.15
（400）0.15
3.48m/s
稳定度F,m=0.25
U；
（|1）0.25
/50\0.25
2.99m/s，
—/Z2\0.25
（100）0.25
3.56m/s
（»
25
（200）0.25
4.23m/s
—Z40.25
Uo（4）
（300）0.25
4.68m/s
风速廓线图略
3.6—个在30m高度释放的探空气球，释放时记录的温度为11.0C，气压为1023hPa释
放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。
1）估算每一组数据发出的高度；
2）以
高度为纵坐标，以气温为横坐标，作出气温廓线图；
3）判断各层大气的稳定情况。
测定位
置
2
5
8
9
气温/C
9.8
12.0
14.0
15.0
13.0
12.6
1.6
0.8
气压
/hPa
1012
1000
988
969
909
878
850
725
700
1）根据《AirPollutionControlEngineering〉可得高度与压强的关系为■gMdz
PRT
dP
将g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/（mol.K）代入上式得dz29.21T。
P
当t=11.0°
C,气压为1023hPa当t=9.8。
C,气压为1012hPa
故P=（1023+1012/2=1018Pa，T=（11.0+9.8/2=10.4。
C=283.4K，dP=1012-1023=-11Pa
11
因此dz29.21283.4m89m，z=119m。
1018
同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下：
高度差
/m
89
99
101
163
536
290
271
1299
281
高度/m
119
218
319
482
1307
1578
2877
3158
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