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第一章 概论 习题 P181.5废气流量为1000 m3N/s, SO2的体积分数为1.6 X0-4，试确定：SO2在混合气体中 的质量浓度；每天的SO2排放量（kg/d ）。解： SO2 的浓度=1.6 为0264/22.4=457 mg/m3 457 mg/ m3 000 r?n/s 300 24=39484.8 kg/d1.6成人每次吸入的空气量约为500cm3,假定每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为 200 ug/m3,试计算每小时沉积于肺泡的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数 为 0.12。解： 500cm31560=450000 cm3=0.45 m30.45 m3200 ug/m30.12=10.8 ug1.7 根据我国的环境空气质量标准的二级标准，求出SO2、NO2、CO 三种污染物的日均浓度限值的体积分数。解：SO2、NO2、CO环境空气质量标准的日均浓度二级标准分别为 0.15、0.12、4.0 mg/m30.15 mg/m3=0.15 22.4/64=0.0525ppm=5.25 10-80.12 mg/m3=0. 1 2 22.4/46=0.0584ppm=5.84 1 0-84.0 mg/m3=4.0 22.4/28=3.20ppm=3.2 10-61 . 8在某市中心区的道路两侧监测点测定的大气污染物浓度分别为：CO 5.2 10-6 （1小时值的日平均值）NO20.0310-6（1小时值的日平均值）SO22.310-6（1小时值的日平均值）TSP 0.15 mg/m3 （1小时值的日平均值）PM10 0. mg/m3（1 小时值的日平均值）O30.0310-6（1小时值的日平均值）试问哪些大气污染物超过我国颁布的环境空气质量标准（GB3095-96）中规定的二级标准。解:指标1小时平均值换算mg/m3标准mg/m3是否达标CO5.2 为0-66.510.0达标NO20.03 10-60.0620.24达标SO22.3 为0-66.570.50未达标TSP0.15 mg/m30.150.3*3=0.9达标PM100. mg/m30.0.15*3=0.45达标O30.03 10-60.0640.20达标第二章燃烧与大气污染习题P482.1已知重油元素质量分数分析结果为： C : 82.3% , H : 10.3% , 0: 2.2% , N : 0.4% , S: 4.8%，试计算：燃烧1kg所需的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。解：理论空气量可由式（2-2）得到：Va =8.881 wc,y+3.329 ws,y+26.457oH,y-3.333 wo,y=（8.881 82.3%+3.329 4.8%+26.457 10.3%-3.333 2.2%） m3N/（kg 燃料）=10.121 m3N/（kg 燃料）理论烟气量可由式（2-7）得到：Vf0=1.866wc,y+11.111wH,y+0.699 ws,y+0.79 VaP+0.799 wN,y=（1.866 0.823+11.111 003+0.699 0+0.79 10.121+0.799 0004） m3N/（kg 燃料） =10.713 m3N/（kg 燃料）Vdf=10.713 11.111 0.103=9.569 m3N/（kg 燃料） 干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度：徑02 =（0.699 0/9.569） 100%=0.36%重油中碳与理论空气中的氧完全燃烧时，则烟气中的CO2浓度最大，因此：杞02, max= （1.866 区823/9.569） 100%=16.1% 10%过剩空气下燃烧：a =1.1Va=1.1 X0.121 m3N/（kg 燃料）=11. m3N/（kg 燃料）Vf= （10.713+1.0161 0 X0.121） =11.741 m3N/（kg 燃料）2.2 普通煤的各成分质量分数分析为： C： 65.7%，灰分： 18.1%，S： 1.7%，H： 3.2%， 水分：9.0% , 0: 2.3%，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：理论空气量由式（2-2）得到：Va0 =8.881 wc,y+3.329ws,y+26.457oM,y 3.333 wo,y=（8.881 30.657+3.329 0017+26.457 0032 3.333 .） m3N/（kg 燃料） =6.662 m3N/（kg 燃料）SO2在烟气中的浓度：（忽略空气中的湿含量）（含N量不计）理论湿烟气量为：Vf0=1.866wc,y+11.111coH,y+1.24 （ Vap+H,y ） +0.699 ws,y+0.79Va+0.799 讥y =1.866 0.657+11.111 0.032+1.24 0.09+0.699 017+0.79 6.662=6.696 m3N/（kg 燃料）m SO2=1 X1.7%2=0.034kgV 烟气=6.696 m3N/（kg 燃料）1kg=6.696 m3SO2在烟气中的浓度（以体积分数计）=0.699 0.0174/6.696=0.00182=0.182%SO2在烟气中的浓度（不以体积分数计）C= m SO2/ V烟气=0.034/6.696=0.00508 kg/ m?=5080 mg/ m3第三章 大气污染控制的基础知识 习题 P783.3某烟气脱硫系统的烟气处理量为 100000 m3N/h，烟气中含SO2为4500mg/ m3N。新鲜 石灰中CaO含量为96%，系统在钙硫比为1.2的情况下，欲使尾气中SO2下降到650 mg/ m3N，试计算石灰的消耗量。解：在系统中，SO2与CaO发生化学反应：SO2+CaO+1/2O2=CaSO464561.2x G 石灰 0.96设需要石灰为G石灰 （kg/h），对SO2作物料衡算：(1) 进入系统的 S02流率：4500mg/ m3NX10-3X100000 m?N/h=450 kg/h(2) 流出系统的 S02流率：650mg/ m3N X10-3 X100000 m3N/h=65 kg/h(3) 系统中无S02生成(4) 系统中S02的消耗等于S02与CaO的反应量。按钙硫比为1.2计算，SO2的消耗 量为：64X0.96 X 石灰(1.2 56) kg/h(5) 稳态过程，Ga=0，则按式(3-8)可得：450 64 0.96 G 石灰(1.2 56) kg/h=65 kg/hG 石灰=421.1 kg/h3.9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n =91.9%第二级除尘效率为n =82%问改两级串联除尘系统的总除尘效率为多少？解： 根据( 3-63)可得：nT=1(1n1)(1n2)= 1(191.9%)(182%)=98.542%第四章 颗粒物污染物的去除 习题 P1284.15除尘器系统的处理烟气量为10000 m3/h，初始含尘浓度为6g/m3，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393k，除尘器的压力损失不超过1200 pa,烟气性质近似于空气。试确定： 过滤速度；粉尘负荷；除尘器的压力损失；最大清灰周期；滤袋面积；滤 袋尺寸（长度和直径）和滤袋条数。解：本题为简单的设计题，部分参数需要自己选定：由p122中，取过滤速度为 2 m/min，由p119中，取粉尘负荷为0.2 kg/m2，粉尘层 比电阻a =5 X 10m/kg，清洁滤料的阻力系数为0.5 107m-1，气体粘度查书本后面表格得： 393k 时的空气粘度 2.33 10-6kg s/m2。 除尘器的压力损失 P=APc+APf=1200+ (0.5 X07+5 X 010X).2) 2.33 10-62/60=1200+782=1982 pa 最大清灰周期按实际情况确定。 滤袋面积A=Q/u=10000 m3/h / 2 m/mi n=83.3 m2 滤袋尺寸(长度和直径)和滤袋条数。滤袋长度取4 m,直径取200 mm,则每个滤袋的面积为：A= ndl.2 = 2.512 m2滤袋条数n = 83.3/2.512= 33.16 最后取n等于34个。第五章 吸收法净化气态污染物习题 P1625.1试求303k，氢气的分压为2104Pa时氢气在水中的溶解度。yizhi氢气在水中的亨利 系数 Eh2=7.39 107Pa。解：xa=Pa/Ea=2104/7.39 107=2.71 为0-4 (摩尔分率)溶解度是指一定温度下，100克溶剂中达到饱和时所能溶解的溶质的克数。假设100克水中，则水的摩尔数为5.556mol,那么溶质氢气的摩尔数为0.0015 mol,氢气的溶解度为：0.0015 mol 2g/ mol=0.003 g5.7已知某低浓度气体溶质被吸收时，平衡关系服从亨利定律，气膜吸收系数 kG=2.74 10-7 kmol/ (m2 s Pa)，液膜吸收系数 2=6.94 为0-5 m/s,亨利系数 H=1.5kmol/(m3kPa)。试求吸收总系数Kg，并分析该吸收过程的控制因素。解：1/KG=1/kG+1/ (kL H) =3.66 06Kg=2.73 0-7 kmol/ (m2 s kPa)气相传质阻力：1/kG=3.6 06液相传质阻力：1/ (kL H) =9.6 03液相传质阻力远远大于气相传质阻力，该吸收过程为气膜控制步骤。第六章吸附法净化气态污染物习题 P1966.6在直径为D=1.4m的立式吸附器中，装有密度为p =220kgm3的活性炭，炭层厚度z=1.0m,含苯废气以1.4m/min的速率通过活性炭层，废气含苯的初始浓度p=39g/m3,设苯蒸气被活性炭完全吸附，活性炭对苯的平均活性为7%，解吸后苯在活性炭中的残余吸附量为0.8%，求：每次间歇操作的时间；每次吸附所能处理的废气量。解： m=pV=220kg/ m3 (1.4m 2.0m=338.492kggl2=7%31=0.8%v=14m/mi n/60=0.233m/sA=n (1.4m/2) =1.5386m2p=39g/m3p=0所以 T=m(a 3)/v 忒pp)=338.492 (7% 0.8%) 1000/(0.233 1386 39)= 1501s=25min 吸附苯的质量： G= m(3231)= 338.492kg (7%-0.8%)=21kg废气总量：V=25min14m/min (1.4m/2) 2=538.51m36.8 某活性炭床被用来净化含 CCl4 的废气，其操作条件是：废气流量为 20 m3/min, 温度为25r，压力为101.33kPa,CCl4的初始含量为900X10(体积分数)，床深0.6m, 空塔气速为0.3m/s。假定活性炭的装填密度为400kg/ m3，操作条件下的吸附容量为 饱和吸附容量的40%，实验测得其饱和容量为0.523kg (CCl4)/kg(活性炭)。求： 当吸附床长宽比为2:1时，试确定长的过气截面；计算吸附床的活性炭用量；试 确定吸附床穿透前能够连续操作的时间。解： A=Q/V= 20 m3/min/(60 0.3m/s)=1.11m2设长宽比2x，则宽为x，2x2=1.11求得 x=0.74m2x=1.48m m 活性炭=400kg/ m3X0.6m.74mX1.48m=262.8kg 假设吸附床穿透的吸附容量等于操作条件下的吸附量，则0.523kg 40%=0.209 kg (CCl4)/kg(活性炭)能够吸附 CCl4 的量为：0.209 kg (CCI4)/kg(活性炭)262.8kg=54.93kgM(CCl 4)=154 g/molC=900X10-6 154/ (22.4 10-3) =6.2g/m3t=54.93kg 1000/(6.2 g/m320 m3/mi n)=443mi n第七章 催化法净化气态污染物 习题 P2227.6 用氨催化还原法治理硝酸车间排放含有 NOx 的尾气。尾气排放量为 6500 m3N/h， 尾气中含有NOx为0.28%，N2为95%，H2O为1.6%，使用催化剂为直径 5mm球 形粒子，反应器入口温度为 493K，空速为9000/h，反应温度为533K，空气速度为 1.52 m/s，求催化固定床中气固相的接触时间；催化剂床层体积；催化剂床层 高度；催化剂床层阻力。解：接触时间=1/9000 h=0.4 s Vr =t qv=6500/9000=0.72mf 截面积：6500 m3N/h 十 1.52 m/s=1.188 m?D2=4A/ n D2n=4A孔隙率 &为 0.92H=4 Vr / (1- & ) XD2= (40.72) / (0.08 4X1.188) = 7.58 m 公式见P214pmH 0) m 迴 1.752de 3Remd sVo gRemg(1)第八章生物法净化气态污染物习题 P2448.1生物法净化气态污染物的基本原理是什么？答：废气生物处理是利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少害甚 至无害的物质。在适宜的环境条件下，微生物不断吸收营养物质，并按照自己的代谢 方式进行新代谢活动，把废气中的污染物转化成为简单的无机物CO2和水，以及细胞物质。8.3温度和pH对微生物生长的影响有哪些？答：温度可以改变微生物的代谢速率，影响污染物的物理状态，是的一部分污染物发 生固-液-气之间的转换，从而影响生物净化效果。每种微生物都有不同的pH要求，大多数微生物pH的适应围为4-10,最佳pH 为, 一些有机物的降解会产生酸性物质，应采用添加石灰、石等来增加缓冲能 力，调节pH。第十章大气扩散与污染控制习题P30010.3电厂烟囱高度为40m，径为0.6m,排烟速度21m/s，烟气温度420k，环境温度 293k，源高处的平均风速为 4m/s，大气为中性层结，试用不同的抬升公式计算此情 况下的有效烟囱高度。解：霍兰德公式： H=6.27mH=Hs+ H=46.27 m国家标准： H=12.6 m H=Hs+ H=52.6 m10.4位于郊区的某酸厂烟囱高度为 70m,其SO2排放量为100g/s,地面风速（按10m 计算）为3m/s，大气稳定度为D,请确定下风向2km处的SO2地面浓度。解：大气稳定度为D，郊区，m=0.15U=3*（ 70/10）0.15=4 m/s2km处的S y=120m；S z=50m，代入地面轴线浓度公式C=0.495 mg/m310.6位于郊区的甲乙两临近厂均排放含 SO2废气，甲厂排放点位于乙厂排放点上方向 偏东45角1.2km处，甲厂从100m烟囱排放SO2废气的强度为900g/s，烟气温度为 160C，乙厂从80m烟囱排放SO2废气的强度为800g/s，烟气温度为140C，如地面 以上100m气层盛行北风，地面风速为1.0m/s，大气稳定度为中性，环境温度为20C, 试问乙厂下风向5km处SO2的浓度是多少？解:甲厂：地面浓度公式：x=5849m，查图 S y=300m；S z=100m， m=0.15， y=849m，乙厂：地面轴线浓度公式： m=0.15，查图S y=280m；S z=90m，C1=4.97 mg/m33C2=0. mg/m3C=C1+C2=5. mg/m3
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