大气污染控制工程郝吉明第三版课后答案郝吉明供参习

1、大气污染控制工程课后答案（第三版）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第一章概论1.1干结空气中N2、02、A和CO气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故nN2=0.781mol , n°2=0.209mol，nA=0.00934mol，nco=0.00033mol。质量百分数为Ar%皿迪血 =

2、75.51%28.97 102%0.209 32.0028.97 1100% =23.08%0.00934 39.9428.97 1100% =1.29%CO2%0.00033 44.0128.97 1100% =0.05%1.2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：S02： 0.15mg/m3， N02： 0.12mg/m3， CO: 4.00mg/m3。按标准状态下1卅干空气计算，其摩尔数为1 10322.4=44.643mol。故三种污染物体积百分数分别为:SO:0

3、.15 1064 44.643=0.052 ppmNO:0.12 1046 44.643=0.058 ppmco 4.00><10=3.20ppm。28 44.6431.3 CCh气体与空气混合成体积分数为1.50 X 104的混合气体，在管道中流动的流量为10乩、/s，试确定:1）CC14在混合气体中的质量浓度P（ g/m3N）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/m3N）c(mol/m 3n)1.50 10° 154,，331.031 g / mN22.4 101.50 10=6.70 1

4、0'mol/mN。CCl4质量为 1.031 X 10X 3600X 24X 10-3kg=891kg500cm3,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 解：每小时沉积量 200X（ 500X 15X 60X 10-6）X 0.12 Jg =10.81.5设人体肺中的气体含 CO为2.2 X 10-",平均含氧量为19.5%。 终将达到饱和水平的百分率。2）每天流经管道的1.4成人每次吸入的空气量平均为0.12。如果这种浓度保持不变，求 COHb浓度最22.4 10解：由大气污染控制

5、工程 P14 （ 1 - 1）,取M=210護=M=210 册皿369，COHbCOHb/O2HbCOHb饱和度匚0二COHb gHb 1 十COHbOHb=證0 = 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10-4。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:1002% -96X2%98%= 19.59mL，1）最初co水

6、平为0%寸t2）最初CO水平为2%寸t9607%7%=72.26mL93%72.263 = 172.0min ；4.2 101072.26 -19.59-=125.4min4.2 汉 10"01.7粉尘密度1400kg/m3，平均粒径1.4 Jm，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L严dpv K?=26 1400 1.4=n581.8m。2.2 0.2第二章燃烧与大气污染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

7、 : 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；解:2 ）干烟气中SQ的浓度和CO的最大浓度;3 ）当空气的过剩量为10%寸，1kg燃油含：重量（g）855摩尔数（71.2510所需的空气量及产生的烟气量。g） 需氧数（g）71.25113- 2.50.312555.250.312527.625HO22.51.25N元素忽略。1）理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg设干空气 O : N2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=1

8、0.62m I/kg 重油。烟气组成为 CQ71.25mol , HO 55.25+1.25=56.50mol , SQ0.1325mol , N23.78 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 3N/kg 重油2）干烟气量为 502.99 - 56.50=446.49mol/kg 重油。SQ百分比浓度为 0.3125100% = 0.07% ,446.4971 25空气燃烧时co存在最大浓度100% =15.96%。446.493）过剩空

9、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 Pkg 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 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：相对于碳元素作如下计算：%

10、（质量）mol/100g 煤 mol/mol 碳C65.75.4751H3.23.20.584S1.70.0530.010O2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol碳水分9.01.644g/mol碳故煤的组成为，燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为 100=18.26g/molC。燃烧方程式为5.475n=1+0.584/4+0.010 - 0.013/2=1.14951）理论空气量 1.1495 （13.78）1000 22.4 10 “m3/kg =6.74m3/kg ;18.26SQ在湿烟气中的浓度为100% =0.174%0.0101.6441 0.2920.0103.

11、78 1.1495182)产生灰分的量为18 1汉1000 x80% =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 103=6.826m3/kg144 8灰分浓度为103mg/m=2.12 x 104mg/ni6.8263）需石灰石1000 1.7%32.001.7 4035%-103.21kg/t 煤2.3 煤的元素分析结果如下S0.6%； H3.7%； C79.5%； N0.9%； Q4.7%灰分10.6%。在空气过剩 20%条件下完全燃烧。计算烟气中SQ的浓度。解:按燃烧1kg煤计

12、算重量(g)摩尔数（mol）需氧数（mol）C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875H2Q52.8752.940设干空气中N2: Q2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 CQ2 66.25mol , SQ2 0.1875mol , H2Q 15.5625+2.94=18.50mol3.78 354.7624.78=280.54mol总计 66.25+'8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kgn 1R7 斥

13、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：H2S0.2%; CQ5% Q0.2%; CQ28.5% 713.0%; 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。解：取1mol煤气计算H2S 0.002molCQ 2 0.05molCQ 0.285mol耗氧量0.003mol00.143molH 2(0.13-0.004 ) mol0.063molCH 40.007mol0.014mol共需 Q 0.0

14、03+0.143+0.063+0.014=0.223mol设干空气中 N: Q体积比为3.78 : 1，则理论干空气量1.2 X 1.066mol=1.279mol为 0.223 x( 3.78+1 ) =1.066mol。取 G =1.2，则实际干空气空气含湿量为12g/m3N，即含HQ0.67mol/ m3n，14.94L/ m3n。故HQ体积分数为1.493%。故实际空气量为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=1.367molHQ0.002+0

15、.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），C28% C02% SQ120X 106 （体积分数），颗粒物30.0g/m3 （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）N%=1 11%- 8

16、%- 2%- 0.012%=78.99%由大气污染控制工程P46 （ 2 11）空气过剩100% =50.5%0.264 78.99 -(8 - 0.5 2)2）在测定状态下，气体的摩尔体积为P1V1 t2T1P2101325 22.4 443273 700 133.322二 39.46L/mol取1m3烟气进行计算，则sq1 20 x 106m，排放浓度为120 10-6339.46 10(1-8%) 64 =0.179 g/m3。22 433）5663.37（1 -8%） =2957 mN / min。39.4639 4634）30.052.85g/mN。22.42.6煤炭的元素分析按重量

17、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0.0116molH2Q/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）C75863.1763.17H40.7520.37510.19S160.50.5HQ83.254.6250需氧 63.17+10.19+0.5=73.86mol设干空气中N2: Q2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=4.91

18、mol。烟气中：CQ 63.17mol ; SQ 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443.38mol其中 CQ 63.17100% =14.25% ; SQ 0.5100% = 0.11% ;443.38 443.3829.91279.19 ' 0.79 70.61.HQ100% =6.74% - N2100% = 75.55%443.38 '

19、;443.3870 61 汉0 209O /U.S u.209 心00% =3.33%。443.382.7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SO含量15- 50 11% 汉 =1 83 汉10, 即 PH2SO4=1.83 X 10 5, Igp H2SO4=-4.737。60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：Q1.5%; CO600X 10-6 （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，C

20、860g 71.67mol;H 140g 70mol ，耗氧 35mol。设生成 CO x mol，耗氧 0.5x mol，则生成 CO （ 71.67 x） mol，耗氧（71.67 x） mol。1.5%x烟气中O2量-。600"01 5%x总氧量 一: +0 5X +（71 67 _X） +35 =106 67 +24 5x，干空气中 N: Q体积比为 3.78 :600101,则含N2 3.78 X（ 106.67+24.5X ）。根据干烟气量可列出如下方程：1.5%x600 10“71.67 3.78(106.6724.5x)二x600 10-6解得 x=0.306故 CQ

21、% 71.67 一0.306 如00% =13.99% ； 0.306600 103.78(24.5 0.306 106.67) 100% =84.62%0.306_6600 101.5 - 0.5 0.06由大气污染控制工程P46 （ 2- 11）空气过剩系数: = 11.070.264 沃84.62 (1.5 0.5汇0.06)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，试问登山运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-gdZ （ 1）将空气视为理想气体，即有

22、PV = m RT 可写为 Mm PMV RT(2)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:叫CRTlnP2 = gMP RT(Z2 - Z1 )(3)假设山脚下的气温为10。C，带入（3）式得:得：Z =5.7 km即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。1.5 J0，10_30，30_50，3.2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:鸽.5,0，喑.5,0，并判断各层大气稳定度。高度Z/m1.5103050气温T/K298297.8297.5297.3at297 8 _ 298解：15 jo2.35

23、K /100m，d，不稳定业 10 -1.510 J30297.5 -297.830 -10= 1.5K/100m d不稳定曾AT297.3297.5彳小/ “ 屮 刍宀30 _501.0K /100m 冬' d，不稳疋z50-30-T 297.5 298r 50 = = = 1.75K / 100m > Yd，不稳疋z30-1.5料AT 297.3 298站 卄刍宀r 5_m = - = = 1.44K / 100m a Yd，不稳疋。lz501.53.3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:T1T/ 忆

24、0.288/Z2、0.07= u°(-)Z0=2 (型)0.07 = 2.35m/s10一 / Z3 0.07 _ nZ4 .07U3 =比(=)2 ()=2.47m/s，U4 =u°(-)Z0Z0102 (空)。07 =2.54m/s103.4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 -13.03.53.94.24.5ZuZ解：由大气污染控制工程P80 (3-23)， u = m()m，取对数得lg= = mlg()Z1U1Z1设lg丄=y，lg( Z ) =x，由实测数据得U1乙x0.3010.4770.6020.699

25、y0.06690.11390.14610.1761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 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。Z1 0.075 0 0.07解: 5 =u0( -)2 ()2.24m / s， u2Z010U5二 U°()0.072 (型严10二 2.59m/ s稳定度D, m=0.15Z1、0.15UU0()Z050 0 15Z 2 0 15鼻(祁.=2.55m/s，u-u

26、0(Z7).2 (l°0)O.12.82m/s10U3Z3、0.15= U°(-)Z0c ,200. 0.15* Z 0.15(而)=3.13m/s，UU0(Z；)-2(-00)0.1-.-m/s10U5Z5、0.15= U0(Z_)Z0=2 (400)0J5 = 3.48m/s。10稳定度F, m=0.25g 応(Zr25Z0Z3、0.25U3- U0 ( )Z0=2 (型)025 = 3.56m/s1050 0 25 Z2 025二2 (和，2.99m/s，U-U0(Z；).2 (-00)0.2 4.68m/s10=2 (00)025 = 4.23m/s , uu0(Z

27、4)02510Z0风速廓线图略。3.6 一个在30m高度释放的探空气球，释放时记录的温度为11.0。C,气压为1023 hPa。释放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。1）估算每一组数据发岀的高度；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2345678910气温/ C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8气压/hPa10121000988969909878850725700解：1)根据Air Pollution Control Engineering可得高度与压强的关系为=-gM dzP RTdP将 g=9.8

28、1m/s 2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K) 代入上式得 dz = -29 21 T。P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。C=283.4K, dP=1012-1023= - 11Pa-11因此 dz=29 21283.4 m = 89m , z=119m>1018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/。C9.812.014.015.013.013.012.61.60.

29、8气压/hPa10121000988969909878850725700高度差/m89991011635362902711299281高度/m11921831948210181307157828773158T11 _ 9 82)图略3) 心m1.35K/100m d，不稳定;-z- 2- 89-Z2 _3-99T3 412-14-101 -匚T4占14 -15-163-T5 615 -131込_6-536订7 813 -12.6=Z7 _8-271=T8 _912.6-1.6Z8 _9-1299=T9 J01.6- 0.8LZ90一 -281= 0.15K/100m ： d，稳定;= 0.85

30、K/100m ： d，稳定;= 0.28K/100m ： d，稳定。1.98K/100m ： 0，逆温;-0.61K /100m ： 0，逆温;0.37K/100m ： d，稳定;-T2 34 _58347卫5S98 12 二-2.22K /100m ： 0，逆温;测定编号123456地面温度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相应温度/。C26.715.68.95.020.028.09.03.7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。T26 721 1解：G 11.22K /100m 0，故-G

31、1 : 0，逆温;二乙 458G2 巴二 I56 空 _ _o.72K /100m，故 2 一 -G2 二 0.72K /100m ： d，稳定; ：z2763G3 =- -9 15*6 = _1.16K / 100m，故 3 = -G3 = 1.16K /100md，不稳定;：z35805 0 _ 25 0G441K/100m，故 4 =G4 =1K/100m d，不稳定;z42000°5 二肓二 500一2K/100m，故 5 一 G5 =2K/100m d，不稳定;G6 二 T6 二 28.0 一25° 二 0.43K/100m 0，故 6 二七6 ： 0逆温。 Z

32、7003.8确定题3.7中所给的每种条件下的位温梯度。解：以第一组数据为例进行计算：假设地面大气压强为1013hPa,则由习题 3.1推导得到的公式P2gMn（Z2 - ZJ，代入已知数据（温度T取两高度处的平均值）即PRTp9 8x0 029ln = -458，由此解得 P2=96ihPa。10138.314 297由大气污染控制工程P72（ 3 - 15 ）可分别计算地面处位温和给定高度处位温：二地面 -T地面(000)。.288 二 294.1(100°)0.28293K ,P 地面10131000PT)0.288= 303.16K ,293 _303故位温梯度=2.18K /

33、100m0458同理可计算得到其他数据的位温梯度，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位温梯度/K/100m2.220.27-0.17-0.02-1.021.423.9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=-型（Z2 - Z1），设地面压强为P RT9709 8 汉 0 029P1，代入数据得到：i

34、n勺上=x458，解得P=1023hPa。因此P8.314 汉 297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

35、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？解：吹南风时以风向为x轴，y轴指向峭壁，原点为点源在地面上的投影。若不存在峭壁，则有p' (x, y,乙 H)=2 2 22 U；y；z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2 二 Uy 二-exp(z级*5守虚源exp2 二 u二产 z(2L-y)2(z-H)： r (z H)2nexp 2 exp 2262j因此Q-2 U；y；zexp(-(Z2H)2+exp(z；H)2 +2匚z2匚z2 - U；y；zexp(2y尹)expy(2L-y)2exp(z-H)2exp(z H)2exp(Y严xp-(猜？ +

36、exp-(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-H =Vs DTs - Tas (1.5 2.7 s -D)13.5 5Ts(1.5 2.7 込缈 5)= 96.16m。418布里格斯公式2.7X9.6 10”2.79.6 10418-288XJ341813.5 52 =29521kW21000kW且x<=10Hs。此时

37、H -0.362QH/3x2/3-0.362 295211/3 4x2/3 =2.80x2/3。按国家标准 GB/T13201 91中公式计算，因 Q>=2100kVV Ts Ta>=130K>35K（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SO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P9

38、5表4 4查得x=500m时二y =35.3mz =18.1m。将数据代入式4 8得(500,50,0,60)=80:6 35.3 18.1exp(2 250260232)exp(2)=0.°1°mg/m。2 35.322 18.124.4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SQ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44查得x=500m时d y = 35.3m,b z = 18.1m。将数据代入式4 8得：(500,50,0,60)二80二 6 35.3 18.1exp(5022 35

39、.32)exp(6022 18.12)=0.010mg/ m34.5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 , SQ排放量为10mg/s。试计算中性大气条件下 SQ的地面最大浓度和出现的位置。VsD(1.5 2.7TTa解：由霍兰德公式求得D) = 20 0.6 (1.5 2.7 405 一 293 0.6)= 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)"max各二时'z H 二uH e；y35.

40、8425.34m。、2 、.2取稳定度为D级，由表4 4查得与之相应的x=745.6m。2x1025 34此时匚y = 50.1m。代入上式max20.231g/m3。二 4 35.84 e 50.14.6地面源正下风方向一点上，测得3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少？假设大气稳定度为 B级。解：由大气污染控制工程P98 ( 4 31)T2=5(：广(両)0._3.02r(当 1h 乞 2 : 100h , q=0.3 )4.7 一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源，其长为150m据估计有机物的总排放量为90g/s。当时风速为3m/s，风向垂直于该线源

41、。试确定线源中心的下风距离400m处，风吹3到15分钟时有机物的浓度。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？解：有限长线源?(x,0,0, H)二2Ql/ H 2、畀 1/ P2、gexp(-2)Pexp(- )dP2 P J2兀2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CT y = 43.3m® z = 26.5m。其次判断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

42、的影响。3分钟时，污染物到达的距离 X二ut=3 3 60 = 540m400m，说明已经到达受体点。有限长线源(x,0,0,H)二2Ql.2 - u；zexp(P1exp(P22)dP距离线源下风向 4m 处，Pi= - 75/43.3= - 1.732 ,P2=75/43.3=1.73290Qlg /(m s)二 0.6g /(m s)。代入上式得150(400,0,0,0)二2 0.62二 3 26.51.7321P23L.732exp(-2)dp = 5.52mg/m。端点下风向P1=0, P2=150/43.3=3.46，代入上式得4.8某市在环境质量评价中，划分面源单元为1000m

43、X 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。100015解：设大气稳定度为 C级，匚y0232.56mcz06.98m。4.32.15当 x=1.0km，CT y =99.1m,crz =61.4m。由大气污染控制工程P106 (4 - 49)4.9某烧结厂烧结机的SQ的排放量为 均风速为3m/s，混和层内的平均风速为 SQ的地面浓度。180g/s，在冬季下午出现下沉逆温，逆温层底高度为360m地面平3.5m/s。烟囱有效高度为 200m 试计算正下风方向

44、 2km和6km处-H 360 -200“ 74.42m 2.152.15当x=2km时，xd<x<2xd，按x= x d和x=2xd时浓度值内插计算。解：设大气稳定度为C级。二z DXD =1226.5mx= X D 时,；y = 118.26m, ；z=74.42m，代入大气污染控制工程P88 (4 - 9)得Qexp(一旦二 U；y二 z2；z180)_ jt 汉 3.5汉 118.26 汉 74.42exP( 274.422200 2) = 0.050mg/m3x= 2xD时,二 y = 221.41m, ；z =139.10m，代入 P101 ( 4-36)得y21803

45、- exp( 2)0.257mg/m3 ；12 兀 uDby2by12 兀汇3.5汇360><221.41180通过内插求解-0.050.257 一°.°50 (2000 -1226.5)二1226.530.181mg/m3当 x=6km>2xD 时,180-y =474m , ： 一丁2兀汉3.5疋360汉4743=0.120mg / m计算结果表明，在4.10某硫酸厂尾气烟囱高 50m SQ排放量为100g/s。夜间和上午地面风速为 3m/s，夜间云量为3/10。当 烟流全部发生熏烟现象时，确定下风方向12km处SQ的地面浓度。x产=x<=2xd

46、范围内，浓度随距离增大而升高。由所给气象条件应取稳定度为 e级。查表4 4得x=12km处，cr y = 4277m, z = 87.4m。H50二 yf *y427433.25m, hf = H 2；z=50 2 87.4 = 224.8m88匚(12000,0,0,50)=Q.2- uhrryf100431.365 10 g/m。 ，2二 3 224.8 433.254.11某污染源SQ排放量为80g/s，烟气流量为265mVs，烟气温度为418K,大气温度为293K。这一地区的SQ本底浓度为0.05mg/m3，设二z /；y =0.5， U10 = 3m/S，m=0.25，试按环境空气质

47、量标准 的二级标准来设计烟囱的高度和岀口直径。解：按大气污染控制工程P91 （ 4 - 23）Z . mH s . 0.250.25由 P80(3 23) u = U10 ()3()1.687H s" 10ni=1/3，m=2/3，代入 P91 (4-22 )得按城市及近郊区条件，参考表4 2,取n=1.303，H 二 n°QH1Hn2u-1.303 281001/31 / 41.687Hs2/3Hs二 23.48HJ122 80 10 0.5环境空气质量标准的二级标准限值为0.06mg/m3 （年均），代入P109 （4 62）0 25上一也H.3.1422.718 1.

48、687(Hs H). (0.06 -0.05) 10解得 Hs ：H =Hs 23.48H?12 _ 357.4m于是Hs>=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s>=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4 265二 20= 4.1m，实际直径可取为 4.0m4.12试证明高架连续点源在岀现地面最大浓度的距离上，烟流中心线上的浓度与地面浓度之比值等于1.38。P88 (47)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2

49、 u；m1 exp黑史迢(由 P89(4 11)而地面轴线浓度2='max2Q二 uH 2e因此，-/21.018Q /( 2Q2 21.018H e 1.018H e、 22 二 u；m 二 uH e匹处=1.38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/ »m01010 2020 40>40质量频率g/%36.919.118.026.0解：在对数概率坐标纸上作岀对数

50、正态分布的质量累积频率分布曲线，读出 d84.i =61.0、d50=i6.0、di5。9=4.2。 ：一 g 二 d84i =3.81。g dso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。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。=10.3、d84.i =19.1-m、d15。9=5.6 .Lmd84.1d50= 1.85。粉尘粒径/ M-m02244 661010 2020 40>40浓度/ kg m30.812.2255676273解：在对数