大气污染控制工程课后答案

1、大气污染控制工程课后答案第一章概论1.1 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 ，nO2=0.209mol, nAr=0.00934mol , nC02=0.00033mo。质量百分数为N2%=0.781 X 28.010.209 X 32.00X 100%=75.51% O2%X 100%=23.08%28.97X128.97X10.00934XX44.01Ar%=X100%=1.29%， CO2%X=100%=0.05%。28.97X128.97X11.2 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：SO2 :

2、0.15mg/m3, NO2 0.12mg/m3, CO 4.00mg/m3。按标准状态下 1m3X103=44.643mol 。故三种污染物体积百分数分别为：22.472.26-19.59=125.4min 。2最初 CO水平为 2%寸 t=-434.2X10X101.7 解：由?大气污染控制工程? P181 2 ，最大能见度为Lv=2.6 p pdp2.6 X 1400X 1.4=11581.8m 。2.2X 0.2第二章燃烧与大气污染2.1 解：1kg燃油含：CHSH2ON 元素忽略。1 理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg设干空气 02 N2体

3、积比为1: 3.78，那么理论空气量 99.1875 X 4.78=474.12mol/kg 重 油。即 474.12X22.4/1000=10.62m3N/kg 重油。烟气组成为 CO271.25mol, H2O55.25+11.25=56.50mol , SO20.1325mol, N23.78X理论 烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即 502.99X22.4/1000=11.27m 重油。重量g855113-摩尔数 g 需氧数 g 烟气量 1+0.292+0.010+3.78 X1.1495+1.644/18 X1000/18.

4、26 X22.4X10- 3=6.826m3/kg144.8X103mg/m3=2.12X104mg/m36.8261000X 1.7%X 1.7 X 403 需石灰石 =103.21kg/t 煤35%灰分浓度为 2.3 解：按燃烧 1kg 煤计算重量g摩尔数mol需氧数molC79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875H2O52.8752.940 设干空气中 N2： 02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 C0266.25mol， S02

5、0.1875mol， H2021.5625+2.94=18.50molN23.78 X 354.76=280.54mol4.780.1875X 100%=0.043%。436.43总计 66.25+'8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 煤实际烟气量 365.48+0.2 X 354.76=436.43mol/kg 煤，S02浓度为2.4 解:取 1mol 煤气计算H2S0.002mol 耗氧量 (0.13-0.004 ) 共需 020.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol 。设干空气中 N2: 3.78: 1，那么理论干空 气量为 0

6、.223 X( 3.78+1 ) =1.066mol。取 a =1.2，那么实际干空气X。空气含湿量为12g/m3N 即含 H2O0.67mol/m3N, 14.94L/m3N。故2O体积分数为 1.493%。故实际空气量为1.279=1.298mol。1-1.493%烟气量 SO2 0.002mol , CO2 , N2: 0.223 X 3.78+0.524=1.367mol , H200.002+0.126+0.014+1.298 X=50.5%L/mol ；。39.4634 30.0X =52.85g/mN。22.42.6 解：按 1kg 煤进行计算重量 g摩尔数 mol需氧数 mol

7、需氧 63.17+10.19+0.5=73.86mol设干空气中 N2: 02体积比为 3.78 : 1,那么干空气量为 73.86 X 4.78 X 1.2=423.66mol , 含水 423.66X0.0116=4.91mol。烟气中： C0263.17mol；S020.5mol；H204.91+4.625+20.375=29.91mol ；N2 : 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+70.61=443.38mol 其中 C02X100%=14.

8、25%; S02X100%=0.11%;443.38443.3829.91279.19+0.79 X70.61X100%=6.74%; N2X100%=75.55%。 H20443.38443.3870.61 X0.20902X100%=3.33%。443.382.7 解：S02 含量为0.11%，估计约1/60的SO2转化为SO3贝V SO3含量3.78 ：1，那么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gp ?dZ (1)将空气视为理想气体，即有PV=mRTM可写为p=mPM= ( 2) VRT将( 2)式带入( 1)，并整理，得到以下方程：dPgM= -dZPRT假

9、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：lnP= -gMZ+CRT即lnP2gM= -(Z2-Z1)(3) PRT1假设山脚下的气温为10。C,带入(3)式得：5009.8 X 0.029=-?Z10008.314X 283 得？Z=5.7kmln即登山运发动从山脚向上爬了约 5.7km。 3.2 解：?T?z?TY 10-30=-?zY 1.5 -10=-297.8 -298=2.35K/100m>y d，不稳定10-1.5297.5 -297.8=-=1.5K/100m> y d,不稳定30 -10=-Z4000.07u5=u0(50.07=2 X (=

10、2.59m/s。Z010 稳定度 D, m=0.15=2X(0.15=2.55m/s , u2=u0(2)0.15=2 X(=2.82m/sZ010Z010ZZ2000.153000.15 u3=u0(30.15=2X()=3.13m/s , u4=u0(4)0.15=2 X()=3.33m/sZ010Z010u1=u0(u5=u0()=2X(=3.48m/s 。 Z010稳定度 F, m=0.25=2X(0.25=2.99m/s , u2=u0(2)0.25=2 X u3=u0(30.25=2 X (=4.23m/s ,u4=u0(40.25=2X (=4.68m/sZ010Z010Z400

11、0.25u5=u0(5)0.25=2 X (=5.03m/sZ010u1=u0(风速廓线图略。3.6 解：dPgM=-dzPRTI根据?AirPollutionControlEngineering?可得高度与压强的关系为6 -7?T13-12.6Y 7-8=-7-8=-=0.15K/100m?z7 - 8- 27 1 ?T 1 2.6 - 1 .6Y 8-9=-8-9=-=0.85K/100mY 9-10=-9-10=-=0.28K/100m?z9-10-2813.7 解：G1=G2G3G4G5G6=1.22K/100m>0 ，故 y 1二G1y d,不稳定；？z3580?T45.0-2

12、5.0=-1K/100m,故Y 4=-G4=1K/100m计 d，不稳定；？z42000?T20.0-30.0=5=-2K/100m,故Y 5=-G5=2K/100m计 d,不稳定；？z5500?T28.0-25.0=6=0.43K/100m>0，故 y 6=-G6入数据得到： lnP1 ，代B地面=-X 458,解得 P仁 1023hPa 因此 P18.314X =T 地面=294.1=292.2KP 地面 1023530.0500625.0700同理可计算得到其他数据的地面位温,结果列表如下：1234 测定编号21.121.115.625.0 地面温度 / 。 C1*00 高度 /m

13、相应温度/。C地面压强/hPa地面位温/。C3.10 解答待求。第四章大气扩散浓度估算模式4.1 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。假设不存在峭壁， 那么有Qy2(z -H)2(z+H)2P (x,y,z,H)=exp( -2)exp -+exp-222(T y2(T z2(T z2 n u a y a z现存在峭壁，可考虑 P 为实源与虚源在所关心点奉献之和。IQy2(z -H)2(z+H)2exp( -2-+exp - 实源 P 1=22kW 且QH280602P =exp(-2)=exp( -=0.0273mg/m32n X 6X 35.3 X 1

14、8.12 d z2X 18.1 n uc yc z4.4 解：阴天稳定度等级为 D级，利用?大气污染控制工程?P95表4 4查得x=500m时d y=35.3m, c z=18.1m。将数据代入式 4 8得805026023p (500,50,0,60)=exp( -)exp( -)=0.010mg/m。22n X 6X 35.3 X 18.12 X 35.32 X 18.14.5 解：由霍兰德公式求得?H=vsDT -Ta20X 0.6405 -293(1.5+2.7sD)=(1.5+2.7 XX 0.6)=5.84m，烟囱有效高度为T4405usH=Hs+ ?H=30+5.84=35.84

15、m。 p max=2Q c zH35.84时， c =25.34m。 z2d n uHey222X 1025.343X =0.231 11 g/m。250.1 n X 4X 35.84e由?大气污染控制工程?P89(4 10)、( 4 11 )取稳定度为D级，由表4 4查得与之相应的x=745.6m。此时d y=50.1m。代入上式p max=4.6 解：由?大气污染控制工程? P98(431)3035。左右，贝V 400m处；当x=1.0km, d y=99.1m,厅z=61.4m。由?大气污染控制工程?P106 (4-49)Q1y2H2p (x,y,0,H)=exp- +2( d y+ d

16、 y0)2( d z+ d z0)2 n u( d y+ d y0)( d z+ d z0)101152=exp -?=4.57 x 10-5g/m32n x 3X (99.1+232.56)(61.4+6.98)2(61.4+6.98)4.9 解：设大气稳定度为 C 级。 d z=D -H360-200当 x=2km 时， xDx=xD 时，d y=118.26m, d z=74.42m，代入?大气污染控制工程?P88 (4- 9)得QH21802002p 1=exp( -=exp(-=0.050mg/m322n X 3.5 x 118.26 x 74.422 d z2x 74.42 n u

17、 d y d zx=2xD 时，d y=221.41m, d z=139.10m,代入 P101 (4- 36)得p 2=Qy2180exp( -2=0.257mg/m3；2 d y2 n uDd y2 n X 3.5 X 360X 221.410.257 -0.050(2000 -1226.5)=0.181mg/m31226.5通过内插求解P=0.05+。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2030m/s。uv>=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 取

18、 uv=20m/s ，那么有4Qv= n uv4X 265=4.1m ，实际直径可取为 4.0m。n X 204.12 解：高架连续点源出现浓度最大距离处，烟流中心线的浓度按P88(47)Qy2(z -H)2(z+H)2p 1=exp( -2)exp - +exp -y=O,z=H222(T 2 d 2 a 2 n uc y d zyzzQ4H21.018QH=1+exp-=(由 P89(411)d=)z22?H/22 n Ud y a z2 n u a y a z2而地面轴线浓度 p 2= p max=d z2Q?。2n e d yd /(?)=1.38 因此，p 1/ p 2=22 d 2

19、4 d z2 n Ud y d z n uHey4()22得证。第五章颗粒污染物控制技术根底d50( MMD(! m(1N+2N)=11000N/；2Q1N-Q2N2000X 100%=< 100%=20% 漏风率 P141 ( 5-44) 3 =Q1N10000气体流量按P141 ( 5-43) N=除尘效率：考虑漏风，按 P142 (5-47) n =1-p 2NQ2N0.340X12000=1 -=90.3%p 1NQ1N4.2X10000不考虑漏风，按 P143(5-48)n =1-5.6 解：p 2N0.340=1 -=91.9%p 1N4.2mmPM(1.0X1 10-5-4

20、90)X29RT 得 p =0.832g/L 由气体方程 PV=MVRT8.3X142342310000X Q273=17.9m/sv=A0.24X 36000.832X 17.92=1311Pa。按?大气污染控制工程?P142 (5-45) ?P=9.8X25.7 解：按?大气污染控制工程? P145( 5- 58)n T=1-(1 - n 1)(1 - n 2)=1-(1-95%)(1-80%)=99%p2dp p p1.10C=1+Kn1.257+0.4exp(-)=1.61 ，us=gC=1.41X10-5m/s。Kn18(i当dp=4000口m时，应处于牛顿区，us=1.74dp(

21、p p- p )pg=17.34m/s。Rep=dp p4000X 106X 0.912 X 17.34=2750>500 ，假设成立。2.3X10-5当dp=0.4 口m时，忽略坎宁汉修正，us=2dp p p18 口g=0.088m/s 。经验证 Rep考虑到颗粒在下降过程中速度在很短时间内就十分接近us,因此计算沉降高度时可近似按 us 计算。dp=0.4 口 mh=1.41x 10 5X 30=4.23 x 10 4m； dp=40口 mh=0.088x 30=2.64m； dp=4000口 mh=17.35X 30=520.5m 5.11 解：设最大石英粒径dp1，最小角闪石粒

22、径 dp2。由题意，1.74故dp1 p p1pg=1.74dp2 p p2pgdp1dp2p p2p p13.5=1.35。 2.63-55.12 解：66 口 mus=t=18 口g=3.69 x 10m/s。竖直方向上颗粒物运动近似按匀速考虑，那么下落时间H4.5=122s ，因此 L=v.t=1.4 x122m=171m。 -2us3.69x105.15 解：在给定条件下 p =0.815kg/m, 口 =2.5 x 10Pa?s。当dp=10口 n,粉尘颗粒处于Stokes区 域：2dp p put2(1 x 10-6)2x 2700162uc= ?=x =0.768n/s。18 口

23、 R0.218X 2.5 x 10-5ut21322dp=500口 n,粉尘颗粒处于牛顿区：0.55 n p dpuc= n dp p p?。因此6R3.03dp p put2uc=80.2m/s。经验证，Rep=1307>500,假设成立。R p第六章除尘装置6.1 解：计算气流水平速度 v0=Q1.2=2.87x 10-2m/s。设粒子处于 StokesA9.14 x 4.57-5 粒子的分级效率按?AirPollutionControlEngineering?公式 n =1- exp-(n NVcDp p9Wi 口) 。-5令 n =50% N=5, Vc=15m/s, p p=2

24、.9 x 103kg/m3,W=0.76m 口 =2x 10P?s，代入上式得 dc=11.78 卩 m利用?大气污染控制工程?P170(618)n i=(dpi/dc)21+(dpi/dc)2计算各粒径粉尘分级效率，由此得总效率n =E n igi=55.3%6.6 解：根据?大气污染控制工程? P144(5 53)n i= n(P=0.1)计算分级效率，结果如下表所示：n +Pg/g 驱进速度按?大气污染控制工程? P187(633)0.3 x 10-15X 100X 103w=0.176m/s 。-5-63 n 口 dp3r x 1.81 x 10X 1X 10qEpA= n dL=n

25、x 0.3 x 2=1.885m2, Q=0.075m3/s，代入 P188 (6 34)A1.885n i=1 -exp( -wi)=1 -exp(-x0.176)=98.8%。Q0.0756.11 解：1 ) Q'=2/3=0.667m3/s ， S=3.662=13.4m2， n i=1 -exp(-13.4x0.122)=99.3%。0.667/2vmax0.5=1.5 ，查图 627 得 Fv=1.751/3v故 n i=1 -(1-n )Fv=1-(1-99.3%)1.75=98.8% 。2)6.12 解：1 )由题意 0.5=1 - exp(-kx 0.9) ? k=0.

26、77dp=3.5 也 mn 仁 1-exp( - 0.77 x 3.5)=93.2%dp=8.0 卩 mn 2=1-exp( - 0.77 x 8.0)=99.8%dp=13.0 卩 mn 3=1-exp(-0.77 x 13.0)=100%故 n =0.2x 93.2%+0.2x 99.8%+1x 0.2x 3=98.6%>98%)2 98.6%=1-p 2i，那么P2i=0.42g/m3>0.1g/m3 。不满足环保规定和使用者需要。 30设3种粒子的分级效率分别为n 1、n 2、n 3,贝Vn 1+n 2+n 3=(1-e-10k)+(1 -e-7k)+(1 -e-3k)=3

27、x0.95 ? k=0.6586 因此 n 1=99.9%，n 2=99.0%,n 3=86.1%。6.17 解：1 )粉尘粒径dp=10口m当液滴直径为50“时，R=0.2;碰撞数NI=2dp p p(up-uD)18 口 DC=366.3, NI=19.14。由给出计算公式可得 n =50.3%同理可得液滴直径为 100口 m 500口时捕集效率为 42.6 %、10.1%。2) dp=50口m用同样方法计算可得颗粒在直径为50 口 m 100 口 m 500 口的液滴上捕集效率分别为 0、10.2%、25.0 %。 6.18 解：按?大气污染控制工程? P211( 653)2?p=-1.

28、03x10-3vT(Ql)=-1.03x10-3x(83x102)2x1.36x10 -3=96.5cmH2OQg6.1 x 10-9 p l p gCCdpf?p由( 655)Pi=exp -2g=e-0.33d2p粒径小于o.i 口m所占质量百分比太小，可忽略；粒径大于20.0 口m ，除尘效率约为 1(取 D2=600mm)。6.21 解：由? AirPollutionControlEngineering?P3009.48 式 M=n 2DD ?zc n t。n t 通过 P293Figure9.18 读取。取 4P150( 5-p p=2x 103kg/m3,雨滴 Db=2mm处于牛顿

29、区，利用?大气污染控制工程?83)v=1.742.0 x10 -3(1.0 x103-1.205) x9.81/1.2051/2=7.0m/s 。因此，2x 103x (3 x 10-6)2x 7.0Ns=0.912 。从 Figure9.18 读出 n t=0.11 (Cylinder )。18 口 Db18X 1.82 x 10-5X 2X 10-3n -32故 M=x (2 x 10) x 300x 80x 0.11=0.0083 口 g。4133而液滴本身 M'= n Dp =4.19 x 10 口 g。故质量增加了 1.98 x 10- 4%66.22 解：由? AirPol

30、lutionControlEngineering ?公式 lnp pdpvC1.5QL=-n ?t。代入数据 CODDA1.52.5 X 10-3AIn0.1=- X 0.1 X ?t? ?t=12.3h，即需持续半天左右的时间。A2X 1O36.23 解：。 2)除尘效率为 99%，那么粉尘负荷 =F?=0.99X 6=5.94/ 。 3)除尘器压力损失可考虑为?P=?Pt+?PE+?Pp?Pt 为清洁滤料损失，考虑为 120Pa； ?PE=SE?vF=350Pa；?Pp=Rpv2?Ct=9.5X12X5.94t=56.43tPa,Rp 取 9.50N?min/(g ?m)；故？P=?Pt+

31、?PE+?Pp=350+120+56.43t(Pa)=470+56.43t(Pa)。4 )因除尘器压降小于1200Pa,故470+56.43t(Pa)5 ) A=Q10000X 393=240m2 。 60vF60X 1X 27326 )取滤袋 d=0.8m, l=2m。a=n dl=5.03m , n=6.27 解：1 )将数据代入所给公式即有A=47.7 ，取 48 条布袋。 a72X0.06X(0.5 X10-6)2X1000P=exp -X=0.0139， n =98.6%2 )由 P=exp( -27ZvsDpa9Dc2 口 ge< 0.001 可得 z>=3.23m。3

32、 )由? AirPollutionControlEngineering ?公式，穿透率 P=exp(-22n NVcDp p9Wi 口)取 Wi=0.25Dc，而 N=0.5Z/Dc, Vc=Vs/ e , Dpa=Dp pa,代入上式P=exp( -6.28 解：22 n ZVsDpa9Dc2 口 ge)=exp( -27ZVsDpa9Dc2 口 ge)(近似取2 n =7)0.8 -0.14过滤气速为1.52m/min效率n =x 100%=97.%0.80.8 - 0.0009x 100过滤气速为0.61m/min效率n0.899.92%1 )过滤气速为 3.35m/min 效率 n =

33、；。5x ，x=5.32 x 10 5。m3 ?Pa) 5/18=0.013g。104x20?C时 H2SE=0.489x 105kPa,分压 20atmx0.1%=2.03kPa。 P*=Ex，x=P*/E=4.15x10 5，故 C*H2S=2.31mol/m3。H=C/P*=2.3/(2.03 x 103) =1.14 x 10 3mol/ (m3.Pa) =115mol/ (m3.atm)由1H11151=+=+=0.542,KAl=1.85h-1。 KAlkgkl216108*3NA=KAl(CH2S -CH2S)=1.85x2.31=4.3mol/(m?h)。7.4 解：GB=50

34、00x 0.95=4750m3N/h。Y1=0.053，Y2=(LS)minGB(5000-4750)x5%=2.63x10-3；4750Y -Y20.053-0.00263=1=25.4 。 Xmax-00.053/26.7由图解法可解得传质单元数为 5.6 。7.5 解：GB=1(X 0.89=8.9m3/min , Y仁0.124 , Y2=0.02。作出最小用水时的操作线， xmax=0.068。Ls0.124-0.02)min=1.53 , Ls=1.53 x 1.75 x 8.9=23.8m3/min。GB0.068a0.33=2.39m 。 Hy=2 . 39 x 3 . 1 =

35、7 .4m 。图解法可解得传质单元数为3.1。 Hy=3.3x()L故(7.6 解：100x 3.75 x 103X 4=5.36 x 104kg;因此活性炭用量m0=28m05.36x104体积 V=92.9m3。p 5777.10 解：Y1115=0.282kg 苯/kg 硅胶，Y2=0, X2=0。Y1=0.025kg 苯/kg 干空气，X(0.167故操作线方程为 X=11.28Y。当 Y=Yb=0.0025kg 苯/kg 干空气时，X=11.28x 0.0025=0.0282kg 苯/kg 硅胶。 Y*=0.167 x 0.02821.5=0.0008kg 苯/kg 干空气。Y1dY

36、=588.08 ，由此可求得近似值；* /YbY-YYYWeQbYdwWeYw+dwwbwwb=/ (1 - = / (1 -同时，f=WbWbY0WAY0WAY0wawaY+dYYdYdYWeY YbY-Y* / YbX Y*A数据代入并整理得0.098668dx=Q,对等式两边积分，即1 -xA0.098668 / dx=Qf，解得 Q=0.447mol/min。001 -xA反响管数目：250/0.447 = 560个。7.12 解：Q=227 -56.755X 171.38=4.56 X 10kJ -364 X 10Q4.56X105=314K。由 Q=cr?T 得？T=cm0.2X

37、7264第八章硫氧化物的污染控制8.1 解：火电厂排放标准 700mg/m3。3%硫含量的煤烟气中 S02体积分数取0.3%。3X 64X 103=8571mg； 22.48571-700因此脱硫效率为X 100%=91.8%8571那么每立方米烟气中含SO28.2 解:1 ) CaCO3+SO2+2Ha(CaSO3?2H2O+COl210064=m1kg2 )每燃烧1t煤产生SO2约m=1.5625kg3.6x 2t=72kg100100X 64.8因此消耗 CaCO3m=1.x3=6464.8 x 172=174kgt，同时排放灰渣 3) CaSO4.2H2Ofe成量6477kg。8.3

38、解：1 )由 n T=1-(1 - n 1)(1 - n 2) , 99.7%=1-(12 )设总体积为 100，贝y SO27.8体积，O21O.8SO2O.156 体积，x=1.6 x 10- 3;0.51% 用于克服阻力损失。p =0.94g/l (分子量取 30)。-31/2显然雾滴处于牛顿区， us=1.743 x10x9.8x1000/0.94=9.73m/s ，因气体流速为3m/s ，贝液滴相对塔壁的沉降速度为 6.73m/s 。2 )工况条件：液气比 9.0L/m3 , Ca/S=1.2，并假设SO2吸收率为90% 在117.5。C下，水汽化热 2212.1kJ/kg ，空气比

39、热 1.025kJ/(kg.K)由(180- 55)x 1.025 x 0.94=2212.1m，解得 m=0.054kg，因此水分蒸发率0.054x 100%=0.6%。 9.03 ) CaCO3反响分率为0.9X 100%=75% 1.28.6 解：在 373K时，Khs=0.41 , Ks1=6.6 X 10- 3, Ks2= 3.8 X 10- 8。Na S=Na+ SO2.H2OHSO3 SO32=OH -H+SO32-+2CO32-+HCO3-SO2.H2OKs2HSO3 -Ks2Ks1 KhsPso2Ks2HSO3-Kc2Kc1 KhcPco22-SO=， CO3= ， +2+2

40、HHHHKKPco2HCO3 -=c1hc 。 +H2 -3代入得10 -142.1X10-132X6.55X10-201.2X10-9+Na-S= -H+-8.166X10-4+2+2+HHHH通过烟气1/9m3, NOx约为3 ) 8900X 103X 4.18 X 38%V=100X 106X 24X 3600,解得 V=6.1 X 106m36.1 X106X6.25=38.2t 。每日排放 NOx量约为3310X 109.2 解：NOx均取1kg煤计算，排放NOx约8g,在常规燃烧温度下，近似认为NO2浓度很小，以NO存在。1kg 煤中，含C772g, H52g, N12g, S26

41、g, O59g灰分为79g。充分燃烧后，生成 CO264.3mol, H2O26mo| SO20.812mol, NO0.267mol。需 O22504- 59=2445g，约 76.4mol。引入 N20.7914X 76.4=287.4mol。燃烧本身过程中产生N2(12- X 8)/28=0.3mol。0.21300.21x=0.06 ，由此解得 x=152mol。379.1+x即在 O2恰好耗尽时烟气含 CO264.3mol, H2O26mol SO20.812mol, NO0.267mol,N2287.7mol。由题意，空气过剩，设过剩空气量为xmol，那么故NOx浓度为9.3解：0

42、.267=5.0 X 10-4 (体积分数)。379.1+152-7(2x)2=2.8 X 10-71) 1200K下，Kp=2.8X 10。设有 xN2转化为 NQ 贝V(75-x)(5 -x)2X0.00512解得x=0.00512 ;故NO平衡浓度为=1.02 X 10-4 (体积分数)100(2x)22) 1500K时，同理=1.1 X 10-5解得x=0.032，故NO平衡浓度为(75-x)(5 -x)0.032X2=6.4 X 10-4 (体积分数)100(2x)2=4.0 X 10-4 解得 x=0.190，故 NO 3) 2000K时，(75-x)(5 -x)9.4 解：考虑1

43、kg燃煤含氢37g,碳759g,硫9g,氮9g,氧47g。烟气中含CO2含H2O18.5mol,含 SO20.28mol。因此需 O22392-47=2281g 约 71.3mol，那么引入 N2268.2mol。 假设空气过剩20% 那么烟气中 O2为0.2 X 71.3=14.26mol , N2o即假设不考虑 N 转化，那么烟气中含 CO263.25mol， H220.28mol ， O214.26mol，N2322.1molo0.2X9/14=3.418.47.7 X 10-4 (体积分数)1) N2转化率20%贝V NO浓度为C+1(1+Y)C-1=exp(-Mt)Y=0.313；Y

44、=0.811 ；o，将M=70代入得T=2409K0.232=0.686 ? t=0.1s,(1-Y)1.5(1+Y) -0.5=e-5,Y=0.955 ? t=0.01s,(1-Y)1.5(1+Y) -0.5=e-0.3,Y=0.144 ? 1.5 -0.5=e -1.2,Y=0.487M=30 ? t=0.04s,(1- Y)(1 +Y)? t=0.1s,(1-Y)1.5(1+Y) -0.5=e-3,Y=0.824 ?9.7 解：9X 101443400K=exp(-) (R=1.987cal/mol.K )。将所给温度代入公式计算K值，列表如下：RT4.1X 1013T( K)Kp(计算

45、值)Kp (表中值)3005.3 X 10- 3110-3010007.0X10-97.5X10- 912002.7X10-72.8X10- 715001.0X10-51.1 X10- 520004.0X10-44.0X10- 425003.5X10-33.5X10- 39.8 解：假设O浓度很小，平衡时 O2的浓度仍可近似认为 5%。利用O2分解的平衡反响式0420及?大气污染控制工程?P360 (9 11)式求解：0e=公式中浓度单位为mol/m3 ,即1) 2000K 时，Kp,o=6.63 X 10 4，平衡时O2e=/2021eKP,0(RT)1/2。因反响前后分子个数不同，平衡常数

46、有量纲，0.05=0.305mol/m3N0 存在。， S020.28mol，。 0.052X14因此氮在油中的最大含量为X 100%=0.52%0.052 X 14+120+209.11 解：1 )以热值为6110kcal/kg的煤为燃料，每日排放 NOx量约107t，其中NO210.7t, NO96.3t。反响方程式为：4 NH3+4NO+O24N2+6H2O4X 30=x0.9 X 96.3 X 1038NH3+6NOf7N2+12H2O8X 46=y0.9X10.7X103解得 x=2889kmol， y=279kmol 生成 N2(2889+7612X 279)=3133kmol，

47、H2O(X 2889+X 279)=4752kmol848因此残留氨量为( 3133+4752)X 5X 10 6=0.04kmol ，可忽略。故每天消耗氨的量为( 2889+279)X 17/103=53.9t 。2 )以热值为10000kcal/kg的重油为燃料，每日排放NOx量约85t，其中NO28.5t,NO76.5t。反响方程式为：4NH3+4NO+O24N2+6H2O4X 30=x0.9X76.5X103解得 x=2295kmol， y=222kmol 生成 N2(2295+8NH3+6NO27N2+12H2O86 46=y0.9X8.5X1037612X 222)=2489kmo

48、l， H2O(X 2295+X 222)=3776kmol848因此残留氨量为( 2489+3776)X 5X 10 6=0.03kmol ，可忽略。故每天消耗氨的量为( 2295+222)X 17/103=42.8t 。3 )以热值为 8900kcal/m3。反响方程式为：4NH3+4NO+O24N2+6H2O4X 30=x0.9 X 34.4 X 103解得 x=1032kmol， y=99kmol 生成 N2(1032+88=y76X 99)=1119kmol, H2O(84因此残留氨量为(1119+1696)X 5X 10- 6 故每天消耗 氨的量为( 1032+99)X 17/103

49、=19.2t9.12 解：甲烷燃烧方程式为：CH+2&CO+2H时，烟气中还 3+8.32+0.2=11.52mol。10-6=1.59 X 10- 4kg。，空气过剩系数为 a， 燃料的热值 Q( kJ/mol )。 11f xCO2+yH2O+tSO2+mN故 22,SO2tmol, N2m/2mol。耗氧3.76 a (x+t+y/4-z/2 ) mol，剩余 O2)( x+t+y/4-z/2 ) mol。假设产生 NOx (以 NO2计) 浓度为 F,那么生成 NO2质量为 0.046F(x+y/2+t+m/2)+3.76a (x+t+y/4-z/2 ) + ( a -1)(x

50、+t+y/4-z/2)kg 因此浓度转化结果为0.046F(x+y/2+t+m/2)+( 4.76a -1)(x+t+y/4-z/2)kgNO2/GJ-6QX 10将 x=1, y=4, z=0, m=Q t=0 , Q=802.3kJ/mol , a =1.1 , F=300X 10- 6 代入上式可 得题目所给甲烷燃烧时的结果为0.197kgNO2/GJ,与计算结果吻合。第十章挥发性有机物污染控制10.1 解：见?大气污染控制工程?P379图10- 1。10.2解：由 Antoine 方程 lgP=A-B可分别计算得到40。C时t+C苯的蒸汽压 P1=0.241atm ;甲苯的蒸汽压 P2=0.078atm。因此y苯=x苯10.3解：列式 AX 0.5P1P0.241=0.3X =0.