第三版大气污染控制工程课后答案完整版

22大气污染控制工程（第三版）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干结空气中板。2、Ar和CO2气体所占的质量百分数是多少？解：按lmol干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n、2=0.781mol,nO2=0.209mol,nA>=0.00934mol,nco2=0.00033molo质量百分数为at2%=0.781x28.0128.97x1x100%=75.51%,0.209x32.0028.97x1xat2%=0.781x28.0128.97x1x100%=75.51%,0.209x32.0028.97x1x100%=23.08%Ar%=().00934x39.9428.97x1x100%=1.29%CO2%=0.00033x44.0128.97x1x100%=0.05%o1.2根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO2、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.OOmg/m%按标准状态下1蛆干空气计算，其摩尔数为器故三种污染物体积百分数分别为:

so2：0.15x10-3=0.052ppm,N02：Q12x1°-3=0.058/y/n64x44.64346x44.6434.00x10-3co：=3.20ppmo28x44.6431.3CCL气体与空气混合成体积分数为1.50X10-的混合气体，在管道中流动的流量为10k、、/s,试确定：DCCL,在混合气体中的质量浓度P(g/mt)和摩尔浓度c(molM)；2)每天流经管道的CCL质量是多少千克？解：1)P(g/此)=蟻平糾=1.。31&/您ZZX1UC(mo1/nA)= =6.70X103mol/o22.4x10-3 '2)每天流经管道的CCL质量为1.031X10X3600X24X10_3kg=891kg1.4成人每次吸入的空气量平均为500cm3,假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200塚/虻，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。己知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。解：每小时沉积量200X(500X15X60X10")X0.12徊二10.8徊1.5设人体肺中的气体含C0为2.2X10—4,平均含氧量为19.5%。如果这种浓度保持不变，求COIIb浓度最终将达到饱和水平的百分率。解：由《大气污染控制工程》P14(1-1),取M=210COHbO2Hb=M-^=210xPo22,2xlQ"COHbO2Hb=M-^=210xPo22,2xlQ"419.5x10-2=0.2369,COHb饱和度/VoCOHbCOHb/O2Hb_0.2369COHb+O2Hb\+COHh/O2Hb1+0.2369=l915%1.6设人体内有4800mL血液，每lOOmL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"o如果血液中CO水平最初为：1)0%；2)2%,计算血液达到7%的C0饱和度需要多少分钟。设吸入肺中的C0全被血液吸收。2%:—x2%=19.59wL,

98%1)最初CO水平为0%时2)最初C0水平为2%时解：含氧总量为48：*2%:—x2%=19.59wL,

98%1)最初CO水平为0%时2)最初C0水平为2%时7%: x7%=72.26mL93%7226I= 4 r=172.0min;4.2x104x1()372.26-19.59 .t= : 7=125.4min4.2x10_4x1031.7粉尘密度1400kg/n?,平均粒径1.4/”，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.空込=2.6x140)x1.4=喻枷。Kp2.2x0.2#=191.5kg/*。PVM1.01x105x60x78x10=191.5kg/*。m= = RT8.314x298根据去除要求，实际去除量为m'=191.5X99.5%=190.5kg/h则一个周期所需活性炭量为蟻答=8468.1施，体积卩=崩=14.6次0.18 58010.6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、latm.废气量20000m7h,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1X10S出口气体中的相对湿度为80%,出口温度低于40C,冷凝介质为工业用水，入口温度为25C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150mmH20/nioLL选设计直接冷凝一生物过滤工艺和间接冷凝一生物过滤工艺，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:C.H.+5O2->3CO2+4W2O。问燃烧lOOmol丙烷需要多少摩尔空气？解：实际需。21.25X5X100=625eo1,空气量625/0.21=2976molo第十一章城市机动车污染控制11.1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。解：汽车行驶100km耗时t=-=—=\.25hv80若发动机转速为2000r/min,则lmin内喷油1000次，1.25h内喷油7500次。故每次喷入气缸油量卩・=—L-L=1.067x10"75000单缸喷入V=-V'=2.67xIO'5Lo411.2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(CH3OC4H9)；要达到汽油中(C8H17)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/cn?；含氧汽油的理论空燃比是多少？解：设MTBE添加质量x,CgH仃含量为y,则X—=(x+y)2.7%解得P=二^x100%=14.85%O88 x+y设燃料100g,则含C8HI785.15g,C5H12014.85g由。5吊2。+7.5。2t5CQ+6H2O C8H17+12.25O2->SCO2+8.5/。-^-=—解得n,=1.27mol _H3_=1225解得14.85 85.15n2n2=9.23mol则需02l.27+9.23=10.5mol,则含N23.76X10.5=39.5molo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。解：燃烧前取温度为293K,由&=7；啓和=293.7^=638Ky2开始燃烧时，按«AirPollutionControlEngineering^P48613.11式：AT='"奶渤5=»19°2°=3629F=2016KmCpygg15.88x0.33通常取85%的升高温度，则T3=T2+2016X0.85=2352K燃烧完成△『=!:鷲£=4607F=2559K15.88x0.26同样取85%,则T4=T2+2559X0.85=2813KO11.4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？解：T2=7；（*）帀=2352（1）志顼=1080K岭 7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；