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，nCO2=0.00033mol。质量百分数为
N2%?0.781?28.010.209?32.00?100%?75.51%，O2%??100%?23.08%；
28.97?128.97?10.00934?39.940.00033?44.01Ar%??100%?1.29%，CO2%??100%?0.05%。
28.97?128.97?13
3
3
3
1.2 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：
SO2：0.15mg/m，NO2：0.12mg/m，CO：4.00mg/m。按标准状态下1m干空气计算，其摩尔数为
1?103?44.643mol。故三种污染物体积百分数分别为：
22.40.15?10?30.12?10?3?0.052ppm，NO：?0.058ppm SO：
64?44.64346?44.6432
2
4.00?10?3?3.20ppm。 CO：
28?44.6431.3解：1）?（g/m
3N
1.50?10?4?1543?1.031g/mN）? ?322.4?10 c（mol/mN
3
1.50?10?4?33?6.70?10mol/m）?。 N?322.4?10－3
－6
2）每天流经管道的CCl4质量为1.031×10×3600×24×10kg=891kg 1.4 解：每小时沉积量200×（500×15×60×10）×0.12?g=10.8?g 1.5。解：由《大气污染控制工程》P14 （1－1），取M=210
p?COHb2.2?10?4?M?210??0.2369， ?2O2HbpO219.5?10COHb饱和度?CO?COHb/O2HbCOHb0.2369???19.15%
COHb?O2Hb1?COHb/O2Hb1?0.23694800?20?960mL。不同CO百分含量对应CO的量为：
100960960?2%?19.59mL，7%：?7%?72.26mL 2%：
98?r.26?172.0min； 1）最初CO水平为0%时 t??434.2?10?101.6解：含氧总量为
2）最初CO水平为2%时 t?72.26?19.59?125.4min
4.2?10?4?1031.7 解：由《大气污染控制工程》P18 （1－2），最大能见度为
Lv?2.6?pdpK??2.6?1400?1.4?11581.8m。
2.2?0.2第二章 燃烧与大气污染
2.1 解：1kg燃油含：
重量（g） 摩尔数（g） 需氧数（g）
C 855 H
71.25 71.25
113－2.5 55.25 27.625
S 10 0.3125 0.3125 H2O 22.5 1.25 0 N元素忽略。
1）理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg
设干空气O2：N2体积比为1：3.78，则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。即474.12×22.4/1000=10.62mN/kg重油。
烟气组成为CO271.25mol，H2O 55.25+1.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=374.93mol。 理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99×22.4/1000=11.27 mN/kg重油。 2）干烟气量为502.99－56.50=446.49mol/kg重油。
3
3
0.3125?100%?0.07%，
446.4971.25?100%?15.96%。 空气燃烧时CO存在最大浓度
446.49SO2百分比浓度为
2
3）过剩空气为10%时，所需空气量为1.1×10.62=11.68mN/kg重油，
产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 mN/kg重油。 2.2 解：相对于碳元素作如下计算：
%（质量） mol/100g煤 mol/mol碳 C 65.7 5.475 1 H 3.2 3.2 0.584 S 1.7 0.053 0.010 O 2.3 0.072 0.013 灰分 18.1 3.306g/mol碳 水分 9.0 1.644g/mol碳 故煤的组成为CH0.584S0.010O0.013， 燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为
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3
100?18.26g/molC。燃烧方程式为
5.475CH0.584S0.010O0.013?n(O2?3.78N2)?CO2?0.292H2O?0.010SO2?3.78nN2
n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495 1）理论空气量
1.1495?(1?3.78)?1000?22.4?10?3m3/kg?6.74m3/kg；
18.26
SO2在湿烟气中的浓度为
0.0101.6441?0.292?0.010?3.78?1.1495?181000?80%?144.8g/kg 100?100%?0.174%
2）产生灰分的量为18.1? 烟气量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10=6.826m/kg
－33
144.8?103mg/m=2.12×10mg/m
6.8261000?1.7%?1.7?4032.003）需石灰石?103.21kg/t煤
35%灰分浓度为
3
4
3
2.3 煤的元素分析结果如下S0.6%；H3.7%；C79.5%；N0.9%；O4.7%；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。 解：按燃烧1kg煤计算
重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol） C 795 66.25 66.25 H 31.125 15.5625 7.78 S 6 0.1875 0.1875 H2O 52.875 2.94 0 设干空气中N2：O2体积比为3.78：1，
所需理论空气量为4.78×（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg煤。 理论烟气量CO2 66.25mol，SO2 0.1875mol，H2O 15.5625+2.94=18.50mol N2
3.78?354.76?280.54mol4.78
总计66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤
实际烟气量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤，SO2浓度为
0.1875?100%?0.043%。
436.432.4 某锅炉燃用煤气的成分如下：H2S0.2%；CO25%；O20.2%；CO28.5%；H213.0%；CH40.7%；N252.4%；空气含湿量为12g/mN，?3
?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 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO2 0.05mol 0 CO 0.285mol 0.143mol H2 （0.13-0.004）mol 0.063mol CH4 0.007mol 0.014mol
共需O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中N2：O2体积比为3.78：1，则理论干空气量为0.223×（3.78+1）=1.066mol。取?3
?1.2，则实际干空气 1.2×1.066mol=1.279mol。
3
3
空气含湿量为12g/mN，即含H2O0.67mol/ mN，14.94L/ mN。故H2O体积分数为1.493%。故实际空气量为
1.279?1.298mol1?1.493%。
烟气量SO2：0.002mol，CO2：0.285+0.007+0.05=0.342mol，N2：0.223×3.78+0.524=1.367mol，H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol 故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol
2.5 干烟道气的组成为：CO211%（体积），O28%，CO2%，SO2120×10（体积分数），颗粒物30.0g/m（在测定状态下），烟道气流流量在700mmHg和443K条件下为5663.37m/min，水气含量8%（体积）。
试计算：1）过量空气百分比；2）SO2的排放浓度（?g/m）；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）N2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99% 由《大气污染控制工程》P46 （2－11） 空气过剩
33－6
3
8?0.5?2?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
V2?3
P1V1T2101325?22.4?443???39.46L/mol； T1P2273?700?133.322－6
3
取1m烟气进行计算，则SO2120×10m，排放浓度为
120?10?6?(1?8%)?64?0.179g/m3。 ?339.46?1022.43?(1?8%)?2957mN/min。
39.4639.463?52.85g/mN4）30.0?。
22.43）5663.37?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0.0116molH2O/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） C 758 63.17 63.17 H 40.75 20.375 10.19 S 16 0.5 0.5 H2O 83.25 4.625 0 需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol
设干空气中N2：O2体积比为3.78：1，则干空气量为73.86×4.78×1.2=423.66mol， 含水423.66×0.0116=4.91mol。
烟气中：CO2 63.17mol；SO2 0.5mol；H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol；
N2：73.86×3.78=279.19mol；过剩干空气0.2×73.86×4.78=70.61mol。
实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol 其中CO2
63.170.5?100%?14.25%；SO ?100%?0.11%；
443.38443.3829.91279.19?0.79?70.61HO ?100%?6.74%； N?100%?75.55%。
443.38443.3870.61?0.209O?100%?3.33%。
443.382
2
2
2