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
3
－6
3
/m3）；3）在标准状态下（1atm和273K），干烟道体
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/molT1P2273?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。
39.4639.4634）30.0?。 ?52.85g/mN22.43）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%。
443.38443.382
2
2
O2
70.61?0.209?100%?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：SO2含量为0.11%，估计约1/60的SO2转化为SO3，则SO3含量
0.11%?1?1.83?10?5，即P60H2SO4
=1.83×10，lg PH2SO4=-4.737。
－5
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：O21.5%；CO600×10（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 860g 71.67mol； H 140g 70mol，耗氧35mol。
设生成CO x mol，耗氧0.5x mol，则生成CO2 （71.67－x）mol，耗氧（71.67－x）mol。
－6
1.5%x。
600?10?61.5%x总氧量 ?0.5x?(71.67?x)?35?106.67?24.5x，干空气中N：O体积比为3.78：1，则?6600?10烟气中O2量
2
2
含N2 3.78×（106.67+24.5x）。根据干烟气量可列出如下方程：
1.5%xx?71.67?3.78(106.67?24.5x)?600?10?6600?10?6故CO2%：
，解得x=0.306
71.67?0.306?100%?13.99%；
0.306600?10?6N2%：
3.78(24.5?0.306?106.67)?100%?84.62%
0.306600?10?6由《大气污染控制工程》P46 （2－11） 空气过剩系数??1?1.5?0.5?0.06?1.070.264?84.62?(1.5?0.5?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??g??dZ （1）
将空气视为理想气体，即有
PV?mmPMRT 可写为 ???MVRT （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：
lnP??PgMgM(Z2?Z1)（3） Z?C 即 ln2??PRTRT1。
假设山脚下的气温为10C，带入（3）式得： 得?Z?5.7km
即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。
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：?1.5?10，?10?30，?30?50，?1.5?30，
?1.5?50，并判断各层大气稳定度。
高度 Z/m 气温 T/K 解：?1.5?101.5 298 10 297.8 30 297.5 50 297.3 ?T297.8?298???2.35K/100m??d，不稳定 ?z10?1.5?T297.5?297.8?10?30?????1.5K/100m??d，不稳定
?z30?10?T297.3?297.5?30?50?????1.0K/100m??d，不稳定
?z50?30?T297.5?298?1.5?30?????1.75K/100m??d，不稳定
?z30?1.5?T297.3?298?1.5?50?????1.44K/100m??d，不稳定。
?z50?1.5??3.3 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：
T1P?(1)0.288， T0P010 －13.4 试用下列实测数据计算这一层大气的幂指数m值。 高度 Z/m 风速u/m.s 20 3.5 30 3.9 40 4.2 50 4.5 3.0 解：由《大气污染控制工程》P80 （3－23），u?u1(ZmuZ)，取对数得lg?mlg() Z1Z1u1设lgZu?y，lg()?x，由实测数据得
Z1u10.301 0.0669 0.477 0.1139 0.602 0.1461 0.699 0.1761 x y 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、D、F时的风速，并以高度为纵坐标，风速为横坐标作出风速廓线图。
解：u1?u0(Z10.07Z501000.07)?2?()0.07?2.24m/s，u2?u0(2)0.07?2?()?2.35m/s Z010Z010u3?u0(Z30.07Z2000.073000.07)?2?()?2.47m/s，u4?u0(4)0.07?2?()?2.54m/s Z010Z010Z50.074000.07)?2?()?2.59m/s。 Z010u5?u0(稳定度D，m=0.15
u1?u0(Z10.15Z501000.15)?2?()0.15?2.55m/s，u2?u0(2)0.15?2?()?2.82m/s Z010Z010Z30.15Z2000.153000.15)?2?()?3.13m/s，u4?u0(4)0.15?2?()?3.33m/s Z010Z010Z50.154000.15)?2?()?3.48m/s。 Z010u3?u0(u5?u0(稳定度F，m=0.25
u1?u0(Z10.25Z501000.25)?2?()0.25?2.99m/s，u2?u0(2)0.25?2?()?3.56m/s Z010Z010Z30.25Z2000.253000.25)?2?()?4.23m/s，u4?u0(4)0.25?2?()?4.68m/s Z010Z010。
u3?u0(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11.0C，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）估算每一组数据发出的高度；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 气温/C 气压/hPa 。2 9.8 1012 3 12.0 1000 4 14.0 988 5 15.0 969 6 13.0 909 7 13.0 878 8 12.6 850 9 1.6 725 10 0.8 700 解：1）根据《Air Pollution Control Engineering》可得高度与压强的关系为将g=9.81m/s、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得dz2。
。
dPgM??dz PRT??29.21dPTP。
当t=11.0C，气压为1023 hPa；当t=9.8C，气压为1012 hPa，
故P=（1023+1012）/2=1018Pa，T=（11.0+9.8）/2=10.4C=283.4K，dP=1012-1023=－11Pa。 因此dz。
?11??29.21283.4m?89m，z=119m。
10182 3 4 5 6 7 8 9 10 同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下： 测定位置