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
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
目录
第一章 概 论
1.1 干结空气中N2、O2、Ar和CO2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，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?11.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO2、NO2、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：
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
3
3
3
3
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 CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50×10的混合气体，在管道中流动的流量为10mN、/s，试确定：1）CCl4在混合气体中的质量浓度?（g/mN）和摩尔浓度c（mol/mN）；2）每天流经管道的CCl4质量是多少
3
3
－4
3
千克？
解：1）?（g/mN
3
1.50?10?4?1543?1.031g/m）? N?322.4?101.50?10?43?6.70?10?3mol/mN）?。 ?322.4?10－3
3
3
c（mol/mN
3
2）每天流经管道的CCl4质量为1.031×10×3600×24×10kg=891kg
1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200?g/m，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0.12。 解：每小时沉积量200×（500×15×60×10）×0.12?g=10.8?g
－6
1.5 设人体肺中的气体含CO为2.2×10，平均含氧量为19.5%。如果这种浓度保持不变，求COHb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=210
－4
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?0.23691.6 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。如果血液中CO水平最初为：1）0%；2）2%，计算血液达到7%的CO饱和度需要多少分钟。设吸入肺中的CO全被血液吸收。
－4
4800?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?4.2?10?4?10372.26?19.59?125.4min 2）最初CO水平为2%时 t??434.2?10?101.7 粉尘密度1400kg/m，平均粒径1.4?m，在大气中的浓度为0.2mg/m，对光的折射率为2.2，计算大
解：含氧总量为
3
3
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
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 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：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； 2）干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度；
3）当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。 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 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SO2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/m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：
%（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
3
3
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