(完整版)大氣污染控制工程郝吉明第三版課后答案郝吉明

1、大氣污染控制工程課后答案（第三版）主編：郝吉明馬廣大王書肖目錄第一章概論第二章燃燒與大氣污染第三章大氣污染氣象學(xué)第四章大氣擴(kuò)散濃度估算模式第五章顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)第六章除塵裝置第七章氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)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?lián)]發(fā)性有機(jī)物污染控制第十一章城市機(jī)動(dòng)車污染控制第一章概論1.1干結(jié)空氣中N、0、Ar和CO氣體所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是多少？222解：按1mol干空氣計(jì)算，空氣中各組分摩爾比即體積比，故n=0.781mol,n=0.209mol,n=0.00934mol,N2O2Arn=0.00033mol。質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為CO2力0.781X28.01ru

2、rsN%=x100%=75.51%228.97x1，0.209x32.0028.97x1x100%=23.08%；Ar%=0.00934x39.9428.97x1x100%=1.29%CO%=20.00033x44.0128.97x1x100%=0.05%1X10322.4so：20.15x10-364x44.643=0.052ppm，No：20.12x10-346x44.643=0.058ppmCo：4.00 x10-328x44.643=3.20ppm1.2根據(jù)我國(guó)的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，求出so、no、co三種污染物日平均濃度限值的體積22分?jǐn)?shù)。解：由我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)查

3、得三種污染物日平均濃度限值如下：so2：0.15mg/m3，No2：0.12mg/m3，Co：4.00mg/m3。按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1m3干空氣計(jì)算，其摩爾數(shù)為=44.643mol。故三種污染物體積百分?jǐn)?shù)分別為1.3CCl氣體與空氣混合成體積分?jǐn)?shù)為1.50X10-4的混合氣體，在管道中流動(dòng)的流量為10m3/s，試確定:4N、CCl在混合氣體中的質(zhì)量濃度P(g/m3)和摩爾濃度c(mol/m3)；2)每天流經(jīng)管道的CCl質(zhì)量是多少4NN4千克？解：1)Pg/m3)N1.50 x10-4x15422.4x10-3=1.031g/m3Nc(mol/m3)N1.50 x10-422.4x10-3=6.70

4、x10-3mol/m3N每天流經(jīng)管道的CCl質(zhì)量為1.031X10X3600X24X10-3kg=891kg41.4成人每次吸入的空氣量平均為500cm3,假若每分鐘呼吸15次，空氣中顆粒物的濃度為200Pg/m3,試計(jì)算每小時(shí)沉積于肺泡內(nèi)的顆粒物質(zhì)量。已知該顆粒物在肺泡中的沉降系數(shù)為0.12。解：每小時(shí)沉積量200X(500X15X60X10-6)X0.12pg=10.8pg1.5設(shè)人體肺中的氣體含CO為2.2X10-4，平均含氧量為19.5%。如果這種濃度保持不變，求COHb濃度最終將達(dá)到飽和水平的百分率。解：由大氣污染控制工程P14(1-1)，取M=210COHbOHb2=M鼻pO2=2

5、10 x2.2x10-419.5x10-2=0.2369COHb飽和度pcoCOHbCOHb/OHb0.2369=2=19.15%COHb+OHb1+COHb/OHb1+0.2369221.6設(shè)人體內(nèi)有4800mL血液，每100mL血液中含20mL氧。從事重體力勞動(dòng)的人的呼吸量為4.2L/min，受污染空氣中所含CO的濃度為104。如果血液中CO水平最初為：1)0%；2)2%，計(jì)算血液達(dá)到7%的CO飽和度需要多少分鐘。設(shè)吸入肺中的CO全被血液吸收。解：含氧總量為48忖=960mL。不同co百分含量對(duì)應(yīng)co的量為:2%：%2%=59mL7%：1)最初CO水平為0%時(shí)72.264.2%10-4%1

6、03=172.0min2)最初co水平為2%時(shí)=125.4min72.26-19.594.2%10-4%1031.7粉塵密度1400kg/m3，平均粒徑1.4卩m，在大氣中的濃度為0.2mg/m3，對(duì)光的折射率為2.2，計(jì)算大氣的最大能見(jiàn)度。解：由大氣污染控制工程P18(12)，最大能見(jiàn)度為2.6pdL=ppvKp2.6%1400%1.42.2%0.2二11581.8m第二章燃燒與大氣污染2.1已知重油元素分析結(jié)果如下：C：85.5%H：11.3%O：2.0%N：0.2%S：1.0%,試計(jì)算：1）燃油1kg所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量；2）干煙氣中SO的濃度和CO的最大濃度；223）當(dāng)空氣

7、的過(guò)剩量為10%時(shí)，所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。解：1kg燃油含：重量（g）摩爾數(shù)（g）需氧數(shù)（g）C85571.2571.25H1132.555.2527.625S100.31250.3125HO2N元素忽略。22.51.2501)理論需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg設(shè)干空氣0：N體積比為1：3.78，則理論空氣量99.1875X4.78=474.12mol/kg重油。即474.12X2222.4/1000=10.62m3/kg重油。N煙氣組成為CO71.25mol,HO55.25+1.25=56.50mol,SO0.1325mol,N3.78X99.

8、1875=374.93mol。2222理論煙氣量71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99X22.4/1000=11.27m3/kg重油。N2)干煙氣量為502.9956.50=446.49mol/kg重油。0.3125巴百分比濃度為446.49X100%=0.07%71.25空氣燃燒時(shí)巴存在最大濃度44649X100%=15.96%3）過(guò)剩空氣為10%時(shí)，所需空氣量為1.1X10.62=11.68ms/kg重油，N產(chǎn)生煙氣量為11.267+0.1X10.62=12.33ms/kg重油。N2.2普通煤的元素分析如下：C65.7%；灰分18.

9、1%；S1.7%；H3.2%；水分9.0%；O2.3%。（含N量不計(jì)）1）計(jì)算燃煤1kg所需要的理論空氣量和SO在煙氣中的濃度（以體積分?jǐn)?shù)計(jì)）；22）假定煙塵的排放因子為80%，計(jì)算煙氣中灰分的濃度（以mg/ma表示）；3）假定用硫化床燃燒技術(shù)加石灰石脫硫。石灰石中含Ca35%。當(dāng)Ca/S為1.7（摩爾比）時(shí)，計(jì)算燃煤1t需加石灰石的量。%（質(zhì)量）mol/100g煤mol/mol碳C65.75.4751H3.23.20.584S1.70.0530.010O2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol碳水分9.01.644g/mol碳解：相對(duì)于碳元素作如下計(jì)算：故煤的組成為CHSO

10、，0.5840.0100.013燃料的摩爾質(zhì)量（包括灰分和水分）100為5.475=18.26g/molC燃燒方程式為CHSO+n(O+3.78N)TCO+0.292HO+0.010SO+3.78nN0.5840.0100.013222222n=1+0.584/4+0.0100.013/2=1.14951)理論空氣量1.1495X(1+3.78)X1000X22.4X10-3m3/kg=6.74m3/kg；x100%=0.174%0.010SO在濕煙氣中的濃度為164421+0.292+0.010+3.78x1.1495+-182）產(chǎn)生灰分的量為18.1X1000 x80%=144.8g/kg

11、煙氣量(1+0.292+0.010+3.78X1.1495+1.644/18)X1000/18.26X22.4X10-3=6.826m3/kg144.8灰分濃度為6.826X103mg/m3=2.12X104mg/m33）需石灰石1000 x1.7%32.00X1.7X4035%=103.21kg/t煤2.3煤的元素分析結(jié)果如下S0.6%；H3.7%；C79.5%；N0.9%；04.7%；灰分10.6%。在空氣過(guò)剩20%條件下完全燃燒。計(jì)算煙氣中so的濃度。2解：按燃燒1kg煤計(jì)算重量（g）摩爾數(shù)（mol）需氧數(shù)（mol）C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.

12、18750.1875H0252.8752.940設(shè)干空氣中N：0體積比為3.78：1,22所需理論空氣量為4.78X（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg煤。理論煙氣量C0266.25mol,S020.1875mol,H2015.5625+2.94=18.50mol3.78X354.764.78=280.54mol總計(jì)66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤0.1875實(shí)際煙氣量365.48+0.2X354.76=436.43mol/kg煤，SO濃度為2436.43X100%=0.043%2.4某鍋爐燃用煤氣的成分如下：HS0.2%

13、；C05%；00.2%；C028.5%；H13.0%；CH0.7%；N52.4%；空氣含222242濕量為12g/m3,a=L2，試求實(shí)際需要的空氣量和燃燒時(shí)產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量。N解：取1mol煤氣計(jì)算HS20.002mol耗氧量0.003molC020.05mol0C00.285mol0.143molH2(0.13-0.004)mol0.063molCH0.007mol0.014mol4共需00.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。設(shè)干空氣中N:0體積比為3.78：1,則理論干空氣量222為0.223X(3.78+1)=1.066mol。取a=2，則實(shí)際干空氣1.2X

14、1.066mol=1.279mol?？諝夂瑵窳繛?2g/ms，即含H00.67mol/N21.2791-1.493%=1.298molm3，N14.94L/m3。故H0體積分?jǐn)?shù)為1.493%。故實(shí)際空氣量N2煙氣量S0：0.002mol，C0：0.285+0.007+0.05=0.342mol，N：0.223X3.78+0.524=1.367mol，2222H00.002+0.126+0.014+1.298X1.493%+0.004=0.201mol2故實(shí)際煙氣量0.002+0.342+1.367+0.201+0.2X1.066=2.125mol2.5干煙道氣的組成為：CO11%(體積)，08

15、%,C02%,S0120X10-6(體積分?jǐn)?shù))，顆粒物30.0g/m3(在測(cè)222定狀態(tài)下)，煙道氣流流量在700mmHg和443K條件下為5663.37m3/min，水氣含量8%(體積)。試計(jì)算：1）過(guò)量空氣百分比；2）S0的排放濃度（卩g/m3）；3）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（1atm和273K）,干2煙道體積；4）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下顆粒物的濃度。解：1）N%=111%8%2%0.012%=78.99%2由大氣污染控制工程P46（211）x100%=50.5%_8-0.5x2PVT101325x22.4x443V=1-39.46L/mol；2）在測(cè)定狀態(tài)下，氣體的摩爾體積為空氣過(guò)剩0.264x78.99-(

16、8-0.5x2)2TP273x700 x133.32212取1m3煙氣進(jìn)行計(jì)算，則S0120X10-em3，排放濃度為120 x10-639.46x10-32x(1-8%)x64=0.179g/m322.45663.37xx(1-8%)=2957m3/min39.46N39.4630.0 x=52.85g/m34)22.4n。2.6煤炭的元素分析按重量百分比表示，結(jié)果如下：氫5.0%；碳75.8%；氮1.5%；硫1.6%；氧7.4%；灰8.7%，燃燒條件為空氣過(guò)量20%，空氣的濕度為0.0116molH0/mol干空氣，并假定完全燃燒，試計(jì)算煙氣2的組成。解：按1kg煤進(jìn)行計(jì)算重量（g）摩爾數(shù)

17、（mol）需氧數(shù)（mol）C75863.1763.17H40.7520.37510.19S160.50.5HO83.254.62502需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol設(shè)干空氣中N：0體積比為3.78：1，則干空氣量為73.86X4.78X1.2=423.66mol，22含水423.66X0.0116=4.91mol。煙氣中：CO63.17mol；SO0.5mol；HO4.91+4.625+20.375=29.91mol；222N:73.86X3.78=279.19mol；過(guò)剩干空氣0.2X73.86X4.78=70.61mol。2實(shí)際煙氣量為63.17+0.5+29.91+

18、279.19+70.61=443.38mol其中CO2443.38x100%=g%；so：443.38x100%=O1%HO品x100%=74%；279.19+0.79x70.61443.38x100%=75.55%O2443.382.7運(yùn)用教材圖27和上題的計(jì)算結(jié)果，估算煤煙氣的酸露點(diǎn)。解：SO含量為0.11%，估計(jì)約1/60的SO轉(zhuǎn)化為SO，則so含量0.11%-=1.83x10-5，即P=1.83X10-5,lgP=-4.737。60H2SO4H2SO4查圖27得煤煙氣酸露點(diǎn)約為134攝氏度。2.8燃料油的重量組成為：C86%,H14%。在干空氣下燃燒，煙氣分析結(jié)果（基于干煙氣）為：01

19、.5%；C06002X10-6（體積分?jǐn)?shù)）。試計(jì)算燃燒過(guò)程的空氣過(guò)剩系數(shù)。解：以1kg油燃燒計(jì)算，C860g71.67mol；H140g70mol，耗氧35mol。設(shè)生成COxmol，耗氧05xmol，則生成CO（7167x）mol，耗氧（71.67-x）mol。1.5%x+0.5x+(71.67x)+35=106.67+24.5x，干空氣中n:o體積比為3.78：600 x10-61，則含N3.78X（106.67+24.5x）。根據(jù)干煙氣量可列出如下方程:2271.670.306故CO%：0306x100%=1399%；600 x1060.306600 x106由大氣污染控制工程P4621

20、1)1.50.5x0.06第三章大氣污染氣象學(xué)3.1一登山運(yùn)動(dòng)員在山腳處測(cè)得氣壓為1000hPa，登山到達(dá)某高度后又測(cè)得氣壓為500hPa,試問(wèn)登山運(yùn)動(dòng)員從山腳向上爬了多少米？解：由氣體靜力學(xué)方程式，大氣中氣壓隨高度的變化可用下式描述：dP=-gpdZ（1）PM將空氣視為理想氣體，即有m2)PV=RT可寫為pRTM可寫為得到以下方程：將（2）式帶入（1），并整理，dP_gMdZPRT假定在一定范圍內(nèi)溫度T的變化很小，可以忽略。對(duì)上式進(jìn)行積分得：InP_-gMZ+C即InP_-（ZZ）（3）RT即PRT2i（3）1假設(shè)山腳下的氣溫為10。，帶入（3）式得：15009.8x0.029,In-AZ1

21、0008.314x283得AZ5.7k即登山運(yùn)動(dòng)員從山腳向上爬了約5.7km。3.2在鐵塔上觀測(cè)的氣溫資料如下表所示，試計(jì)算各層大氣的氣溫直減率：丫15-10，丫10-30，丫30-50,咼度Z/m1.5103050氣溫T/K298297.8297.5297.3解：不穩(wěn)定丫1.5-30，丫1.5-50，并判斷各層大氣穩(wěn)定度。丫1.5-10_Y30-50AT297.8-298Az10-1.5AT297.5-297.8Az30-10AT297.3-297.5Y10-30_卩K/100丫2.35K/100丫“，不穩(wěn)定3.3Y1.5-30Y1.5-50Az50-30_-AT_-297.5-298_K/

22、100丫d不穩(wěn)定Az30-1.5AT_-297.3-2981.75K/100丫才50-1.5_1K/100丫d不穩(wěn)定不穩(wěn)定。Az在氣壓為400hPa處，氣塊溫度為230K。若氣塊絕熱下降到氣壓為600hPa處，氣塊溫度變?yōu)槎嗌伲縏P解：40.288TP00TT(二)0.288230(600)0.288258.49K10P40003.4試用下列實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算這一層大氣的幕指數(shù)m值。咼度Z/m1020304050風(fēng)速u/m.s-i3.03.53.94.24.5解：由大氣污染控制工程P80(323),u-(萬(wàn))m，取對(duì)數(shù)得仗=mlg(萬(wàn))1ZuZ111設(shè)lg-y,lg()-x，由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得uZ11Z5

23、0解：uu(1)o.o72x()o.o72.24m/s解:1oZ100Z100uu()o.o72x()0.072.35m/s，20Z100c/200、C/uu0.072x()o.o72.47m/s30100Z300-u(4)0.07-2x()0.07-2.54m/s0Z100 x0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.1761由excel進(jìn)行直線擬合，取截距為0,直線方程為：y=0.2442x故m=0.2442。3.5某市郊區(qū)地面10m高處的風(fēng)速為2m/s，估算50m、100m、200m、300m、400m高度處在穩(wěn)定度為B、D、F時(shí)的風(fēng)速，并以高度為

24、縱坐標(biāo)，風(fēng)速為橫坐標(biāo)作出風(fēng)速廓線圖。Z、小/400、uu(5)0.072x()0.072.59m/s50Z100穩(wěn)定度D,m=0.15風(fēng)速廓線圖略。Z、-.50.uu(4)0.152x()0.152.55m/s10Z100u(Z2)0.15-2X(型)0.15-2.82m/s0Z10Z200uu()0.152x()0.153.13m/s30Z100Z300、-u(牛)0.15-2x()0.15-3.33m/s0Z100Z400uu(5)0.152x()0.153.48m/s50Z100穩(wěn)定度F,m=0.25uu(-10uu(-30uu(50Z504)0.25-2x()0.25-2.99m/sZ

25、100Z3加-2x(晉皿-4-23m/s0Z4005)0.25-2x()0.25-5.03m/sZ100Z、宀/100、c“/uu(2)0.252x()0.253.56m/s20Z100Z300、-u(牛)0.25-2x()0.25-4.68m/s0Z1003.6一個(gè)在30m高度釋放的探空氣球，釋放時(shí)記錄的溫度為11.0.C，氣壓為1023hPa。釋放后陸續(xù)發(fā)回相應(yīng)的氣溫和氣壓記錄如下表所給。1）估算每一組數(shù)據(jù)發(fā)出的高度；2）以高度為縱坐標(biāo)，以氣溫為橫坐標(biāo)，作出氣溫廓線圖；3）判斷各層大氣的穩(wěn)定情況。測(cè)定位置2345678910氣溫/.C9.812.014.015.013.013.012.61

26、.60.8氣壓/hPa10121000988969909878850725700dPgM解：1）根據(jù)AirPollutionControlEngineering可得高度與壓強(qiáng)的關(guān)系為，=一dzdP將g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得dz=一29.21-pT當(dāng)t=11.0.C，氣壓為1023hPa；當(dāng)t=9.8.C，氣壓為1012hPa，故卩=(1023+1012)/2=1018Pa，T=(11.0+9.8)/2=10.4.C=283.4K，dP=1012T023=11Pa。因此dz=29.21石283.4m=89m，z=119mo2)圖略3)丫=

27、12AT12-Az12119.8=1.35K/100my89d不穩(wěn)定；同理可計(jì)算其他測(cè)定位置高度，結(jié)果列表如下：測(cè)定位置2345678910氣溫/.C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8氣壓/hPa10121000988969909878850725700高度差/m89991011635362902711299281高度/m11921831948210181307157828773158AT9.812Y=二一=2.22K/100m0逆溫2-3Az99，逆溫23AT1214Y3434=1.98K/100m0逆溫Az101，逆溫344556Y67AT1415=仔=0.

28、61K/100m0Az163，5AT1513=-=0.37K/100mYAz-536d6AT1313Az2907逆溫；穩(wěn)定；Y78ATrqAz7812io/CH=15K/100mYd穩(wěn)定；8-9AT12.6-1.69-10Az8-98-9AT-12991.6-0.8Az9-10-281=0.85K/100mY二0.28K/100m0=-0.72K/100m=1.16K/100m=-1K/100m20.0-30.050028.0-25.0700，故Y，故Y，故Y=-2K/100m，故Y，故Y=0.43K/100m0確定題3.7中所給的每種條件下的位溫梯度。以第一組數(shù)據(jù)為例進(jìn)行計(jì)算：假設(shè)地面大氣壓

29、強(qiáng)為gMRT(Z2-Z1)9.8x0.02910138.314x297=-G0，逆溫；二0.72K/100mYd，不穩(wěn)定;d=1K/100mY，不穩(wěn)定d=-G=2K/100mY5故Y6=G621000kWh9.6x10-3Ts9.6x10-3418s且x=10Hs。此時(shí)AH0.362Q1/3x2/3u10.362x295211/3x4-1x2/32.80 x2/3。H按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1320191中公式計(jì)算，因Q=2100kW，TsTa=130K35K。HAHnQn1Hn2u11.303x295211/3x1202/3x4-1244.93m0Hs(發(fā)電廠位于城市近郊，取n=1.303，n=1

30、/3，n=2/3)124.3某污染源排出SO量為80g/s，有效源高為60m，煙囪出口處平均風(fēng)速為6m/s。在當(dāng)時(shí)的氣象條件下,21正下風(fēng)方向500m處的G二35.3m，Q二18.1m，試求正下風(fēng)方向500m處SO的地面濃度。yz2解：由大氣污染控制工程P88(49)得P=兀ucGyzexp(-莎)=exp(-兀x6x35.3x18.1芮茹)=0.0273噸/m34.4解：陰天穩(wěn)定度等級(jí)為D級(jí)，利用大氣污染控制工程P95表44查得x=500m時(shí)Cy二35.3m，廣18.1m。將數(shù)據(jù)代入式48得P(500,50,0,60)80kx6x35.3x18.1exp(-5022x35.32)exp(60

31、22x18.12)=0.010mg/m34.4在題4.3所給的條件下，當(dāng)時(shí)的天氣是陰天，試計(jì)算下風(fēng)向x=500m、y=50m處SO的地面濃度和地面最2大濃度。解：陰天穩(wěn)定度等級(jí)為D級(jí)，利用大氣污染控制工程P95表44查得x=500m時(shí)c=35-3m,c=181m。yz將數(shù)據(jù)代入式48得P(500,50,0,60)=80kx6x35.3x18.1旳(_5022x35.32)exp(6022x18.12)=0.010mg/m34.5某一工業(yè)鍋爐煙囪高30m，直徑0.6m，煙氣出口速度為20m/s，煙氣溫度為405K，大氣溫度為293K，煙囪出口處風(fēng)速4m/s，SO排放量為10mg/s。試計(jì)算中性大

32、氣條件下SO的地面最大濃度和出現(xiàn)的位置。22解：由霍蘭德公式求得AH=VD(1.5+2.7TuT丄D=(1.5+2.7x4；93x0.6)=5.84m，煙囪有s效高度為H=H+AH=30+5.84=35.84ms由大氣污染控制工程P89(410)、(411)b=里=騒=25.34m272P=2QbmaxKuH2eb時(shí)y取穩(wěn)定度為D級(jí)，由表44查得與之相應(yīng)的x=745.6m。TOC o 1-5 h z2x1025.34此時(shí)by=501m。代入上式P=43-Q.x肓=0.23Wg/m3。ymaxkx4x35.842e50.14.6地面源正下風(fēng)方向一點(diǎn)上，測(cè)得3分鐘平均濃度為3.4X10-3g/m3

33、，試估計(jì)該點(diǎn)兩小時(shí)的平均濃度是多少？假設(shè)大氣穩(wěn)定度為B級(jí)。解：由大氣污染控制工程P98(431)T2q=0.3)b=b(t)q=b()0.3=3.02b(當(dāng)1ht100hy2y1Ty10.05y12H2P3.4X10-3P=exp(-)=1.12x10-3g/m3TOC o 1-5 h z兀u223.023.02y2zz4.7一條燃燒著的農(nóng)業(yè)荒地可看作有限長(zhǎng)線源，其長(zhǎng)為150m，據(jù)估計(jì)有機(jī)物的總排放量為90g/s。當(dāng)時(shí)風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向垂直于該線源。試確定線源中心的下風(fēng)距離400m處，風(fēng)吹3到15分鐘時(shí)有機(jī)物的濃度。假設(shè)當(dāng)時(shí)是晴朗的秋天下午4：00。試問(wèn)正對(duì)該線源的一個(gè)端點(diǎn)的下風(fēng)濃度是多少？

34、2QH2P1P2解：有限長(zhǎng)線源P(x，0,0,H)=LexP()J2exp()dp。400m，說(shuō)明已經(jīng)到達(dá)受體點(diǎn)。2Q有限長(zhǎng)線源P(x，0,0,H)=2兀uzH2p1p2exp(-)J2exp(-)dP22p2兀2z1距離線源下風(fēng)向4m處90Q=g/(m-s)=.6g/(m-s)。代入上式得L150P=75/43.3=1.732，P=75/43.3=1.732；121p2P(400,0,0,0)=xJ1.732exp(-)dp=5.52mg/m3。2兀x3x26.5-1.7322X0.6端點(diǎn)下風(fēng)向P=0，P=150/43.3=3.46，代入上式得121P2P(400,0,0,0)二.xJ3-4

35、6exp(一)dp=3.0mg/m32兀x3x26.502兀22x0.64.8某市在環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中，劃分面源單元為1000mX1000m，其中一個(gè)單元的SO排放量為10g/s，當(dāng)時(shí)的2風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。平均有效源高為15m。試用虛擬點(diǎn)源的面源擴(kuò)散模式計(jì)算這一單元北面的鄰近單元中心處SO的地面濃度。2解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級(jí)，y0=1000=232.56m,=上=6.98m4.3z02.15當(dāng)x=1.0km，=99.1觀,=61.4m。由大氣污染控制工程P106(449)yzy2P(x,y,0,H)=exp-兀u(+)(+)2(+)2yy0H210 x3x(99.1+232.56)(61

36、.4+6.98)152exp-2(61.4+6.98)2=4.57x10-5g/m34.9某燒結(jié)廠燒結(jié)機(jī)的SO的排放量為180g/s，在冬季下午出現(xiàn)下沉逆溫，逆溫層底高度為360m，地面平2均風(fēng)速為3m/s，混和層內(nèi)的平均風(fēng)速為3.5m/s。煙囪有效高度為200m。試計(jì)算正下風(fēng)方向2km和6km處SO的地面濃度。2D-360-200解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級(jí)。bz=刁百=飛曠=74.42m=XD=1226.5m當(dāng)x=2km時(shí)，xx2x，按x=x和x=2x時(shí)濃度值內(nèi)插計(jì)算。DDDD=118-26m,b=74-42m，代入大氣污染控制工程P88(49)得zx=X時(shí),DP1=(2)180(2002)00

37、_0/exp(-)=exp(-)=0.050mg/m3兀ubb2b2兀X3.5x118.26x74.422x74.422yzz180 x=2x時(shí),Db=221-41m，b=13910m，代入P101(436)得yzP22兀uDby通過(guò)內(nèi)插求解Py2exp(-)=0.257mg/m3；2b2兀x3.5x360 x221.41y=0.05+0.257-0.050(2000-1226.5)=0.181mg/m31226.5180180當(dāng)x=6km2x時(shí),Db=474mp=二=0.120mg/m3yv2kx3.5x360 x474計(jì)算結(jié)果表明，在x=x=2x范圍內(nèi)，濃度隨距離增大而升高。DD4.10某

38、硫酸廠尾氣煙囪高50m,SO排放量為100g/s。夜間和上午地面風(fēng)速為3m/s，夜間云量為3/10。當(dāng)2煙流全部發(fā)生熏煙現(xiàn)象時(shí)，確定下風(fēng)方向12km處SO的地面濃度。2由所給氣象條件應(yīng)取穩(wěn)定度為E級(jí)。查表44得x=12km處，by=4277m,bz=87為H50b=b+=427+=433.25mh=H+2b=50+2x87.4=224.8myfy88fzp(12000,0,0,50)=-f2兀uhbfyf100=1.365x10-4g/m32100kWavT418sZ由P80(323)u=u()m=3().25=1-687.2510Z10s10s按城市及近郊區(qū)條件，參考表4-2,取n=1-30

39、3,n1=1/3,n=2/3，代入P91(422)得2A=nn2u-1=01s21.303x281001/3x2/3=23.485/12ss1.6871/4s環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值為0.06mg/m3(年均)，代入P109(462)D4QD357.4msss于是Hs=162m。實(shí)際煙囪高度可取為170m。煙囪出口煙氣流速不應(yīng)低于該高度處平均風(fēng)速的1.5倍，即u=1.5X1.687X17Oo.25=9.14m/s。但為保證煙v氣順利抬升，出口流速應(yīng)在2030m/s。取u=20m/s，則有4x265/j=Yk0=4.1m，實(shí)際直徑可取為4皿4.12試證明高架連續(xù)點(diǎn)源在出現(xiàn)地面最大濃度的距離

40、上，煙流中心線上的濃度與地面濃度之比值等于高架連續(xù)點(diǎn)源出現(xiàn)濃度最大距離處，煙流中心線的濃度按P88（47）得證。第五章顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)粉塵粒徑d/pm0101020204040質(zhì)量頻率g/%36.919.118.026.05.1根據(jù)以往的分析知道，由破碎過(guò)程產(chǎn)生的粉塵的粒徑分布符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布，為此在對(duì)該粉塵進(jìn)行粒徑分布測(cè)定時(shí)只取了四組數(shù)據(jù)（見(jiàn)下表），試確定：1）幾何平均直徑和幾何標(biāo)準(zhǔn)差；2）繪制頻率密度分布曲線。解：在對(duì)數(shù)概率坐標(biāo)紙上作出對(duì)數(shù)正態(tài)分布的質(zhì)量累積頻率分布曲線，讀出d=61.0Pm、d=16.0Pm、d=4.2。84.15015。9db=84.1=3.81gd50作圖略。5

41、.2根據(jù)下列四種污染源排放的煙塵的對(duì)數(shù)正態(tài)分布數(shù)據(jù)，在對(duì)數(shù)概率坐標(biāo)紙上繪出它們的篩下累積頻率曲線。污染源質(zhì)量中位直徑集合標(biāo)準(zhǔn)差平爐0.362.14飛灰6.84.54水泥窯16.52.35化鐵爐60.017.65解：繪圖略。粉塵粒徑/帥0224466101020204040濃度/卩g-m30.812.22556762735.3已知某粉塵粒徑分布數(shù)據(jù)（見(jiàn)下表），1）判斷該粉塵的粒徑分布是否符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布；2）如果符合求其幾何標(biāo)準(zhǔn)差、質(zhì)量中位直徑、個(gè)數(shù)中位直徑、算數(shù)平均直徑及表面積體積平均直徑。解：在對(duì)數(shù)概率坐標(biāo)紙上作出對(duì)數(shù)正態(tài)分布的質(zhì)量累積頻率分布曲線，讀出質(zhì)量中位直徑d50（MMD）=10.3

42、、d=19.1卩m、d=5.6。84.115。9d84.1d50二1.85按大氣污染控制工程P129（524）InMMD=lnNMD+31n2bnNMD=3-31prn.g1P129（5一26）1nd=lnNMD+ln2bnd=4.00|LXm；L2gLP129（5一29）lnd=lnNMD+ln2bnd=8.53pm。sv2gsv5.4對(duì)于題5.3中的粉塵，已知真密度為1900kg/m3，填充空隙率0.7，試確定其比表面積（分別以質(zhì)量、凈體積和堆積體積表示）。解：大氣污染控制工程P135（539）按質(zhì)量表示Sm6dpsvP=3.7x103cm2/gP135（538）按凈體積表示SV=7.03

43、x103cm2/cm3svP135(54O)按堆積體積表示S二二2.11X103cm2/cm3。bdsv5.5根據(jù)對(duì)某旋風(fēng)除塵器的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得到：除塵器進(jìn)口的氣體流量為10000m3/h,含塵濃度為4.2g/m3。NN除塵器出口的氣體流量為12000m3/h，含塵濃度為340mg/m3。試計(jì)算該除塵器的處理氣體流量、漏風(fēng)率NN和除塵效率(分別按考慮漏風(fēng)和不考慮漏風(fēng)兩種情況計(jì)算)。解:氣體流量按P141(543)2=廳(沐+QJ=11000m3/S；TOC o 1-5 h zN21N2NNQ-Q2000漏風(fēng)率P141(544)5=1nq皿x100%=10000 x100%=20%；1N除塵效率：1

44、pQ10.340 x12000“考慮漏風(fēng)，按P142(547)耳二1-p2NQ2N二1-42x10000二90.3%1N1N HYPERLINK l bookmark26 o Current Document p0.340不考慮漏風(fēng)，按P143(548)n二1一產(chǎn)二1-PQ二919%1N5.6對(duì)于題5.5中給出的條件，已知旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積為0.24m2，除塵器阻力系數(shù)為9.8，進(jìn)口氣流溫度為423K，氣體靜壓為一490Pa，試確定該處塵器運(yùn)行時(shí)的壓力損失(假定氣體成分接近空氣)。解：由氣體方程PV=晉RT得p=V=PM(1.01X10-5-490)X298.31x423423門10000X-

45、v=Q=273=17.9m/sA0.24x36000.832按大氣污染控制工程P142(545)Ap=9.8XX17.92=1311Pa5.7有一兩級(jí)除塵系統(tǒng)，已知系統(tǒng)的流量為2.22m3/s，工藝設(shè)備產(chǎn)生粉塵量為22.2g/s，各級(jí)除塵效率分別為80%和95%。試計(jì)算該處塵系統(tǒng)的總除塵效率、粉塵排放濃度和排放量。解：按大氣污染控制工程P145(558)n=1-(1-n)(1-n)=1(195%)(1-80%)=99%T12粉塵濃度為22.2222g/m3=10g/m3，排放濃度10(199%)=0.1g/m3；排放量2.22X0.1=0.222g/s。5.8某燃煤電廠除塵器的進(jìn)口和出口的煙塵

46、粒徑分布數(shù)據(jù)如下，若除塵器總除塵效率為98%，試?yán)L出分級(jí)效率曲線。粉塵間隔/卩m23.5質(zhì)量頻率/%0.10.49.520.020.015.011.08.55.55.54.00.80.2分級(jí)效率/%83047.56068.575818689.5959899100解：按大氣污染控制工程P144（554）g.=72.86%。Ti1i5.10計(jì)算粒徑不同的三種飛灰顆粒在空氣中的重力沉降速度，以及每種顆粒在30秒鐘內(nèi)的沉降高度。假定飛灰顆粒為球形，顆粒直徑分別為為0.4、40、4000Pm，空氣溫度為387.5K，壓力為101325Pa，飛灰真密度為2310kg/m3。解：當(dāng)空氣溫度為387.5K時(shí)P

47、=.912kg/m3,卩=2.3X10-5。當(dāng)d=0.4Pm時(shí)，應(yīng)處在Stokes區(qū)域。p首先進(jìn)行坎寧漢修正：-：8RTv=：7M:8x8.314x387.5V3.142x28.97x10-3=532.2m/s九=9.4x10-8m0.499pv“2九2x9.4x10-2Kn=d0.4=0.47。則d2Pu=gC=1.41x10-5m/ss18卩C=1+Kn1.257+0.4exp(竺)=1.61KnId(pp)當(dāng)叮4000時(shí)應(yīng)處于牛頓區(qū)，us=1.7g=17.34m/SRepdpu二一p4000 x10-6x0.912x17.342.3x10-5二2750500，假設(shè)成立。d2p當(dāng)d=0.4

48、pm時(shí)，忽略坎寧漢修正，u=仏Pg=088m/s。經(jīng)驗(yàn)證Rel，符合Stokes公式。ps18Pp考慮到顆粒在下降過(guò)程中速度在很短時(shí)間內(nèi)就十分接近u，因此計(jì)算沉降高度時(shí)可近似按u計(jì)算。ssd=0.4h=1.41X10-5X30=4.23X10-血；pd=40Pmh=0.088X30=2.64m；pd=4000Pmh=17.35X30=520.5m。p5.11欲通過(guò)在空氣中的自由沉降來(lái)分離石英（真密度為2.6g/cm3）和角閃石（真密度為3.5g/cm3）的混合物，混合物在空氣中的自由沉降運(yùn)動(dòng)處于牛頓區(qū)。試確定完全分離時(shí)所允許的最大石英粒徑與最小角閃石粒徑的最大比值。設(shè)最大石英粒徑d，最小角閃石

49、粒徑d。由題意,p1p2idp1.74p1p1PdP1dp2pp13.526=1.355.12直徑為200pm、真密度為1850kg/m3的球形顆粒置于水平的篩子上，用溫度293K和壓力101325Pa的空氣由篩子下部垂直向上吹篩上的顆粒，試確定：1）恰好能吹起顆粒時(shí)的氣速；2）在此條件下的顆粒雷諾數(shù)；3）作用在顆粒上的阻力和阻力系數(shù)。解：在所給的空氣壓強(qiáng)和溫度下，P=1-205kg/m3,卩二1-81x10-5Pa-sd=200pm時(shí)，p考慮采用過(guò)渡區(qū)公式，按大氣污染控制工程P150(582)：0.153d1.14(P-P)0.714g0.7140.153(200 x10-6)1.14185

50、00.7149.810.714u=pp=1.03m/ssP0.428P0.286(1.81x10-5)0.4281.2050.286Rep200 x10-6x1.03x1.205=13.851.81x10-5，符合過(guò)渡區(qū)公式。阻力系數(shù)按P147(562)C=382。阻力按P146(559)PRe0.6p11兀F=CApu2=x3.82x(200 x10-6)2x1.205x1.032=7.83x10-8Np2Dp245.13欲使空氣泡通過(guò)濃鹽酸溶液（密度為1.64g/m3，粘度1X10-4Pa.s），以達(dá)到干燥的目的。鹽酸裝在直徑為10cm、高12m的圓管內(nèi)，其深度為22cm，鹽酸上方的空氣處

51、于298K和101325Pa狀態(tài)下。若空氣的體積流量為127L/min，試計(jì)算氣流能夠夾帶的鹽酸霧滴的最大直徑。解:圓管面積A=4兀d2=785x10-3m2。據(jù)此可求出空氣與鹽酸霧滴相對(duì)速度Q_127x10-3A=7.85x10-3x60=0.27m/s?？紤]利用過(guò)渡區(qū)公式0.153d1.14(p-p)0.714g0.714u=ppsp0.428p0.286代入相關(guān)參數(shù)p=1.19kg/m3,p=1.64x103kg/m3,p=1.82x10-5Pa-s及u=o.27m/sps可解得d=66pm。pRep66x10-6x1.19x0.271.82x10-5=I71，符合過(guò)渡區(qū)條件。故能被空氣

52、夾帶的霧滴最大直徑為66pm。5.14試確定某水泥粉塵排放源下風(fēng)向無(wú)水泥沉降的最大距離。水泥粉塵是從離地面4.5m高處的旋風(fēng)除塵器出口垂直排出的，水泥粒徑范圍為25500pm，真密度為1960kg/m3,風(fēng)速為1.4m/s，氣溫293K，氣壓為101325Pa。解：粒徑為25pm，應(yīng)處于Stokes區(qū)域，考慮忽略坎寧漢修正:d2pu=pg=3.69x10-2m/ss18p豎直方向上顆粒物運(yùn)動(dòng)近似按勻速考慮，則下落時(shí)間H4.5t=u3.69x10-2s=122s因此L=v.t=1.4X122m=171m。5.15某種粉塵真密度為2700kg/m3，氣體介質(zhì)（近于空氣）溫度為433K，壓力為101

53、325Pa，試計(jì)算粒徑為10和500pm的塵粒在離心力作用下的末端沉降速度。已知離心力場(chǎng)中顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為200mm，該處的氣流切向速度為16m/s。解：在給定條件下p=0.815kg/m3,p=2.5x10-5Pa-s。當(dāng)d=10pm，粉塵顆粒處于Stokes區(qū)域：pd2pu2(1x10-6)2x2700162u=pp-t=x=0.768m/sc18pR18x2.5x10-50.2d=500Pm，粉塵顆粒處于牛頓區(qū)：55Kpd2u2=Kd3pr。因此ppc6ppRi3.03dpu2uc=Rpi=80.2m/s。經(jīng)驗(yàn)證Rep=1307500,假設(shè)成立。第六章除塵裝置6.1在298K的空氣中Na

54、OH飛沫用重力沉降室收集。沉降至大小為寬914cm,高457cm,長(zhǎng)1219cm?？諝獾捏w積流速為1.2m3/s。計(jì)算能被100%捕集的最小霧滴直徑。假設(shè)霧滴的比重為1.21。Q1.2Stokes區(qū)域,取解：計(jì)算氣流水平速度v0=287X10-2m/s。設(shè)粒子處于0A9.14x4.57卩二1.82X10-5Pa-s。按大氣污染控制工程P162(64)=17.2x10-6m=17.2|LXm_|18yvH_18X1.82X10-5X2.87x10一2x4.57d=0=minpgL1.21X103X9.81X12.19p即為能被100%捕集的最小霧滴直徑。6.2直徑為1.09Pm的單分散相氣溶膠通

55、過(guò)一重力沉降室，該沉降室寬20cm，長(zhǎng)50cm，共18層，層間距0.124cm,氣體流速是8.61L/min，并觀測(cè)到其操作效率為64.9%。問(wèn)需要設(shè)置多少層可能得到80%的操作效率。耳n卜=nn耳n222解：按層流考慮，根據(jù)大氣污染控制工程P163(65)耳“80因此需要設(shè)置23層。=n2=18x=22.21耳64.916.3有一沉降室長(zhǎng)7.0m，高12m，氣速30cm/s，空氣溫度300K，塵粒密度2.5g/cm3,空氣粘度0.067kg/(kg.h)，求該沉降室能100%捕集的最小粒徑。解：卩=0.067kg/(m.h)=1.86x10-5Pa-sdmin：18yvH=0=PgLp18x

56、1.86x10-5x0.3x122.5x103x9.81x7=8.4x10-5m=84pm60質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%32015201610637已知?dú)怏w粘度為2X10-5，顆粒比重為2.9,旋風(fēng)除塵器氣體入口速度為15m/s,氣體在旋風(fēng)除塵器內(nèi)的有效旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為5次；旋風(fēng)除塵器直徑為3m，入口寬度76cm。解：按AirPollutionControlEngineering公式n=1-exp_(兀NVD2pc9W卩i令耳=50%,N=5,Vc=15m/s,p=2.9XlOskg/ms,W=0.76m,卩2x10-5Pas，代入上式得d=11.78Pm。(d/d)2pic1+(d/d)2pic計(jì)算各粒徑粉塵

57、分級(jí)效率,由此得總效pc利用大氣污染控制工程P170(6-18)V=i率n=yng=55.3%ii6.6某旋風(fēng)除塵器處理含有4.58g/m3灰塵的氣流(卩=25x10-5Pa-s),其除塵總效率為90%。粉塵分析試驗(yàn)得到下列結(jié)果。粒徑范圍/帥捕集粉塵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%逸出粉塵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%050.576.05101.412.910151.94.515202.12.120252.11.525302.00.730352.00.535402.00.440452.00.34584.01.11)作出分級(jí)效率曲線；2)確定分割粒徑。n解：根據(jù)大氣污染控制工程P144(5-53)n=(P=0.1)計(jì)算分級(jí)效

58、率，結(jié)果如下in+Pg/g2i3i表所示：粉塵間隔/如05510101515202025253030353540404545質(zhì)量頻率/%捕集g30.51.41.92.12.12.02.02.02.084.0出口g76.012.94.52.11.50.70.50.40.31.1n/%i5.5949.4179.1790.0092.6596.2697.3097.8398.3699.85據(jù)此可作出分級(jí)效率曲線。由上表可見(jiàn)，510Pm去除效率為49.41。因此在工程誤差允許范圍內(nèi),d=7.5Pm。6.7某旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù)為9.9,進(jìn)口速度15m/s,試計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力損失。解：據(jù)大氣污染控制工程

59、P169(613)Ap=gpv2=x9.9x1.293x152=1440Pa2126.8欲設(shè)計(jì)一個(gè)用于取樣的旋風(fēng)分離器，希望在入口氣速為20m/s時(shí)，其空氣動(dòng)力學(xué)分割直徑為1帥。估算該旋風(fēng)分離器的筒體外徑；2)估算通過(guò)該旋風(fēng)分離器的氣體流量。解：根據(jù)AirPollutionControlEngineeringP258公式n=1-exp_(兀NVD2pc9W卩iD2p1000因=亠位=一(P單位取kg/m3)，故D2P=1000D2；D2pppppapapp由題意，當(dāng)n=50%,V=20%/s。取卩=1.82x10-5Pa-s，n=10,代入上式c兀50%=1-exp-(-x10 x20 x(1

60、.0 x10-6)2x10009Wx1.82x10-5)解得W=5.5mmo根據(jù)一般旋風(fēng)除塵器的尺寸要求，D=4W=2.2cm；H=2W=1.1cm。0ii氣體流量Q=A.V=H.W.V=1.21X103m3/sc6.9含塵氣流用旋風(fēng)除塵器凈化，含塵粒子的粒徑分布可用對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)表示，且D=20卩m，mb=L25。在實(shí)際操作條件下該旋風(fēng)除塵器的分割直徑為5卩m，試基于顆粒質(zhì)量濃度計(jì)算該除塵器的總除塵效率。解：按大氣污染控制工程P170(618)(d/d)2(d/5)2d2n=pic=pi=pii1+(d/d)21+(d/5)225+d2；picpipin=f1nqdd0ipid2p25+d