大氣污染控制工程作業(yè)習(xí)題解答(2,4章)

作業(yè)習(xí)題解答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H：11.3% O：2.0% N：0.2% 試計算燃油1kg所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量；干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度；10%時，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）C85571.2571.25H113－2.555.2527.625S100.31250.3125H2ON元素忽略。22.51.2501）理論需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kgN2 設(shè)干空氣O：N1：3.7899.1875×4.78=474.12mol/kg474.12×22.4/1000=10.62m3/kgN2 煙氣組成為CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=374.93mol。理論煙氣量71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99×22.4/1000=11.27Nm3/kg重油。N2）干煙氣量為502.99－56.50=446.49mol/kg重油。SO2

百分比濃度為0.3125100%0.07%，446.49空氣燃燒時CO2

存在最大濃度

71.25446.49

100%15.96%。NN3）過?？諝鉃?0%時，所需空氣量為1.1×10.62=11.68m3/kg重油，產(chǎn)生煙氣量為11.267+0.1×10.62=12.33m3/kg重油。NN2.2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量不計）計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和S2在煙氣中的濃度（以體積分數(shù)計；假定煙塵的排放因子為80，計算煙氣中灰分的濃度（以mg/3表示；Ca35%。當(dāng)Ca/S為摩爾比）1t需加石灰石的量。解：相對于碳元素作如下計算：%（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碳故煤的組成為CH0.584S0.010O0.013，燃料的摩爾質(zhì)量（包括灰分和水分）為100 18.26g/molC。燃燒方程式為5.475CH S O n(O 3.78N)CO 0.292HO0.010SO 3.78nN0.584 0.010 0.013 2 2 2 2 2 2n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.14951.14953.78)1）理論空氣量

18.26

100022.4103m3/kg6.74m3/kg；SO2

在濕煙氣中的濃度為

0.01010.2920.0103.781.14951.64418

100%0.174%2）產(chǎn)生灰分的量為18.1100080%144.8g/kg100煙氣量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10－3=6.826m3/kg144.8灰分濃度為

6.826

103mg/m3=2.12×104mg/m33）需石灰石

10001.7%1.74032.0035%

103.21kg/t煤2.5干煙道氣的組成為：C211（體積，O28，CO2，S12×10－6（體積分數(shù)，顆粒物30.0g/3在測定狀態(tài)下700mmHg和443K條件下為5663.373/mi，8%（體積。2）SO的排放濃度（g/m3）在標準狀態(tài)下1atm和2273）在標準狀態(tài)下顆粒物的濃度。2.5解：1）N2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99%由《大氣污染控制工程》P46（2－11）空氣過剩

80.52 100%50.5%0.26478.99(80.52)2）在測定狀態(tài)下，氣體的摩爾體積為PV

10132522.4443V 11 2 T P1

39.46L/mol；273700133.322取1m3煙氣進行計算，則SO21 20×10－6m3，排放濃度為12010639.46103

(18%)640.179g/m3。22.43）5663.37

39.46

(18%)2957m3N

/min。4）30.02.9解：

39.4622.4

52.85g/m3。N（1）102.23t,(2)42.178t, 3.25t.第四章大氣擴散濃度估算模式4.3某污染源排出SO2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)?shù)臍庀髼l件下正下風(fēng)方向500m處的 35.3m, 試求正下風(fēng)方向500m處y zSO2的地面濃度。解：由《大氣污染控制工程》P88（4－9）得 Q

H2 80 602 ) exp( ) 0.0273mg uy z

z

635.318.1

218.124.3所給的條件下，當(dāng)時的天氣是陰天，試計算下風(fēng)向x=500m、y=50mSO2地面濃度和地面最大濃度。解：陰天穩(wěn)定度等級為D級，利用《大氣污染控制工程》P95表4－4查得x=500m時 35.3m, 4－8得y z (500,50,0,60) ) 0.010mg/m3。635.318.1 235.32

218.12，直徑0.6m20m/s，煙氣溫度為405K，大293K4m/s，SO210mg/s。試計算中性大氣條件下的地面最大濃度和出現(xiàn)的位置。4.5解：由霍蘭德公式求得H

vsD(1.52.7TsT

200.6 405293D) 2.7 0.6)5.84m，煙囪au T 4 405asHHsH305.8435.84m。P89（－141）max

zuH2ezy

時， z

225.34m。22取穩(wěn)定度為D級，由表4－4查得與之相應(yīng)的x=745.6m。2210 25.34此時y

50.1m。代入上式

max

435.842

/m350.14.9某燒結(jié)廠燒結(jié)機的SO2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。試計算正下風(fēng)方向2km和6km處SO2的地面濃度。解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級。

DH

360200

74.42mx

1226.5mz 2.15 2.15 DD D x=2km時，xD<x<2x，按x=xx=2xD D x=x 時， 118.26m, 74.42m，代入《大氣污染控制工程P88（4－9）得D y z Q

H2 180 2002 ) exp( ) 0.050mg 1 y z

22z

3.5118.2674.42

274.422x=2x 時， 221.41m, 139.10m，代入P101（4－36）得D y z2uD2uD2

exp(y

y222)y

180

0.257mg/m3；3.53.5360221.41

0.2570.0501226.5

(20001226.5)/m33.5360474

時，y

474m，

0.120mg/m3計算結(jié)果表明，在xD<=x<=2xD范圍內(nèi)，濃度隨距離增大而升高。某硫酸廠尾氣煙囪高50m，SO2排放量為100g/s3m/s3/10。當(dāng)煙流全部發(fā)生熏煙現(xiàn)象時，確定下風(fēng)方向12kmSO2的地面濃度。4.10解：由