第三版大氣污染控制工程課后答案完整版

22大氣污染控制工程（第三版）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)空氣中板。2、Ar和CO2氣體所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是多少？解：按lmol干空氣計(jì)算，空氣中各組分摩爾比即體積比，故n、2=0.781mol,nO2=0.209mol,nA>=0.00934mol,nco2=0.00033molo質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為at2%=0.781x28.0128.97x1x100%=75.51%,0.209x32.0028.97x1xat2%=0.781x28.0128.97x1x100%=75.51%,0.209x32.0028.97x1x100%=23.08%Ar%=().00934x39.9428.97x1x100%=1.29%CO2%=0.00033x44.0128.97x1x100%=0.05%o1.2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SO2、NO?、co三種污染物日平均濃度限值的體積分?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)查得三種污染物日平均濃度限值如下：S02：0.15mg/m3,N02：0.12mg/m3,CO：4.OOmg/m%按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1蛆干空氣計(jì)算，其摩爾數(shù)為器故三種污染物體積百分?jǐn)?shù)分別為:

so2：0.15x10-3=0.052ppm,N02：Q12x1°-3=0.058/y/n64x44.64346x44.6434.00x10-3co：=3.20ppmo28x44.6431.3CCL氣體與空氣混合成體積分?jǐn)?shù)為1.50X10-的混合氣體，在管道中流動(dòng)的流量為10k、、/s,試確定：DCCL,在混合氣體中的質(zhì)量濃度P(g/mt)和摩爾濃度c(molM)；2)每天流經(jīng)管道的CCL質(zhì)量是多少千克？解：1)P(g/此)=蟻平糾=1.。31&/您ZZX1UC(mo1/nA)= =6.70X103mol/o22.4x10-3 '2)每天流經(jīng)管道的CCL質(zhì)量為1.031X10X3600X24X10_3kg=891kg1.4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200塚/虻，試計(jì)算每小時(shí)沉積于肺泡內(nèi)的顆粒物質(zhì)量。己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")X0.12徊二10.8徊1.5設(shè)人體肺中的氣體含C0為2.2X10—4,平均含氧量為19.5%。如果這種濃度保持不變，求COIIb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=210COHbO2Hb=M-^=210xPo22,2xlQ"COHbO2Hb=M-^=210xPo22,2xlQ"419.5x10-2=0.2369,COHb飽和度/VoCOHbCOHb/O2Hb_0.2369COHb+O2Hb\+COHh/O2Hb1+0.2369=l915%1.6設(shè)人體內(nèi)有4800mL血液，每lOOmL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10"o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C0飽和度需要多少分鐘。設(shè)吸入肺中的C0全被血液吸收。2%:—x2%=19.59wL,

98%1)最初CO水平為0%時(shí)2)最初C0水平為2%時(shí)解：含氧總量為48：*2%:—x2%=19.59wL,

98%1)最初CO水平為0%時(shí)2)最初C0水平為2%時(shí)7%: x7%=72.26mL93%7226I= 4 r=172.0min;4.2x104x1()372.26-19.59 .t= : 7=125.4min4.2x10_4x1031.7粉塵密度1400kg/n?,平均粒徑1.4/”，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(1-2),最大能見(jiàn)度為.空込=2.6x140)x1.4=喻枷。Kp2.2x0.2#=191.5kg/*。PVM1.01x105x60x78x10=191.5kg/*。m= = RT8.314x298根據(jù)去除要求，實(shí)際去除量為m'=191.5X99.5%=190.5kg/h則一個(gè)周期所需活性炭量為蟻答=8468.1施，體積卩=崩=14.6次0.18 58010.6利用冷凝一生物過(guò)濾法處理含丁酮和甲苯混合廢氣。廢氣排放條件為388K、latm.廢氣量20000m7h,廢氣中甲苯和丁酮體積分?jǐn)?shù)分別為0.001和0.003,要求丁酮回收率大于80%,甲苯和丁酮出口體積分?jǐn)?shù)分別小于3X10-5和1X10S出口氣體中的相對(duì)濕度為80%,出口溫度低于40C,冷凝介質(zhì)為工業(yè)用水，入口溫度為25C出口為32'C,濾料丁酮和甲苯的降解速率分別為0.3和1.2kg/m3.d,阻力為150mmH20/nioLL選設(shè)計(jì)直接冷凝一生物過(guò)濾工藝和間接冷凝一生物過(guò)濾工藝，要求投資和運(yùn)行費(fèi)用最少。10.7丙烷充分燃燒時(shí)，要供入的空氣量為理論量的125%,反應(yīng)式為:C.H.+5O2->3CO2+4W2O。問(wèn)燃燒lOOmol丙烷需要多少摩爾空氣？解：實(shí)際需。21.25X5X100=625eo1,空氣量625/0.21=2976molo第十一章城市機(jī)動(dòng)車污染控制11.1設(shè)某汽車行駛速度為80km/h時(shí)，4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為2000r/min,已知該條件下汽車的油耗為8L/100km,請(qǐng)計(jì)算每次燃燒過(guò)程噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的汽油量。解：汽車行駛100km耗時(shí)t=-=—=\.25hv80若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min,則lmin內(nèi)噴油1000次，1.25h內(nèi)噴油7500次。故每次噴入氣缸油量卩?=—L-L=1.067x10"75000單缸噴入V=-V'=2.67xIO'5Lo411.2在冬季C0超標(biāo)地區(qū)，要求汽油中有一定的含氧量，假設(shè)全部添加MTBE(CH3OC4H9)；要達(dá)到汽油中(C8H17)重量比2.7%的含氧要求,需要添加多少百分比的MTBE?假設(shè)兩者密度均為0.75g/cn?；含氧汽油的理論空燃比是多少？解：設(shè)MTBE添加質(zhì)量x,CgH仃含量為y,則X—=(x+y)2.7%解得P=二^x100%=14.85%O88 x+y設(shè)燃料100g,則含C8HI785.15g,C5H12014.85g由。5吊2。+7.5。2t5CQ+6H2O C8H17+12.25O2->SCO2+8.5/。-^-=—解得n,=1.27mol _H3_=1225解得14.85 85.15n2n2=9.23mol則需02l.27+9.23=10.5mol,則含N23.76X10.5=39.5molo空氣質(zhì)量10.5X32+39.5X39.5=1442g,則空燃比AF=14.42。11.3發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程如圖11-29所示，請(qǐng)計(jì)算汽缸內(nèi)燃燒前，燃燒剛開(kāi)始時(shí)，以及燃燒全部完成后的氣體溫度。已知：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比為7,在理論空燃比下工作，轉(zhuǎn)速為2000r/min,燃燒過(guò)程為上止點(diǎn)前后各15"C區(qū)間。解：燃燒前取溫度為293K,由&=7；啓和=293.7^=638Ky2開(kāi)始燃燒時(shí)，按?AirPollutionControlEngineering^P48613.11式：AT='"奶渤5=?19°2°=3629F=2016KmCpygg15.88x0.33通常取85%的升高溫度，則T3=T2+2016X0.85=2352K燃燒完成△『=!:鷲￡=4607F=2559K15.88x0.26同樣取85%,則T4=T2+2559X0.85=2813KO11.4試解釋污染物形成與空燃比關(guān)系圖（圖11-5）中NOx為何成圓拱狀？解：NOx在高溫時(shí)易生成，而理論空燃比附近燃燒充分，溫度較高，因此NOx產(chǎn)生量最大。11.51）用與11.3相似的方法估算發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度（大約在上止點(diǎn)TDC之后90度）；2）實(shí)際排氣溫度比上述計(jì)算值要低，在怠速情況下，雖然其空燃比與滿負(fù)荷時(shí)基本相同，但排氣溫度卻低很多，為什么？解：T2=7；（*）帀=2352（1）志頊=1080K嶺 7怠速時(shí)可燃混合氣處于空氣過(guò)剩系數(shù)小于1的狀態(tài)，殘余廢氣系數(shù)較大；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，氣缸壓縮比小，燃燒很不充分，易形成失火;壁面淬熄效應(yīng)對(duì)火焰迅速冷卻，因此造成溫度下降。11.6由燃油蒸發(fā)控制裝置控制的兩個(gè)HC排放源是：1）燃油泵和化油器；2）化油器和空氣濾清器；