1 1.11.1 干结空气中 N2、O2、Ar 和 CO2气体所占的质量百分数是多少？ 解：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 ，；%51.75%100 197.28 01.28781 . 0 % 2 N%08.23%100 197.28 00.32209 . 0 % 2 O ，%29 . 1 %100 197.28 94.3900934 . 0 % Ar%05 . 0 %100 197.28 01.4400033 . 0 % 2 CO 。 1.21.2 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：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/m3，NO2：0.12mg/m3，CO：4.00mg/m3。按标准状态下 1m3干空气计算，其摩尔数为 。故三种污染物体积百分数分别为：mol643.44 4 . 22 101 3 SO2：，NO2：ppm052 . 0 643.4464 1015 . 0 3 ppm058 . 0 643.4446 1012. 0 3 CO：。ppm20 . 3 643.4428 1000 . 4 3 1.31.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为 1.50104的混合气体，在管道中流动的流量为 10m3N、/s，试确 定：1）CCl4在混合气体中的质量浓度（g/m3N）和摩尔浓度 c（mol/m3N） ；2）每天流经管道的 CCl4质 量是多少千克？ 解：解：1）（g/m3N） 3 3 4 /031 . 1 10 4 . 22 1541050 . 1 N mg c（mol/m3N）。 33 3 4 /1070 . 6 10 4 . 22 1050 . 1 N mmol 2）每天流经管道的 CCl4质量为 1.03110360024103kg=891kg 1.41.4 成人每次吸入的空气量平均为 500cm3，假若每分钟呼吸 15 次，空气中颗粒物的浓度为 200/m3，g 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：解：每小时沉积量 200（5001560106）0.12=10.8gg 1.51.5 设人体肺中的气体含 CO 为 2.2104，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：解：由大气污染控制工程P14 （11） ，取 M=210 ，2369 . 0 10 5 . 19 102 . 2 210 2 4 2 2 O p p M HbO COHb COHb 饱和度%15.19 2369 . 0 1 2369 . 0 /1 / 2 2 2 HbOCOHb HbOCOHb HbOCOHb COHb CO 1.61.6 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， 2 受污染空气中所含 CO 的浓度为 104。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。 解：解：含氧总量为。不同 CO 百分含量对应 CO 的量为：mL960 100 204800 2%：，7%：mL59.19%2 %98 960 mL26.72%7 %93 960 1）最初 CO 水平为 0%时 ；min 0 . 172 10102 . 4 26.72 34 t 2）最初 CO 水平为 2%时 min 4 . 125 10102 . 4 59.1926.72 34 t 1.71.7 粉尘密度 1400kg/m3，平均粒径 1.4，在大气中的浓度为 0.2mg/m3，对光的折射率为 2.2，计算m 大气的最大能见度。 解：解：由大气污染控制工程P18 （12） ，最大能见度为 。m K d L pp v 8 . 11581 2 . 02 . 2 4 . 114006 . 2 6 . 2 2.12.1 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：解：1kg 燃油含： 重量（g） 摩尔数（g） 需氧数（g） C 855 71.25 71.25 H 1132.5 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 99.18754.78=474.12mol/kg 重油。即 474.1222.4/1000=10.62m3N/kg 重油。 烟气组成为 CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.7899.1875=374.93mol。 理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即 502.9922.4/1000=11.27 m3N/kg 重油。 2）干烟气量为 502.9956.50=446.49mol/kg 重油。 SO2百分比浓度为，%07 . 0 %100 49.446 3125 . 0 空气燃烧时 CO2存在最大浓度。%96.15%100 49.446 25.71 3）过剩空气为 10%时，所需空气量为 1.110.62=11.68m3N/kg 重油， 产生烟气量为 11.267+0.110.62=12.33 m3N/kg 重油。 2.22.2 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/m3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 3 需加石灰石的量。 解：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。燃烧方程式为molCg /26.18 475 . 5 100 222222013. 0010. 0584. 0 78. 3010. 0292. 0)78 . 3 (nNSOOHCONOnOSCH n=1+0.584/4+0.0100.013/2=1.1495 1）理论空气量；kgmkgm/74 . 6 /10 4 . 221000 26.18 )78 . 3 1 (1495 . 1 333 SO2在湿烟气中的浓度为%174 . 0 %100 18 644 . 1 1495 . 1 78 . 3 010 . 0 292 . 0 1 010 . 0 2）产生灰分的量为kgg / 8 . 144%80 100 1000 1 . 18 烟气量（1+0.292+0.010+3.781.1495+1.644/18）1000/18.2622.4103=6.826m3/kg 灰分浓度为mg/m3=2.12104mg/m3 3 10 826 . 6 8 . 144 3）需石灰石/t 煤kg21.103 %35 407 . 1 00.32 %7 . 11000 2.32.3 煤的元素分析结果如下 S0.6%；H3.7%；C79.5%；N0.9%；O4.7%；灰分 10.6%。在空气过剩 20%条件下 完全燃烧。计算烟气中 SO2的浓度。 解：解：按燃烧 1kg 煤计算 重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol） C 795 66.25 66.25 H 31.125 15.5625 7.78 S 6 0.1875 0.1875 H2O 52.875 2.94 0 设干空气中 N2：O2体积比为 3.78：1， 所需理论空气量为 4.78（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg 煤。 理论烟气量 CO2 66.25mol，SO2 0.1875mol，H2O 15.5625+2.94=18.50mol N2 mol54.280 78 . 4 76.35478 . 3 总计 66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 煤 4 实际烟气量 365.48+0.2354.76=436.43mol/kg 煤，SO2浓度为。%043 . 0 %100 43.436 1875 . 0 2.42.4 某锅炉燃用煤气的成分如下：H2S0.2%；CO25%；O20.2%；CO28.5%；H213.0%；CH40.7%；N252.4%；空气 含湿量为 12g/m3N，试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。2 . 1 解：解：取 1mol 煤气计算 H2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO2 0.05mol 0 CO 0.285mol 0.143mol H2 （0.13-0.004）mol 0.063mol CH4 0.007mol 0.014mol 共需 O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中 N2：O2体积比为 3.78：1，则理论干空气 量为 0.223（3.78+1）=1.066mol。取，则实际干空气 1.21.066mol=1.279mol。2 . 1 空气含湿量为 12g/m3N，即含 H2O0.67mol/ m3N，14.94L/ m3N。故 H2O 体积分数为 1.493%。故实际空气 量为。mol298 . 1 %493 . 1 1 279 . 1 烟气量 SO2：0.002mol，CO2：0.285+0.007+0.05=0.342mol，N2：0.2233.78+0.524=1.367mol，H2O0.002+0.126 +0.014+1.2981.493%+0.004=0.201mol 故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.21.066=2.125mol 2.52.5 干烟道气的组成为：CO211%（体积） ，O28%，CO2%，SO2120106（体积分数） ，颗粒物 30.0g/m3（