大气污染控制工程习题课1解： 按1mol干空气计计算，空气中各组组分摩尔比即体积积比， 故nN2=0.781mol，nO2=0.209mol，nAr=0.00934mol， nCO2=0.00033mol。质质量百分数为为，；，。1.1 干洁洁空气中N、O、Ar2和CO2气体所占的质质量百分 数是多少？1.2 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/m3，NO2：0.12mg/m3，CO：4.00mg/m3 。按标准状态下1m3干空气计算，其 摩尔数为为故三种污染物体积百分数分别为：SO2：NO2：CO：1.3 CCl4气体与空气混合成体积积分数为为1.50104的混合 气体，在管道中流动动的流量为为10m3N、/s，试试确定：1） CCl4在混合气体中的质质量浓浓度 （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？1）（g/m3N）c（mol/m3N）2）每天流经经管道的CCl4质质量为为 1.03110360024103kg=891kg1.4 成人每次吸入的空气量平均为为500cm3，假 若每分钟钟呼吸15次，空气中颗颗粒物的浓浓度为为 200 ug/m3，试计试计 算每小时时沉积积于肺泡内的 颗颗粒物质质量。已知该颗该颗 粒物在肺泡中的沉降系 数为为0.12。每小时时沉积积量 200（5001560106） 0.12=10.8解：1.5 设设人体肺中的气体含CO为为2.210-4，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。由大气污染控制工程P14 （11），取M=210COHb饱饱和度1.6 设设体内有4800ml血液，每100ml血液中含 氧20ml。从事体力劳动劳动 的人的呼吸量为为 4.2L/min,手污污染空气中所含CO浓浓度为为10-4 。如果血液中CO水平最初为为：1.0%；2%，计计 算血液达到7%的CO饱饱和度需要多少分钟钟。设设 吸入肺中的CO全被血液吸收。含氧总总量为为不同CO百分含量对应对应 CO的量为为： 2%：7%：1）最初CO水平为为0%时时 2）最初CO水平为为2%时时 1.7 粉尘尘密度1400kg/m3,平均粒径1.4um，在 大气中的浓浓度为为0.2mg/m3,对对光的散射率为为2.2 ，计计算大气的最大能见见度。 解： 由大气污污染控制工程P18 （12），最 大能见见度为为。已知无烟煤的干燥无灰基组成为： C:90.0%、H：2.0%，S：3.0%，O：3.5%， N：1.5%，干燥基灰分为A：20%，收到基水 分为：3.0%。计算收到基的其他组成。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所需的理论空气量和产生 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。重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol） C 855 71.25 71.25 H 1132.5 55.25 27.625 S 10 0.3125 0.3125 H2O 22.5 1.25 02.1 解： 1kg燃油含：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+1.25=56.50mol，SO2 0.1325mol，N2 3.7899.1875=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 。 SO2百分比浓浓度为为空气燃烧时烧时 CO2存在最大浓浓度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。2.2 普通煤的元素分析如下：C 65.7%;灰分 18.1；S 1.7； H 3.2；水分 9.0；O 2.3（含氮量不计）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）；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） 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 燃烧方程式为n=1+0.584/4+0.0100.013/2=1.14951）理论论空气量SO2在湿烟气中的浓度为 2）产生灰分的量为 （1+0.292+0.010+3.781.1495+1.644/18） 1000/18.2622.4103 =6.826m3/kg烟气量（湿烟气）灰分浓浓度为为mg/m3=2.12104mg/m33）需石灰石/t煤2.3 煤的元素分析结果如下：S 0.6%、H3.7%、C 79.5%、N 0.9%、 O 4.7%、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2.3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， H2O15.5625+2.94=18.50molN2总计66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤实际烟气量365.48+0.2354.76=436.43mol/kg煤SO2浓浓度为为2.4某锅炉燃用煤气的成分如下：H2S:0.2%；CO2 :5；O2:0.2；CO：28.5；H2：13.0；CH4：0.7；N2： 52.4；空气含湿量为12g/mN3，a1.2，试求实 际需要空气量和燃烧时产生的实际烟气量。解： 取1mol煤气计算H2S 0.002mol 耗氧量 0.003molCO2 0.05mol 0molCO 0.285mol 0.143molH2 （0.13-0.004）mol 0.063molCH4 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。a1.2空气含湿量为12g/m3N,即含H2O 0.67mol/ m3N , 14.94L/ m3N ,故H2O体积分数为1.493%。 故实际实际 空气量为为烟气量SO2: 0.002mol，CO2 0.285+0.007+0.05=0.342mol， N2：0.2233.78+0.524=1.367mol， H2O :0.002+0.126+0.014+1.2981.493%=0.144mol故实际实际 烟气量 0.002+0.342+1.367+0.144+0.21.066=2.068mol2.5 干烟道气的组组成为为：CO211%（体积积）， O28%，CO2%，SO2120106（体积积分数）， 颗颗粒物30.0g/m3（在测测定状态态下），烟道气流流 量在700mmHg和443K条件下为为5663.37m3/min ，水气含量8%（体积积）。 试计试计 算： 1）过过量空气百分比； 2）SO2的排放浓浓度（ ug/m3）；3）在标标准状态态下（1atm和273K），干烟道气体积积； 4）在标标准状态态下颗颗粒物的浓浓度。解： 1）N2%=111%8%2%0.012%=78.99% 由大气污染控制工程P46 （211） 空气过过剩2）在测定状态下，气体的摩尔体积为取1m3烟气进进行计计算，则则SO2：120106m3，排放浓浓 度为为。3）4）。2.6 煤炭的元素分析按重量百分比表示，结结果 如下：氢氢50%；碳75.8%；氮1.5%；硫1.6%； 氧7.4%；灰8.7%，燃烧烧条件为为空气过过量20% ，空气的湿度为为0.0116molH2O/mol干空气，并 假定完全燃烧烧，试试计算烟气的组成。2.6解： 按1kg煤进行计算重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol） C 758 63.17 63.17 H 40.75 20.375 10.19 S 16 0.5 0.5 H2O 83.25 4.625 0需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol设干空气中N2：O2体积比为3.78：1，则干空气量 为73.864.781.2=423.66mol， 含水423.660.0116=4.91mol。烟气中：CO2 63.17mol； SO2 0.5mol； H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol； N2：73.863.78=279.19mol； 过剩干空气0.273.864.78=70.61mol。实际烟气量为 6