第一次作业1. 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、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/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。

按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。

故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。

2.CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。

2）每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg3.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SO 2的浓度和CO 2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：1kg 燃油含：重量（g ） 摩尔数（g ） 需氧数（g ）C 855 71.25 71.25H113－2.5 55.25 27.625S 10 0.3125 0.3125 H 2O 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O 2：N 2体积比为1：3.78，则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg 重油。

即474.12×22.4/1000=10.62m 3N /kg 重油。

烟气组成为CO 271.25mol ，H 2O 55.25+11.25=56.50mol ，SO 20.1325mol ，N 23.78×99.1875=374.93mol 。

理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。

即502.99×22.4/1000=11.27 m 3N /kg 重油。

2）干烟气量为502.99－56.50=446.49mol/kg 重油。

SO 2百分比浓度为%07.0%10049.4463125.0=⨯，空气燃烧时CO 2存在最大浓度%96.15%10049.44625.71=⨯。

3）过剩空气为10%时，所需空气量为1.1×10.62=11.68m 3N /kg 重油，产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m 3N /kg 重油。

4. 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SO 2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/m 3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 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CH 0.584S 0.010O 0.013， 燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为molC g /26.18475.5100=。

燃烧方程式为222222013.0010.0584.078.3010.0292.0)78.3(nN SO O H CO N O n O S CH +++→++n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495 1）理论空气量kg m kg m /74.6/104.22100026.18)78.31(1495.1333=⨯⨯⨯+⨯-；SO 2在湿烟气中的浓度为%174.0%10018644.11495.178.3010.0292.01010.0=⨯+⨯+++2）产生灰分的量为kg g /8.144%8010010001.18=⨯⨯烟气量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10－3=6.826m 3/kg灰分浓度为310826.68.144⨯mg/m 3=2.12×104mg/m33）需石灰石kg 21.103%35407.100.32%7.11000=⨯⨯⨯/t 煤5.干烟道气的组成为：CO 211%（体积），O 28%，CO2%，SO 2120×10－6（体积分数），颗粒物30.0g/m 3（在测定状态下），烟道气流流量在700mmHg 和443K 条件下为5663.37m 3/min ，水气含量8%（体积）。

试计算：1）过量空气百分比；2）SO 2的排放浓度（3/m g μ）；3）在标准状态下（1atm 和273K ），干烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。

解：1）N 2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99% 由《大气污染控制工程》P46 （2－11）空气过剩%5.50%100)25.08(99.78264.025.08=⨯⨯--⨯⨯-2）在测定状态下，气体的摩尔体积为mol L P T T V P V /46.39322.1337002734434.22101325221112=⨯⨯⨯⨯=⋅=； 取1m 3烟气进行计算，则SO 2120×10－6m 3，排放浓度为63312010(18%)640.179/39.4610g m --⨯⨯-⨯=⨯。

3）322.45663.37(18%)2957/min 39.46N m ⨯⨯-=。

4）3/85.5222.439.460.03Nm g =⨯。

第二次作业1. 已知某粉尘粒径分布数据（见下表），1）判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布；2）如果符合，求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径及表面积－体积平均直径。

50d 84.1=19.1m μ、d 15。

9=5.6m μ。

85.1501.84==d d gσ。

按《大气污染控制工程》P129（5－24）m NMD NMD MMD g μσ31.3ln 3ln ln 2=⇒+=；P129（5－26）m d NMD d L g Lμσ00.4ln 21ln ln 2=⇒+=；P129（5－29）m d NMD d sv g sv μσ53.8ln 25ln ln 2=⇒+=。

2. 根据对某旋风除尘器的现场测试得到：除尘器进口的气体流量为10000m 3N /h ，含尘浓度为 4.2g/ m 3N 。

除尘器出口的气体流量为12000 m 3N /h ，含尘浓度为340mg/ m 3N 。

试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率和除尘效率（分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算）。

解：气体流量按P141（5－43）s m Q Q Q N N N N/11000)(21321=+=； 漏风率P141（5－44）%20%100100002000%100121=⨯=⨯-=NNN Q Q Q δ；除尘效率：考虑漏风，按P142（5－47）%3.90100002.412000340.0111122=⨯⨯-=-=N N N N Q Q ρρη不考虑漏风，按P143（5－48）%9.912.4340.01112=-=-=N N ρρη3.对于题2中给出的条件，已知旋风除尘器进口面积为0.24m 2，除尘器阻力系数为9.8，进口气流温度为423K ，气体静压为－490Pa ，试确定该处尘器运行时的压力损失（假定气体成分接近空气）。

解：由气体方程RT MmPV =得L g RT PM V m /832.042331.829)4901001.1(5=⨯⨯-⨯===-ρ s m A Q v /9.17360024.027342310000=⨯⨯== 按《大气污染控制工程》P142（5－45）Pa P13119.172832.08.92=⨯⨯=∆。

4. 有一两级除尘系统，已知系统的流量为2.22m 3/s ，工艺设备产生粉尘量为22.2g/s ，各级除尘效率分别为80%和95%。

试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。

解：按《大气污染控制工程》P145（5－58）%99%)801%)(951(1)1)(1(121=---=---=ηηηT粉尘浓度为33/10/22.22.22m g m g =，排放浓度10（1－99%）=0.1g/m 3； 排放量2.22×0.1=0.222g/s 。

5. 某燃煤电厂除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下，若除尘器总除尘效率为98%，试绘出分级效率曲线。

解：按《大气污染控制工程》P144（5－52）ii i g g P121-=η（P=0.02）计算，如下表所示：据此可作出分级效率曲线。

6. 某种粉尘的粒径分布和分级除尘效率数据如下，试确定总除尘效率。

解：按《大气污染控制工程》P144（5－54）∑==%86.721i i Tg ηη。

7.计算粒径不同的三种飞灰颗粒在空气中的重力沉降速度，以及每种颗粒在30秒钟内的沉降高度。

假定飞灰颗粒为球形，颗粒直径分别为为0.4、40、4000m μ，空气温度为387.5K ，压力为101325Pa ，飞灰真密度为2310kg/m 3。

解：当空气温度为387.5K 时53103.2,/912.0-⨯==μρm kg 。

当d p =0.4m μ时，应处在Stokes 区域。

首先进行坎宁汉修正：s m MRTv/2.5321097.28142.35.387314.8883=⨯⨯⨯⨯==-π，m v8104.9499.0-⨯==ρμλ，47.04.0104.9222=⨯⨯==-p d Kn λ。