大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础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挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？ 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。

质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。

1.2 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=⨯⨯-。

1.3 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=891kg 1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm 3，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200g μ/m 3，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：每小时沉积量200×（500×15×60×10－6）×0.12g μ=10.8g μ 1.5 设人体肺中的气体含CO 为2.2×10－4，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。

解：由《大气污染控制工程》P14 （1－1），取M=2102369.0105.19102.22102422=⨯⨯⨯==--∝O p p M Hb O COHb ，COHb 饱和度%15.192369.012369.0/1/222=+=+=+=Hb O COHb Hb O COHb Hb O COHb COHb CO ρ1.6 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 ，受污染空气中所含CO 的浓度为10－4。

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：含氧总量为mL 960100204800=⨯。

不同CO 百分含量对应CO 的量为：2%：mL 59.19%2%98960=⨯，7%：mL 26.72%7%93960=⨯1）最初CO 水平为0%时 min 0.17210102.426.7234=⨯⨯=-t ； 2）最初CO 水平为2%时 min 4.12510102.459.1926.7234=⨯⨯-=-t 1.7 粉尘密度1400kg/m 3，平均粒径 1.4m μ，在大气中的浓度为0.2mg/m 3，对光的折射率为2.2，计算大气的最大能见度。

解：由《大气污染控制工程》P18 （1－2），最大能见度为m K d L pp v 8.115812.02.24.114006.26.2=⨯⨯⨯==ρρ。

第二章燃烧与大气污染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：1kg燃油含：重量（g）摩尔数（g）需氧数（g）C 855 71.25 71.25H 113－2.5 55.25 27.625S 10 0.3125 0.3125H2O 22.5 1.25 0N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99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。

即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。

烟气组成为CO271.25mol，H2O 55.25+1.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=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 m3N/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。

2.2 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/m 33）需石灰石kg 21.103%35407.100.32%7.11000=⨯⨯⨯/t 煤2.3 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SO 2的浓度。

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 H 2O 52.875 2.94 0设干空气中N 2：O 2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=18.50molN 2mol 54.28078.476.35478.3=⨯总计66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 煤实际烟气量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg 煤，SO 2浓度为%043.0%10043.4361875.0=⨯。

2.4 某锅炉燃用煤气的成分如下：H 2S0.2%；CO 25%；O 20.2%；CO28.5%；H 213.0%；CH 40.7%；N 252.4%；空气含湿量为12g/m 3N ，2.1=α，试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。

解：取1mol 煤气计算H 2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO 2 0.05mol 0 CO 0.285mol 0.143mol H 2 （0.13-0.004）mol 0.063mol CH 4 0.007mol 0.014mol共需O 2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol 。

设干空气中N 2：O 2体积比为3.78：1，则理论干空气量为0.223×（3.78+1）=1.066mol 。