大气污染控制工程作业参考答案（以下答案仅供参考，可能答案计算有误，亦有些计算题会可能有多种答案，只要方法对即可）第一章作业：P27-P281T 、根据干洁空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体质量所百分数求其体积百分数。

解：查表1-1知其质量百分数和相应分子量 假设取其在1mol 空气中所质量分数为基准。

据%51.75%100966.2801.2878084.02=⨯⨯-=N m 同理：%14.23%100966.2800.3220946.02=⨯⨯-=O m %29.1%100966.2894.3900934.0=⨯⨯-=Ar m%05.0%100966.2801.4400033.02=⨯⨯-=CO m2T 、根据我国的《环境空气质量标准》求SO 2、NO 2、CO 三种污染物二级标准日平均质量浓度限值的体积分数。

解：由表附录三查得三种污染物二级标准（日平均质量浓度）为： SO 2 NO 2 CO Cm(mg/m 3) 0.15 0.12 4.00 以SO 2为例计算体积分数 C v =3104.222-⨯⨯SO mM C 33104.22641015.0--⨯⨯⨯==0.053×10-6=0.053×10-4%同理得：SO 2 NO 2 CO体积百分数（%） 0.053×10-4% 0.058×10-4% 3.20×10-4%4T 、成人每次吸入的空气量平均为500cm 3，假如每分钟呼吸15次，空气颗粒物的质量浓度为200μg/m 3。

试计算每小时沉积于肺泡上的颗粒物质量。

已知颗粒物在肺泡上的沉积系数为0.12。

解：成人每次吸入空气量：500cm 3=5.0×10-4m 3每小时吸入空气量： 5.0×10-4m 3×15×60=0.45m 3/h 每小时吸入颗粒物量：0.45×200=90μg/h 沉积在肺泡上颗粒物量：90×0.12=10.8μg/h5T 已知某城市PM 10、SO 2、NO 2日均、CO 、O 3小时均浓度分别为0.12mg/Nm 3、0.048 mg/Nm 3、0.10 mg/Nm 3、2mg/Nm 3和0.006 mg/Nm 3，求该市空气污染指数API ，该市哪种污染物为城市空气中的首要污染物。

解：据j k j k j k jk j k j k k k I I I C C C C I ,,1,,1,,)(+---=++则8550)50100(05.015.005.012.0)(,,1,,1,,10=+---=+---=++j k j k j k jk j k j k k PM I I I C C C C I480)050(005.00048.02=+---=SO I7550)50100(08.012.008.01.02=+---=NO I200)050(0502=+---=CO I0.30)050(012.00006.03=+---=O I第二章作业：P61-P621T 、已知重油元素分析结果为：C ：85.5% H ：11.3% O ：2.0% N ：0.2% S ：1.0% 试计算：⑴燃烧1kg 重油所需的理论空气量和产生的理论烟气量； ⑵干烟气中SO 2的质量浓度和CO 2的最大质量浓度；⑶当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。

解：⑴已知1kg 重油中各成分的含量如下：质量/g 摩尔数/mol （按原子数计） 需氧数/mol C 855 71.25 71.25 H 113 112.10 28.25 N 2 0.143 0S 10 0.3125 0.3125 O 20 1.25 -0.625 所需理论氧气量为：71.25+28.25+0.3125-0.625 =99.188mol/kg 重油 需要的理论空气量为： 99.188×（1 + 3.78） =474.13mol/kg 重油即： 474.13×22.4/1000 =10.62m 3/kg 重油（标态）理论空气量条件下的烟气组成（mol ）为： CO 2：71.25 H 2O ：56.5 SO x ：0.3125 N 2：99.188×3.76 理论烟气量为：71.25+56.5+0.3125+99.188×3.78 =502.99mol/kg 重油502.99×22.4 ×10-3=11.68m 3/kg 重油⑵干烟气量为：501.01-56.5 =446.49mol/kg 重油 即： 446.49×22.4×10-3=9.96m 3/kg 重油。

SO 2量为：0.3125×0.97=0.3031mol/kg 重油（认为S 的生成物中SO 2占97%） 干烟气中SO 2的质量浓度为： 0.3031×10-6/446.69=681.87×4.2264=1948mg/m 3假设C 全部生成CO 2，则CO 2的量为71.25mol/kg 重油。

CO 2的最大质量浓度为：4.22441049.44625.713⨯⨯3/8.314m g =⑶当空气过剩10%时，空气过剩系数α=1.1 则实际的空气量为： 10.58×1.1=11.64m 3/kg 重油 实际烟气量为：0)1(a ofg fg V V V -+=α58.10)11.1(22.11⨯-+=m 28.12=3/kg 重油2T 、普通煤的元素分析结果（质量百分数）如下：C 65.7% 灰分：18.1% S 1.7% H 3.2% 水分9.0% O 2.3%（含N 量不计）。

（1）计算燃烧1kg 煤的理论空气量和烟气中SO 2的浓度（以体积分数表示）。

（2）假设烟尘的排放因子为80%，计算烟气中灰分的浓度（以质量分数表示） （3）假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫，石灰石中Ca 点35%，当Ca/S 为1.7（摩尔比）时，计算燃烧1吨煤所需加石灰石的量。

解：（1）以1kg 煤为基础时质量/g 摩尔数/mol 需氧数/mol 烟气量/mol S 17 0.53 0.53 0.53 H 32 16 8 16 C 657 54.75 54.75 54.75 O 23 0.719 -0.719 H 2O 90 5 0 5 则理论需氧量：0.53+8+54.75-0.719 =62.56mol/kg 煤 理论空气量为： 62.56×(1+3.78) =299.04mol/kg 煤 理论烟气量为：0.53+16+54.75+5+62.56×3.78=312.76mol/kg 煤=7.01Nm 3烟气/ kg 煤 SO 2的体积浓度为：61076.31253.0⨯ ppm 60.1694=(2)灰分质量分数 33/206561001.78.0181m mg =⨯⨯ （3）燃烧1吨煤时，S 含量为：17Kg ，质量分数为531.25mol 。

则理论需要Ca 的摩尔数亦为531.25 mol 。

理论Ca 的质量数为531.25×40=21250g=0.02125t 实际Ca 的质量数：0.02125×1.7=0.036125t所需石灰石量为：kg t 2.1031032.035.0036125.0== 3T 、煤的元素分析结果（质量百分数）是：S 0.6% H 3.7% C 79.5% N 0.9% O 4.7% 灰分：10.6%。

在空气过剩20%下完全燃烧，计算烟气中SO 2的浓度。

解：（1）以1kg 煤为基础时质量/g 摩尔数/mol 需氧数/mol 烟气量/mol S 6 0.1875 0.1875 0.1875 H 37 18.5 9.25 18.5 C 795 66.25 66.25 66.25 O 47 1.469 -1.469 则理论需氧量：0.1875+9.25+66.25-1.469 =74.22mol/kg 煤假设空气中氮氧比为3.78:1，则理论空气量为： 74.22×(1+3.78) =354.77mol/kg 煤 实际空气量为：354.77×（1+0.2）=425.72mol/kg 煤=9.54Nm 3空气/ kg 煤 理论烟气量为：0.1875+18.5+66.25+74.38×3.78=366.10mol/kg 煤实际烟气量为：366.10+354.77×0.2=437.05mol/kg 煤=9.79Nm 3烟气/ kg 煤 SO 2的体积浓度为：61005.4371875.0⨯ ppm 01.429= SO 2的质量浓度为：644.2201.429⨯=3/7.1225m mg =5T 、烟道气各组分的体积分数为：CO 2 11%、O 2 8% 、CO 2%、SO 2120×10-6、颗粒物的质量浓度为30.0g/m 3（测定状态下），烟道气流量在700mmHg 和443K 条件下为5663.37m 3/min ，水汽体积分数为8%。

试计算： （1）过量空气的百分数；（2）SO 2排放的质量浓度（单位：mg/m 3），（3）在标准状态下（1atm 和273K ），干烟气的体积； （4）在标准状态下颗粒物的质量浓度。

解：（1）由已知条件可得N 2的体积含量为： 100%-11%-8%-2%-0.012% =79%所以过量空气百分数为： α=)5.0(264.05.020p zp zp pCO O N CO Q ---%)25.0%8(%998.78264.0%25.0%8⨯--⨯⨯-==50.5%（2）在P=700mmHg =93325Pa ，T=443K 下，SO 2的排放浓度为：0.012%×106×4.226444327310013.1933255⨯⨯⨯=195mg/m 3（3）在标态下干烟气的体积为：5663.37×(1-8%)×44310013.1273933255⨯⨯⨯ min /29583Nm = （4）在标态下颗粒物的浓度为：2739332544310013.10.305⨯⨯⨯⨯3/8.52m g =第三章作业：P82-83 2T 、（题略）解：据ZTr ∆∆-=（1）m K r m K Z T r d 100/1100/35.25.1102988.297105.1=>=---=∆∆-=-，大气层为不稳定；（2）m K r m K Z T r d 100/1100/5.110308.2975.2973010=>=---=∆∆-=-，大气层为不稳定；（3）m K r m K Z T r d 100/1100/130505.2973.2975030=>=---=∆∆-=-，大气层为中性；（4）m K r m K Z T r d 100/1100/75.15.1302985.297305.1=>=---=∆∆-=-，大气层为不稳定；（5）m K r m K Z T r d 100/1100/44.15.1502983.297505.1=>=---=∆∆-=-，大气层为不稳定； 4T 、（题略） 解：据指数形式风廓线方程： m z z u u )(11= 方法1方程两边取对数： )ln (ln ln )ln (ln ln ln 111z z m u z m Z z m u u -+=-+= 即u ln 和z ln 成直线关系，计算各高度处u ln 和z ln 的值，以为z ln 纵坐标，u ln 为横坐标，作图得直线的截距0.244，即为幂指数m=0.244。