大气污染控制工程课后计算题答案Word下载.docx
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0.12mg/m3=0.12×
22.4/46=0.0584ppm=5.84×
4.0mg/m3=4.0×
22.4/28=3.20ppm=3.2×
10-6
1.8在某市中心区的道路两侧监测点测定的大气污染物浓度分别为:
CO5.2×
10-6(1小时值的日平均值)
NO20.03×
SO22.3×
TSP0.15mg/m3(1小时值的日平均值)
PM100.035mg/m3(1小时值的日平均值)
O30.03×
试问哪些大气污染物超过我国颁布的《环境空气质量标准》(GB3095-96)中规定的二级标准。
指标
1小时平均值
换算mg/m3
标准mg/m3
是否达标
CO
5.2×
6.5
10.0
达标
NO2
0.03×
0.062
0.24
SO2
2.3×
6.57
0.50
未达标
TSP
0.15mg/m3
0.15
0.3*3=0.9
PM10
0.035mg/m3
0.035
0.15*3=0.45
O3
0.064
0.20
第二章燃烧与大气污染习题P48
2.1已知重油元素质量分数分析结果为:
C:
82.3%,H:
10.3%,O:
2.2%,N:
0.4%,S:
4.8%,试计算:
①燃烧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(以体积分数计);
③当空气的过剩量为10%时,所需的空气量及产生的烟气量。
①理论空气量可由式(2-2)得到:
Va0=8.881ωc,y+3.329ωs,y+26.457ωH,y-3.333ωo,y
=(8.881×
82.3%+3.329×
4.8%+26.457×
10.3%-3.333×
2.2%)m3N/(kg燃料)
=10.121m3N/(kg燃料)
理论烟气量可由式(2-7)得到:
Vf0=1.866ωc,y+11.111ωH,y+0.699ωs,y+0.79Va0+0.799ωN,y
=(1.866×
0.823+11.111×
0.103+0.699×
0.048+0.79×
10.121+0.799×
0.004)m3N/(kg燃料)
=10.713m3N/(kg燃料)
Vdf0=10.713-11.111×
0.103=9.569m3N/(kg燃料)
②干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度:
φSO2=(0.699×
0.048/9.569)×
100%=0.36%
重油中碳与理论空气中的氧完全燃烧时,则烟气中的CO2浓度最大,因此:
φCO2,max=(1.866×
0.823/9.569)×
100%=16.1%
③10%过剩空气下燃烧:
α=1.1
Va=1.1×
10.121m3N/(kg燃料)=11.133m3N/(kg燃料)
Vf=(10.713+1.0161×
0.1×
10.121)=11.741m3N/(kg燃料)
2.2普通煤的各成分质量分数分析为:
65.7%,灰分:
18.1%,S:
1.7%,H:
3.2%,水分:
9.0%,O:
2.3%,含N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)。
①理论空气量由式(2-2)得到:
Va0=8.881ωc,y+3.329ωs,y+26.457ωH,y-3.333ωo,y
0.657+3.329×
0.017+26.457×
0.032-3.333×
0.023)m3N/(kg燃料)
=6.662m3N/(kg燃料)
②SO2在烟气中的浓度:
(忽略空气中的湿含量)(含N量不计)
理论湿烟气量为:
Vf0=1.866ωc,y+11.111ωH,y+1.24(Va0ρa+ωH,y)+0.699ωs,y+0.79Va0+0.799ωN,y=1.866×
0.657+11.111×
0.032+1.24×
0.09+0.699×
0.017+0.79×
6.662
=6.696m3N/(kg燃料)
mSO2=1×
1.7%×
2=0.034kg
V烟气=6.696m3N/(kg燃料)×
1kg=6.696m3
SO2在烟气中的浓度(以体积分数计)=0.699×
0.0174/6.696=0.00182=0.182%
SO2在烟气中的浓度(不以体积分数计)C=mSO2/V烟气=0.034/6.696=0.00508kg/m3=5080mg/m3
第三章大气污染控制的基础知识习题P78
3.3某烟气脱硫系统的烟气处理量为100000m3N/h,烟气中含SO2为4500mg/m3N。
新鲜石灰中CaO含量为96%,系统在钙硫比为1.2的情况下,欲使尾气中SO2下降到650mg/m3N,试计算石灰的消耗量。
在系统中,SO2与CaO发生化学反应:
SO2+CaO+1/2O2=CaSO4
6456
1.2xG石灰·
0.96
设需要石灰为G石灰(kg/h),对SO2作物料衡算:
(1)进入系统的SO2流率:
4500mg/m3N×
10-3×
100000m3N/h=450kg/h
(2)流出系统的SO2流率:
650mg/m3N×
100000m3N/h=65kg/h
(3)系统中无SO2生成
(4)系统中SO2的消耗等于SO2与CaO的反应量。
按钙硫比为1.2计算,SO2的消耗量为:
64×
0.96×
G石灰(1.2×
56)kg/h
(5)稳态过程,GA=0,则按式(3-8)可得:
[450-64×
56)]kg/h=65kg/h
G石灰=421.1kg/h
3.9将两台除尘装置串联在一起净化烟气中的粉尘,其第一级除尘效率为η=91.9%,第二级除尘效率为η=82%,问改两级串联除尘系统的总除尘效率为多少?
根据(3-63)可得:
ηT=[1-(1-η1)(1-η2)]=[1-(1-91.9%)(1-82%)]=98.542%
第四章颗粒物污染物的去除习题P128
4.15除尘器系统的处理烟气量为10000m3/h,初始含尘浓度为6g/m3,拟采用逆气流反吹清灰袋式除尘器,选用涤纶绒布滤料,要求进入除尘器的气体温度不超过393k,除尘器的压力损失不超过1200pa,烟气性质近似于空气。
试确定:
①过滤速度;
②粉尘负荷;
③除尘器的压力损失;
④最大清灰周期;
⑤滤袋面积;
⑥滤袋尺寸(长度和直径)和滤袋条数。
本题为简单的设计题,部分参数需要自己选定:
由p122中,取①过滤速度为2m/min,由p119中,取②粉尘负荷为0.2kg/m2,粉尘层比电阻α=5×
1010m/kg,清洁滤料的阻力系数为0.5×
107m-1,气体粘度查书本后面表格得:
393k时的空气粘度2.33·
10-6kg·
s/m2。
③除尘器的压力损失
△P=△Pc+△Pf=1200+(0.5×
107+5×
1010×
0.2)×
2.33·
10-6×
2/60=1200+782=1982pa
④最大清灰周期按实际情况确定。
⑤滤袋面积A=Q/u=10000m3/h/2m/min=83.3m2
滤袋长度取4m,直径取200mm,则每个滤袋的面积为:
A=πdl=π×
4×
0.2=2.512m2
滤袋条数n=83.3/2.512=33.16最后取n等于34个。
第五章吸收法净化气态污染物习题P162
5.1试求303k,氢气的分压为2×
104Pa时氢气在水中的溶解度。
yizhi氢气在水中的亨利系数EH2=7.39×
107Pa。
xA=PA/EA=2×
104/7.39×
107=2.71×
10-4(摩尔分率)
溶解度是指一定温度下,100克溶剂中达到饱和时所能溶解的溶质的克数。
假设100克水中,则水的摩尔数为5.556mol,那么溶质氢气的摩尔数为0.0015mol,
氢气的溶解度为:
0.0015mol×
2g/mol=0.003g
5.7已知某低浓度气体溶质被吸收时,平衡关系服从亨利定律,气膜吸收系数kG=2.74×
10-7kmol/(m2·
s·
kPa),液膜吸收系数kL=6.94×
10-5m/s,亨利系数H=1.5kmol/(m3·
kPa)。
试求吸收总系数KG,并分析该吸收过程的控制因素。
1/KG=1/kG+1/(kL·
H)=3.66×
106
KG=2.73×
kPa)
气相传质阻力:
1/kG=3.6×
液相传质阻力:
1/(kL·
H)=9.6×
103
液相传质阻力远远大于气相传质阻力,该吸收过程为气膜控制步骤。
第六章吸附法净化气态污染物习题P196
6.6在直径为D=1.4m的立式吸附器中,装有密度为ρ=220kg/m3的活性炭,炭层厚度z=1.0m,含苯废气以1.4m/min的速率通过活性炭层,废气含苯的初始浓度ρ0=39g/m3,设苯蒸气被活性炭完全吸附,活性炭对苯的平均活性为7%,解吸后苯在活性炭中的残余吸附量为0.8%,求:
①每次间歇操作的时间;
②每次吸附所能处理的废气量。
①m=ρV=220kg/m3×
π(1.4m/2)2×
1.0m=338.492kg
ω2=7%ω1=0.8%ν=14m/min/60=0.233m/s
A=π(1.4m/2)=1.5386m2ρ1=39g/m3ρ2=0
所以τB=m(ω2-ω1)/[νA(ρ1-ρ2)]=338.492×
(7%-0.8%)×
1000/(0.233×
1.5386×
39)
=1501s=25min
②吸附苯的质量:
G=m(ω2-ω1)=338.492kg×
(7%-0.8%)=21kg
废气总量:
V=25min×
14m/min×
π(1.4m/2)2=538.51m3
6.8某活性炭床被用来净化含CCl4的废气,其操作条件是:
废气流量为20m3/min,温度为25℃,压力为101.33kPa,CCl4的初始含量为900×
10-6(体积分数),床深0.6m,空塔气速为0.3m/s。
假定活性炭的装填密度为400kg/m3,操作条件下的吸附容量为饱和吸附容量的40%,实验测得其饱和容量为0.523kg(CCl4)/kg(活性炭)。
求:
①当吸附床
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