大气污染控制工程课后作业习题解答
第一章 概 论
1.1 解：
按1mol干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故nN2=0.781mol,nO2=0.209mol,nAr=0.00934mol,nCO2=0.00033mol。质量百分数为
,；
,
。
1.2 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SO2：,NO2：
CO：。
1.3 解： 1）
（g/m3N）
c（mol/m3N）
。
2）每天流经管道的CCl4质量为1.031×10×3600×24×10－
3kg=891kg
1.4 解：
每小时沉积量200×（500×15×60×10－
6）×0.12=10.8
1.5 解：
由《大气污染控制工程》P14 （1－1）,取M=210
,
COHb饱和度
1.6 解： 含氧总量为。不同CO百分含量对应CO的量为： 2%：
,7%：
1）最初CO水平为0%时 ； 2）最初CO水平为2%时
。
1.7 解：
由《大气污染控制工程》P18 （1－2）,最大能见度为
。
第二章 燃烧与大气污染
2.1 解： 1kg燃油含：
重量（g） 摩尔数（g） 需氧数（g）
C 855 71.25 71.25 H 113－2.5 55.25 27.625 S 10 0.3125 0.3125 H2O 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O2：N2体积比为1：3.78,则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。
。故三种污染物体积百分数分别为：
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。 SO2百分比浓度为
,
空气燃烧时CO2存在最大浓度
。
3）过剩空气为10%时,所需空气量为1.1×10.62=11.68m3N/kg重油, 产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg重油。
2.2 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+0.010－0.013/2=1.1495 1）理论空气量
；
SO2在湿烟气中的浓度为
2）产生灰分的量为
烟气量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10－
3=6.826m3/kg 灰分浓度为
mg/m3=2.12×104mg/m3
3）需石灰石/t煤
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,H2O 15.5625+2.94=18.50mol N2
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,SO2浓度为
。
2.4解：
取1mol煤气计算
H2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO2 0.05mol 0
CO 0.285mol 0.143mol H2 （0.13-0.004）mol 0.063mol CH4 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×1.066mol=1.279mol。
空气含湿量为12g/m3N,即含H2O0.67mol/ m3N,14.94L/ m3N。故H2O体积分数为1.493%。故实际空气量为
。
烟气量SO2：0.002mol,CO2：0.285+0.007+0.05=0.342mol,N2：0.223×3.78+0.524=1.367mol,H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol 故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol
2.5 解：
1）N2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99% 由《大气污染控制工程》P46 （2－11） 空气过剩
2）在测定状态下,气体的摩尔体积为
,则实际干空气 1.2
；
取1m3烟气进行计算,则SO2120×106m3,排放浓度为
。
3）4）
。
。
－
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73.86×4.78×1.2=423.66mol, 含水423.66×0.0116=4.91mol。
烟气中：CO2 63.17mol；SO2 0.5mol；H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol；
N2：73.86×3.78=279.19mol；过剩干空气0.2×73.86×4.78=70.61mol。
实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol 其中CO2
H2O O2
；SO2 ； N2
。
；
。
2.7解：
SO2含量为0.11%,估计约1/60的SO2转化为SO3,则SO3含量
,即PH2SO4=1.83×105,lg PH2SO4=-4.737。
查图2－7得煤烟气酸露点约为134摄氏度。
2.8解：
以1kg油燃烧计算,
C 860g 71.67mol；
H 140g 70mol,耗氧35mol。
设生成CO x mol,耗氧0.5x mol,则生成CO2 （71.67－x）mol,耗氧（71.67－x）mol。 烟气中O2量总氧量
。
,干空气中N2：O2体积比为3.78：1,则含N2 3.78×（106.67+24.5x）。根据干烟气量可列出如下方程： ,解得x=0.306
故CO2%：
；
－
N2%：
由《大气污染控制工程》P46 （2－11） 空气过剩系数
第三章 大气污染气象学
3.1解：
由气体静力学方程式,大气中气压随高度的变化可用下式描述：
（1）
将空气视为理想气体,即有
可写为
（2）
将（2）式带入（1）,并整理,得到以下方程：
假定在一定范围内温度T的变化很小,可以忽略。对上式进行积分得：
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