大气污染控制工程复习资料：计算题及答案.doc

作业习题及答案1.1 根据我国的环境空气质量标准的二级标准，求出SO2、NO2、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/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。故三种污染物体积百分数分别为：SO2：，NO2：CO：。1.2 某市2004年3月10日测得空气质量如下：PM10156mg/m3N，NO2105mg/m3N，SO285mg/m3N，CO6mg/m3N（最大小时平均），试计算当天该市的空气污染指数API。解：由空气污染指数的计算公式得：PM10：NO2：SO2：CO浓度很小，可忽略。故当天该市的空气污染指数API应为103，主要污染物是PM10。2.1 已知重油元素分析结果如下：C：82.3% H：10.3% O：2.2% N：0.4% S：4.8%，试计算：燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量； 干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度（以体积分数计）； 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（mol） 需氧数（mol）C 823 68.58 68.58H 103 103 25.75S 48 1.5 1.5N元素忽略。1）理论需氧量 68.58+25.75+1.5=95.83mol/kg设干空气O2：N2体积比为1：3.78，则理论空气量95.834.78=458.0674mol/kg重油。即458.067422.4/1000=10.26m3N/kg重油。烟气组成为CO268.58mol，H2O25.752=51.50mol，SO21.5mol，N23.7895.83=362.2374mol。理论烟气量 68.58+51.50+1.5+362.2374=483.8174mol/kg重油。即483.817422.4/1000=10.8375m3N/kg重油。2）干烟气量为483.8174-51.50=432.3174mol/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1.110.26=11.286m3N/kg重油，产生烟气量为10.8375+0.110.26=11.8635 m3N/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），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）。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 1H 3.2 3.2 0.584S 1.7 0.053 0.010O 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+0.0100.013/2=1.1495理论空气量；SO2在湿烟气中的浓度为3.1 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，第二级除尘效率为，问该两级串联除尘系统的总除尘效率为多少？解：按串联除尘效率计算得3.2 已知某粉尘的粒径分布和分级除尘效率如下表所示，试确定总除尘效率。平均粒径/0.52.04.08.010.014.020.022.5质量频率/%0.47.625.028.016.214.37.41.1分级效率/%10.048.069.079.087.098.099.0100.0解：按总除尘效率公式可得：4.1 有一沉降室长5.0m，高3.0m，气速0.3m/s，空气温度300K，尘粒密度2500kg/m3，空气粘度1.8210-5Pas，求该沉降室能100%捕集的最小粒径。解：，符合层流区假设。4.2 已知烟气处理量Q=5000m3/h，烟气密度=1.2kg/m3，允许压力损失为900Pa ，5.8。若选用斯台尔曼型旋风除尘器，试求其主要尺寸。解：由式 得则由 得根据斯台尔曼型旋风除尘器的尺寸要求，有4.3 若用板式电除尘器处理含尘气体，集尘板极的间距为300mm，若处理气体量为6000m3/h时的除尘效率为95.4%，入口含尘浓度为9.0m3/d，试计算：出口含尘浓度；若处理的气体量增加到8600m3/h的除尘效率。解：由得，出口含尘浓度由于除尘器型号没变，因此有效驱进速度相同。可将A看做一个整体，则有4.4 除尘系统的处理烟气量为10000m3/h（标况下），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，除尘器压力损失不超过1200Pa，除尘效率99%，烟气性质近似于空气。已知粉尘比阻力系数Rp为9.50Nmin/(gm)，滤袋的尺寸（直径0.8m和长度2m）。试确定：（1）过滤速度；（2）粉尘负荷；（3）除尘器的压力损失（此处不考虑结构压损，若无此说明，请重新计算，结构压损可取300Pa）；（4）最大清灰周期；（5）滤袋面积；（6）滤袋条数。解： （1）过滤气速因采用逆气流反吹清灰，则可取VF=1.0m/min。（2）粉尘负荷因除尘效率为99%，则W=VFCt=1.00.996t=5.94t g/m2（3）除尘器压力损失可考虑为P=Pf+PPPf为清洁滤料损失，考虑为120Pa；PP=RpV2Ct=9.5125.94t=56.43tPa，Rp取9.50Nmin/(gm);故P=Pf+PP=120+56.43t（Pa）=120+56.43 t（Pa）（4）最大清灰周期因除尘器压降小于1200Pa，故350+56.43 t（Pa）1200，t=162m。实际烟囱高度可取为170m。烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的1.5倍，即uv=1.51.6871700.25=9.14m/s。，实际直径可取为4.0m。另在上题中若已知条件增加设计风速u=6m/s，则题目的解法不同：首先判断烟气流速大小，。则烟囱出口直径 ，取整数，则可取。根据霍兰德公式计算烟气抬升高度，有则烟囱实际高度Hs可如下计算，取整数得，Hs在185190m即可。 另有几道例题可参见课件。8