大气污染控制工程复习资料：计算题及问题详解.docx

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SO、NO、CO三种污染2 2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1 x 103=44.643mol22.4故三种污染物体积百分数分别为:0.15 x 10 -30.12 x 10 -3 c CLC 4 CSO :=0.052 x 10-6， NO :—0.058 x 10-6264 x 44.643246 x 44.6434.00 x 10 -3CO:=3.20 x 10-628 x 44.6431.2某市2004年3月10日测得空气质量如下：PM 156pg/m3，NO1O5pg/m3，10 N 2 NSO85pg/m3，CO6pg/m3 （最大小时平均），试计算当天该市的空气污染指数API2 N N解：/MT ■由空气污染指数的计算公式得:PM :1001汩°需血0 -100)+100 二 1°3NO :20.105 - 0.080x0.120 - 0.080(100 - 50)+ 50 二 81.25SO :20.085 - 0.0500.150 - 0.050x(100 - 50)+ 50 二 67.5CO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PM102.1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：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SO的浓度和CO的最大浓度（以体积分数计）；2 2③ 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）C82368.5868.58H10310325.75S481.51.5N元素忽略1） 理论需氧量 68.58+25.75+1.5=95.83mol/kg设干空气0 : N体积比为1 : 3.78,则理论空气量95.83 X4.78=458.0674mol/kg2 2重油即 458.0674 X 22.4/1000=10.26m3 /kg 重油N烟气组成为 CO 68.58mol , H 025.75 X 2=51.50mol , SO 1.5mol , N 3.78 X2 2 2 295.83=362.2374mol理论烟气量 68.58+51.50+1.5+362.2374=483.8174mol/kg 重油。

即 483.8174X22.4/1000=10.8375m3 /kg 重油N2） 干烟气量为 483.8174-51.50=432.3174mol/kg 重油1 5SO百分比浓度为 x 100%二0.35% ,2 432.317468 58空气燃烧时CO存在最大浓度 x 100%二15.86%2 432.31743） 过剩空气为10%时，所需空气量为1.1 X 10.26=11.286m3 /kg重油，N产生烟气量为 10.8375+0.1 X 10.26=11.8635 m3 /kg 重油N2.2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SO在烟气中的浓度2（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C65.75.4751H3.23.20.584S1.7 0.0530.010O2.3 0.0720.013灰分18.13.306g/mol 碳水分9.01.644g/mol 碳故煤的组成为CH S O ，0.584 0.010 0.013,燃料的摩尔质量(包括灰分和水分)为丄也 二18.26g /molC。

燃烧方程式为5.475CH S O + n(O + 3.78N ) T CO + 0.292HO + 0.010SO + 3.78nN0.584 0.010 0.013 2 2 2 2 2 2n=1+0.584/4+0.010 —0.013/2=1.14951 1495 x (1 + 3 78)理论空气量 丄一 x 1000x22.4x 10-3m3 /kg 二 6.74m3 /kg ;18.26SO在湿烟气中的浓度为 0.010 x 100% = 0.174%2 1 6441 + 0.292 + 0.010 + 3.78 x 1.1495 + -—183.1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耳二91.9%，第二级除尘效率为耳二82%，问该两级串联除尘系统的总除尘效率 1 2为多少？解：按串联除尘效率计算得耳 二 1 - (1 -n )(1 -n )二 1 - (1 - 91.9%)(1 - 82%)二 98.54%T 1 23.2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/卩m0.52.04.08.010.014.020.022.5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:耳 二 Y 耳 AD =0.4% x 10.0% + 7.6% x 48.0% + 25.0% x 69.0% + 28.0% x 79.0% +16.2% xT i i87.0% +14.3% x 98.0% + 7.4% x 99.0% +1.1% x 100.0% = 79.59%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/rw,空气粘度1.82X 10-5Pa・s,求该沉降室能100%捕集的最小粒径。

解:dmin.'18^v H0 - :P gLp：18 x 1.82 x 10-5 x 0.3 x 3V 2.5 x 103 x 9.8 x 5__=4.9 x 10-5 m = 49 pm < 100 pm符合层流区假设4.2已知烟气处理量 Q=5000m3/h，烟气密度p =1.2kg/m3，允许压力损失为900Pa ,Z=5.8若选用斯台尔曼型旋风除尘器，试求其主要尺寸[2 x 900v —1 5.8x1.2=16.1m / s则］由 A = bh =—得 A = = 0.0863m2丿则由 v得 3600 x16.11根据斯台尔曼型旋风除尘器的尺寸要求，有h = 2.5b，则A = 2.5b2 = 0.0863,故b = 0.186m, h = 0.465m, D = 5b = 0.93m4.3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：① 出口含尘浓度；② 若处理的气体量增加到8600m3/h的除尘效率解：① 由1-牛得，出口含尘浓度 P =p(1—q) = 9.0x(1 -0.954) = 0.414m3/d② 由于除尘器型号没变，因此有效驱进速度相同。

可将As看做一个整体，则有A—ln(1 -n)=-黑叫 0.954) =耳=1 - exp(— 360^ ①)=1 - exp(— 3600 X 5.13) = 0.8838600 86004.4除尘系统的处理烟气量为10000rw/h (标况下)，初始含尘浓度为6g/rw,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9.50N・min/(g・m),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V=1.0m/minF(2) 粉尘负荷因除尘效率为 99%，则 W二V △Ct=1.0X0.99X6t=5.94t g/m2F(3) 除尘器压力损失可考虑P=^P+^Pf P△P为清洁滤料损失，考虑为120Pa；f△P 二RpV2^Ct二9.5X12X5.94t二56.43tPa, Rp 取 9.50N ・ min/(g ・ m);P故AP二AP+AP 二120+56.43t (Pa)二120+56.43 t (Pa)f P(4) 最大清灰周期因除尘器压降小于1200Pa，故350+56.43 t (Pa) <1200，t<15.1min,即最大清 灰周期为15m in。

5) 滤袋面积:A二Q/60V =10000X393/ (60X1.0X273) =240m2F(6) 滤袋条数：取滤液袋 d=0.8m, l=2m,则 a=ndl=5.03m2n=A/a=47.7 取 48 条布袋5.1某电厂采用石灰石湿法进行烟气脱硫，脱硫效率为90%电厂燃煤含硫为3.6%，含灰为7.7%试计算：1） 如果按化学剂量比反应，脱除每kgSO需要多少kg的CaCO ；2 32） 脱硫污泥中含有60%的水分和40%CaSO.2HO,如果灰渣与脱硫污泥一起排放,4 2每吨燃煤会排放多少污泥？解：1）写出石灰石湿法烟气脱硫的化学反应方程式，并按照计量比进行计算 设反应所需CaCO为x,31SO + CaCO + 2 HO + — O T CaSO - 2 HO + CO T2 3222 4 2 264 100 1721kg x y则有邑=100，解得x二1°°x】kg二i.563kg，故脱除每kgSO需要1.563kg1kg x 64 2的 CaCO 32) 1吨燃煤含有灰分itx7.7% = 0.077t1 吨燃煤含 S it x3.6% = 0.036t，转化成 SO 有 0.036t x 90% 决 64 二 0.0648t。

进 2 32而计算生成的CaSO・2HO量4 2设生成的CaSO・2HO量为y,则有一64 = 172，解得4 2 0.0648t y172 x 0.0648t64二 0.174t,含 S 污泥量为 °-174t 40% = 0.435t最后计算得到每吨燃。