大气污染控制工程复习-计算题及答案.docx
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： n?, NO2： m3, CO： n?。按标准状态下1m?干空气计算，其摩尔数为也=44.643/w/o故三种污染物体积百分数分别为：22.4片蓝= °EQ6, N02：片蕊= 0.058 X 叱CO：4.00x10-328 x 44.643= 3.20x10-6。某市 2004 年 3 月 1（）日测得空气质量如下：PMiol56?g/m3N,N02105?g/m3N,S0285?g/m3N,CO6?g/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:PMio：(200-100) + 100 = 1030.156-0.150X0.350-0.150NO2：SO2：0.105-0.0800.120-0.080x(100-50)+ 50 = 81.250.085-0.0500.150-0.050x (100-50)+ 50 = 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PMiOo已知重油元素分析结果如下：C： % H： % O： % N： % S： %,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）C823H103103S48N元素忽略。1）理论需氧量+=kg设干空气02： N2体积比为1：,则理论空气量X二kg重油。即xlOOOkg重油。烟气组成为，x2=, x=o理论烟气量+=kg重油。即xlOOO=kg重油。2）干烟气量为重油。SO2百分比浓度为 X100% = 0.35%，432.3174空气燃烧时CO2存在最大浓度6858 x 100% = 15.86%。432.31743）过剩空气为10%时，所需空气量为x=U.286m3N/kg重油，产生烟气量为+x= m3N/kg重油。普通煤的元素分析如下：%;灰分; %; %;水分; %o （含N量不计），计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SCh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C1HSO灰分mol碳水分mol碳故煤的组成为，燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为8.26g/优o/C。燃烧方程式为5.475n=l+4+2=理论空气量11495x（1 + 3.78）18.26xlOOOx 22.4x 103m3 /kg = 6.74m3 /攵g；SO2在湿烟气中的浓度为O.O1O1 + 0.292 + 0.010 + 3.78x1.1495 +-xJOO% = 0.174%1.64418将两台除尘装;串联在一起净化烟气中的粉尘，其第一级除尘效率为7 =91.9%,第二级除尘效率为% =82%,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/ pm质量频率/%分级效率/%解：按总除尘效率公式可得：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xlO-5pa.s,求该沉降室能100%捕集的最小粒径。解：7 IlSH |18xl.82xl0-5x0.3x3 . n 1A_5/1cinnd- = = J=4.9x10 m = 49< 100/.on , 付合层流区假m，n prL V 2.5x103x9.8x5设。已知烟气处理量Q=5000m3/h,烟气密度p=L2kg/m3,允许压力损失为900Pa ,，=。若选用斯台尔曼型旋风除尘器，试求其主要尺寸。根据斯台尔曼型旋风除尘器的尺寸要求，有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,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e若得,出口含尘浓度 P2 = Pi(1 -7)= 9.0x(1 -0.954) = 0.414m3 /d由于除尘器型号没变，因此有效驱进速度相同。可将A3看做一个整体，则有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 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VF=min。(2)粉尘负荷因除尘效率为99%,则W=VFACt= X X6t= g/m2(3)除尘器压力损失可考虑为4P=4P廿APpPf为清洁滤料损失，考虑为120Pa；PP=RpV2ACt=X 12X=, Rp 取 min/(g m);故P=4Pf+4Pp=120+ (Pa) =120+t (Pa)(4)最大清灰周期因除尘器压降小于1200Pa,故350+t (Pa) <1200, «,即最大清灰周期为15min。(5)滤袋面积：A=Q/60VF= 10000X393/ (60X X273) =240m2(6)滤袋条数：取滤液袋d=, l=2m,则a二冗dl二n=A/a二取48条布袋。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,含灰为。试计算：1）如果按化学剂量比反应，脱除每kgSO2需要多少kg的CaCO.3；2）脱硫污泥中含有60%的水分和40%,如果灰渣与脱硫污泥一起排放，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.3为x,641001721kgxy则有里二些，解得不=此”£ = 1.563必，故脱除每kgSCh需要的CaCCh。IZg x642） 1吨燃煤含有灰分1/x 7.7% = 0.0777。1吨燃煤含Sirx3.6% = 0.036/,转化成SO2有空冬出吻x64 = 0.0648i。进而计算32生成的CaSO4-2H2O量。设生成的CaSCU2H2O量为y,则有一-=辿，解得y =172x0.064二。47中，0.06481 y64含S污泥量为017%0% = 0.435/ o最后计算得到每吨燃煤排放的总污泥量为0.077/ + 0.435/ = 0.512。平原地区某污染源SCh排放量为60g/s,烟气流量为260m3/s,烟气温度为423K,大气温度为293K。这一地区的SCh背景浓度为n?,设/bv=0.5, w10 = 3m/5 , m=，试按“大气环境质量标准”的二级标准来设计烟囱高度和出口直径。（计算结果皆取整数）解：_ 7 H设烟囱实际高度为Hs,由风速计算公式得二小。（亍）"=3（常产5 = 1.687 ”了5,按国标法计算烟气抬升高度，按城市及近郊区条件,取no=, ni=l/3, 112=2/3,得1.303x28250,/3xHv2 3A1.687H'/43= 23.48Hf/,2o“大气环境质量标准”的二级标准限值为n?（年均），代入2x60x103x0.53.142x2.718xl.687(W + AH)0 25 (0.06 - 0.04) x 10-6-AH解得" +"=乩 +23.48竺2 > 357 Am于是Hs>=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倍，即Uv>=XX=So。4，吃=、叵朝 =4.12,实际直径可取为4.0m。v v 7ix9A4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，匕>2.5 = 3 = 3x6m/s = 18/?z/5。则烟囱出口直径d<4x26°/" /、=4.288帆/s,取整数，则可取4 = 4/%©x 18m/s根据霍兰德公式计算烟气抬升高度AW,有AHXu18m/sx4m6m/ scr 423K 293K ),1.5 + 2.7 xx4m/s = 51.SmI423K则烟囱实际高度Hs可如下计算,Hs>_ 20" A"二7reup - pB) qy2 x 60 x 10 %g / s x 0.53.1416x 2.718 x/ s x(0.06mg / m- 0.042g / m") 取 整 57.8 = 1842%数得，Hs在185190m即可。另有几道例题可参见课件。
