【正文】 第三章 大氣污染氣象學(xué) 一登山運(yùn)動(dòng)員在山腳處測(cè)得氣壓為1000 hPa，登山到達(dá)某高度后又測(cè)得氣壓為500 hPa，試問登山運(yùn)動(dòng)員從山腳向上爬了多少米？解：由氣體靜力學(xué)方程式，大氣中氣壓隨高度的變化可用下式描述： （1）將空氣視為理想氣體，即有 可寫為 （2）將（2）式帶入（1），并整理，得到以下方程：假定在一定范圍內(nèi)溫度T的變化很小，可以忽略。 某市郊區(qū)地面10m高處的風(fēng)速為2m/s，估算50m、100m、200m、300m、400m高度處在穩(wěn)定度為B、D、F時(shí)的風(fēng)速，并以高度為縱坐標(biāo)，風(fēng)速為橫坐標(biāo)作出風(fēng)速廓線圖。測(cè)定位置2345678910氣溫/。C氣壓/hPa10121000988969909878850725700高度差/m89991011635362902711299281高度/m119218 319 482 1018 1307 1578 2877 3158 2）圖略3），不穩(wěn)定；，逆溫；，逆溫；，逆溫；，穩(wěn)定；，穩(wěn)定；，穩(wěn)定；，穩(wěn)定。C高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度/。試推導(dǎo)吹南風(fēng)時(shí)高架連續(xù)點(diǎn)源的擴(kuò)散模式。布里格斯公式 且x=10Hs。解：陰天穩(wěn)定度等級(jí)為D級(jí)，利用《大氣污染控制工程》P95表4－4查得x=500m時(shí)。代入上式。中緯度地區(qū)晴朗秋天下午4：00，太陽高度角30～35。平均有效源高為15m。當(dāng)x=2km時(shí)，xDx2xD，按x= xD和x=2xD時(shí)濃度值內(nèi)插計(jì)算。 某污染源SO2排放量為80g/s，煙氣流量為265m3/s，煙氣溫度為418K，大氣溫度為293K。 試證明高架連續(xù)點(diǎn)源在出現(xiàn)地面最大濃度的距離上。污染源 質(zhì)量中位直徑 集合標(biāo)準(zhǔn)差平爐 飛灰 水泥窯 化鐵爐 解：繪圖略。除塵器出口的氣體流量為12000 m3N/h，含塵濃度為340mg/ m3N。粉塵間隔/~~~1~22~33~4質(zhì)量頻率 /%進(jìn)口g1出口g2粉塵間隔/4~55~66~88~1010~1220~30質(zhì)量頻率 /%進(jìn)口g1出口g2解：按《大氣污染控制工程》P144（5－52）（P=）計(jì)算，如下表所示：粉塵間隔/~~~1~22~33~4質(zhì)量頻率 /%進(jìn)口g1出口g2 93959092粉塵間隔/4~55~66~88~1010~1220~30其他質(zhì)量頻率 /%進(jìn)口g1出口g20 9898100據(jù)此可作出分級(jí)效率曲線。則。試確定完全分離時(shí)所允許的最大石英粒徑與最小角閃石粒徑的最大比值。 欲使空氣泡通過濃鹽酸溶液（，粘度110－），以達(dá)到干燥的目的。 試確定某水泥粉塵排放源下風(fēng)向無水泥沉降的最大距離。dp=500，粉塵顆粒處于牛頓區(qū)：。按《大氣污染控制工程》P162（6－4）即為能被100%捕集的最小霧滴直徑。L=50cm，W=20cm，h=，n=19層。粒徑范圍/捕集粉塵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%逸出粉塵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%0~55~1010~1515~2020~2525~3030~3535~4040~45451）作出分級(jí)效率曲線；2）確定分割粒徑。解：根據(jù)《Air Pollution Control Engineering》P258公式 。 在氣體壓力下為1atm，溫度為293K下運(yùn)行的管式電除塵器。2），查圖6－27得Fv=故。假定：1）煙氣性質(zhì)近似于空氣；2）。根據(jù)，=1－exp（－wi）解得wi=。其中M是碰撞數(shù)的平方根，R=dp/dD，對(duì)于密度為2g/cm3的粉塵，相對(duì)于液滴運(yùn)動(dòng)的初速度為30m/s，流體溫度為297K，試計(jì)算粒徑為1）10；2）50的粉塵在直徑為50、100、500的液滴上的捕集效率。求文丘里管洗滌器的壓力損失和穿透率。則，（取D2=600mm）。而液滴本身。 某袋式除塵器在恒定的氣流速度下運(yùn)行30min。利用所給數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬和，即，Kp=10－12m2。6）取濾袋d=，l=2m。第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ) 某混合氣體中含有2%（體積）CO2，其余為空氣。100g與氣體平衡的水中約含4410010－5/18=。已知：kAla=108h－1，kAga=216mol/，DAl=10－6m2/h，DBl=10－6m2/h。Y1=，；。解：GB=10=，Y1=，Y2=。解： 。 ，欲在298K和2atm條件下采用硅膠吸附凈化。當(dāng)Y=Yb=，X==。解：反應(yīng)管轉(zhuǎn)化率為xA時(shí)，反應(yīng)速度為RA=－（1－xA）mol/（）。()。因此消耗CaCO3 。2）設(shè)總體積為100。C，計(jì)算霧滴的水分蒸發(fā)率？假定霧滴可近似視為水滴。溶液中的總體反應(yīng)為：Na2SO3+H2O+SO2+CO2－Na++H++OH－+HSO3－+SO32－+HCO3－+CO32－在333K時(shí)，CO2溶解和離解反應(yīng)的平衡常數(shù)為：，溶液中鈉全部以Na+形式存在，即[Na]=[Na+]；溶液中含硫組分包括，[S]=[]+[HSO3－]+[SO32－]。解：工況條件：，Ca/S=，并假設(shè)SO2吸收率為90%。 大型燃煤工業(yè)鍋爐的NOx排放系數(shù)可取為8kg/t，試計(jì)算排煙中NOx的濃度。，H2O26mol。 假定煤的元素組成以重量百分比計(jì)為：，其余的為灰分。1）N2轉(zhuǎn)化率20%，則NO濃度為（體積分?jǐn)?shù)）2）N2轉(zhuǎn)化率50%，則NO濃度為（體積分?jǐn)?shù)） 基于第二節(jié)給出的動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)于t=、估算[NO]/[NO]e的比值，假定M=70，C=。解： （R=）。1kg煤中，含C759g，H37g，N9g，S9g，O47g。 燃油鍋爐的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)為23010－6（體積分?jǐn)?shù)），假定油的化學(xué)組成C10H20Nx，當(dāng)空氣過剩50%時(shí)發(fā)生完全燃燒。故每天消耗氨的量為（2889+279）17/103=。試導(dǎo)出一個(gè)通用的轉(zhuǎn)化公式，需引進(jìn)的變量應(yīng)盡可能少。燃燒方程為，故取1mol燃料進(jìn)行計(jì)算，則產(chǎn)生CO2xmol，H2Oy/2mol，SO2tmol，N2m/2mol。已知混合液中苯和甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)分別為30%和70%。已知甲苯濃度為10000mg/m3，氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量為20000m3/h，處理后甲苯濃度為150mg/m3，試選擇合適的吸收劑，計(jì)算吸收劑的用量、吸收塔的高度和塔徑。；代入中解得。解：廢氣中苯的含量y1=2000010－3=60m3/h，由氣體方程得。問燃燒100mol丙烷需要多少摩爾空氣？解：實(shí)際需O2 5100=625mol，空氣量625/=2976mol。已知：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比為7，在理論空燃比下工作，轉(zhuǎn)速為2000r/min，燃燒過程為上止點(diǎn)前后各15。解：1）減少廢氣中HC含量123456789。解：燃燒前取溫度為293K，由開始燃燒時(shí)，按《Air Pollution Control Engineering》P486 ：通常取85%的升高溫度，則T3=T2+2016=2352K燃燒完成 同樣取85%，則T4=T2+2559=2813K。解：汽車行駛100km耗時(shí)若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min，則1min內(nèi)噴油1000次。廢氣排放條件為388K、1atm、廢氣量20000m3/h，要求丁酮回收率大于80%，甲苯和丁酮出口體積分?jǐn)?shù)分別小于3105和1104，出口氣體中的相對(duì)濕度為80%，出口溫度低于40。傳質(zhì)單元數(shù)H/P=，HG/PL=，1－HG/PL=。C時(shí)苯的蒸汽壓P1=；甲苯的蒸汽壓P2=。因此煙氣總體積為(x+y/2+t+m/2)+ （x+t+y/4z/2）+（－1）（x+t+y/4z/2）mol。解：甲烷燃燒方程式為：取1mol甲烷進(jìn)行計(jì)算，則理論耗氧量為2mol，生成CO21mol，H2O2mol。反應(yīng)方程式為： 解得x=2295kmol，y=222kmol生成N2，H2O因此殘留氨量為（2489+3776）510－6=，可忽略?？諝膺^剩50%，=。需O22333－47=2286g。假定平衡時(shí)的溫度為1）2000K；2）2200K；3）2400K。解：按《大氣污染控制工程》P361（9－13） 將M=70，C=當(dāng)t= ，解得Y=；當(dāng)t= ，解得Y=；當(dāng)t= ，解得Y=。如果不考慮熱力型NOx的生成，若燃料中氮1）20%，2）50%，轉(zhuǎn)化為NO，試求煙氣中NO的濃度。故NOx濃度為（體積分?jǐn)?shù)）。解：取1kg煤計(jì)算，排放NOx約8g，在常規(guī)燃燒溫度下，近似認(rèn)為NO2濃度很小，NOx均以NO存在。取溫度T=373K，則Khs=，Ks1=，Ks2=10－8。解：在373K時(shí)，Khs=，Ks1=10－3，Ks2＝10－8。顯然霧滴處于牛頓區(qū)，因氣體流速為3m/s。因此，由此解得x=10－3；故轉(zhuǎn)化率為 （180。 一冶煉廠尾氣采用二級(jí)催化轉(zhuǎn)化制酸工藝回收SO2。第八章 硫氧化物的污染控制 某新建電廠的設(shè)計(jì)用煤為：硫含量3%，熱值26535kJ/kg。數(shù)據(jù)代入并整理得，對(duì)等式兩邊積分，即，解得Q=。，由此可求得近似值；同時(shí)， 由此求得f的近似值，列表如下：YY*Yb=00000Ye=NOG=，f=；2atm，298K時(shí)，=，因此，故HOG=；因此吸附區(qū)高度為H2===。尾氣通過床層的速度為1m/s（基于床的整個(gè)橫截面積），試決定所需要的床高。單位吸附劑吸附的CO2體積（cm3/g）氣相中CO2的分壓（atm）3015126738149351046解：XT cm3/gP atmlgXTlgPP/V30105126738149351046依據(jù)公式，對(duì)lgXT~lgP進(jìn)行直線擬合：，即K=30，n=；依據(jù)公式，對(duì)P ~P/V進(jìn)行直線擬合：，即Vm=200，B=。故，Ls==。解：20》C時(shí)H2S E=105kPa，分壓20atm%=。C時(shí)O2溶解于水的亨利系數(shù)為40100atm，試計(jì)算平衡時(shí)水中氧的含量。C，總壓強(qiáng)為500kPa。 據(jù)報(bào)道美國原子能委員會(huì)曾運(yùn)用2m深的沙濾床捕集細(xì)粒子，卡爾弗特建議用下式估算細(xì)粒子的穿透率。試確定：1）過濾速度；2）粉塵負(fù)荷；3）除塵器壓力損失；4）最大清灰周期；5）濾袋面積；6）濾袋的尺寸（直徑和長度）和濾袋條數(shù)。解：設(shè)恒定速度v1，則， 。 ，雨滴的平均直徑為2mm，若凈化空氣中90％的懸浮顆粒物，這場(chǎng)雨至少要持續(xù)多長時(shí)間？解：由《Air Pollution Control Engineering》公式 。1）每個(gè)雨滴下降過程中可以捕集多少顆粒？2）由于捕集這些顆粒，雨滴的質(zhì)量增加了百分之幾？解：由《Air Pollution Control Engineeri