【正文】 解：2）進(jìn)氣歧管（《大氣污染控制工程》P442） 減少發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室表面積可以：1）減少?gòu)U氣中HC含量；2）增加廢氣中HC含量；3）減少?gòu)U氣中NOx的含量；4）以上都不是。 試解釋污染物形成與空燃比關(guān)系圖（圖11－5）中NOx為何成圓拱狀？解：NOx在高溫時(shí)易生成，而理論空燃比附近燃燒充分，溫度較高，因此NOx產(chǎn)生量最大。 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程如圖11－29所示，請(qǐng)計(jì)算汽缸內(nèi)燃燒前，燃燒剛開(kāi)始時(shí)，以及燃燒全部完成后的氣體溫度。故每次噴入氣缸油量單缸噴入。 丙烷充分燃燒時(shí)，要供入的空氣量為理論量的125%，反應(yīng)式為：。C，冷凝介質(zhì)為工業(yè)用水，入口溫度為25。試計(jì)算活性炭的用量。代入上式解得N=。由CRC Handbook of Chemistry查得100 oF下，C16H34 ?！禔ir Pollution Control Engineering》P366 ，但本題出口甲苯濃度過(guò)低，10－6atm，小于C14H30 100oF時(shí)分壓4710－6ppm，因此不能選擇C14H30，而應(yīng)該選擇蒸汽壓更低的吸收劑，此處選擇C16H34，在100 oF下蒸汽壓約 1010－6atm，分子量M=226。解：列式，故 利用溶劑吸收法處理甲苯廢氣。因此。C時(shí)，苯和甲苯的混合液體在密閉容器中同空氣達(dá)到平衡時(shí)，頂空氣體中苯和甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)。若產(chǎn)生NOx（以NO2計(jì)）濃度為F，則生成NO2質(zhì)量為[(x+y/2+t+m/2)+ （x+t+y/4z/2）+（－1）（x+t+y/4z/2）]kg因此濃度轉(zhuǎn)化結(jié)果為kgNO2/GJ將x=1，y=4，z=0，m=0，t=0，Q=，F(xiàn)=30010－ kgNO2/GJ，與計(jì)算結(jié)果吻合。通用公式的推導(dǎo)：假設(shè)燃料組成為CxHyOzNmSt（適用于大部分燃料），空氣過(guò)剩系數(shù)為，燃料的熱值Q（kJ/mol）。當(dāng)空氣過(guò)剩10%時(shí)，N2。 煙氣中NOx的濃度經(jīng)常以體積分?jǐn)?shù)（10－6）表示，為了計(jì)算NOx排放總量，通常將其轉(zhuǎn)化為kgNO2/GJ表示。故每天消耗氨的量為（2295+222）17/103=。反應(yīng)方程式為： 解得x=2889kmol，y=279kmol生成N2，H2O因此殘留氨量為（3133+4752）510－6=，可忽略。由題意，解得x=因此氮在油中的最大含量為。故NOx濃度為（體積分?jǐn)?shù)）。引入N2。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。解：假設(shè)O濃度很小，平衡時(shí)O2的濃度仍可近似認(rèn)為5％。按表9－3中的溫度，計(jì)算平衡常數(shù)K，并與表中的數(shù)據(jù)比較。由，取P=1atm，將M=70代入得T=2409K。即若不考慮N轉(zhuǎn)化。解：考慮1kg燃煤含氫37g，碳759g，硫9g，氮9g，氧47g。設(shè)有xN2轉(zhuǎn)化為NO，則解得x=；故NO平衡濃度為（體積分?jǐn)?shù)）2）1500K時(shí)，同理 解得x=，故NO平衡濃度為（體積分?jǐn)?shù)）3）2000K時(shí)， 解得x=。 %CO12%H2O、75%N2和5%O2。燃燒本身過(guò)程中產(chǎn)生N2。1kg煤中，含C772g，H52g，N12g，S26g，O59g，灰分為79g。每日排放NOx量約為。進(jìn)水PSO2=10－4atm，[]==10－5，[HSO3－]=Ks1[]/[H+]=，[SO32－]=；則反應(yīng)后[S]’=[]+[HSO3－]+[SO32－]+=此時(shí)PSO2’=10－3atm，[]’=10－4且物料守恒得 []’+[HSO3－]’+[SO32－]’ =由上述方程可解得[H+]=10－5，pH=第九章 固定源氮氧化物污染控制 某座1000MW的火電站熱效率為38%，基于排放系數(shù)，計(jì)算下述三種情況NOx的排放量（t/d）：1）以熱值為6110kcal/kg的煤為燃料；2）以熱值為10000kcal/kg的重油為燃料；3）以熱值為8900kcal/m3的天然氣為燃料。假定漿滴在洗滌塔中的停留時(shí)間較短（通常為3～4s），CaCO3尚未發(fā)生反應(yīng)。[Na]－[S]=[Na+]－[]－[HSO3－]－[SO32－] =[OH－]－[H+]+[SO32－]+2[CO32－]+[HCO3－]－[]。 在雙堿法煙氣脫硫工藝中，SO2被Na2SO3溶液吸收。2）工況條件：，Ca/S=，并假設(shè)SO2吸收率為90%。C，離開(kāi)塔頂時(shí)下降到55。C，1atm）。解：1）由，解得。%、%、%（體積）。試計(jì)算：1）如果按化學(xué)劑量比反應(yīng)，脫除每kgSO2需要多少kg的CaCO3；2）如果實(shí)際應(yīng)用時(shí)CaCO3過(guò)量30%，每燃燒一噸煤需要消耗多少CaCO3；3）脫硫污泥中含有60%的水分和40%，如果灰渣與脫硫污泥一起排放，每噸燃煤會(huì)排放多少污泥？解：1） m=2）每燃燒1t煤產(chǎn)生SO2約，約去除72=。為達(dá)到目前中國(guó)火電廠的排放標(biāo)準(zhǔn)，采用的SO2排放控制措施至少要達(dá)到多少的脫硫效率？解：火電廠排放標(biāo)準(zhǔn)700mg/m3。試計(jì)算氣流的出口溫度。反應(yīng)管數(shù)目：250/＝560個(gè)。催化劑堆積密度為580kg/m3。對(duì)單位橫截面積的床層，在保護(hù)作用時(shí)間內(nèi)吸附的苯蒸汽量為（－0）6090＝320（kg苯/m2）而吸附床飽和區(qū)吸附苯蒸汽量吸附床未飽和區(qū)吸附苯蒸汽量因此總吸附量解得H=，此即所需要的最小床高。故操作線方程為X=。 已知硅膠的堆積密度為625kg/m3，平均粒徑Dp=，平均表面積a=600m2/m3。由理想氣體方程得因此活性炭用量；體積。 利用活性炭吸附處理脫脂生產(chǎn)中排放的廢氣，排氣條件為294K，105Pa，廢氣量25400m3/h。 在直徑為1m的立式吸附器中，裝有1m高的某種活性炭，填充密度為230kg/m3，當(dāng)吸附CHCl3與空氣混合氣時(shí)，通過(guò)氣速為20m/min，CHCl3的初始濃度為30g/m3，設(shè)CHCl3蒸汽完全被吸附，%，%，求吸附操作時(shí)間及每一周期對(duì)混合氣體的處理能力。其中G和L分別為氣、液相的流量（以kg/），試計(jì)算所需要的高度。 某吸收塔用來(lái)去除空氣中的丙酮，吸收劑為清水。解：GB=5000=4750m3N/h。P*=Ex，x=P*/E=10－5，故C*H2S=。反應(yīng)可視為如下的瞬時(shí)不可逆反應(yīng)：。解：。因x=10－5很小，故CCO2=。從手冊(cè)中查得30。當(dāng)粉塵負(fù)荷為140g/m2時(shí)，試求：1）對(duì)于圖中顯示的四種過(guò)濾氣速，分別求相應(yīng)的過(guò)濾效率；2），試求濾餅的厚度；3），對(duì)于圖中最低部的曲線，至少應(yīng)操作多長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到上述過(guò)濾效率？解：1）2）（1－）xp=14010－4，xp=；3）由（－）=140，t=449min=。其中：Z=在氣流方向上床的長(zhǎng)度；vs=氣體的表面流速；Dpa=細(xì)粒子的空氣動(dòng)力學(xué)直徑；沙濾床的孔隙率；Dc=沙濾床的沙粒的直徑；氣體的粘度。5）。解：1）過(guò)濾氣速估計(jì)為vF=。若在400Pa壓降下繼續(xù)，則解此微分方程得Q2=。因此。代入已知數(shù)據(jù)，即需持續(xù)半天左右的時(shí)間。故M=。通過(guò)P293 Figure 。取喉管長(zhǎng)度300mm，通氣管直徑D1=544mm。解：設(shè)氣液比1L/m3，dp=，f=。 水以液氣比12L/m3的速率進(jìn)入文丘里管，喉管氣速116m/s，氣體粘度為10－。2）dp=50用同樣方法計(jì)算可得顆粒在直徑為50、100、500的液滴上捕集效率分別為0、%、％。 對(duì)于粉塵顆粒在液滴上的捕集，一個(gè)近似的表達(dá)式為。解：，故，因此。解：查圖得集氣板面積約1000m3.（1000m3/min）－1。2）電場(chǎng)荷電為擴(kuò)散荷電與電場(chǎng)荷電相比很小，可忽略，10－19C。試計(jì)算：1）粒徑為5的粉塵的飽和電荷值；2）；3）計(jì)算上述兩種粒徑粉塵的驅(qū)進(jìn)速度。試確定：1）該除塵器效率能否等于或大于98%；2）出口處煙氣中塵濃度能否滿足環(huán)保規(guī)定；3）能否滿足使用者需要。解：1）Q’=2/3= m3/s，S==。解：驅(qū)進(jìn)速度按《大氣污染控制工程》P187（6－33）。dg=20，代入上式，利用Matlab積分可得。根據(jù)一般旋風(fēng)除塵器的尺寸要求，D0=4Wi=；H＝2 Wi=。1）估算該旋風(fēng)分離器的筒體外徑；2）估算通過(guò)該旋風(fēng)分離器的氣體流量。因此在工程誤差允許范圍內(nèi)，dc=。粉塵分析試驗(yàn)得到下列結(jié)果。因此總效率 試確定旋風(fēng)除塵器的分割直徑和總效率，給定粉塵的粒徑分如下：平均粒徑范圍/0~11~55~1010~2020~3030~4040~5050~6060質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%32015201610637已知?dú)怏w粘度為210－5，旋風(fēng)除塵器氣體入口速度為15m/s，氣體在旋風(fēng)除塵器內(nèi)的有效旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為5次；旋風(fēng)除塵器直徑為3m，入口寬度76cm。給出下列數(shù)據(jù)，運(yùn)用斯托克斯定律和坎寧漢校正系數(shù)計(jì)算沉降效率。解：按層流考慮，根據(jù)《大氣污染控制工程》P163（6－5），因此需要設(shè)置23層。設(shè)粒子處于Stokes區(qū)域，取。第六章 除塵裝置 在298K的空氣中NaOH飛沫用重力沉降室收集。當(dāng)dp=10，粉塵顆粒處于Stokes區(qū)域：。豎直方向上顆粒物運(yùn)動(dòng)近似按勻速考慮，則下落時(shí)間，因此L==122m=171m。故能被空氣夾帶的霧滴最大直徑為66。解：圓管面積。阻力按P146（5－59）。 直徑為200、真密度為1850kg/m3的球形顆粒置于水平的篩子上，用溫度293K和壓力101325Pa的空氣由篩子下部垂直向上吹篩上的顆粒，試確定：1）恰好能吹起顆粒時(shí)的氣速；2）在此條件下的顆粒雷諾數(shù)；3）作用在顆粒上的阻力和阻力系數(shù)。 欲通過(guò)在空氣中的自由沉降來(lái)分離石英（）和角閃石（）的混合物，混合物在空氣中的自由沉降運(yùn)動(dòng)處于牛頓區(qū)。當(dāng)dp=，忽略坎寧漢修正。首先進(jìn)行坎寧漢修正：。 計(jì)算粒徑不同的三種飛灰顆粒在空氣中的重力沉降速度，以及每種顆粒在30秒鐘內(nèi)的沉降高度。 某燃煤電廠除塵器的進(jìn)口和出口的煙塵粒徑分布數(shù)據(jù)如下，若除塵器總除塵效率為98%，試?yán)L出分級(jí)效率曲線。解：由氣體方程得按《大氣污染控制工程》P142（5－45）。 根據(jù)對(duì)某旋風(fēng)除塵器的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得到：除塵器進(jìn)口的氣體流量為10000m3N/h。9=。 根據(jù)下列四種污染源排放的煙塵的對(duì)數(shù)正態(tài)分布數(shù)據(jù)，在對(duì)數(shù)概率坐標(biāo)紙上繪出它們的篩下累積頻率曲線。第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ) 根據(jù)以往的分析知道，由破碎過(guò)程產(chǎn)生的粉塵的粒徑分布符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布，為此在對(duì)該粉塵進(jìn)行粒徑分布測(cè)定時(shí)只取了四組數(shù)據(jù)（見(jiàn)下表），試確定：1）幾何平均直徑和幾何標(biāo)準(zhǔn)差；2）繪制頻率密度分布曲線。取uv=20m/s，則有。《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（年均），代入P109（4－62）＝ 解得于是Hs=162m。夜間和上午地面風(fēng)速為3m/s，夜間云量為3/10。解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級(jí)。當(dāng)x=。端點(diǎn)下風(fēng)向P1=0，P2=150/=，代入上式得 某市在環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中，劃分面源單元為1000m1000m，其中一個(gè)單元的SO2排放量為10g/s，當(dāng)時(shí)的風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。所以不必考慮采樣時(shí)間對(duì)擴(kuò)散參數(shù)的影響。首先判斷大氣穩(wěn)定度，確定擴(kuò)散參數(shù)。當(dāng)時(shí)風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向垂直于該線源。此時(shí)。試計(jì)算中性大氣條件下SO2的地面最大濃度和出現(xiàn)的位置。 ，當(dāng)時(shí)的天氣是陰天，試計(jì)算下風(fēng)向x=500m、y=50m處SO2的地面濃度和地面最大濃度。（發(fā)電廠位于城市近郊，取n=，n1=1/3，n2=2/3） 某污染源排出SO2量為80g/s，有效源高為60m，煙囪出口處平均風(fēng)速為6m/s。解：霍蘭德公式。實(shí)源虛源因此+=刮北風(fēng)時(shí)，坐標(biāo)系建立不變，則結(jié)果仍為上式。設(shè)有效源高為H，污染源到峭壁的距離為L(zhǎng)，峭壁對(duì)煙流擴(kuò)散起全反射作用。因此同理可計(jì)算得到其他數(shù)據(jù)的地面位溫，結(jié)果列表如下：測(cè)定編號(hào)123456地面溫度/。由《大氣污染控制工程》P72 （3－15）可分別計(jì)算地面處位溫和給定高度處位溫：，故位溫梯度=同理可計(jì)算得到其他數(shù)據(jù)的位溫梯度，結(jié)果列表如下：測(cè)定編號(hào)12