【正文】 解：1）減少廢氣中HC含量。解：4）燃油箱和化油器 （《大氣污染控制工程》P448） 在汽油噴射系統(tǒng)中，汽油噴進(jìn)空氣是在：1）各燃燒室；2）進(jìn)氣歧管；3）化油器；4）排氣管。 1）（大約在上止點(diǎn)TDC之后90度）；2）實(shí)際排氣溫度比上述計算值要低，在怠速情況下，雖然其空燃比與滿負(fù)荷時基本相同，但排氣溫度卻低很多，為什么? 解：怠速時可燃混合氣處于空氣過剩系數(shù)小于1的狀態(tài)，殘余廢氣系數(shù)較大；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低，氣缸壓縮比小，燃燒很不充分，易形成失火；壁面淬熄效應(yīng)對火焰迅速冷卻，因此造成溫度下降。解：燃燒前取溫度為293K，由開始燃燒時，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。已知：汽油發(fā)動機(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。32+=1442g，則空燃比AF=。 在冬季CO超標(biāo)地區(qū)，要求汽油中有一定的含氧量，假設(shè)全部添加MTBE（CH3OC4H9）；要達(dá)到汽油中（C8H17）%的含氧要求，需要添加多少百分比的MTBE？；含氧汽油的理論空燃比是多少？解：設(shè)MTBE添加質(zhì)量x，C8H17含量為y，則 解得。解：汽車行駛100km耗時若發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min，則1min內(nèi)噴油1000次。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。比選設(shè)計直接冷凝—生物過濾工藝和間接冷凝—生物過濾工藝，要求投資和運(yùn)行費(fèi)用最少。C，出口為32。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，出口氣體中的相對濕度為80%，出口溫度低于40。解：廢氣中苯的含量y1=2000010－3=60m3/h，由氣體方程得。（苯）/kg（活性炭），活性炭的密度為580kg/m3，操作周期為吸附4小時，再生3小時，備用1小時。 采用活性碳吸附法處理含苯廢氣。傳質(zhì)單元數(shù)H/P=，HG/PL=，1－HG/PL=。；代入中解得。故L===。，取xi bottom===，因此。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，計算吸收劑的用量、吸收塔的高度和塔徑。已知潤滑油的密度為1g/cm3，分子量為400g/mol，10－4Pa，蒸發(fā)速率為。 計算20。C時苯的蒸汽壓P1=；甲苯的蒸汽壓P2=。已知混合液中苯和甲苯的摩爾分?jǐn)?shù)分別為30%和70%。 估算在40。第十章 揮發(fā)性有機(jī)物污染控制 查閱有關(guān)資料，繪制CO2蒸汽壓隨溫度變化曲線，接合CO2物理變化特征對曲線進(jìn)行分析說明。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。燃燒方程為，故取1mol燃料進(jìn)行計算，則產(chǎn)生CO2xmol，H2Oy/2mol，SO2tmol，N2m/2mol。，故濃度轉(zhuǎn)化結(jié)果為：。故煙氣總體積3++=。解：甲烷燃燒方程式為：取1mol甲烷進(jìn)行計算，則理論耗氧量為2mol，生成CO21mol，H2O2mol。試導(dǎo)出一個通用的轉(zhuǎn)化公式，需引進(jìn)的變量應(yīng)盡可能少。故每天消耗氨的量為（1032+99）17/103=。3）以熱值為8900kcal/m3的天然氣為燃料。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。故每天消耗氨的量為（2889+279）17/103=。解：1）以熱值為6110kcal/kg的煤為燃料，每日排放NOx量約107t。 欲從燃燒煙氣中用氨去除NOx，假定實(shí)際的反應(yīng)為反應(yīng)（9－17）和（9－18），煙氣中NO占NOx總量的90%，其余的為NO2。空氣過剩50%，=。 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%時發(fā)生完全燃燒。由題意，空氣過剩，設(shè)過剩空氣量為xmol，則，由此解得x=。燃燒本身過程中產(chǎn)生N2。需O22333－47=2286g。1kg煤中，含C759g，H37g，N9g，S9g，O47g。假定煤的組成與習(xí)題9－4相同，煙氣中氧濃度為6%，試計算煙氣中NOx的濃度。利用O2分解的平衡反應(yīng)式及《大氣污染控制工程》P360（9－11）式求解：。假定平衡時的溫度為1）2000K；2）2200K；3）2400K。解： （R=）。根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，可以得到kf=91014exp[－13500/(RT)]和kb=1013exp[－91600/(RT)]。 對于M=50和M=30重復(fù)上面的計算。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=。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)給出的動力學(xué)方程，對于t=、估算[NO]/[NO]e的比值，假定M=70，C=。若空氣過剩20%，=，N2 ++9/28=。含H2O 。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。 假定煤的元素組成以重量百分比計為：，其余的為灰分。解：1）1200K下，Kp=10－7。假如僅考慮N2與O2生成NO的反應(yīng)，分別計算下列溫度條件下NO的平衡濃度。故NOx濃度為（體積分?jǐn)?shù)）。，H2O26mol。引入N2。充分燃燒后，H2O26mol。解：取1kg煤計算，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。 大型燃煤工業(yè)鍋爐的NOx排放系數(shù)可取為8kg/t，試計算排煙中NOx的濃度。103kg/m3，折合體積約為6800m3，則每日排放NOx約為3）890010338%V=1000106243600，解得V=106m3。解：1）設(shè)每天需燃煤Mt，10310338%=1000106243600解得M=103t。取溫度T=373K，則Khs=，Ks1=，Ks2=10－8。解：工況條件：，Ca/S=，并假設(shè)SO2吸收率為90%。 根據(jù)表8－5中所列的石灰石濕法煙氣脫硫的典型操作條件，試計算：1）脫硫液每循環(huán)經(jīng)過一次洗滌塔，單位體積脫硫液中溶解了多少摩爾的SO2；2）如果脫硫液進(jìn)入洗滌塔時的pH為5，則其流出洗滌塔時的pH為多少。代入得代入不同的[H+]濃度，可得pH在4～5時[Na]－[S]接近于0。解：在373K時，Khs=，Ks1=10－3，Ks2＝10－8。溶液中的總體反應(yīng)為：Na2SO3+H2O+SO2+CO2－Na++H++OH－+HSO3－+SO32－+HCO3－+CO32－在333K時，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－]。3）CaCO3反應(yīng)分率為。顯然霧滴處于牛頓區(qū)，因氣體流速為3m/s。C，計算霧滴的水分蒸發(fā)率？假定霧滴可近似視為水滴。解：動力消耗，%用于克服阻力損失 石灰石（CaCO3）法洗滌脫硫采用噴霧塔設(shè)計，如果噴嘴產(chǎn)生霧滴的平均直徑為3mm，假定操作按表8－5的典型工況進(jìn)行，試計算：1）液滴相對與塔壁的沉降速度是多少？2）如果氣體進(jìn)口溫度為180。石灰石煙氣脫硫系統(tǒng)的壓降約為2600Pa。因此，由此解得x=10－3；故轉(zhuǎn)化率為 （180。2）設(shè)總體積為100。C，催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K=300，反應(yīng)平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率為多少？其中。如果第一級的SO2回收效率為98%，%。 一冶煉廠尾氣采用二級催化轉(zhuǎn)化制酸工藝回收SO2。因此消耗CaCO3 。%，%。3%%。第八章 硫氧化物的污染控制 某新建電廠的設(shè)計用煤為：硫含量3%，熱值26535kJ/kg。()。C，二氧化硫的流速是227kg/d。 為減少SO2向大氣環(huán)境的排放量，一管式催化反應(yīng)器用來把SO2轉(zhuǎn)化為SO3。數(shù)據(jù)代入并整理得，對等式兩邊積分，即，解得Q=。解：反應(yīng)管轉(zhuǎn)化率為xA時，反應(yīng)速度為RA=－（1－xA）mol/（）。假定反應(yīng)速度可表示為：RA=－（1－xA）mol/（）。 把處理量為250mol/min的某一污染物引入催化反應(yīng)器，要求達(dá)到74%的轉(zhuǎn)化率。，由此可求得近似值；同時， 由此求得f的近似值，列表如下：YY*Yb=00000Ye=NOG=，f=；2atm，298K時，=，因此，故HOG=；因此吸附區(qū)高度為H2===。當(dāng)Y=Yb=，X==。假定氣相傳質(zhì)單元高度解：Y1=，Y2=0，X2=0。在上述操作條件下，吸附等溫線方程為：Y*=。尾氣通過床層的速度為1m/s（基于床的整個橫截面積），試決定所需要的床高。 ，欲在298K和2atm條件下采用硅膠吸附凈化。解：三氯乙烯的吸收量V=104%=，M=。%。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lgXT~lgP進(jìn)行直線擬合：，即K=30，n=；依據(jù)公式，對P ~P/V進(jìn)行直線擬合：，即Vm=200，B=。解： 。設(shè)床層高1m，計算吸附床最長能夠操作多少分鐘，而CCl4蒸汽不會逸出？解：利用公式，將已知數(shù)據(jù)代入，解得因此。Hy==。故，Ls==。解：GB=10=，Y1=，Y2=。1）試求水的用量，；2）假設(shè)氣相傳質(zhì)單元高度（以m計）。入口氣體流量為10m3/min，丙酮含量為11%（摩爾），要求出口氣體中丙酮的含量不大于2%（摩爾）。Y1=，；。 在吸收塔內(nèi)用清水吸收混合氣中的SO2，氣體流量為5000m3N/h，其中SO2占5%，要求SO2的回收率為95%，氣、液逆流接觸，在塔的操作條件下，SO2在兩相間的平衡關(guān)系近似為Y*=，試求：1），用水量應(yīng)為多少？2）在上述條件下，用圖解法求所需的傳質(zhì)單元數(shù)。H=C/P*=（103）=10－3mol/（）=115mol/（）由。解：20》C時H2S E=105kPa，分壓20atm%=。已知：kAla=108h－1，kAga=216mol/，DAl=10－6m2/h，DBl=10－6m2/h。吸收在293K進(jìn)行。=104x解得O2在水中摩爾分?jǐn)?shù)為x=10－6。C時O2溶解于水的亨利系數(shù)為40100atm，試計算平衡時水中氧的含量。100g與氣體平衡的水中約含4410010－5/18=。 由y*=mx，m=y*/x=10－5=376。C時在水中的亨利系數(shù)E=10－5kPa，試求溶解度系數(shù)H及相平衡常數(shù)m，并計算每100g與該氣體相平衡的水中溶有多少gCO2。C，總壓強(qiáng)為500kPa。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。3）由《Air Pollution Control Engineering》公式，穿透率取Wi=，而N=，Vc=Vs/，代入上式 （近似取） 圖6－50表明濾料的粉塵負(fù)荷和表面過濾氣速對過濾效率的影響。1）若dpa=，Dc=，vs=6cm/s，試估算