《环境工程》习题解答

第一次

1. 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：

SO2：0.15mg/m3，NO2：0.12mg/m3，CO：4.00mg/m3。按标准状态下1m3干空气计算，其

1?103?44.643mol。故三种污染物体积百分数分别为： 摩尔数为

22.40.15?10?30.12?10?3?0.052ppm，NO2：?0.058ppm SO2：

64?44.64346?44.6434.00?10?3?3.20ppm。 CO：

28?44.643

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2. CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50×104的混合气体，在管道中流动的流量为10m3N、/s，试确定：1）CCl4在混合气体中的质量浓度?（g/m3N）和摩尔浓度c（mol/m3N）；2）每天流经管道的CCl4质量是多少千克？ 解：1）?（g/m3N）

1.50?10?4?1543??1.031g/mN ?322.4?10?41.50?10?33?6.70?10mol/m c（mol/m3N）?。 N?322.4?102）每天流经管道的CCl4质量为1.031×10×3600×24×103kg=891kg

3. 已知重油元素分析结果如下：C：85.5% H：11.3% O：2.0% N：0.2% S：1.0%，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SO2的浓度和CO2的最大浓度；

3）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（g） 需氧数（g）

C 855 71.25 71.25 H 113－2.5 55.25 27.625 S 10 0.3125 0.3125 H2O 22.5 1.25 0 N元素忽略。

1）理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg

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设干空气O2：N2体积比为1：3.78，则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。 即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。

烟气组成为CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=374.93mol。

理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99×22.4/1000=11.27 m3N/kg重油。

2）干烟气量为502.99－56.50=446.49mol/kg重油。

0.3125?100%?0.07%，

446.4971.25空气燃烧时CO2存在最大浓度?100%?15.96%。

446.49SO2百分比浓度为

3）过剩空气为10%时，所需空气量为1.1×10.62=11.68m3N/kg重油， 产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg重油。

4. 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）

1）计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SO2在烟气中的浓度（以体积分数计）； 2）假定烟尘的排放因子为80%，计算烟气中灰分的浓度（以mg/m3表示）；

3）假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。石灰石中含Ca35%。当Ca/S为1.7（摩尔比）时，计算燃煤1t需加石灰石的量。 解：相对于碳元素作如下计算：

%（质量） mol/100g煤 mol/mol碳 C 65.7 5.475 1 H 3.2 3.2 0.584 S 1.7 0.053 0.010 O 2.3 0.072 0.013

灰分 18.1 3.306g/mol碳 水分 9.0 1.644g/mol碳 故煤的组成为CH0.584S0.010O0.013， 燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为

100?18.26g/molC。燃烧方程式为 5.475CH0.584S0.010O0.013?n(O2?3.78N2)?CO2?0.292H2O?0.010SO2?3.78nN2

n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495 1）理论空气量

1.1495?(1?3.78)?1000?22.4?10?3m3/kg?6.74m3/kg；

18.260.0101.6441?0.292?0.010?3.78?1.1495?18?100%?0.174%

SO2在湿烟气中的浓度为

2）产生灰分的量为18.1?1000?80%?144.8g/kg 100－

烟气量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×103=6.826m3/kg

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144.8?103mg/m3=2.12×104mg/m3

6.8261000?1.7%?1.7?4032.003）需石灰石?103.21kg/t煤

35%灰分浓度为

－

5 干烟道气的组成为：CO211%（体积），O28%，CO2%，SO2120×106（体积分数），颗粒物30.0g/m3（在测定状态下），烟道气流流量在700mmHg和443K条件下为5663.37m3/min，水气含量8%（体积）。 试计算：1）过量空气百分比；2）SO2的排放浓度（?g/m）；3）在标准状态下（1atm和273K），干烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。 解：1）N2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99% 由《大气污染控制工程》P46 （2－11） 空气过剩

38?0.5?2?100%?50.5%

0.264?78.99?(8?0.5?2)2）在测定状态下，气体的摩尔体积为

V2?P1V1T2101325?22.4?443???39.46L/mol； T1P2273?700?133.322－

取1m3烟气进行计算，则SO2120×106m3，排放浓度为

120?10?63?(1?8%)?64?0.179g/m。 ?339.46?1022.43?(1?8%)?2957mN/min。 39.4639.4634）30.0?。 ?52.85g/mN22.43）5663.37?

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