大气污染控制工程复习 计算题及答案

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：m3，NO2：m3，CO：m3。按标准状态下1m3干空气计算，其摩尔数为

110344.643mol。故三种污染物体积百分数分别为： 22.40.151030.1210360.05210，NO2：0.058106 SO2：6444.6434644.6434.001033.20106。 CO：2844.643 某市2004年3月10日测得空气质量如下：PM10156g/m3N，NO2105g/m3N，SO285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：

0.1560.150200100100103 0.3500.1500.1050.080NO2：100505081.25 0.1200.0800.0850.050SO2：100505067.5 0.1500.050PM10：CO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PM10。

已知重油元素分析结果如下：C：% H：% O：% N：% S：%，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（以体积分数计）； 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（mol） 需氧数（mol）

C 823 H 103 103 S 48 N元素忽略。 1）理论需氧量 ++=kg

设干空气O2：N2体积比为1：，则理论空气量×=kg重油。 即×1000=kg重油。 烟气组成为，×2=，，×=。

理论烟气量 +++=kg重油。即×1000=kg重油。 2）干烟气量为重油。

1.5100%0.35%， 432.317468.58空气燃烧时CO2存在最大浓度100%15.86%。

432.3174SO2百分比浓度为3）过剩空气为10%时，所需空气量为×=11.286m3N/kg重油，

产生烟气量为+×= m3N/kg重油。

普通煤的元素分析如下：%；灰分%；%；%；水分%；%。（含N量不计），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）。 解：

相对于碳元素作如下计算：

%（质量） mol/100g煤 mol/mol碳

C

1

H S O

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n=1+4+－2=

10018.26g/molC。燃烧方程式为 5.475理论空气量1.1495(13.78)100022.4103m3/kg6.74m3/kg；

18.26SO2在湿烟气中的浓度为0.0101.64410.2920.0103.781.149518100%0.174% 将两台除尘装置串联在一起净化烟气中的粉尘，其第一级除尘效率为191.9%，第二级除尘效率为2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/m 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×10-5Pa·s，求该沉降室能100%捕集的最小粒径。 解：

dmin18v0H181.821050.3354.910m49m100m，符合层流区假3pgL2.5109.85 设。

已知烟气处理量Q=5000m3/h，烟气密度ρ=1.2kg/m3，允许压力损失为900Pa ，ζ＝。若选用斯台尔曼型旋风除尘器，试求其主要尺寸。 解：

29002pv16.1m/s 得 1由式 v1 5.81.2则由 得

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： ①出口含尘浓度；

②若处理的气体量增加到8600m3/h的除尘效率。 解：

21①由 1（9.0（10.954）0.414m3/d11）得，出口含尘浓度 2②由于除尘器型号没变，因此有效驱进速度相同。可将Aω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=VF△Ct=××6t= g/m2 （3）除尘器压力损失 可考虑为△P=△Pf+△PP

△Pf为清洁滤料损失，考虑为120Pa； △PP=RpV2△Ct=×12×=，Rp取·min/(g·m); 故△P=△Pf+△PP=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，t<，即最大清灰周期为15min。 （5）滤袋面积：A=Q/60VF=10000×393/（60××273）=240m2 （6）滤袋条数：取滤液袋d=，l=2m，则a=πdl=

n=A/a=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CaCO3；

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CaCO3为x，

64 100 172 1kg x y

则有641001001kg，解得x1.563kg，故脱除每kgSO2需要的CaCO3。 1kgx642） 1吨燃煤含有灰分1t7.7%0.077t。

1吨燃煤含S1t3.6%0.036t，转化成SO2有生成的CaSO4·2H2O量。

设生成的CaSO4·2H2O量为y，则有含S污泥量为0.174t0.435t。

641721720.0648t，解得y0.174t，0.0648ty640.036t90%640.0648t。进而计算3240%最后计算得到每吨燃煤排放的总污泥量为0.077t0.435t0.512t。

平原地区某污染源SO2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SO2背景浓度为m3，设z/y0.5，u103m/s，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：

设烟囱实际高度为Hs，由风速计算公式得uu10(按国标法计算烟气抬升高度，

按城市及近郊区条件，取n0=，n1=1/3，n2=2/3，得

HZm)3(s)0.251.687Hs0.25， Z1010Hn0QHun1Hn2s11.303282501/3Hs1/41.687Hs2/323.48Hs5/12。

“大气环境质量标准”的二级标准限值为m3（年均），代入

2601030.5H ＝0.2563.1422.7181.687(HsH)(0.060.04)10解得HsHHs23.48Hs5/12357.4m 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>=××=s。

D4Qv42604.1m，实际直径可取为4.0m。 uv9.14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，vs>2.5u3u36m/s18m/s。

4260m3/s则烟囱出口直径 d4.288m/s，取整数，则可取d4m。

18m/s根据霍兰德公式计算烟气抬升高度H，有

HvsdTsTa18m/s4m423K293K1.52.7d1.52.74m/s57.8mTs6m/s423Ku则烟囱实际高度Hs可如下计算，

2Qz260103mg/s0.5HsHy3.14162.7186m/s0.06mg/m30.04mg/m3eu0B取整

57.8184.2m数得，Hs在185～190m即可。 另有几道例题可参见课件。