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作业习题及答案
1.1 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,其摩尔数为。故三种污染物体积百分数分别为:
SO2:,NO2:
CO:。
1.2 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:
PM10:
NO2:
SO2:
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。
2.1 已知重油元素分析结果如下:C:82.3% H:10.3% O:2.2% N:0.4% S:4.8%,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 68.58 68.58
H 103 103 25.75
S 48 1.5 1.5
N元素忽略。
1)理论需氧量 68.58+25.75+1.5=95.83mol/kg
设干空气O2:N2体积比为1:3.78,则理论空气量95.83×4.78=458.0674mol/kg重油。
即458.0674×22.4/1000=10.26m3N/kg重油。
烟气组成为CO268.58mol,H2O25.75×2=51.50mol,SO21.5mol,N23.78×95.83=362.2374mol。
理论烟气量 68.58+51.50+1.5+362.2374=483.8174mol/kg重油。即483.8174×22.4/1000=10.8375m3N/kg重油。
2)干烟气量为483.8174-51.50=432.3174mol/kg重油。
SO2百分比浓度为,
空气燃烧时CO2存在最大浓度。
3)过剩空气为10%时,所需空气量为1.1×10.26=11.286m3N/kg重油,
产生烟气量为10.8375+0.1×10.26=11.8635 m3N/kg重油。
2.2 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),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 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
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“大气环境质量标准”的二级标准限值为0.06mg/m3(年均),代入
=
解得
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1.5倍,即uv>=1.5×1.687×1700.25=9.14m/s。
,实际直径可取为4.0m。
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,>。
则烟囱出口直径 ,取整数,则可取。
根据霍兰德公式计算烟气抬升高度,有
则烟囱实际高度Hs可如下计算,
取整数得,Hs在185~190m即可。
另有几道例题可参见课件。
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