大气污染控制工程复习计算题及答案

SO2、N02、CO三种污染物日平

根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出 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：

1 103 22.4

44.3mol

故三种污染物体积百分数分别为:

SO2：

0.15 10 3 6 0.12 10 3 -------------- 0.052 10 ，NO2： ------------- 0.058 10 44.3 46 44.3

6

6

S02 : m3，N02 : m3，CO : m3。按标准状态下1m3干空气计算，其摩尔数为

4.00 10 3

CO: -------------- 3.20 10

28 44.3

。

某市 2004年 3 月 10 日测得空气质量如下：PMio156 g/m3N,NO2l05 g/m3N ,S685 g/m3N,

O

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：

PM10

： NO2：

0.156 0.150 0.350 0.150 0.105 0.080 0.120 0.080 0.085 0.050 0.150 0.050

200 100 100 50 100 50

100 50 81.25 50 67.5

由空气污染指数的计算公式得: 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）

823

H 103 103

S

48

N元素忽略。 1） 理论需氧量++=kg

设干空气02： N2体积比为1:,则理论空气量x=kg重油。 即x1000=kg重油。 烟气组成为，&=,, x=。

理论烟气量+++=kg重油。即x1000=kg重油。 2） 干烟气量为重油。

S02百分比浓度为 ——1 5 :

432.3174 —— 100%

0.35% ,

空气燃烧时CO2存在最大浓度

68.58 100% 15.86%。

432.3174

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+x= 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

5.475

18.26g/molC。燃烧方程式为

149378

理论空气量 ^'—。—.)1000 22.4 10 3m3/kg 6.74m3/kg ；

18.26

SO2在湿烟气中的浓度为

0.010

1 4

1 0.292 0.010 3.78 1.1495 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

级除尘效率为2 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

100%

0.174%

!

91.9%，第

82%，问该两级串联除尘系统的总除尘效率为多少

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X10-5Pas,求该沉降室能100%捕集的最小粒径。 解：

------------------- -

5

18 VoH

dmin

\\

p-

gL

'18 1.82 10 5 0.3 3

3

■ 2.5 10 9.8 5

少人戸、伫”仲

4.9 10 m 49 m 100 m，符合层流区假

5

设。

已知烟气处理量Q=5000m3/h，烟气密度p =1.2kg/m,允许压力损失为900Pa，=。若 选用斯

解:

由式V1 则由

,

2p

得 |

8

Vi

2900

——16.1m/s 5.1.2

台尔曼型旋风除尘器，试求其主要尺寸。

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 时的得

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： ①由

得，出口含尘浓度

2

/1 ) 9.0 (1 0.9) 0.414m3/d

②由于除尘器型号没变，因此有效驱进速度相同。可将

体，则有

A①看做一个整

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=V F^ Ct= xx 6t= g/m2 (3) 除尘器压力损失 可考虑P=A Pf+A PP

△ Pf为清洁滤料损失，考虑为120Pa；

△ Pp=RpV2ACt=x 12x =， Rp 取・ min/(g • m); 故厶 P=A Pf+A 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=10000X 393/ (60XX 273) =240m2 (6) 滤袋条数：取滤液袋d=，l=2m，则a= n dl=

n=A/a=取4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，

100 1kg x

172 y

100 1kg

贝卩有 WO，解得％ 1.563kg，故脱除每kgSO2需要的CaCO3。 1kg x 2） 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

32

0.036t90

_

% 0.08t。进而计算

生成的CaSC4 2H2O量。

设生成的 CaSO4 2H2O 量为 y,则有—0174t含S污泥量为.

0.435t。

0.08t y

172172 0.08t

，解得 y 0.174t，

/40%

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）

设烟囱实际高度为

Hs，由风速计算公式得u u10（2） 3(10). Z

m

10

- —— Z

H s 0 25

1.687H：25

解：

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

1.303 28250 Hs

H n0QjH：2u --------------------------- 1/4 s

1.687Hs

n n - 1

2/3

23.48HJ

5/12 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

3.142 2.718 1.687(Hs

3

0.5

0.04) 10

0 25

6

H ) . (0.06

解得 Hs H Hs 23.48HJ12 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

4.1m，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:

Uv>=XX=S。

首先判断烟气流速大小， vs>2.5u 3u 3 6m/s 18m/s

4 260m /s

则烟囱出口直径

根据霍兰德公式计算烟气抬升高度

H

4.288m/s，取整数，则可取 d 4m 18m/s

3

H，有

Vsd

1.5 2.7「—

u

Ta

d Ts

18m/s4m

6m/ s

_ 1.5 2.7

423K

—

293K

423K

4m/s 57.8m

Hs

2Q eu 0 B y

H

3.1416 2.718 6m/s 0.06mg/m

3

2 60 103mg/s 0.5

0.04mg/m3

57.8 184.2m 则烟囱实际高度Hs可如下计算,

数得，Hs在185〜190m即可。 另有几道例题可参见课件。