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根据我国的环境空气质量标准求SO2
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第一章 概论1.2 根据我国的《环境空气质量标准》求SO2、NO2、CO三种污染物二级标准日平均质量浓度限值的体积分数。解:由表1—6查得三种污染物二级标准(日平均质量浓度)为:SO2 NO2 COCm(mg/m3) 0.15 0.08 4.00以SO2为例计算体积分数=0.053×10-6=0.053×10-4%同理得:SO2 NO2 CO体积百分数(%) 0.053×10-4% 0.039×10-4% 3.20×10-4%1.3 CCl4气体和空气混合成体积百分数为1.5×10-2%的混合气体,在管道中流量为10m3/s,试确定。(1)CCl4在混合气体中的质量浓度Cm(单位g/m3)和浓度C′(单位mg/mol)。 (2)每天流经管道的CCl4质量是多少kg解:已知 1.5×10-2%=1.5×10-4 (1)Cm′= Cm=1.5×10-4×154×10-3=2.31×10-5kg/mol(2)已知:1d=86400s每天流经管道的CCl4质量:1.03×10×10-3×86400=889.92kg/d1.4成人每次吸入的空气量平均为500cm3,假如每分钟呼吸15次,空气颗粒物的质量浓度为200μg/m3。试计算每小时沉积于肺泡上的颗粒物质量。已知颗粒物在肺泡上的沉积系数为0.12。解:成人每次吸入空气量:500cm3=5.0×10-4m3每小时吸入空气量:5.0×10-4m3×15×60=0.45m3/h每小时吸入颗粒物量:0.45×200=90μg/h沉积在肺泡上颗粒物量:90×0.12=10.8μg/h 第二章 燃烧与大气污染2.1已知重油元素分析结果为:C:85.5% H:11.3% O:2.0% N:0.2% S:1.0% 试计算:⑴燃烧1kg重油所需的理论空气量和产生的理论烟气量;⑵干烟气中SO2的质量浓度和CO2的最大质量浓度;⑶当空气的过剩量为10%时,所需的空气量及产生的烟气量。解:⑴已知1kg重油中各成分的含量如下:质量/g 摩尔数/mol(按原子数计) 需氧数/molC 855 71.25 71.25H 113 112.10 28.25N 2 0.143 0S 10 0.3125 0.3125O 20 1.25 -0.625所需理论氧气量为:71.25+28.25+0.3125-0.625=99.188mol/kg重油需要的理论空气量为:99.188×(1 + 3.7)=472.13mol/kg重油即: 472.13×22.4/1000=10.58m3/kg重油(标态)理论空气量条件下的烟气组成(mol)为:CO2:71.25 H2O:56.5SOx:0.3125 N2:99.188×3.76理论烟气量为:71.25+56.5+0.3125+99.188×3.76=501.01mol/kg重油501.01×22.4 ×10-3=11.22m3/kg重油⑵干烟气量为:501.01-56.5=444.51mol/kg重油即:444.51×22.4×10-3=9.96m3/kg重油。SO2量为:0.3125×0.97=0.3031mol/kg重油(认为S的生成物中SO2占97%)干烟气中SO2的质量浓度为:0.3031×10-6/444.51=681.87× =1948mg/m3 假设C全部生成CO2,则CO2的量为71.25mol/kg重油。CO2的最大质量浓度为:⑶当空气过剩10%时,空气过剩系数α=1.1则实际的空气量为:10.58×1.1=11.64m3/kg重油实际烟气量为: 3/kg重2.5 某燃油锅炉尾气,NO排放标准为287.5mg/m3,若燃油的分子式为C10H20Nx,在50%过剩空气条件下完全燃烧,燃料中的氮50%转化为NO,不计大气中N2转变生成的NO。计算在不超过排放标准情况下,燃料油中氮的最高质量分数。解:以1molC10H20Nx燃烧为基础,则需氧量(mol):10+ 理论空气量(mol):4.76× 实际空气量(mol):1.5×4.76× 在理论空气量下产生的理论烟气体积为:CO2:10mol,H2O:10mol、NO: ,N2:3.76× ∴理论烟气量(mol)为:10+10+ 实际烟气量(mol)为:(76.4+1.69x)+0.5× =112.1+2.285xNO的浓度: ∴x≤0.048即燃料油中N的最大允许含量为: 2.6 某燃油锅炉每小时耗油4.8t,油的低位发热量Q1=40614kJ/kg,α=1.3,安装有省油器△α=0.15,求该锅炉每小时排放的烟气量。解:(1)由式2.14计算理论空气量 (2)由式2.24求每kg油燃烧产生的烟气量 =1.11× =15.38(m3/kg)(标态)(3)每小时产生的烟气量15.38×4800=73824m3/h(标态)第三章 污染气象学基础知识3.1 在高塔下测得下列气温资料,试计算各层大气的气温直减率:r1.5-10、r10-30、r30-50、r30-50、r1.5-50,并判断各层大气稳定度。高度Z/m1.5103050气温T/K298297.8297.5297.3解:已知r=-△T/△Z rd=0.98K/100m以r1.5-10为例计算r1.5-10=-(297.8-298)/(10-1.5)=0.0235K/m=2.35K/100m因为r1.5-10>rd,所以大气不稳定总的计算结果及判断列于下表。r1.5-10r10-30r30-50r1.5-30r1.5-502.351.51.01.751.44不稳定不稳定中性不稳定不稳定3.2 某石油精炼厂自平均有效源高60m处排放的SO2质量为80g/s,有效源高处的平均风速为6m/s,试估算冬季阴天正下风方向距烟囱500m处地面上的SO2浓度。解:根据题设条件,由表3-8查得稳定度级别为D,由表3-9查得3.3 据估计,某燃烧着的垃圾堆以3g/s的速率排放氮氧化物。在风速为7m/s的阴天夜里,源的正下风方向3km处的平均浓度是多少?假设这个垃圾堆是一个无有效源高的地面点源。解:根据题设条件,由表3—8查得,稳定度级别为D,由表3—9查得σy=173m σz=79.1mC(3000,0,0,0)==9.97×10-3mg/m33.6 某厂烟囱有源高为150m,SO2排放量为151g/s。夜间及上午地面风速为4m/s,夜间云量3/10,若清晨烟流全部发生熏烟现象,试估算下风向16km处的地面轴线浓度。解:夜间ū=4m/s,云量=3/10时,由表3—8查得稳定度级别为E级,由E级和X=16km查表3—9得σy=544m σz=100m则求得:Lf=H+2σz=150+2×100=350mσyf=σy+H/8=544+150/8=563m=0.046mg/m33.7 某城市火电厂的烟囱高100m,出口内径5m。出口烟气流速12.7m/s,温度100℃,流量250m3/s。烟囱出口处的平均风速4m/s,大气温度20℃,试确定烟气抬升高度及有效高度。解: (取Pa=1013.3hPa) =0.35×1013.3×250×80/373.15=19008.7kJ/s由表3—6取城市远郊区n0=0.332,n1=3/5,n2=2/5 ū=0.332×19008.73/5×1002/5/4=193.3m∴ H=Hs+△H=100+193.3=293.3m第四章 除尘技术基础4.3 已知某粉尘粒径分布数据(见下表)(1)判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布;(2)如果符合,求其几何标准差、质量中位径、粒数中位径、算术平均直径及体积表面积平均直径。粒径间隔/μm0~22~44~66~1010~2020~40>40质量△m/g0.812.2255676273解:(1)以0~2μm为例计算:mo=Σ△m=200gg0-2=△m/m0×100%=0.8/200×100%=0.4%f0-2/△dp=0.4%/2=0.2%·μm-1ln =0计算结果列表如下:粒径间隔/μm组中点/μmg(%)f%μm-1lndpG(%)R(%)0~210.40.200.499.62~436.13.11.106.593.54~6512.56.31.6119.081.06~108287.02.0847.053.010~2015383.82.7185.015.020~403013.50.683.4098.51.5>401.5100(2)根据数据作图得出符合对数正态分布由图知:dp(R=84.1%)=3.7μm,d50=8.6μmdp(R=15.9%)=20.1μm 几何标准差 d50=d50′exp(31n2σg),所以d′50=3.9μmd1=d50′exp(0.5ln2σg)=3.9exp(0.5ln22.36)=5.6μm dvs=d ′exp(2.51n2σ) =3.9exp(2.5ln22.36)=7.2μm4.4 对于题4.3中的粉尘,已知真密度为1900kg/m3,粒子卡门形状系数为0.65,填充空隙率为0.7。试确定其比表面积(分别以质量、净体积和堆积体积表示)。解:真实体积:α= = 堆积体积:α= 3质量体积:αm= =6.7×103cm2/g4.5 试计算下列条件下,球形粉尘粒子在静止空气中的沉降阻力:(1) ; (2) ; (3); 解:由题给空气温度,查附录6,当t=20℃时,μ=1.81×…
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