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1、 大气污染控制工程 课后答案（第三版）主编：郝吉明 马广大 王书肖 目录 第一章 概 论 第二章 燃烧与大气污染 第三章 大气污染气象学 第四章 大气扩散浓度估算模式 第五章 颗粒污染物控制技术基础 第六章 除尘装置 第七章 气态污染物控制技术基础 第八章 硫氧化物的污染控制 第九章 固定源氮氧化物污染控制 第十章 挥发性有机物污染控制 第十一章 城市机动车污染控制 第一章 概 论 1.1 干结空气中 N2、O2、Ar 和 CO2气体所占的质量百分数是多少？解：按 1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故 nN2=0.781mol，nO2=0.209mol，nAr=0.00934m
2、ol，nCO2=0.00033mol。质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2N，%08.23%100197.2800.32209.0%2O；%29.1%100197.2894.3900934.0%Ar，%05.0%100197.2801.4400033.0%2CO。1.2 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mol
3、643.444.221013。故三种污染物体积百分数分别为：SO2：ppm052.0643.44641015.03，NO2：ppm058.0643.44461012.03 CO：ppm20.3643.44281000.43。1.3 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）334/031.1104.221541050.1Nmg c（mol/m3N）3334/1070.6104.2
4、21050.1Nmmol。2）每天流经管道的 CCl4质量为 1.031 10360024103kg=891kg 1.4 成人每次吸入的空气量平均为 500cm3，假若每分钟呼吸 15 次，空气中颗粒物的浓度为 200g/m3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。解：每小时沉积量 200（5001560106）0.12g=10.8g 1.5 设人体肺中的气体含CO为 2.2 104，平均含氧量为 19.5%。如果这种浓度保持不变，求 COHb 浓度最终将达到饱和水平的百分率。解：由大气污染控制工程P14（11），取 M=210 2369.0105.1
5、9102.22102422OppMHbOCOHb，COHb 饱和度%15.192369.012369.0/1/222HbOCOHbHbOCOHbHbOCOHbCOHbCO 1.6 设人体内有 4800mL血液，每 100mL血液中含 20mL氧。从事重体力劳动的人的呼吸量为 4.2L/min，受 污染空气中所含 CO的浓度为 104。如果血液中 CO水平最初为：1）0%；2）2%，计算血液达到 7%的 CO饱和度需要多少分钟。设吸入肺中的CO全被血液吸收。解：含氧总量为mL960100204800。不同 CO百分含量对应 CO的量为：2%：mL59.19%2%98960，7%：mL26.72%
6、7%93960 1）最初 CO水平为 0%时 min0.17210102.426.7234t；2）最初 CO水平为 2%时 min4.12510102.459.1926.7234t 1.7 粉尘密度 1400kg/m3，平均粒径 1.4m，在大气中的浓度为 0.2mg/m3，对光的折射率为2.2，计算大气的最大能见度。解：由大气污染控制工程P18（12），最大能见度为 mKdLppv8.115812.02.24.114006.26.2。第二章 燃烧与大气污染 2.1 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
7、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 1132.5 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 设干空气 O2：N2体积比为 1：3.78，则理论空气量 99.18754.78=474.12mol/kg 重油。即 474.12 22.4/1000=10.62m3N/
8、kg 重油。烟气组成为 CO271.25mol，H2O 55.25+1.25=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。SO2百分比浓度为%07.0%10049.4463125.0，空气燃烧时 CO2存在最大浓度%96.15%10049.44625.71。3）过剩空气为 10%时，所需空气量为 1.1 10.6
9、2=11.68m3N/kg 重油，产生烟气量为 11.267+0.1 10.62=12.33 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）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/
10、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molCg/26.18475.5100。燃烧方程式为 222222013.0010.0584.078.3010.0292.0)78.3(nNSOOHCONOnOSCH n=1+0.584/4+0.0100.013/2=1.1495 1）理论空气量kgmkgm/74.6/104.221000
11、26.18)78.31(1495.1333；SO2在湿烟气中的浓度为%174.0%10018644.11495.178.3010.0292.01010.0 2）产生灰分的量为kgg/8.144%8010010001.18 烟气量（1+0.292+0.010+3.78 1.1495+1.644/18）1000/18.26 22.4 103=6.826m3/kg 灰分浓度为310826.68.144mg/m3=2.12 104mg/m3 3）需石灰石kg21.103%35407.100.32%7.11000/t 煤 2.3 煤的元素分析结果如下 S0.6%；H3.7%；C79.5%；N0.9%；O
12、4.7%；灰分 10.6%。在空气过剩 20%条件下完全燃烧。计算烟气中SO2的浓度。解：按燃烧 1kg 煤计算 重量（g）摩尔数（mol）需氧数（mol）C 795 66.25 66.25 H 31.125 15.5625 7.78 S 6 0.1875 0.1875 H2O 52.875 2.94 0 设干空气中 N2：O2体积比为 3.78：1，所需理论空气量为 4.78（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg煤。理论烟气量 CO2 66.25mol，SO2 0.1875mol，H2O 15.5625+2.94=18.50mol N2mol54.28078.476
13、.35478.3 总计 66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤 实际烟气量 365.48+0.2 354.76=436.43mol/kg煤，SO2浓度为%043.0%10043.4361875.0。2.4 某锅炉燃用煤气的成分如下：H2S0.2%；CO25%；O20.2%；CO28.5%；H213.0%；CH40.7%；N252.4%；空气含湿量为 12g/m3N，2.1，试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。解：取 1mol 煤气计算 H2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO2 0.05mol 0 CO 0.285mol 0.14
14、3mol H2 （0.13-0.004）mol 0.063mol CH4 0.007mol 0.014mol 共需 O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中 N2：O2体积比为 3.78：1，则理论干空气量为 0.223（3.78+1）=1.066mol。取2.1，则实际干空气 1.2 1.066mol=1.279mol。空气含湿量为 12g/m3N，即含 H2O0.67mol/m3N，14.94L/m3N。故 H2O体积分数为 1.493%。故实际空气量为mol298.1%493.11279.1。烟 气 量 SO2：0.002mol，CO2：0.28
15、5+0.007+0.05=0.342mol，N2：0.223 3.78+0.524=1.367mol，H2O0.002+0.126+0.014+1.298 1.493%+0.004=0.201mol 故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.21.066=2.125mol 2.5 干烟道气的组成为：CO211%（体积），O28%，CO2%，SO2120106（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（3/
16、mg）；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（211）空气过剩%5.50%100)25.08(99.78264.025.08 2）在测定状态下，气体的摩尔体积为 molLPTTVPV/46.39322.1337002734434.22101325221112；取 1m3烟气进行计算，则SO2120106m3，排放浓度为 633120 10(18%)640.179/39.46 10g m。3）322.45663.37(18%)2957/min39.46Nm。4）3
17、/85.5222.439.460.03Nmg。2.6 煤炭的元素分析按重量百分比表示，结果如下：氢5.0%；碳 75.8%；氮 1.5%；硫 1.6%；氧 7.4%；灰8.7%，燃烧条件为空气过量 20%，空气的湿度为 0.0116molH2O/mol 干空气，并假定完全燃烧，试计算烟气的组成。解：按 1kg 煤进行计算 重量（g）摩尔数（mol）需氧数（mol）C 758 63.17 63.17 H 40.75 20.375 10.19 S 16 0.5 0.5 H2O 83.25 4.625 0 需氧 63.17+10.19+0.5=73.86mol 设干空气中 N2：O2体积比为 3.7
18、8：1，则干空气量为 73.86 4.78 1.2=423.66mol，含水 423.66 0.0116=4.91mol。烟气中：CO2 63.17mol；SO2 0.5mol；H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol；N2：73.86 3.78=279.19mol；过剩干空气 0.2 73.86 4.78=70.61mol。实际烟气量为 63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol 其中 CO2%25.14%10038.44317.63；SO2%11.0%10038.4435.0；H2O%74.6%10038.44391.29；N2%55.
19、75%10038.44361.7079.019.279。O2%33.3%10038.443209.061.70。2.7 运用教材图 27 和上题的计算结果，估算煤烟气的酸露点。解：SO2含量为 0.11%，估计约 1/60 的 SO2转化为 SO3，则 SO3含量 51083.1601%11.0，即 PH2SO4=1.83 105，lg PH2SO4=-4.737。查图 27 得煤烟气酸露点约为 134 摄氏度。2.8 燃料油的重量组成为：C86%，H14%。在干空气下燃烧，烟气分析结果（基于干烟气）为：O21.5%；CO600106（体积分数）。试计算燃烧过程的空气过剩系数。解：以 1kg
20、油燃烧计算，C 860g 71.67mol；H 140g 70mol，耗氧 35mol。设生成 CO x mol，耗氧 0.5x mol，则生成 CO2（71.67 x）mol，耗氧（71.67 x）mol。烟气中 O2量610600%5.1x。总氧量 xxxx5.2467.10635)67.71(5.010600%5.16，干空气中 N2：O2体积比为 3.78：1，则含 N2 3.78（106.67+24.5x）。根据干烟气量可列出如下方程：6610600)5.2467.106(78.367.7110600%5.1xxx，解得 x=0.306 故 CO2%：%99.13%100106003
21、06.0306.067.716；N2%：%62.84%10010600306.0)67.106306.05.24(78.36 由大气污染控制工程P46（211）空气过剩系数07.1)06.05.05.1(62.84264.006.05.05.11 第三章 大气污染气象学 3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为 1000 hPa，登山到达某高度后又测得气压为 500 hPa，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？解：由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：dPgdZ （1）将空气视为理想气体，即有 mPVRTM 可写为 mPMVRT（2）将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：
22、dPgMdZPRT 假定在一定范围内温度 T 的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得：lngMPZCRT 即 2211ln()PgMZZPRT（3）假设山脚下的气温为 10。C，带入（3）式得：5009.8 0.029ln10008.314283Z 得5.7Zkm 即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：105.1，3010，5030，305.1，505.1，并判断各层大气稳定度。高度 Z/m 1.5 10 30 50 气温 T/K 298 297.8 297.5 297.3 解：dmKzT100/35.25.1102988
23、.297105.1，不稳定 dmKzT100/5.110308.2975.2973010，不稳定 dmKzT100/0.130505.2973.2975030，不稳定 dmKzT100/75.15.1302985.297305.1，不稳定 dmKzT100/44.15.1502983.297505.1，不稳定。3.3 在气压为 400 hPa 处，气块温度为 230K。若气块绝热下降到气压为 600 hPa 处，气块温度变为多少？解：288.00101)(PPTT，KPPTT49.258)400600(230)(288.0288.00101 3.4 试用下列实测数据计算这一层大气的幂指数m值。
24、高度 Z/m 10 20 30 40 50 风速 u/m.s1 3.0 3.5 3.9 4.2 4.5 解：由大气污染控制工程P80（323），mZZuu)(11，取对数得)lg(lg11ZZmuu 设yuu1lg，xZZ)lg(1，由实测数据得 x 0.301 0.477 0.602 0.699 y 0.0669 0.1139 0.1461 0.1761 由 excel 进行直线拟合，取截距为 0，直线方程为：y=0.2442x 故 m 0.2442。3.5 某市郊区地面 10m高处的风速为 2m/s，估算 50m、100m、200m、300m、400m高度处在稳定度为 B、D、F 时的风速
25、，并以高度为纵坐标，风速为横坐标作出风速廓线图。解：0.070.07110050()2()2.24/10Zuum sZ，0.070.072200100()2()2.35/10Zuum sZ 0.070.073300200()2()2.47/10Zuum sZ，0.070.074400300()2()2.54/10Zuum sZ 0.070.075500400()2()2.59/10Zuum sZ。稳定度 D，m=0.15 smZZuu/55.2)1050(2)(15.015.00101，smZZuu/82.2)10100(2)(15.015.00202 smZZuu/13.3)10200(2)
26、(15.015.00303，smZZuu/33.3)10300(2)(15.015.00404 smZZuu/48.3)10400(2)(15.015.00505。稳定度 F，m=0.25 smZZuu/99.2)1050(2)(25.025.00101，smZZuu/56.3)10100(2)(25.025.00202 smZZuu/23.4)10200(2)(25.025.00303，smZZuu/68.4)10300(2)(25.025.00404 smZZuu/03.5)10400(2)(25.025.00505 风速廓线图略。3.6 一个在 30m高度释放的探空气球，释放时记录的温度
27、为 11.0。C，气压为 1023 hPa。释放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。1）估算每一组数据发出的高度；2）以高度为纵坐标，以气温为横坐标，作出气温廓线图；3）判断各层大气的稳定情况。测定位置 2 3 4 5 6 7 8 9 10 气温/。C 9.8 12.0 14.0 15.0 13.0 13.0 12.6 1.6 0.8 气压/hPa 1012 1000 988 969 909 878 850 725 700 解：1）根据Air Pollution Control Engineering可得高度与压强的关系为dzRTgMPdP 将 g=9.81m/s2、M=0.029kg、
28、R=8.31J/(mol.K)代入上式得TPdPdz21.29。当 t=11.0。C，气压为 1023 hPa；当 t=9.8。C，气压为 1012 hPa，故 P=（1023+1012）/2=1018Pa，T=（11.0+9.8）/2=10.4。C=283.4K，dP=1012-1023=11Pa。因此mmdz894.28310181121.29，z=119m。同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下：测定位置 2 3 4 5 6 7 8 9 10 气温/。C 9.8 12.0 14.0 15.0 13.0 13.0 12.6 1.6 0.8 气压/hPa 1012 1000 988 969
29、 909 878 850 725 700 高度差/m 89 99 101 163 536 290 271 1299 281 高度/m 119 218 319 482 1018 1307 1578 2877 3158 2）图略 3）dmKzT100/35.1898.911212121，不稳定；0100/22.299128.9323232mKzT，逆温；0100/98.11011412434343mKzT，逆温；0100/61.01631514545454mKzT，逆温；dmKzT100/37.05361315656565，稳定；02901313767676zT dmKzT100/15.02716
30、.1213878787，稳定；dmKzT100/85.012996.16.12989898，稳定；dmKzT100/28.02818.06.1109109109，稳定。3.7 用测得的地面气温和一定高度的气温数据，按平均温度梯度对大气稳定度进行分类。测定编号 1 2 3 4 5 6 地面温度/。C 21.1 21.1 15.6 25.0 30.0 25.0 高度/m 458 763 580 2000 500 700 相应温度/。C 26.7 15.6 8.9 5.0 20.0 28.0 解：0100/22.14581.217.26111mKzTG，故011 G，逆温；mKzTG100/72.0
31、7631.216.15222，故dmKG100/72.022，稳定；mKzTG100/16.15806.159.8333，故dmKG100/16.133，不稳定；mKzTG100/120000.250.5444，故dmKG100/144，不稳定；mKzTG100/25000.300.20555，故dmKG100/255，不稳定；0100/43.07000.250.28666mKzTG，故066 G逆温。3.8 确定题 3.7 中所给的每种条件下的位温梯度。解：以第一组数据为例进行计算：假设地面大气压强为 1013hPa，则由习题 3.1推导得到的公式2211ln()PgMZZPRT，代入已知数
32、据（温度 T 取两高度处的平均值）即 458297314.8029.08.91013Pln2，由此解得P2=961hPa。由 大 气 污 染 控 制 工 程 P72（3 15）可 分 别 计 算 地 面 处 位 温 和 给 定 高 度 处 位 温：KPT293)10131000(1.294)1000(288.0288.0地面地面地面，KPT16.303)9611000(7.299)1000(288.0288.0111，故位温梯度=mK 100/18.24580303293 同理可计算得到其他数据的位温梯度，结果列表如下：测定编号 1 2 3 4 5 6 地面温度/。C 21.1 21.1 15
33、.6 25.0 30.0 25.0 高度/m 458 763 580 2000 500 700 相应温度/。C 26.7 15.6 8.9 5.0 20.0 28.0 位温梯度/K/100m 2.22 0.27 0.17 0.02 1.02 1.42 3.9 假如题 3.7 中各种高度处的气压相应为 970、925、935、820、950、930 hPa，确定地面上的位温。解：以第一组数据为例进行计算，由习题 3.1 推导得到的公式2211ln()PgMZZPRT，设地面压强为P1，代入数据得到：458297314.8029.08.9P970ln1，解得 P1=1023hPa。因此 KPT2.
34、292)10231000(1.294)1000(288.0288.0地面地面地面 同理可计算得到其他数据的地面位温，结果列表如下：测定编号 1 2 3 4 5 6 地面温度/。C 21.1 21.1 15.6 25.0 30.0 25.0 高度/m 458 763 580 2000 500 700 相应温度/。C 26.7 15.6 8.9 5.0 20.0 28.0 地面压强/hPa 1023 1012 1002 1040 1006 1007 地面位温/。C 292.2 293.1 288.4 294.7 302.5 297.4 第四章 大气扩散浓度估算模式 4.1 污染源的东侧为峭壁，其高
35、度比污染源高得多。设有效源高为 H，污染源到峭壁的距离为 L，峭壁对烟流扩散起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时，这一模式又变成何种形式？解：吹南风时以风向为 x 轴，y 轴指向峭壁，原点为点源在地面上的投影。若不存在峭壁，则有2)(exp2)()exp2exp(2),(222222zzyzyHzHzyuQHzyx 现存在峭壁，可考虑为实源与虚源在所关心点贡献之和。实源2)(exp2)()exp2exp(22222221zzyzyHzHzyuQ 虚源2)(exp2)(exp2)2(exp22222222zzyzyHzHzyLuQ 因此2)(exp2)()exp2exp
36、(2222222zzyzyHzHzyuQ+2)(exp2)(exp2)2(exp2222222zzyzyHzHzyLuQ=2)(exp2)(exp2)2(exp)2exp(222222222zzyyzyHzHzyLyuQ 刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。4.2 某发电厂烟囱高度 120m，内径 5m，排放速度 13.5m/s，烟气温度为 418K。大气温度 288K，大气为中性层结，源高处的平均风速为 4m/s。试用霍兰德、布里格斯（x=10Hs）、国家标准 GB/T1320191 中的公式计算烟气抬升高度。解：霍兰德公式 mDTTTuDvHsass16.96)54182884187
37、.25.1(455.13)7.25.1(。布里格斯公式 kWkWDvTTTQssasH210002952155.13418288418106.97.2106.97.22323且 x=2100kW，TsTa=130K35K。muHQnHnsnH93.244412029521303.113/23/11021（发电厂位于城市近郊，取 n=1.303，n1=1/3，n2=2/3）4.3 某污染源排出 SO2量为 80g/s，有效源高为 60m，烟囱出口处平均风速为 6m/s。在当时的气象条件下，正下风方向 500m处的mmzy1.18,3.35，试求正下风方向 500m处 SO2的地面浓度。解：由大气
38、污染控制工程P88（49）得 32222/0273.0)1.18260exp(1.183.35680)2exp(mmgHuQzzy 4.4解：阴天稳定度等级为 D 级，利用大气污染控制工程P95 表 44 查得 x=500m 时mmzy1.18,3.35。将数据代入式 48 得 32222/010.0)1.18260exp()3.35250exp(1.183.35680)60,0,50,500(mmg。4.4 在题 4.3 所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向 x=500m、y=50m处 SO2的地面浓度和地面最大浓度。解：阴天稳定度等级为D级，利用 大气污染控制工程 P95表44查得
39、x=500m时mmzy1.18,3.35。将数据代入式 48 得 32222/010.0)1.18260exp()3.35250exp(1.183.35680)60,0,50,500(mmg。4.5 某一工业锅炉烟囱高30m，直径 0.6m，烟气出口速度为 20m/s，烟气温度为 405K，大气温度为 293K，烟囱出口处风速 4m/s，SO2排放量为 10mg/s。试计算中性大气条件下 SO2的地面最大浓度和出现的位置。解：由霍兰德公式求得 mDTTTuDvHsass84.5)6.04052934057.25.1(46.020)7.25.1(，烟囱有效高度为mHHHs84.3584.530。
40、由大气污染控制工程P89（410）、（411）yzeHuQ2max2时，mHz34.25284.352。取稳定度为 D级，由表 44 查得与之相应的 x=745.6m。此时my1.50。代入上式32max/231.01.5034.2584.354102mge。4.6 地面源正下风方向一点上，测得 3 分钟平均浓度为 3.4 103g/m3，试估计该点两小时的平均浓度是多少？假设大气稳定度为 B级。解：由大气污染控制工程P98（431）13.01121202.3)05.02()(yyqyy（当hh10012，q=0.3）3331222/1012.102.3104.302.3)2exp(mgHuQ
41、zzy 4.7 一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源，其长为150m，据估计有机物的总排放量为 90g/s。当时风速为 3m/s，风向垂直于该线源。试确定线源中心的下风距离 400m处，风吹 3 到 15 分钟时有机物的浓度。假设当时是晴朗的秋天下午 4：00。试问正对该线源的一个端点的下风浓度是多少？解：有限长线源dPPHuQHxPPzzL)2exp(21)2exp(22),0,0,(22221。首先判断大气稳定度，确定扩散参数。中纬度地区晴朗秋天下午 4：00，太阳高度角 3035。左右，属于弱太阳辐射；查表 4-3，当风速等于 3m/s 时，稳定度等级为 C，则 400m处mmzy5.2
42、6,3.43。其次判断 3 分钟时污染物是否到达受体点。因为测量时间小于 0.5h，所以不必考虑采样时间对扩散参数的影响。3 分钟时，污染物到达的距离3 3 60540400 xutmm ，说明已经到达受体点。有限长线源dPPHuQHxPPzzL)2exp(21)2exp(22),0,0,(22221 距 离线 源下 风向4m处，P1=75/43.3=1.732，P2=75/43.3=1.732；)/(6.0)/(15090smgsmgQL。代入上式得 3732.1732.12/52.5)2exp(215.26326.02)0,0,0,400(mmgdpP。端点下风向P1=0，P2=150/4
43、3.3=3.46，代入上式得 346.302/0.3)2exp(215.26326.02)0,0,0,400(mmgdpP 4.8 某市在环境质量评价中，划分面源单元为 1000m 1000m，其中一个单元的 SO2排放量为 10g/s，当时的风速为 3m/s，风向为南风。平均有效源高为 15m。试用虚拟点源的面源扩散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处 SO2的地面浓度。解：设大气稳定度为 C级，mmzy98.615.215,56.2323.4100000。当 x=1.0km，mmzy4.61,1.99。由大气污染控制工程P106（449）)()(21exp)(),0,(20220200zz
44、yyzzyyHyuQHyx 3522/1057.4)98.64.61(1521exp)98.64.61)(56.2321.99(310mg 4.9 某烧结厂烧结机的 SO2的排放量为 180g/s，在冬季下午出现下沉逆温，逆温层底高度为 360m，地面平均风速为 3m/s，混和层内的平均风速为 3.5m/s。烟囱有效高度为 200m。试计算正下风方向 2km和 6km处SO2的地面浓度。解：设大气稳定度为 C级。mxmHDDz5.122642.7415.220036015.2 当 x=2km时，xDx2xD时，my474，3/120.04743605.32180mmg 计算结果表明，在xD=x
45、=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=1.51.687 1700.25=9.14m/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在 2030m/s。取 uv=20m/s，则有 muQDvv1.42026544，实际直径可取为 4.0m。4.12 试证明高架连续点源在出现地面最大浓度的距离上，烟流中心线上的浓度与地面浓度之比值等于1.38。解：高架连续点源出现浓度最大距离处，烟流中心线的浓度按 P88（47）HzyzzyzyHzHzyuQ,022222212)(exp2)()exp2exp(2 zyzyuQHHuQ2018.12/24
46、exp1 222（由 P89（411）2Hz）而地面轴线浓度yzeHuQ2max22。因此，38.12018.1)2(4018.14018.1)2/(2018.1/2222221eHeHeHeHuQuQzyzzy 得证。第五章 颗粒污染物控制技术基础 5.1 根据以往的分析知道，由破碎过程产生的粉尘的粒径分布符合对数正态分布，为此在对该粉尘进行粒径分布测定时只取了四组数据（见下表），试确定：1）几何平均直径和几何标准差；2）绘制频率密度分布曲线。粉尘粒径 dp/m 010 1020 2040 40 质量频率 g/%36.9 19.1 18.0 26.0 解：在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的
47、质量累积频率分布曲线，读出 d84.1=61.0m、d50=16.0m、d15。9=4.2m。81.3501.84ddg。作图略。5.2 根据下列四种污染源排放的烟尘的对数正态分布数据，在对数概率坐标纸上绘出它们的筛下累积频率曲线。污染源 质量中位直径 集合标准差 平炉 0.36 2.14 飞灰 6.8 4.54 水泥窑 16.5 2.35 化铁炉 60.0 17.65 解：绘图略。5.3 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、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径及表面积体积平均直径。粉尘粒径/m 02 24 46 6
48、10 1020 2040 40 浓度/3mg 0.8 12.2 25 56 76 27 3 解：在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线，读出质量中位直径 d50（MMD）=10.3m、d84.1=19.1m、d15。9=5.6m。85.1501.84ddg。按大气污染控制工程P129（524）mNMDNMDMMDg31.3ln3lnln2；P129（526）mdNMDdLgL00.4ln21lnln2；P129（529）mdNMDdsvgsv53.8ln25lnln2。5.4 对于题 5.3 中的粉尘，已知真密度为 1900kg/m3，填充空隙率 0.7，试确定其比表面积（分
49、别以质量、净体积和堆积体积表示）。解：大气污染控制工程P135（539）按质量表示gcmdSPsvm/107.3623 P135（538）按净体积表示323/1003.76cmcmdSsvV P135（540）按堆积体积表示323/1011.2)1(6cmcmdSsvb。5.5 根据对某旋风除尘器的现场测试得到：除尘器进口的气体流量为10000m3N/h，含尘浓度为 4.2g/m3N。除尘器出口的气体流量为 12000 m3N/h，含尘浓度为 340mg/m3N。试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率和除尘效率（分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算）。解：气体流量按 P141（543）smQQ
50、QNNNN/11000)(21321；漏风率 P141（544）%20%100100002000%100121NNNQQQ；除尘效率：考虑漏风，按 P142（547）%3.90100002.412000340.0111122NNNNQQ 不考虑漏风，按 P143（548）%9.912.4340.01112NN 5.6 对于题 5.5 中给出的条件，已知旋风除尘器进口面积为 0.24m2，除尘器阻力系数为 9.8，进口气流温度为 423K，气体静压为490Pa，试确定该处尘器运行时的压力损失（假定气体成分接近空气）。解：由气体方程RTMmPV 得LgRTPMVm/832.042331.829)4