大气污染控制工程第三版课后习题答案1~8章全

第一章 概 论

1.1 解：

按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。质量百分数为

%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=

N ，%08.23%100197.2800

.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；

%29.1%100197.24.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%1001

97.2801

.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。

1.2 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/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。按标准状态下1m 3干空气计算，其

摩尔数为

mol 3.444.221013

=⨯。故三种污染物体积百分数分别为： SO 2：

ppm 052.03.441015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.03.44461012.03

=⨯⨯- CO ：

ppm 20.33

.44281000.43

=⨯⨯-。 1.3 解：

1）ρ（g/m 3

N ）3

3

4/031.110

4.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=--

c （mol/m 3N ）

333

4/1070.610

4.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。 2）每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10－

3kg=1kg 1.4 解：

每小时沉积量200×（500×15×60×10－

6）×0.12g μ=10.8g μ 1.5 解：

由《大气污染控制工程》P14 （1－1），取M=210

2369.0105.19102.22102

4

22=⨯⨯⨯==--∝O p p M Hb O COHb ，

COHb 饱和度%15.192369

.012369

.0/1/222=+=+=+=

Hb O COHb Hb O COHb Hb O COHb COHb CO ρ

1.6 解：

含氧总量为

mL 960100

20

4800=⨯。不同CO 百分含量对应CO 的量为：

2%：mL 59.19%2%960=⨯，7%：mL 26.72%7%

93960=⨯

1）最初CO 水平为0%时 min 0.17210102.426

.723

4=⨯⨯=-t ； 2）最初CO 水平为2%时 min 4.12510102.459

.1926.723

4=⨯⨯-=-t 。

1.7 解：

由《大气污染控制工程》P18 （1－2），最大能见度为

m K d L p

p v 8.115812

.02.24

.114006.26.2=⨯⨯⨯=

=

ρ

ρ。

第二章 燃烧与大气污染

2.1 解： 1kg 燃油含：

重量（g ） 摩尔数（g ） 需氧数（g ）

C 855 71.25 71.25 H 113－2.5 55.25 27.625 S 10 0.3125 0.3125 H 2O 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O 2：N 2体积比为1：3.78，则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg 重油。 即474.12×22.4/1000=10.62m 3N /kg 重油。

烟气组成为CO 271.25mol ，H 2O 55.25+11.25=56.50mol ，SO 20.1325mol ，N 23.78×99.1875=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 m 3N /kg 重油。

2）干烟气量为502.99－56.50=446.49mol/kg 重油。

SO 2百分比浓度为

%07.0%10049

.4463125

.0=⨯，

空气燃烧时CO 2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1.1×10.62=11.68m 3N /kg 重油， 产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m 3N /kg 重油。 2.2 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

灰分 18.1 3.306g/mol 碳 水分 9.0 1.4g/mol 碳 故煤的组成为，

燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为molC g /26.18475

.5100

=。燃烧方程式为 n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495 1）理论空气量

kg m kg m /74.6/104.22100026

.18)

78.31(1495.1333=⨯⨯⨯+⨯-；

SO 2在湿烟气中的浓度为

%174.0%10018

4

.11495.178.3010.0292.01010

.0=⨯+

⨯+++

2）产生灰分的量为kg g /8.144%80100

1000

1.18=⨯⨯

烟气量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.4/18）×1000/18.26×22.4×10－

3=6.826m 3/kg

灰分浓度为

310826

.68

.144⨯mg/m 3=2.12×104mg/m 3

3）需石灰石kg 21.103%

3540

7.100.32%

7.11000=⨯⨯⨯/t 煤

2.3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 H 2O 52.875 2.94 0 设干空气中N 2：O 2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 N 2

mol 54.28078

.476

.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，SO 2浓度为%043.0%10043

.4361875

.0=⨯。

2.4解：

取1mol 煤气计算

H 2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO 2 0.05mol 0

CO 0.285mol 0.143mol H 2 （0.13-0.004）mol 0.063mol CH 4 0.007mol 0.014mol

共需O 2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol 。设干空气中N 2：O 2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=α，则实际干空气 1.2×1.066mol=1.279mol 。

空气含湿量为12g/m 3N ，即含H 2O0.67mol/ m 3N ，14.94L/ m 3N 。故H 2O 体积分数为1.493%。故实际空气量为

mol 298.1%

493.11279

.1=-。

烟气量SO 2：0.002mol ，CO 2：0.285+0.007+0.05=0.342mol ，N 2：0.223×3.78+0.524=1.367mol ，H 2O0.002+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+0.2×1.066=2.125mol 2.5 解：

1）N 2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99% 由《大气污染控制工程》P46 （2－11） 空气过剩

%5.50%100)

25.08(99.782.02

5.08=⨯⨯--⨯⨯-

2）在测定状态下，气体的摩尔体积为

mol L P T T V P V /46.39322

.133700273443

4.22101325221112=⨯⨯⨯⨯=⋅=

； 取1m 3烟气进行计算，则SO 2120×10－

6m 3，排放浓度为

6

33

12010(18%)0.179/39.4610

g m --⨯⨯-⨯=⨯。 3）3

22.45663.37(18%)2957/min 39.46N m ⨯

⨯-=。 4）3

/85.5222.4

39.460.03N

m g =⨯。 2.6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 H 2O 83.25 4.625 0 需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol

设干空气中N 2：O 2体积比为3.78：1，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：CO 2 63.17mol ；SO 2 0.5mol ；H 2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol ；

N 2：73.86×3.78=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CO 2

%25.14%10038.44317.63=⨯；SO 2 %11.0%10038

.4435

.0=⨯；

H 2O

%74.6%10038.44391.29=⨯； N 2 %55.75%10038.44361

.7079.019.279=⨯⨯+。

O 2 %33.3%10038

.443209.061.70=⨯⨯。 2.7解：

SO 2含量为0.11%，估计约1/60的SO 2转化为SO 3，则SO 3含量

51083.160

1

%11.0-⨯=⨯

，即P H2SO4=1.83×10－5，lg P H2SO4=-4.737。 查图2－7得煤烟气酸露点约为134摄氏度。 2.8解：

以1kg 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CO 2 （71.67－x ）mol ，耗氧（71.67－x ）mol 。

烟气中O 2量

610600%5.1-⨯x 。 总氧量 x x x x 5.2467.10635)67.71(5.010

600%5.16+=+-++⨯-，干空气中N 2：O 2体积比为3.78：1，则含N 2 3.78×（106.67+24.5x ）。根据干烟气量可列出如下方程：

6610

600)5.2467.106(78.367.7110600%5.1--⨯=+++⨯x x x ，解得x=0.306 故CO 2%：

%99.13%10010600306.0306

.067.716

=⨯⨯--；

N 2%：

%62.84%10010600306.0)

67.106306.05.24(78.36

=⨯⨯+⨯-

由《大气污染控制工程》P46 （2－11） 空气过剩系数07.1)

06.05.05.1(62.842.006

.05.05.11=⨯--⨯⨯-+

=α

第三章 大气污染气象学

3.1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：

dP g dZ ρ=-⋅ （1）

将空气视为理想气体，即有

m PV RT M =

可写为 m P M V R T

ρ== （2） 将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：

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：

ln gM

P Z C RT =-

+ 即 2211

ln ()P gM Z Z P RT =-

-（3） 假设山脚下的气温为10。

C ，带入（3）式得：

得 5.7Z km ∆=

即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km 。 3.2解：

d m K z T γγ>=---

=∆∆-

=-100/35.25.110298

8.297105.1，不稳定

d m K z T

γγ>=---=∆∆-

=-100/5.110308.2975.2973010，不稳定

d m K z T

γγ>=---=∆∆-

=-100/0.130505.2973.2975030，不稳定

d m K z T

γγ>=---=∆∆-

=-100/75.15.1302985.297305.1，不稳定

d m K z

T

γγ>=---=∆∆-

=-100/44.15.1502983.297505.1，不稳定。

3.3解：

288.00

101)(P P

T T =， 3.4解：

由《大气污染控制工程》P80 （3－23），m Z Z u u )(

11=，取对数得)lg(lg 11

Z Z

m u u = 设y u u

=1

lg ，x Z Z =)lg(1，由实测数据得

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 解：

0.070.07110050(

)2() 2.24/10Z u u m s Z ==⨯=，0.070.07

2200100()2() 2.35/10Z u u m s Z ==⨯= 0.070.073300200(

)2() 2.47/10Z u u m s Z ==⨯=，0.070.07

4400300()2() 2.54/10Z u u m s Z ==⨯= 0.070.07

5500400(

)2() 2.59/10

Z u u m s Z ==⨯=。 稳定度D ，m=0.15

s m Z Z u u /55.2)1050(2)(

15.015.00101=⨯==，s m Z Z u u /82.2)10100(2)(15

.015.00202=⨯== s m Z Z u u /13.3)10200(2)(

15.015.00303=⨯==，s m Z Z u u /33.3)10300(2)(15

.015.00404=⨯== s m Z Z u u /48.3)10

400(2)(

15

.015.00505=⨯==。 稳定度F ，m=0.25

s m Z Z u u /99.2)1050(2)(

25.025.00101=⨯==，s m Z Z u u /56.3)10100(2)(25

.025.00202=⨯== s m Z Z u u /23.4)10200(2)(

25.025.00303=⨯==，s m Z Z u u /68.4)10

300(2)(25

.025.00404=⨯== 风速廓线图略。

3.6解：

1）根据《Air Pollution Control Engineering 》可得高度与压强的关系为

dz RT gM P dP -= 将g=9.81m/s 2、M=0.029kg 、R=8.31J/(mol.K)代入上式得T P

dP

dz 21.29-=。

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m m dz 4.2831018

11

21

.29=--=，z=119m 。

2）图略 3）d m K z T γγ>=---=∆∆-

=---100/35.1

8

.911212121，不稳定； 0100/22.299128.9323232<-=---=∆∆-

=---m K z T γ，逆温； 0100/98.1101

14

12434343<-=---=∆∆-

=---m K z T γ，逆温；

0100/61.016315

14545454<-=---=∆∆-

=---m K z T γ，逆温； d m K z T γγ<=---=∆∆-

=---100/37.053613

15656565，稳定； d m K z T γγ<=---=∆∆-

=---100/15.02716

.1213878787，稳定； d m K z T γγ<=---=∆∆-

=---100/85.012996

.16.1298，稳定； d m K z T γγ<=---=∆∆-

=---100/28.0281

8

.06.1109109109，稳定。

3.7解：

0100/22.1458

1.217.26111>=-=∆∆=

m K z T G ，故011<-=G γ，逆温； m K z T G 100/72.07631

.216.15222-=-=∆∆=

，故d m K G γγ<=-=100/72.022，稳定； m K z T G 100/16.15806

.159.8333-=-=∆∆=

，故d m K G γγ>=-=100/16.133，不稳定； m K z T G 100/120000

.250.5444-=-=∆∆=

，故d m K G γγ>=-=100/144，不稳定； m K z T G 100/25000

.300.20555-=-=∆∆=

，故d m K G γγ>=-=100/255，不稳定； 0100/43.0700

.250.28666>=-=∆∆=

m K z T G ，故066<-=G γ逆温。 3.8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

2211

ln

()P gM Z Z P RT =--，代入已知数据（温度T 取两高度处的平均值）即 458297

314.8029

.08.91013P ln

2⨯⨯⨯＝－，由此解得P 2=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：

K P T 293)1013

1000(1.294)1000(

288

.0288.0===地面地面地面θ， K P T 16.303)961

1000(7.299)1000(

288.0288.0111===θ， 故位温梯度=

m K 100/18.2458

0303

293=--

同理可计算得到其他数据的位温梯度，结果列表如下：

3.9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2211

ln

()P gM Z Z P RT =--，设地面压强为P 1，代入数据得到：458297

314.8029

.08.9P 970ln

1⨯⨯⨯＝－，解得P 1=1023hPa 。因此 同理可计算得到其他数据的地面位温，结果列表如下：

3.10 略。

第四章 大气扩散浓度估算模式

4.1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)(exp[]2)(){exp[2exp(2),,,(2

2

2222'

z z y z

y H z H z y u Q H z y x σσσσσπρ+-+---= 现存在峭壁，可考虑ρ为实源与虚源在所关心点贡献之和。

实源]}2)(exp[]2)(){exp[2exp(22

2

22221z

z y z y H z H z y u Q σσσσσπρ+-+---=

虚源]}2)(exp[]2)(]{exp[2)2(exp[22

2

22222z z y z y H z H z y L u Q σσσσσπρ+-+----= 因此]}2)(exp[]2)(){exp[2exp(222

2222z z y z

y H z H z y u Q σσσσσπρ+-+---=+

=]}2)(exp[]2)(]}{exp[2)2(exp[)2{exp(22

2

222222z z y y z

y H z H z y L y u Q σσσσσσπ+-+----+- 刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。

4.2解： 霍兰德公式

m D T T T u

D v H s a s s 16.96)5418

288

4187.25.1(455.13)7

.25.1(=⨯-⨯+⨯=-+=

∆。 布里格斯公式

kW kW D v T T T Q s s a s H 210002952155.1341828841810

6.9

7.2106.97.223

2

3>=⨯⨯-⨯⨯=-⨯⨯=

--且x<=10Hs 。此时 3/23/213/11

3

/23

/180.2429521362.0362.0x x u

x

Q H H

=⨯⨯==∆--。

按国家标准GB/T13201－91中公式计算， 因Q H >=2100kW ，Ts －Ta>=130K>35K 。

（发电厂位于城市近郊，取n=1.303，n 1=1/3，n 2=2/3） 4.3解：

由《大气污染控制工程》P88（4－9）得 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4－4查得x=500m 时

m m z y 1.18,3.35==σσ。将数据代入式4－8得

3

2

222/010.0)1

.18260ex p()3.35250ex p(1.183.35680)60,0,50,500(m mg =⨯-⨯-⨯⨯⨯=πρ。 4.5解：

由霍兰德公式求得

m D T T T u

D v H s a s s 84.5)6.0405

293

4057.25.1(46.020)7

.25.1(=⨯-⨯+⨯=-+=

∆，烟囱有效高度为m H H H s 84.3584.530=+=∆+=。 由《大气污染控制工程》P （4－10）、（4－11）

y

z

e H u Q σσπρ2

max 2=

时，m H z 34.25284.352===σ。

取稳定度为D 级，由表4－4查得与之相应的x=745.6m 。 此时m y 1.50=σ。代入上式32

max /231.01

.5034

.2584.354102m g e μπρ=⨯⨯⨯⨯=

。 4.6解：

由《大气污染控制工程》P98 （4－31）

13

.01121202.3)05

.02()(

y y q y y σσττσσ===（当h h 10012<≤τ，q=0.3） 4.7解：

有限长线源dP P H u Q H x P P z z L

)2exp(21)2exp(22),0,0,(2

2221--=

⎰πσσπρ。

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30～

35。

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

m m z y 5.26,3.43==σσ。

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3360540400x ut m m ==⨯⨯=>，说明已经到达受体点。

有限长线源dP P H u Q H x P P z z L

)2exp(21)2exp(22),0,0,(2

2221--=

⎰πσσπρ

距离线源下风向4m 处，P 1=－75/43.3=－1.732，P 2=75/43.3=1.732；

)/(6.0)/(150

90

s m g s m g Q L ⋅=⋅=

。代入上式得 3732.1732

.12

/52.5)2ex p(21

5

.26326.02)0,0,0,400(m mg dp P =-⨯⨯⨯⨯=

⎰

-ππρ。

端点下风向P 1=0，P 2=150/43.3=3.46，代入上式得

4.8解：

设大气稳定度为C 级，m m z y 98.615

.215

,56.2323.4100000====

σσ。 当x=1.0km ，m m z y 4.61,1.99==σσ。由《大气污染控制工程》P106 （4－49） 4.9解：

设大气稳定度为C 级。m x m H D D z 5.1222.7415

.2200

36015.2=⇒=-=-=

σ 当x=2km 时，x D x= x D 时，m m z y 42.74,26.118==σσ，代入《大气污染控制工程》P88 （4－9）得 x= 2x D 时，m m z y 10.139,41.221==σσ，代入P101 （4－36）得

322

2/257.041

.2213605.32180

)2exp(2m mg y D u Q

y y

=⨯⨯⨯=

-=

πσσπρ；

通过内插求解3/181.0)5.12262000(5

.1226050

.0257.005.0m mg =--+

=ρ

当x=6km>2x D 时，m y 474=σ，3/120.0474

3605.32180m mg =⨯⨯⨯=

πρ

计算结果表明，在x D <=x<=2x D 范围内，浓度随距离增大而升高。 4.10解：

由所给气象条件应取稳定度为E 级。查表4－4得x=12km 处，m m z y 4.87,4277==σσ。

m H y yf 25.4338

50

4278=+=+

=σσ，m H h z f 8.2244.872502=⨯+=+=σ 34/10365.125

.4338.22432100

2)50,0,0,12000(m g h u Q yf

f F -⨯=⨯⨯⨯=

=

πσπρ。

4.11 解：

按《大气污染控制工程》P91 （4－23） 由P80 （3－23）25.025.01010687.1)10

(3)(

s s m

H H Z Z u u === 按城市及近郊区条件，参考表4－2，取n=1.303，n 1=1/3，n 2=2/3，代入P91（4－22）得

12/54

/13

/23/11

048.23687.128100303.121

s s

s n s

n H H H H u

H Q n H =⨯⨯==∆-。

《环境空气质量标准》的二级标准限值为0.06mg/m 3（年均），代入P109（4－62）

＝

H H H s ∆-⨯-∆+⨯⨯⨯⨯⨯--6

25.0310)05.006.0()(687.1718.2142.35

.010802 解得m H H H H s

s s 4.35748.2312

/5≥+=∆+ 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u v >=1.5×1.687×1700.25=9.14m/s 。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在20~30m/s 。取u v =20m/s ，则有

m u Q D v

v

1.420

265

44=⨯⨯=≤

ππ，实际直径可取为4.0m 。

4.12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（4－7）

z

y z y u Q

H H u Q σσπσσπ2018.1]2/24exp[1[22

2=⋅-+= （由P（4－11）2H z =σ）

而地面轴线浓度y

z

e H u Q σσπρρ⋅=

=2

max 22。 因此，38.12018.1)2

(4018.14018.1)2/(2018.1/2

222221====⋅=e

H e H e H e H u Q u Q z y

z z y σσσπσσπρρ 得证。

第五章 颗粒污染物控制技术基础

5.1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d 84.1=61.0m μ、d 50=16.0m μ、d 15。9=4.2m μ。81.350

1

.84==

d d g σ。 作图略。 5.2 解： 绘图略。 5.3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d 50（MMD ）=10.3m μ、d 84.1=19.1m μ、d 15。9=5.6m μ。85.150

1

.84==

d d g σ。 按《大气污染控制工程》P129（5－24）m NMD NMD MMD g μσ31.3ln 3ln ln 2

=⇒+=；

P129（5－26）m d NMD d L g L μσ00.4ln 21ln ln 2

=⇒+

=； P129（5－29）m d NMD d sv g sv μσ53.8ln 2

5ln ln 2

=⇒+=。

5.4解：

《大气污染控制工程》P135（5－39）按质量表示g cm d S P

sv m /107.3623⨯==

ρ

P135（5－38）按净体积表示323/1003.76

cm cm d S sv

V ⨯==

P135（5－40）按堆积体积表示323/1011.2)

1(6cm cm d S sv

b ⨯=-=ε。 5.5解：

气体流量按P141（5－43）s m Q Q Q N N N N /11000)(2

1321=+=

；

漏风率P141（5－44）%20%10010000

2000

%100121=⨯=

⨯-=N

N

N Q Q Q δ；

除尘效率：

考虑漏风，按P142（5－47）%3.90100002.412000

340.0111122=⨯⨯-=-

=N N N N Q Q ρρη

不考虑漏风，按P143（5－48）%9.912

.4340

.01112=-=-=N N ρρη 5.6解：

由气体方程RT M

m

PV =得L g RT PM V m /832.042331.829)4901001.1(5=⨯⨯-⨯==

=-ρ 按《大气污染控制工程》P142（5－45）Pa P 13119.172

832

.08.92=⨯⨯=∆。 5.7 解：

按《大气污染控制工程》P145（5－58） 粉尘浓度为

33/10/22

.22

.22m g m g =，排放浓度10（1－99%）=0.1g/m 3； 排放量2.22×0.1=0.222g/s 。 5.8解：

按《大气污染控制工程》P144（5－52）i

i

i g g P 121-=η（P=0.02）计算，如下表所示：

据此可作出分级效率曲线。 5.9解：

按《大气污染控制工程》P144（5－54）∑==%86.721i

i

T g

ηη。

5.10 解：

当空气温度为387.5K 时5

3

103.2,/912.0-⨯==μρm kg 。 当d p =0.4m μ时，应处在Stokes 区域。 首先进行坎宁汉修正：s m M RT

v /2.53210

97.28142.35

.387314.8883

=⨯⨯⨯⨯==

-π，

m v

8

104.9499.0-⨯==ρμ

λ，47.04.0104.9222

=⨯⨯==-p d Kn λ。则

61.1)]10

.1exp(4.0257.1[1=-++=Kn Kn C ，s m gC d u p p s /1041.11852

-⨯==μ

ρ。

当d p =4000m μ时，应处于牛顿区，s m g d u p p s /34.17)

(74

.1=-=ρ

ρρ。

500275010

3.234

.17912.0104000Re 5

6>=⨯⨯⨯⨯==

--μ

ρu

d p p ，假设成立。 当d p =0.4m μ时，忽略坎宁汉修正，s m g d u p

p s /088.0182==

μ

ρ。经验证Re p <1，符合Stokes

公式。

考虑到颗粒在下降过程中速度在很短时间内就十分接近u s ，因此计算沉降高度时可近似按u s 计算。

d p =0.4m μ h=1.41×10－5×30=4.23×10－

4m ； d p =40m μ h=0.088×30=2.m ； d p =4000m μ h=17.35×30=520.5m 。 5.11解：

设最大石英粒径d p1，最小角闪石粒径d p2。由题意，g d g d p p p p ρ

ρρ

ρ2

21

174

.174

.1=

故

35.16

.25.31221===p p p p d d ρρ。 5.12解：

在所给的空气压强和温度下，s Pa m kg ⋅⨯==-5

3

10

81.1,/205.1μρ。d p =200m μ时，

考虑采用过渡区公式，按《大气污染控制工程》P150（5－82）：

85.1310

81.1205.103.110200Re 5

6=⨯⨯⨯⨯=--p ，符合过渡区公式。 阻力系数按P147（5－62）82.3Re 5

.186

.0==

p

P C 。阻力按P146（5－59） N u A C F p D p 822621083.703.1205.1)10200(4

82.32121--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==

π

ρ。 5.13解： 圆管面积232

1085.74

1m d A -⨯==

π。据此可求出空气与盐酸雾滴相对速度

s m A Q u s /27.060

1085.71012733

=⨯⨯⨯==--。考虑利用过渡区公式：

代入相关参数s Pa m kg m kg p ⋅⨯=⨯==-53331082.1,/10.1,/19.1μρρ及u s =0.27m/s 可解得d p =66m μ。

117.110

82.127.019.11066Re 5

6>=⨯⨯⨯⨯=--p ，符合过渡区条件。故能被空气夹带的雾滴最大直径为66m μ。

5.14解：

粒径为25m μ，应处于Stokes 区域，考虑忽略坎宁汉修正：

s m g d u p

p s /1069.31822-⨯==

μ

ρ。竖直方向上颗粒物运动近似按匀速考虑，则下落时间

s u H t s 1221069.35.42

=⨯==

-，因此L=v.t=1.4×122m=171m 。 5.15解：

在给定条件下s Pa m kg ⋅⨯==-5

3

105.2,/815.0μρ。

当d p =10m μ，粉尘颗粒处于Stokes 区域：

s m R u d u t p p c /768.02.016105.2182700)101(182

5

2622=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=--μρ。

d p =500m μ，粉尘颗粒处于牛顿区：R

u d u d t p p c

p

23

22

6155.0⋅=ρππρ。因此

s m R u d u t p p c /2.8003.32

==

ρ

ρ。经验证，Re p =1307>500，假设成立。

第六章 除尘装置

6.1解：

计算气流水平速度s m A Q v /1087.257

.414.92.120-⨯=⨯==

。设粒子处于Stokes 区域，取s Pa ⋅⨯=-51082.1μ。按《大气污染控制工程》P162（6－4）

即为能被100%捕集的最小雾滴直径。 6.2解：

按层流考虑，根据《大气污染控制工程》P163（6－5）

2.229

.801812122121=⨯==⇒=ηηηηn n n n ，因此需要设置23层。 6.3解：

m m m gL H v d p μμρμ10084104.87

81.9105.212

3.01086.1181853

50min

<=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--，符合层流区假设。

6.4解：

设空气温度为298K ，首先进行坎宁汉修正：

s m M RT

v /6.46610

97.28142.3298

314.8883

=⨯⨯⨯⨯==

-π， m v 8

5106.66

.466185.1499.01082.1499.0--⨯=⨯⨯⨯==ρμ

λ，21.063.0106.622=⨯⨯=

-Kn 2.1]4.0257.1[21.0121

.010

.1=++=-

e

C 。故s m gC d u p

p s /1058.11852-⨯==

μ

ρ

525.060

/1061.320

2.05.01058.1)1(35=⨯⨯⨯⨯⨯=+=--Q n LW u s i η。用同样方法计算可得0.83m μ粒

子的分级效率为0.8。

因此总效率 695.0)8.0525.0(5.0=+=i η 6.5 解：

按《Air Pollution Control Engineering 》公式 )]9(exp[12μ

ρπηi p

c W D NV --=。

令η=50%，N=5，Vc=15m/s ，p ρ=2.9×103kg/m 3，W=0.76m ，s Pa ⋅⨯=-5

102μ，代入上

式得d c =11.78m μ。

利用《大气污染控制工程》P170（6－18）2

2)/(1)/(c pi c pi i d d d d +=η 计算各粒径粉尘分级效率，

由此得总效率%3.55==∑i

i

g

ηη

6.6 解：

根据《大气污染控制工程》P144（5－53）i

i i g Pg 32/+=ηηη（P=0.1）计算分级效率，结

范围内，d c =7.5m μ。 6.7解：

据《大气污染控制工程》P169（6－13） Pa v p 144015293.19.92

1

21221=⨯⨯⨯==∆ξρ。

6.8 解：

根据《Air Pollution Control Engineering 》P258公式 )]9(exp[12μρπηi p

c W D NV --=。

因)/(1000322m kg D D p p p pa

单位取单位ρρρρ==，故p D ρ2＝1000 2

pa

D ； 由题意，当s m V c /20%,50==η。取s Pa ⋅⨯=-5

1082.1μ，N=10，代入上式

)]10

82.191000

)100.1(2010(

exp[1%505

26--⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯--=i W π，解得W i =5.5mm 。

根据一般旋风除尘器的尺寸要求，D 0=4W i =2.2cm ；H ＝2 W i =1.1cm 。 气体流量Q=A.V= 6.9解：

按《大气污染控制工程》P170（6－18）

2

2

2

22

225)

5/(1)5/()

/(1)/(pi

pi

pi pi c pi c pi i d d d d d d d d +=

+=

+=

η；

⎰

⎰∝

+==0

2

21

25pi pi

pi

pi i qdd d d qdd ηη。

d g =20m μ，25.1=σ，])32.020ln

(ex p[79

.1])ln 2ln (ex p[ln 21

22

pi

pi g

g

pi g pi d d d d d q -=-=

σσπ

代入上式，利用Matlab 积分可得%3.961

==

⎰pi

i

qdd

ηη。

6.10解：

驱进速度按《大气污染控制工程》P187（6－33）

s m d qE w p p

/176.010

11081.1310100103.036

53

15=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---ππμ。 2885.123.0m dL A =⨯⨯==ππ，Q=0.075m 3/s ，代入P188（6－34）

%8.98)176.0075

.0885.1ex p(1)ex p(1=⨯--=-

-=i i w Q A η。 6.11 解：

1）Q ’=2/3=0.667 m 3/s ，S=3.662=13.4m 2，%3.99)122.02

/667.04

.13exp(1=⨯--=i η。

2）

5.13

/15

.0max ==

v

v ，查图6－27得Fv=1.75 故%8.9875.1%)3.991(1)1(1=--=--=Fv i ηη。 6.12 解：

1）由题意77.0)9.0exp(15.0=⇒⨯--=k k d p =3.5m μ，%2.93)5.377.0ex p(11=⨯--=η d p =8.0m μ，%8.99)0.877.0ex p(12=⨯--=η d p =13.0m μ，%100)0.1377.0ex p(13=⨯--=η

故%98%6.9832.01%8.992.0%2.932.0>=⨯⨯+⨯+⨯=η

2）30

1%6.982i

ρ-

=，则i 2ρ=0.42g/m 3>0.1g/m 3。不满足环保规定和使用者需要。

6.13 解：

1）由《大气污染控制工程》P183（6－31）电场荷电为

扩散荷电按P184 （6－32）计算，与电场荷电相比很小，可忽略。

因此饱和电荷值3.04×10－

16C 。 2）电场荷电为

扩散荷电与电场荷电相比很小，可忽略，故粉尘荷电量4.86×10－

19C 。 3）取s Pa ⋅⨯=-5

10

5.2μ

d p =5m μ时，s m d qE w p p

/088.0105105.23104.31004.336

55

16=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---ππμ； d p =0.2m μ时，s m d qE w p p

/1051.310

2.0105.23104.31086.4336

55

19----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ππμ。 6.14 解：

查图得集气板面积约1000m 3.（1000m 3/min ）－

1。根据)ex p(1i i w Q

A

-

-=η， 0.995=1－exp （－w i ）解得w i =5.30m/min 。

6.15解：

%95)ex p(1=-

-=w Q A η，故05.0)ex p(=-w Q A ，0025.0)2ex p(=-w Q

A

因此%75.990025.01)2ex p(1'=-=--=w Q

A

η。 6.16解：

设3种粒子的分级效率分别为1η、2η、3η，则 因此%9.991=η，%0.992=η，%1.863=η。 6.17 解：

1）粉尘粒径d p =10m μ

当液滴直径为50m μ时，R=0.2；碰撞数3.36618)

(2=-=C

D p p p I D u u d N μρ，14.19=I N 。

由给出计算公式可得%3.50=η

同理可得液滴直径为100m μ、500m μ时捕集效率为42.6％、10.1%。 2）d p =50m μ

用同样方法计算可得颗粒在直径为50m μ、100m μ、500m μ的液滴上捕集效率分别为 0、10.2%、25.0％。 6.18解：

按《大气污染控制工程》P211（6－53） 由（6－55）233.02

2

29]101.6exp[p

d g

p C g l i e

p

f d C P --=∆⨯-

=μρρ

粒径小于0.1m μ所占质量百分比太小，可忽略；粒径大于20.0m μ，除尘效率约为1；因此 故%48.981=-=P η。 6.19 解：

坎宁汉修正143.12

.1172

.01172.01=+=+=p C d C 6.20解：

设气液比1L/m 3，d p =1.2m μ，3

/8.1cm g p =ρ，f=0.25。在1atm 与510.K 下查得

s Pa g ⋅⨯=-51099.2μ。

由O cmH v Q Q v p g

l

T 23232

3

4.152100.11003.1)(

1003.1=⨯⨯⨯⨯-=⨯-=∆---可解得

v=121.6m/s 。故喉管面积2058.06

.1211

.7m S ==

，D T =272mm 。 取喉管长度300mm ，通气管直径D 1=544mm 。

241=α，

62=α，则

m mm ctg D D L T .0022111==-=

α，m ctg D D L T 13.32

2222=-=α

（取D 2=600mm ）。

6.21 解：

由《Air Pollution Control Engineering 》P300 9.48式 t D zc D M ηπ

∆=

24

。t η通过P293 Figure

9.18读取。取33/102m kg p ⨯=ρ，雨滴D b =2mm ，处于牛顿区，利用《大气污染控制工程》P150（5－83）s m v /0.7]205.1/81.9)205.1100.1(100.2[74.12

/13

3

=⨯-⨯⨯=-。因

此，

912.010

21082.1180

.7)103(102183

52632

=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---b p p s D v d N μρ。从Figure 9.18读出t η=0.11（Cylinder ）。 故M=

g μπ

0083.011.080300)102(4

23=⨯⨯⨯⨯⨯-。

而液滴本身g D M μρπ33

1019.46

1'⨯==。故质量增加了1.98×10－4%。 6.22解：

由《Air Pollution Control Engineering 》公式 t A

Q D C C L

D ∆-=η5.1ln

0。代入已知数据 h t t A A

3.12105.21.01025.11.0ln 33

=∆⇒∆⨯⨯⨯⨯-=-，即需持续半天左右的时间。

6.23解：

设破裂2个布袋后气体流量分配不变，近似求得出口浓度如下：

300/0761.06002)1(600598'm g C C C =+-=

η。因此%2.99%10015

.90761

.015.9=⨯-=η。

6.24解： 设恒定速度v 1，则

401=v K x f

f

g μ，

40011=+

v K x v K x p

p

g f

f

g μμ。

若在400Pa 压降下继续，则

40022

21

2=+

+

v K x v K x v K x p

p g p

p g f

f

g μμμ

解此微分方程得Q 2=90.1m 3。 6.25解：

当T=300K 时，s Pa ⋅⨯=-5

10

86.1μ，v=1.8m/min=0.03m/s 。

S x M p ρ=，12

10100102.143M M S M x p =⨯⨯⨯==

-ρ p K M

b p /03.01086.112

5⨯⨯⨯+

=∆-。利用所给数据进行线性拟和， 51.61613146+=∆x p ，即13146/03.01086.1125=⨯⨯⨯-p K M

，K p =3.53×10－12m 2。

6.26 解：

1）过滤气速估计为v F =1.0m/min 。

2）除尘效率为99%，则粉尘负荷2

/94.5699.0m tg t Ct v W F =⨯=∆=。 3）除尘器压力损失可考虑为p E t P P P P ∆+∆+∆=∆

t P ∆为清洁滤料损失，考虑为120Pa ；Pa v S P F E E 350=⋅=∆；

)min/(50.9,43.5694.515.922m g N R tPa t Ct v R P p p p ⋅⋅=⨯⨯=∆=∆取；

故)(43.570)(43.56120350Pa t Pa t P P P P p E t +=++=∆+∆+∆=∆。

4）因除尘器压降小于1200Pa ，故min 9.12,1200)(43.570<<+t Pa t 即最大清灰周期。 5）2240273

160393

1000060m v Q A F =⨯⨯⨯==

。 6）取滤袋d=0.8m ，l=2m 。2

03.5m dl a ==π，7.47==a

A

n ，取4布袋。 6.27 解：

1）将已知数据代入所给公式即有

0139.0]10

82.13.0)101(1000

)105.0(06.0297exp[5

2326=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=---P ，%6.98=η 2）由001.0)97exp(22

≤-

=ε

μg c pa

s D D Zv P 可得z>=3.23m 。

3）由《Air Pollution Control Engineering 》公式，穿透率)9exp(2μ

ρπi p

c W D NV P -

= 取Wi=0.25Dc ，而N=0.5Z/Dc ，Vc=Vs/ε，pa pa D

D ρ2

2

=，代入上式

)97exp()92exp(22

22

ε

με

μπg c pa

s g c pa

s D D ZV D D ZV P -

=-

= （近似取72=π）

6.28 解：

1）过滤气速为3.35m/min 效率%5.82%1008.014

.08.0=⨯-=

η

过滤气速为1.52m/min 效率%75.97%1008

.0014

.08.0=⨯-=η

过滤气速为0.61m/min 效率%.99%1008.00009

.08.0=⨯-=η

过滤气速为0.39m/min 效率%92.99%1008

.00006

.08.0=⨯-=η

2）由2.0×（1－0.3）x p =140×10－

4，x p =0.01cm ； 3）由（0.8－0.0006）×0.39t=140，t=449min=7.5h 。

第七章 气态污染物控制技术基础

7.1解：由亨利定律P*=Ex ，500×2%=1.88×105x ，x=5.32×10－

5。

由y*=mx ，m=y*/x=0.02/5.32×10－

5=376。

因x=5.32×10－

5很小，故C CO2=2.96mol/m 3。

100g 与气体平衡的水中约含44×100×5.32×10－

5/18=0.013g 。 7.2 解：

在1atm 下O 2在空气中含量约0.21。0.21=4.01×104x

解得O 2在水中摩尔分数为x=5.24×10－

6。 7.3 解： 20》

C 时H 2S E=0.4×105kPa ，分压20atm ×0.1%=2.03kPa 。

P*=Ex ，x=P*/E=4.15×10－

5，故C*H2S =2.31mol/m 3。

H=C/P*=2.3/（2.03×103）=1.14×10－

3mol/（m 3.Pa ）=115mol/（m 3.atm ）

由

185.1,542.0108

121611511-==+=+=h K k k H K Al l g Al 。 )/(3.431.285.1)(3

2*2h m mol C C K N S H S H Al A ⋅=⨯=-=。

7.4 解：

G B =5000×0.95=4750m 3N /h 。 Y 1=0.053，321063.2%54750

)

47505000(-⨯=⨯-=

Y ；

4.257

.26/053.000263.0053.00)(

max 21min =-=--=X Y Y G L B S 。 因此用水量L s =25.4G B ×1.5=1.81×105m 3N /h 。 由图解法可解得传质单元数为5.6。 7.5 解：

G B =10×0.=8.9m 3/min ，Y 1=0.124，Y 2=0.02。作出最小用水时的操作线，x max =0.068。 故53.1068

.002.0124.0)(

min =-=B s G L ，L s =1.53×1.75×8.9=23.8m 3/min 。

图解法可解得传质单元数为3.1。m L

a H y 39.2)(3.333

.0=⨯=。H y =2.39×3.1=7.4m 。

7.6解：

利用公式0ττ-=KL ，将已知数据代入⎩

⎨⎧-=-=002.05051.0220ττK K ，解得⎩⎨⎧==min 65min/28500τm

K

因此m in 27856512850max =-⨯=τ。 7.7解：

m i n 8.95'

==KL τ，kg aSL x b 2.45230114

1

)0129.02629.0(2=⨯⨯⨯⨯-==πρ。

依据公式n

T kP X 1

=，对lgX T ~lgP 进行直线拟合：7

.030P X T =，即K=30，n=1.43；

依据公式

m m V P BV V P +=1，对P ~P/V 进行直线拟合：P V

P 005.002.0+=， 即V m =200，B=0.173。

7.9 解：

三氯乙烯的吸收量V=2.54×104×0.02×99.5%=505.46m 3/h ，M=131.5。

由理想气体方程RT M

m

PV =得 因此活性炭用量kg m 4301036.541075.328

100

⨯=⨯⨯⨯=

； 体积340

9.92577

1036.5m m V =⨯==ρ。 7.10 解：

Y 1=0.025kg 苯/kg 干空气，硅胶苯kg kg Y

X /282.0)167

.0(5.11

11==，Y 2=0，X 2=0。

故操作线方程为X=11.28Y 。

当Y=Y b =0.0025kg 苯/kg 干空气时，X=11.28×0.0025=0.0282kg 苯/kg 硅胶。 Y*=0.167×

08.5881*=-Y Y ，由此可求得⎰-Y Yb Y

Y dY

*近似值；

同时， ⎰⎰---+-=-==

We Wb a

b a b We Wb A A b w w w w w dw w Y Y W dw Y Y W Y Q f ))(1()1(000 由此求得f 的近似值，列表如下：

N OG =5.948，f=0.5580；2atm ，298K 时，ρ=2.37kg/m 3，因此)/(37.22

s m kg v G ⋅==ρ，

故H OG =m G D a p 07041.0)10

835.131.21060.0(60042.1)(42.151

.05251.0=⨯⨯⨯⨯=--μ； 因此吸附区高度为H 2=H OG .N OG =0.07041×5.948=0.419m 。

对单位横截面积的床层，在保护作用时间内吸附的苯蒸汽量为 （0.025－0）×2.37×60×90＝320（kg 苯/m 2） 而吸附床饱和区吸附苯蒸汽量)0()(2--=T b x H H ρ 吸附床未饱和区吸附苯蒸汽量)1)(0(2f x H T b --=ρ

因此总吸附量320442.0282.0625419.0282.0625)419.0(=⨯⨯⨯+⨯⨯-=H 解得H=2.05m ，此即所需要的最小床高。 7.11 解：

反应管转化率为x A 时，反应速度为R A =－0.15（1－x A ）mol/（kg 催化剂.min ）。 根据单管物料平衡可列出如下方程：A A Qdx Adx x =-ρ)1(15.0 其中2322101.1)108.3(4

m A --⨯=⨯⨯=

π

，Q 单位为mol/min 。

数据代入并整理得A

A

x dx Q

dx -=1098668.0，对等式两边积分，即

⎰

⎰

-=74

.00

1

.60

1098668

.0A

A

x dx Q dx ，解得Q=0.447mol/min 。 反应管数目：250/0.447＝560个。 7.12 解：

由T cm Q ∆=得K cm Q T 31472

2.01056.45

=⨯⨯==

∆。 第八章 硫氧化物的污染控制

8.1解：

火电厂排放标准700mg/m 3。

3%硫含量的煤烟气中SO 2体积分数取0.3%。

则每立方米烟气中含SO 2mg 8571104

.223

3=⨯⨯； 因此脱硫效率为%8.91%1008571

700

8571=⨯-。

8.2 解：

1）↑+⋅→++22322322CO O H CaSO O H SO CaCO

kg

m 1

100= m=1.5625kg 2）每燃烧1t 煤产生SO 2约kg t 722100

6

.3=⨯，约去除72×0.9=.8kg 。 因此消耗CaCO 3 kg m 132

8

.1003.1=⨯⨯=。

3）CaSO 4.2H 2O 生成量 kg 1741728.=⨯；则燃烧1t 煤脱硫污泥排放量为t 4354

.0174

=，

同时排放灰渣77kg 。

8.3 解：

1）由)1)(1(121ηηη---=T ，)1%)(981(1%7.992η---=，解得%852=η。 2）设总体积为100，则SO 27.8体积，O 210.8体积，N 281.4体积。经第一级催化转化后余SO 20.156体积，O 26.978体积，N 281.4体积。设有x 体积SO 2转化，则总体积为)2

5.88(x -

。 因此，5

.0]

2

/5.882/978.6[2/5.88156.0)

25.88/(300x x x x x

x --⋅---=，由此解得x=1.6×10－3；

故转化率为%99156

.0106.113

=⨯-

- 8.4解： 动力消耗W W K 07.58

.02600

00156.0=⨯=，即约0.51%用于克服阻力损失。

8.5 解：

1）取平均温度为C T 。5.1172

55

180=+=

，此时气体密度l g /94.0=ρ（分子量取30）

。 显然雾滴处于牛顿区，s m u s /73.9]94.0/10008.9103[74.12

/13=⨯⨯⨯=-，因气体流速

为3m/s ，则液滴相对塔壁的沉降速度为6.73m/s 。

2）工况条件：液气比9.0L/m 3，Ca/S=1.2，并假设SO 2吸收率为90%。

在117.5。

C 下，水汽化热2212.1kJ/kg ，空气比热1.025kJ/（kg.K ）

由（180－55）×1.025×0.94=2212.1m ，解得m=0.054kg ，因此水分蒸发率

%6.0%1000

.9054

.0=⨯。 3）CaCO 3反应分率为%75%1002

.19

.0=⨯。

8.6解：

在373K 时，K hs =0.41，K s1=6.6×10－3，K s2＝3.8×10－

8。

[Na]－[S]=[Na +]－[SO 2.H 2O]－[HSO 3－]－[SO 32－

]

=[OH －]－[H +]+[SO 32－]+2[CO 32－]+[HCO 3－

]－[SO 2.H 2O]

22123223

][][][][++--

==H P K K K H HSO K SO so hs s s s ，2

2123223]

[][][][++--

==H P K K K H HSO K CO co hc c c s ， ]

[][2

13+

-=

H P K K HCO co hc c 。 代入得

代入不同的[H +]浓度，可得pH 在4～5时[Na]－[S]接近于0。因此脱硫最佳pH 值4～5。 8.7 解：

工况条件：液气比9.0L/m 3，Ca/S=1.2，并假设SO 2吸收率为90%。因此，单位体积（1.0L ）通过烟气1/9m 3，可吸收SO 2

mol 018.0%90100.44

.221000913=⨯⨯⨯⨯-。 取温度T=373K ，则K hs =0.147，K s1=0.0035，K s2=2.4×10－

8。

进水P SO2=4.0×10－4atm ，[SO 2.H 2O]=P SO2.K hs =5.88×10－

5， [HSO 3－

]=K s1[SO 2.H 2O]/[H

+

]=0.0206，[SO 32－

]=

5

321094.4]

[][-+

-⨯=H HSO K s ； 则反应后[S]’=[SO 2.H 2O]+[HSO 3－

]+[SO 32－

]+0.018=0.0387

此时P SO2’=4.0×10－3atm ，[SO 2.H 2O]’=5.88×10－

4且

物料守恒得 [SO 2.H 2O]’+[HSO 3－]’+[SO 32－

]’ =0.0387

由上述方程可解得[H +]=5.4×10－

5，pH=4.27