tjdx大气污染控制课程习题与答案

tjdx大气污染控制课程习题与答案内容摘要：

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 4－ 4 查得 x=500m 时mm zy ,  。 将数据代入式 4－ 8 得 32222 /) 60e xp () 50e xp ( 80)60,0,50,500( mmg 。 某一工业锅炉烟囱高 30m，直径 ，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 mDT TTu DvH s ass ) (4 )(  ，烟囱有效高度为 mHHH s 。 16 由《大气污染控制工程》 P89 （ 4－ 10）、（ 4－ 11） yzeHu Q  2m ax 2 时， mHz 。 取稳定度为 D 级，由表 4－ 4 查得与之相应的 x=。 此时 my 。 代入上式 32m a x / 102 mge   。 地面源正下风方向一点上，测得 3 分钟平均浓度为 10－ 3g/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 （ 4－ 31） ) 2()( yyqyy  （当 hh 1001 2  ， q=） 3331222/ )2e xp ( mgHu Qzzy   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 dPPHuQHx PPzzL )2e xp (21)2e xp (22),0,0,(222 21   。 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 43，当风速等于 3m/s 时，稳定度等级为 C，则 400m 处mm zy ,  。 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 ，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 60 54 0 40 0x ut m m     ，说明已经到达受体点。 有限长线源 dPPHuQHx PPzzL )2e xp (21)2e xp (22),0,0,(222 21    距 离 线 源 下 风 向 4m 处， P1= － 75/= － ， P2=75/= ；)/()/(15090 smgsmgQ L 。 代入上式得 2 /)2e xp ( )0,0,0,400( mmgdpP   。 端点 下风向 P1=0， P2=150/=，代入上式得 17 2 /)2e xp( )0,0,0,400( mmgdpP    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， mmzy 15, 00  。 当 x=， mm zy ,  。 由《大气污染控制工 程》 P106 （ 4－ 49） ]})()([21e xp {))((),0,( 20220200 zzyyzzyyHyu QHyx   3522 /])( 1521e xp [))((3 10 mg  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。 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。 mxmHDDz  当 x=2km 时， xDx2xD，按 x= xD和 x=2xD时浓度值内插计算。 x= xD时， mm zy , 1 8   ，代入《大气污染控制工程》 P88 （ 4－ 9）得 322221 /) 200e xp ( 180)2e xp ( mmgHu Qzzy  x= 2xD时， mm zy 3 9, 2 1   ，代入 P101 （ 4－ 36）得 3222 / 180)2e xp (2 mmgyDuQyy  ； 通过内插求解 3/)( mmg 当 x=6km2xD时， my 474 ， 3/ 180 mmg  计算结果 表明，在 xD=x=2xD范围内，浓度随距离增大而升高。 18 某硫酸厂尾气烟囱高 50m， SO2 排放量为 100g/s。 夜间和上午地面风速为 3m/s，夜间云量为 3/10。 当烟流全部发生熏烟现象时，确定下风方向 12km 处 SO2的地面浓度。 由所给气象条件应取稳定度为 E 级。 查表 4－ 4 得 x=12km 处， mm zy ,4277  。 mHyyf   ， mHh zf   34 / 1002)50,0,0,12020( mghuQyffF 。 某污染源 SO2排放量为 80g/s，烟气流量为 265m3/s，烟气温度为 418K，大气温度为 293K。 这一地区的 SO2本底浓度为 ，设 yz  ， smu /310  ， m=，试按《环境空气质量标准》的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径。 解： 按《大气污染控制工程》 P91 （ 4－ 23） kWkWT TQPQ svaH 4  由 P80 （ 3－ 23） 1010 )10(3)( ssm HHZZuu  按城市及近郊区条件，参 考表 4－ 2，取 n=， n1=1/3， n2=2/3，代入 P91（ 4－ 22）得 12/54/1 3/23/110 sssnsnH HH HuHQnH  。 《环境空气质量标准》的二级标准限值为 （年均），代入 P109（ 4－ 62） Hue QHyzbs  )( 20 ＝ HHH s   310)()( 解得 mHHHH sss 12/5  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 ，即 uv= =。 但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在 20~30m/s。 取 uv=20m/s，则有 muQDvv   ，实际直径可取为。 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 19 之比值等于。 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） Hzyzzyzy HzHzyu Q  ,02222221 ]}2 )(e xp []2 )(){ e xp [2e xp (2  zyzy uQHHuQ  2 ]2/2 4e xp [1[2 2 2  （由 P89（ 4－ 11） Hz  ） 而地面轴线浓度yzeHu Q   2m a x2 2。 因此， 2)2(44)2/(22222221 eHeHeHeHuQuQzyzzy  得证。 20 第五章 颗粒污染物控制技术基础 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 0～ 10 10～ 20 20～ 40 40 质量频率 g/% 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 = m 、 d50= m 、 d15。 9= m。 50  ddg。 作图略。 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 飞灰 水泥窑 化铁炉 解： 绘图略。 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 0～ 2 2～ 4 4～ 6 6～ 10 10～ 20 20～ 40 40 浓度 / 3mg 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） = m 、 = m 、 d15。 9= m。 50  ddg。 按《大气污染控制工程》 P129（ 5－ 24） mNMDNMDM M D g  2  ； P129（ 5－ 26） mdNMDdLgL  2 ； P129（ 5－ 29） mdNMDdsvgsv  2 。 21 对于题 中的粉尘，已知真密度为 1900kg/m3，填充空隙率 ，试确定其比表面积（分别以质量、净体积和堆积体积表示）。 解： 《大气污染控制工程》 P135（ 5－ 39）按质量表示 gcmdS Psvm / 23  P135（ 5－ 38）按净体积表示 323 / cmcmdS svV  P135（ 5－ 40）按堆积体积表示 323 /)1(6 cmcmdS svb  。 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。 除尘器出口的气体流量为 12020 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（ 5－ 43） smQNNNN /11000)(21 321 ； 漏风率 P141（ 5－ 44） %20%100100002020%1001 21  N NN Q ； 除尘效率： 考虑漏风，按 P142（ 5－ 47） %10 12 11 22   NN NN  不考虑漏风，按 P143（ 5－ 48） % 12  NN 对于题 中给出的条件，已知旋风除尘器进口面积为 ，除尘器阻力系数为 ，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 / 29)( 5    smAQv / 6 0 2734231 0 0 0 0 按《大气污染控制工程》 P142（ 5－ 45） PaP 2 。 22 有一两级除尘系统，已知系统的流量为 ，工艺设备产生粉尘量为 ，各级除尘效率分别为 80%和 95%。 试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。 解： 按《大气污染控制工程》 P145（ 5－ 58） %99%)801% ) (951(1)1)(1(1 21   T 粉尘浓度为 33 /10/ mgmg ，排放浓度 10（ 1－ 99%） =； 排放量 =。 某燃煤电厂除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下，若除尘器总除尘效率为98%，试绘出分级效率曲线。 粉尘间隔 / m。