大气污染控制工程 课后习题答案2

Comment X1: 有问题 第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染 2.1 解：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 474.1222.4/1000=10.62m3N/kg 重油。 烟气组成为 CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.7899.1875=374.93mol。 理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即 502.9922.4/1000=11.27 m3N/kg 重油。 2）干烟气量为 502.9956.50=446.49mol/kg 重油。 SO2百分比浓度为，%07 . 0 %100 49.446 3125 . 0 空气燃烧时 CO2存在最大浓度。%96.15%100 49.446 25.71 3）过剩空气为 10%时，所需空气量为 1.110.62=11.68m3N/kg 重油， 产生烟气量为 11.267+0.110.62=12.33 m3N/kg 重油。 2.2 解：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 0.144 0.026 灰分 18.1 3.306g/mol 碳 水分 9.0 1.644g/mol 碳 故煤的组成为 CH0.584S0.010O0.026， 燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为。燃烧方程式为molCg /26.18 475 . 5 100 222222013 . 0 010 . 0 584. 0 78 . 3 010 . 0 292 . 0 )78 . 3 (nNSOOHCONOnOSCH n=1+0.584/4+0.0100.013/2=1.1495 1）理论空气量；kgmkgm/74 . 6 /10 4 . 221000 26.18 )78 . 3 1 (1495 . 1 333 SO2在湿烟气中的浓度为%174 . 0 %100 18 644 . 1 1495 . 1 78 . 3 010 . 0 292 . 0 1 010 . 0 2）产生灰分的量为kgg / 8 . 144%80 100 1000 1 . 18 烟气量（1+0.292+0.010+3.781.1495+1.644/18） 1000/18.2622.4103=6.826m3/kg 灰分浓度为mg/m3=2.12104mg/m3 3 10 826 . 6 8 . 144 3）需石灰石/t 煤kg21.103 %35 407 . 1 00.32 %7 . 11000 后面的计算过程是正确的，答案有些出入。后面的计算过程是正确的，答案有些出入。 2.3 解：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 N2 mol54.280 78 . 4 76.35478 . 3 总计 66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 煤 实际烟气量 365.48+0.2354.76=436.43mol/kg 煤，SO2浓度为 。%043 . 0 %100 43.436 1875 . 0 2.4 解：解： 取 1mol 煤气计算 H2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO2 0.05mol 0 CO 0.285mol 0.143mol 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，则实际2 . 1 干空气 1.21.066mol=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 . 1 1 279 . 1 烟气量 SO2：0.002mol，CO2：0.285+0.007+0.05=0.342mol，N2：0.2233.78+0.524=1.3 67mol，H2O0.002+0.126+0.014+1.2981.493%+0.004=0.201mol 故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.21.066=2.125mol 气体燃料应该用体积或物质的量作为基准来计算气体燃料应该用体积或物质的量作为基准来计算 2.5 解：解： 1）N2%=111%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 . 0 25 . 08 2）在测定状态下，气体的摩尔体积为 ；molL P T T VP V/46.39 322.133700273 443 4 . 22101325 2 2 1 11 2 取 1m3烟气进行计算，则 SO21 20106m3，排放浓度为 。 6 3 3 120 10 (1 8%) 640.179 / 39.46 10 g m 3）。 3 22.4 5663.37(1 8%)2957/min 39.46 N m 4）。 3 /85.52 22.4 39.46 0 . 03 N mg 2.6 解：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 3.78：1，则干空气量为 73.864.781.2=423.66mol， 含水 423.660.0116=4.91mol。 烟气中：CO2 63.17mol；SO2 0.5mol；H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol； N2：73.863.78=279.19mol；过剩干空气 0.273.864.78=70.61mol。 实际烟气量为 63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol 其中 CO2 ；SO2 ； %25.14%100 38.443 17.63 %11 . 0 %100 38.443 5 . 0 H2O ； N2 。 %74 . 6 %100 38.443 91.29 %55.75%100 38.443 61.7079 . 0 19.279 O2 。 %33 . 3 %100 38.443 209 . 0 61.70 2.7 解：解： SO2含量为 0.11%，估计约 1/60 的 SO2转化为 SO3，则 SO3含量 ，即 PH2SO4=1.83105，lg PH2SO4=-4.737。 5 1083 . 1 60 1 %11 . 0 查图 27 得煤烟气酸露点约为 134 摄氏度。 2.8 解：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 CO2 （71.67x）mol，耗氧 （71.67x）mol。 烟气中 O2量。 6 10600 %5 . 1 x 总氧量 ，干空气中 N2：O2体 xxx x 5 . 2467.10635)67.71(5 . 0 10600 %5 . 1 6 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： ，解得 x=0.306 66 10600 ) 5 . 2467.106(78 . 3 67.71 10600 %5 . 1 x x x 故 CO2%：；%99.13%100 10600 306 .