大气污染控制工程 郝吉明2-答案.pdf

作业习题解答作业习题解答 第二章第二章 燃烧与大气污染燃烧与大气污染 2 12 12 12 1 已知重油元素分析结果如下 已知重油元素分析结果如下 C C C C 85 5 85 5 85 5 85 5 H H H H 11 3 11 3 11 3 11 3 O O O O 2 0 2 0 2 0 2 0 N N N N 0 2 0 2 0 2 0 2 S S S S 1 01 01 01 0 试计算 试计算 1 1 1 1 燃油 燃油 1kg1kg1kg1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量 所需理论空气量和产生的理论烟气量 2 2 2 2 干烟气中 干烟气中 SOSOSOSO2 2 2 2的浓度和的浓度和 COCOCOCO2 2 2 2的最大浓度 的最大浓度 3 3 3 3 当空气的过剩量为 当空气的过剩量为 10 10 10 10 时 所需的空气量及产生的烟气量 时 所需的空气量及产生的烟气量 2 12 12 12 1 解 解 1kg 燃油含 重量 g 摩尔数 g 需氧数 g C85571 2571 25 H113 2 555 2527 625 S100 31250 3125 H2O22 51 250 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 1875 4 78 474 12mol kg 重油 即 474 12 22 4 1000 10 62m3N 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 0 100 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 1 10 62 11 68m3N kg 重油 产生烟气量为 11 267 0 1 10 62 12 33 m3N kg 重油 2 22 22 22 2 普通煤的元素分析如下 普通煤的元素分析如下 C65 7 C65 7 C65 7 C65 7 灰分 灰分18 1 18 1 18 1 18 1 S1 7 S1 7 S1 7 S1 7 H3 2 H3 2 H3 2 H3 2 水分 水分9 0 9 0 9 0 9 0 O2 3O2 3O2 3O2 3 含 含 N N N N量不计 量不计 1 1 1 1 计算燃煤 计算燃煤 1kg1kg1kg1kg所需要的理论空气量和所需要的理论空气量和 SOSOSOSO2 2 2 2在烟气中的浓度 以体积分数计 在烟气中的浓度 以体积分数计 2 2 2 2 假定烟尘的排放因子为 假定烟尘的排放因子为80 80 80 80 计算烟气中灰分的浓度 以 计算烟气中灰分的浓度 以mg mmg mmg mmg m3 3 3 3表示 表示 3 3 3 3 假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫 石灰石中含 假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫 石灰石中含 Ca35 Ca35 Ca35 Ca35 当 当 Ca SCa SCa SCa S 为为 1 71 71 71 7 摩尔比 摩尔比 时 计算燃煤时 计算燃煤 1t1t1t1t 需加石灰石的量 需加石灰石的量 2 22 22 22 2 解 解 相对于碳元素作如下计算 质量 mol 100g 煤mol mol 碳 课后答案网 C65 75 4751 H3 23 20 584 S1 70 0530 010 O2 30 0720 013 灰分18 13 306g mol碳 水分9 01 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 燃烧方程式为molCg 26 18 475 5 100 222222013 0010 0584 0 78 3 010 0 292 0 78 3 nNSOOHCONOnOSCH n 1 0 584 4 0 010 0 013 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 78 1 1495 1 644 18 1000 18 26 22 4 10 3 6 826m3 kg 灰分浓度为mg m3 2 12 104mg m3 3 10 826 6 8 144 3 需石灰石 t 煤kg21 103 35 407 1 00 32 7 11000 2 32 32 32 3 煤的元素分析结果如下煤的元素分析结果如下S0 6 S0 6 S0 6 S0 6 H3 7 H3 7 H3 7 H3 7 C79 5 C79 5 C79 5 C79 5 N0 9 N0 9 N0 9 N0 9 O4 7 O4 7 O4 7 O4 7 灰分 灰分 10 6 10 6 10 6 10 6 在 在 空气过剩空气过剩 20 20 20 20 条件下完全燃烧 计算烟气中条件下完全燃烧 计算烟气中SOSOSOSO2 2 2 2的浓度 的浓度 2 32 32 32 3解 解 按燃烧 1kg 煤计算 重量 g 摩尔数 mol 需氧数 mol C79566 2566 25 H31 12515 56257 78 S60 18750 1875 H2O52 8752 940 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 280 78 4 76 35478 3 总计 66 25 18 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 0 100 43 436 1875 0 课后答案网 2 42 42 42 4 某锅炉燃用煤气的成分如下 某锅炉燃用煤气的成分如下 H H H H2 2 2 2S0 2 S0 2 S0 2 S0 2 COCOCOCO2 2 2 25 5 5 5 O O O O2 2 2 20 2 0 2 0 2 0 2 CO28 5 CO28 5 CO28 5 CO28 5 H H H H2 2 2 213 0 13 0 13 0 13 0 CHCHCHCH4 4 4 40 7 0 7 0 7 0 7 N N N N2 2 2 252 4 52 4 52 4 52 4 空气含湿量为 空气含湿量为12g m12g m12g m12g m3 3 3 3N N N N 试求实际需要的空气量和燃烧时 试求实际需要的空气量和燃烧时2 1 产生的实际烟气量 产生的实际烟气量 2 42 42 42 4解 解 取 1mol 煤气计算 H2S0 002mol耗氧量 0 003mol CO20 05mol0 CO0 285mol0 143mol H2 0 13 0 004 mol0 063mol CH40 007mol0 014mol 共需 O20 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 干空 气1 2 2 1 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 1 1 279 1 烟气量 SO2 0 002mol CO2 0 285 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 2 1 066 2 125mol 2 52 52 52 5 干烟道气的组成为 干烟道气的组成为 COCOCOCO2 2 2 211 11 11 11 体积 体积 O O O O2 2 2 28 8 8 8 CO2 CO2 CO2 CO2 SOSOSOSO2 2 2 2120120120120 10101010 6 6 6 6 体 积分 数 体 积分 数 颗粒物颗粒物 30 0g m30 0g m30 0g m30 0g m3 3 3 3 在测定状态下 烟道气流流量在 在测定状态下 烟道气流流量在 700mmHg700mmHg700mmHg700mmHg 和和 443K443K443K443K 条件下为条件下为 5663 37m5663 37m5663 37m5663 37m3 3 3 3 min min min min 水气含量 水气含量 8 8 8 8 体积 体积 试计算 试计算 1 1 1 1 过量空气百分比 过量空气百分比 2 2 2 2 SOSOSOSO2 2 2 2的排放浓度 的排放浓度 3 3 3 3 在标准状态下 在标准状态下 1atm1atm1atm1atm 和和 3 mg 273K273K273K273K 干烟道体积 干烟道体积 4 4 4 4 在标准状态下颗粒物的浓度 在标准状态下颗粒物的浓度 2 52 52 52 5 解 解 1 N2 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 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 SO2120 10 6m3 排放浓度为 6 3 3 120 10 1 8 640 179 39 46 10 g m 课后答案网 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 62 62 62 6 煤炭的元素分析按重量百分比表示 结果如下 氢煤炭的元素分析按重量百分比表示 结果如下 氢50 50 50 50 碳 碳75 8 75 8 75 8 75 8 氮 氮1 5 1 5 1 5 1 5 硫 硫1 61 61 61 6 氧氧 7 4 7 4 7 4 7 4 灰 灰 8 7 8 7 8 7 8 7 燃烧条件为空气过量 燃烧条件为空气过量20 20 20 20 空气的湿度为 空气的湿度为 0 0116molH0 0116molH0 0116molH0 0116molH2 2 2 2O molO molO molO mol干空气 干空气 并假定完全燃烧 试计算烟气的组成 并假定完全燃烧 试计算烟气的组成 2 62 62 62 6解 解 按 1kg 煤进行计算 重量 g 摩尔数 mol 需氧数 mol C75863 1763 17 H40 7520 37510 19 S160 50 5 H2O83 254 6250 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 86 4 78 1 2 423 66mol 含水 423 66 0 0116 4 91mol 烟气中 CO263 17mol SO20 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 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 2 2 2 7 7 7 7 运用教材图运用教材图2 2 2 2 7 7 7 7 和上题的计算结果 估算煤烟气的酸露点 和上题的计算结果 估算煤烟气的酸露点 2 72 72 72 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 83 10 5 lg PH2SO4 4 737 5 1083 1 60 1 11 0 查图 2 7 得煤烟气酸露点约为 134 摄氏度 2 82 82 82 8 燃料油的重量组成为 燃料油的重量组成为 C86 C86 C86 C86 H14 H14 H14 H14