大气作业(计算题).doc

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。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 1.5%x600*10-6。 总氧量1.5%x600*10-6+0.5x+(71.67-x)+35=106.67+24.5x,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：1.5%x600*10-6+71.67+3.78(106.67+24.5x)= x600*10-6解得x=0.306 故CO2%：71.67-0.3060.306600*10-6*100%=13.99% =- N2%：3.78(24.5*0.306+106.67)0.306600*10-6*100%=84.62% =+- 由大气污染控制工程P46 （211） 空气过剩系数=1+1.5-0.5*0.060.264*84.62-（1.5-0.5*0.06）=1.072.9我国原煤中的平均汞含量约为0.19mg/kg。已知2003年我国燃煤电厂总共消耗7.7*108t原煤，燃煤电厂安装ESP的比例为93%，同时安装ESP和烟气脱硫设备（FGD）的比例为3%。假设汞在煤燃烧过程中全部释放至烟气，ESP的脱汞效率为31%，ESP+FGD的脱汞效率为74%。请估算：（1）2003年我国燃煤电厂的汞排放量是多少？（93%*7.7*1011*69%+3%*7.7*1011*26%+4%*7.7*1011）*0.19mg=5.27*1011mg（2）ESP和ESP+FGD对我国燃煤电厂汞排放的削减量分别是多少？ESP:93%*31%*7.7*1011*0.19mg=4.18*1010mgESP+FGD:3%*74%*7.7*1011*0.19mg=3.25*109mg6.15电除尘器的集尘效率为95%，某工程师推荐使用一种添加剂以降低集尘板上粉尘层的电阻率，预期可使电除尘器的有效驱进速度提高一倍。若工程师的推荐成立，试求使用该添加剂后电除尘器的集尘效率。 解： =1-exp(-A/Q)=95%,故exp(-A/Q)=0.05, exp(-2A/Q)=0.0025因此=1-exp(-2A/Q)=1-0.0025=99.75%6.23安装一个滤袋室处理被污染的气体，试估算某些布袋破裂时粉尘的出口浓度。已知系统的操作条件：1atm，288K，进口处浓度9.15g/m3，布袋破裂前的出口浓度0.0458g/m3，被污染气体的体积流量14158m3/h，布袋室数为6，每室中的布袋数100，布袋直径15cm，系统的压降1500Pa，破裂的布袋数为2。 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：。因此。6.27据报道美国原子能委员会曾运用2m深的沙滤床捕集细粒子，卡尔弗特建议用下式估算细粒子的穿透率。其中：Z=在气流方向上床的长度；vs=气体的表面流速；Dpa=细粒子的空气动力学直径；沙滤床的孔隙率；Dc=沙滤床的沙粒的直径；气体的粘度。(1）若dpa=0.5，Dc=1.0mm，vs=6cm/s，0.3，试估算沙滤床的捕集效率；(2）欲获得99.9%以上的捕集效率，床的厚度至少应多厚？(3）推导该效率方程式。 解：(1）将已知数据代入所给公式，(2）由 可得z=3.23m。(3）由Air Pollution Control Engineering公式，穿透率取Wi=0.25Dc，而N=0.5Z/Dc，Vc=Vs/，代入上式 （近似取）8.4 一冶炼厂尾气采用二级催化转化制酸工艺回收SO2。尾气中含SO2为7.8%、O2为10.8%、N2为81.4%（体积）。如果第一级的SO2回收效率为98%，总的回收效率为99.7%。计算：(1）第二级工艺的回收效率为多少？(2）如果第二级催化床操作温度为420。C，催化转化反应的平衡常数K=300，反应平衡时SO2的转化率为多少？其中，。 解：1）由，解得。2）设总体积为100，则SO27.8体积，O210.8体积，N281.4体积。经第一级催化转化后余SO20.156体积，O26.978体积，N281.4体积。设有x体积SO2转化，则总体积为。因此，由此解得x=1.6103；故转化率为8.6某电厂采用石灰石湿法进行烟气脱硫，脱硫效率为90%。电厂燃煤含硫为3.6%，含灰为7.7%。试计算：(1）如果按化学剂量比反应，脱除每kgSO2需要多少kg的CaCO3；(2）如果实际应用时CaCO3过量30%，每燃烧一吨煤需要消耗多少CaCO3；( 3）脱硫污泥中含有60%的水分和40%CaSO4.2H2O，如果灰渣与脱硫污泥一起排放，每吨燃煤会排放多少污泥？ 解：(1)CaCO3 + So2+ H2O CaSO3.2H2O + CO2 m=1.5625kg (2)每燃烧1t煤产生SO2约,约去除720.9=64.8kg; 因此消耗CaCO3 ;(3)CaSO3.2H2O生成量；则燃烧1t煤脱硫污泥排放量为,同时排放灰渣77kg。10.5采用活性碳吸附法处理含苯废气。废气排放条件为298K、1atm，废气量20000m3/h，废气中含有苯的体积分数为3.0103，要求回收率为99.5%。已知活性炭的吸附容量为0.18kg（苯）/kg（活性炭），活性炭的密度为580kg/m