大气习题答案

1、1 .已知某种无烟煤的收到基水分含量为%， 干燥基灰分含量为 26%,干燥无灰基元素分析结果如下:C%,H%,O%,N%,%.求该种煤的收到基组成和干燥基组成.解：收到基的组成为水分:5%;灰分:95%X26%=%;干燥无灰基的比例为：1-5%-26%=%;因C:%x%=%；H:%x%=%；O:%x%=%;N:%x%=%；S:%x%=%干燥基的组成为：灰分：26%;干燥无灰基的比例为：1-26%=74%;因此：C:%X74%=%;H:%x74%=%;O:%X74%=%;N:%x74%=%;S:%X74%=%2.已知重油的元素分析如下(质量百分比)：C%;H%O%;N%;S%;试计算燃油 1kg

2、 所需要的理论空气量。解：兀素质量/g摩尔数/mol需氧量/molC855H113113O20N20S10燃烧 1kg 所需要的理论氧气量为+燃烧 1kg 所需要的理论空气量为：x=转化为体积为：Va=xx10-3nVkg=10.62m3/kg3.已知重油的元素分析如下(质量百分比)：C%;H%O%;N%S%;试计算(1)燃油 1kg 所产生的理论烟气量;(2)干烟气中二氧化硫的浓度和二氧化碳的最大浓度;(3)当空气过剩系数为 10%t 所需的空气量和产生的烟气量.解：(1)兀素质量/g摩尔数/mol需氧量/mol产生的烟气量/molC855H113113O200N20S10燃烧后产生的理论烟

3、气量为+X=转化为标态下的体积：Vf=xx10-3=11.27m3N(2)燃烧 1kg 重油产生的干烟气量为烟气中 SO 的最大浓度为：so2=700 x10-6烟气中 SO 的最大浓度为：CO2=%(3)所需空气量为 Va=x(1+10%)=11.68m3N产生的烟气量为 V=+x10%=12.33n3N4.某锅炉燃用煤气的成分如下(体积百分比):H2S:%;CO:5%;Q:%;CO:%;H13%;CH4:%;N2:%.已知空气的水分体积百分数为%,a=，试求燃烧实际需要的空气量和燃烧时产生的烟气量.解：以燃烧 1000mol 煤气为基准：组分摩尔数/mol需氧量/mol燃烧后烟气量/mol

4、HS234(HO+SOCO50050Q2-20CO285285(CO)H13065130(HO)CH71421(CO+HO)N5240524(N)理论需氧量为：(3-2+65+14)=kmol 煤气=0.2225m)/m)煤气实际需要的干空气量为：xX=1.276m3N/m3N煤气转化为湿空气：Va=1.296m3N/m3N煤气燃烧后产生的烟气量为：M=(4+50+285+130+21+524)x10-3+2.087m/m3N煤气5 已知某低浓度气体溶质被吸收时，平衡关系服从亨利定律，气膜吸收系数 kg=x10-7kmol/(m2s-kPa), 液 膜 吸 收 系 数 ki=x10-5m/s,

5、 亨 利 系 数H=(mkPa)。试求气相吸收总系数几，并分析该吸收过程的控制因素。解:1/KAg=1/Hk+1/kg=1/xx10-5(m2s-kPa)/kmol+1/x10-7(m2s-kPa)/kmol=x106(m2skPa)/kmolKg=x10-7kmol/(m2skPa)气膜阻力 1/kg=x106(m2-s-kPa)/kmol液膜阻力 1/Hkl=x103(m2-skPa)气膜阻力比液膜阻力大得多，所以吸收过程为气膜控制.6 含有 12%SO 勺废气以 200nVh 的流量从填料塔底送入。塔内在 1atm 条件下，用 30c 水向下淋洗与工业废气呈逆流接触，要求洗涤后废气中 S

6、O去除率为 90%试问达到此要求所需最小喷液量为多少公斤(SO 在进气 12 娓平衡时液相中 SO 的摩尔分率为解：由塔底送入工业废气标准状况下的摩尔流量为GI=GxT0/(T1x=200X273/(303x=h入口废气中SQ的含量为GSO=G1X12%=h废气中惰性气体量为G)=GMI-GSO2=kmol/h吸收的SO量为：gso=Go2X90%=kmol/h塔顶净化后气体的量为GM2=GM1-gSO2=kmol/h塔顶排气中残留的SO量为gSO2=GSO2-gSO=kmol/h塔顶排气中SO的摩尔分率为y2=gSO/GM2=%塔底SO的摩尔分率为%最小液气比为L/G0=(YI-Y2)/(X

7、1*-X2)=y1/(1-y)yJ(1-y2)/XI*/(1-XI*)-XJ(1-x2)L=kmol/h=4888kg/h7 用一逆流填料塔将尾气中有害组分 A 的分压从降到.已知CKPb?%KnAGI/mPAGDBLkAL3CBL2=mNAPAGbH=1一?CBLmHAkALkAG-a=hm3Pa,kALa=h,用溶液中组分 B 进行化学吸收,CBL=nm,化学反应计量式 A+B=C,DL=D_,液气流量分别为 LS=L=7X105mol/m2.h,Gs=G=1 区105mol/m2h,总压 P=101325Pa,H=mVmol,液体总浓度 C=56000mol/m3,计算填料塔的高度即 L

8、/G=(R/P-P1/P)/(CBLI/CT-CBL2/CT)3CBL2=320mol/m8 用硫酸溶液从氨吸收塔回收氨，试计算塔顶和塔底的吸收速率 N1和 N2。已知进口处氨的分压为，出口处为，吸收剂中硫酸的浓度进口处为kmol/m3,出口处为kmol/m3,气体加入量G=45kmol/h,kAG=X10-6kmol/m2Pah,kAL=0.005m/h,亨利系数:HA=X10-4,总压P=x510Pa,DAL=DBL.解：硫酸吸收氨的反应中 b=,塔顶处:PAG1=,CBL1=kmol/m3NAk=AGPAGx10-6x=kmol/m2-h塔底处：PAG2=,CBL2=m解：根据吸收操作线

9、方程:L/G=(Y-Y2)(X1-X2)在塔顶处：CKP展 6在塔底处：CKPDALQkAGQ4?C?1AGDBLkALDALQkAGQ20=(?厂?PAGDBLkALBLI=mol/m33BL2=320mol/m可见在整个填料塔内GLCKP,故 NAkAGPAGGH=一PPAG1PAG2驳03mkAGaPAGCKPb?Di：喉口3CBLI=kmol/m39 已知在 293K 下，用活性碳吸附苯蒸汽所得到的平衡数据如表所示压强/103Pa吸附容量/g苯g碳-1试绘制吸附等温线.若该吸附等温线遵从朗格缪尔方程式，试求式中 A、B的值.解：吸附等温线以横坐标为 P,纵坐标为吸附容量来画(略)任取曲

10、线上两点，代入 XT=ABP/(1+BP)求解，得 A=,B=X10-3(或近似值)10 设一固定床活性碳的装填厚度为 0.6m,活性碳对苯吸附的平衡静活性值为25%其堆积密度为425kg/m3,并假定其死层厚度为0.15m,气体通过吸附器床层的速度为 0.3m/s,废气含苯浓度为 2000mg/m,求该吸附器的活性碳床层对含苯废气的保护作用时间.解：K177083S/mv0TKL飞 171KL3h)某活性碳床被用来净化含 GHCl 的废气，其操作条件是；废气流量为 20nVmin,温度为 25C,压力为latm,C6H5CI 的初始含量为 850X10-6(体积分数)，床深 0.5m,空塔气速为0.4m/s.假定活性碳的装填密度为 400kg/m3,操作条件下的吸附容量为饱和吸附容量的 40%试验测得其饱和容量为 kg(活性碳).(1)当吸附床长宽比为 2:1 时,试确定床的过气截面；(2)计算吸附床的活性碳用量；(3)试确定吸附床穿透前能够连续操作的时间.解：(1)床的截面积：Q/v=20/(60X)M=0.833m2(2)活性碳的用量=xX400=166.6kg 假 定 穿 透 时 的