大气第二章习题及答案

1、2.1已知重油元素分析结果如下：C：85.5%H：11.3%O：2.0%N：0.2%S：1.0%,试计算：1）燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量；2）干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度；3）当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。解：1kg燃油含：重量（g）摩尔数（g）需氧数（g）C85571.2571.25H113-2.555.2527.625S100.31250.3125HO22.51.250（1）理论需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg设干空气O：N体积比为1：3.78,则理论空气量99.1875X4.78=474.12mol

2、/kg22重油。即474.12X22.4/1000=10.62m3/kg重油。N烟气组成为CO71.25mol,HO55.25+11.25=56.50mol,SO0.1325mol,N3.78X222299.1875=374.93mol。理论烟气量71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99X22.4/1000=11.27/kg重油。（2）干烟气量为502.99-56.50=446.49mol/重油。SO百分比浓度x100%0.07%，2446.49空气燃烧时CO存在最大浓度71.25x100%15.96%。2446.493）过剩空气为10%

3、时，所需空气量为1.1X10.62=11.68m3N/kg重油，产生烟气量为11.267+0.1X10.62=12.33m3N/kg重油2.2普通煤的元素分析如下：C65.7%；灰分181%；S17%；H32%；水分90%；O2.3%。（含N量不计）1）计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SO2在烟气中的浓度（以体积分数计）；2）假定烟尘的排放因子为80%，计算烟气中灰分的浓度（以mg/m3表示）；3）假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。石灰石中含Ca35%。当Ca/S为1.7（摩尔比）时，计算燃煤1t需加石灰石的量。解：相对于碳元素作如下计算：mol/mol碳%（质量）mol/100g煤C65.

4、75.4751H3.23.20.584S1.70.0530.010O2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol碳水分9.01.644g/mol碳故煤的组成为CH0.584S0.0100.013,燃料的摩尔质量(包括灰分和水分)为_1826g/molC。燃烧方TOC o 1-5 h z5.475程式为：CHSO+n(O+3.78N),CO+0.292HO+0.010SO+3.78nN0.5840.0100.013222222n=1+0.584/4+0.0100.013/2=1.14951.1495x(1+3.78)a八八八_.,.1)理论空气量x1000 x22.4x103m3/

5、kg=6.74m3/kg；x100%0.174%SO在湿烟气中的浓度为.10216441+0.292+0.010+3.78x1.1495+182)产生灰分的量为go。18.1x而x80%144怨/kg烟气量(1+0.292+0.010+3.78X1.1495+1.644/18)X1000/18.26X22.4X103=6.826m3/kg144.843灰分浓度为航x103mg/m3=2.12X10mg/m3)需石灰石1000 x1.7%32.00 x1.7x4035%103.21kg/t煤2.3煤的元素分析结果如下S06%；H37%；C79.5%；N09%；O4.7%；灰分106%。在空气过剩

6、20%条件下完全燃烧。计算烟气中SO2的浓度。解：按燃烧1kg煤计算重量(g)摩尔数(mol)需氧数(mol)C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875HO52.8752.9402设干空气中N：0体积比为3.78：1,所需理论空气量为4.78X(66.25+7.78+0.1875)=354.76mol/kg煤。理论烟气量C0266.25mol,S020.1875mol,H2015.5625+2.94=18.50molN3.78x354.762478280.54mol总计66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤

7、实际烟气量365.48+0.2X354.76=436.43mol/kg煤，0.1875x100%0.043%SO2浓度为436.432.4某锅炉燃用煤气的成分如下：H2S0.2%；CO25%；O202%；CO28.5%；H213.0%；CH407%；N252.4%；空气含湿量为12g/m3N,1.2，试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。解：取lmol煤气计算HS0.002mol耗氧量0.003mol2CO0.05mol02CO0.285mol0.143molH(0.13-0.004)mol0.063mol2CH0.007mol0.014mol4共需O0.003+0.143+0.063

8、+0.014=0.223mol设干空气中N:O体积比为222一3.78：1,则理论干空气量为0.223X(3.78+1)=1.066mol。取1.2,则实际干空气1.2X1.066mol=1.279mol。空气含湿量为12g/m3,即含H00.67mol/m3,14.94L/m3。故HO体积分数N2NN21.279为1.493%。故实际空气量为一二791.298mol。1，1.493%烟气量S0：0.002mol,C0：0.285+0.007+0.05=0.342mol,N：0.223X2223.78+0.524=1.367mol,H00.002+0.126+0.014+1.298X1.493

9、%+0.004=0.201mol2故实际烟气量0.002+0.342+1.367+0.201+0.2X1.066=2.125mol2.5干烟道气的组成为：CO211%（体积）,O28%,CO2%,SO2120X10-6（体积分数）,颗粒物30.0g/m3（在测定状态下），烟道气流流量在700mmHg和443K条件下为5663.37m3/min，水气含量8%（体积）。试计算：1）过量空气百分比；2）SO2的排放浓度（Mg/m3）；3）在标准状态下（1atm和273K）,干烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。解：1）N%=1-11%-8%-2%-0.012%=78.99%由大气污染控制工程P4

10、6（2-11）空气过剩100%50.5%8-0.520.26478.99-(8-0.52)2）在测定状态下,气体的摩尔体积为39.46L/molPVT10132522.4443V112TP273700133.32212取1m3烟气进行计算，贝VSO120X10-6m3,排放浓度为12010-639.4610-32(1-8%)640.179g/m33)5663.37土(1，8%)2957m3/mino39.46n4)30.0 x394652.85g/m3。22.4n2.6煤炭的元素分析按重量百分比表示，结果如下：氢50%；碳75.8%；氮1.5%；硫1.6%；氧7.4%；灰8.7%，燃烧条件为空

11、气过量20%，空气的湿度为00116molH2O/mol干空气，并假定完全燃烧，试计算烟气的组成。解：按1kg煤进行计算重量(g)摩尔数(mol)需氧数(mol)C75863.1763.17H40.7520.37510.19S160.50.5HO83.254.6250需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol设干空气中N：0体积比为3.78：1,则干空气量为73.86X4.78X1.2=423.66mol,22含水423.66X0.0116=4.91mol。烟气中：CO63.17mol；SO0.5mol；HO4.91+4.625+20.375=29.91mol；N：73.86X3.7

12、8=279.19mol；过剩干空气0.2X73.86X4.78=70.61mol。2实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol21刁Ac其中CO.x100%14.25%;SOx100%=0.11%；2443.382443.3829.91279.19,0.79x70.614HOx100%6.74%；Nx100%=75.55%。2443.382443.3870.61x0.209443.38x100%3.33%。2.7运用教材图27和上题的计算结果，估算煤烟气的酸露点。解：SO含量为0.11%,估计约1/60的SO转化为SO,则SO含量223310.11

13、%x1.83x10-5，即P=1.83X10-5,lgP=4.737。60H2SO4H2SO4查图2-7得煤烟气酸露点约为134摄氏度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%；CO600X10-6(体积分数)。试计算燃烧过程的空气过剩系数。解：以1kg油燃烧计算,C860g71.67mol；H140g70mol，耗氧35mol。设生成COxmol，耗氧0.5xmol，则生成CO(71.67-x)mol，耗氧(71.672-x)mol。烟气中O量1.5%x2600 x10-61.5%x总氧量.,0.5x,(71.67x),35=10

14、6.67,24.5x,干空气中N：O体积600 x10-622比为3.78：1,则含N3.78X(106.67+24.5x)。根据干烟气量可列出如下方程:21.5%x600 x10-6+71.67+3.78(106.67+24.5x)，x600 x10-6解得x=0.30671.670.306故CO%：x100%，13.99%；20.306600 x10-6N%2：3.78(24.5x0.306+106.67)x100%，84.62%600 x10-6由大气污染控制工程P46(211)空气过剩系数，1+1.50.5x0.060.264x84.62-(1.5-0.5x0.06)，1.07因此氮在

15、油中的最大含量为0.052x140.052x14+120+20 x100%，0.52%。Chapter21Wepassagasstreamthroughafiberfilterthatcollects85percentoftheparticlespresent.Ifweweretousethreesuchfiltersinseriesandifweassumethateachofthemhasan85percentsefficiency,whatwouletheexpectedoverallcollectionefficiencybe?2Figurebelowshowsthefrequency

16、distributionofvariousvaluesfortheproductofHtimesuforPeoria,Illinois.Iftheaveragedailyemissionrateforcarbonmonoxideforthiscityis2107g/(hmi2)andthestandardtobemetis10mg/m3,whatfractionofthetimemustweimplementintermittentcontroltomeetthisstandard?AssumethatthesimpleboxmodeI(Section6.2)applies,thatthesi

17、zeofthecityis5miby5mi,andthathebackgroundconcentrationis2mg/m3。HCSVKt7,-7ncurolll-e1piiducifc：rIVDrisi.lllmiHS1-Airat2200Fand1atmisflowingatarateof000Ib/minoutoftheafterburneronahazardouswasteincinerator.HowmaCyscfmisthis?Howmanyacfmisthis?a.Writethegeneralequationforthemolfractionofwaterinacombustionstackgas,ontheassumptionthatthefuelisahydrocarbon