大氣習(xí)題及答案

2.1已知重油元素分析結(jié)果如下：C:85.5%H:11.3%O:2.0%N:0.2%S:1.0%,試計算：1）燃油1kg所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量； 2）干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度；3）當(dāng)空氣的過剩量為10%時，所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。解：1kg燃油含:重量（g） 摩爾數(shù)（g）需氧數(shù)（g）C85571.2571.25H113-2.555.2527.625S100.31250.3125HO22.51.250（1）理論需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg設(shè)干空氣Q:降體積比為1:3.78,則理論空氣量99.1875X4.78=474.12mol/kg重油。即474.12X22.4/1000=10.62m3N/kg重油。煙氣組成為CO71.25mol,HO55.25+11.25=56.50mol,SO0.1325mol,N3.78X99.1875=374.93mol。理論煙氣量71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99X22.4/1000=11.27nWkg重油。（2）干煙氣量為502.99-56.50=446.49mol/kg重油。SO百分比濃度為0.3125 100 % 0.07% ,446 .49空氣燃燒時CO存在最大濃度71.25 100% 15.96%。446.4933）過?？諝鉃?0%寸，所需空氣量為1.1X10.62=11.68mN/kg重油，、 ，.一, 3一產(chǎn)生煙氣量為11.267+0.1X10.62=12.33mMkg重油2.2普通煤的元素分析如下：C65.7%;灰分18.1%;S1.7%;H3.2%;水分9.0%;O2.3%。（含N量不計）1）計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和SO2在煙氣中的濃度（以體積分?jǐn)?shù)計）；2）假定煙塵的排放因子為80%,計算煙氣中灰分的濃度（以mg/m3表示）；3）假定用硫化床燃燒技術(shù)加石灰石脫硫。石灰石中含 Ca35%。當(dāng)Ca/S為1.7（摩爾比）時，計算燃煤1t需加石灰石的量。解：相對于碳元素作如下計算：%（質(zhì)量） mol/100g煤mol/mol碳C65.75.475 1H3.23.20.584S1.70.0530.010O2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol碳水分9.01.644g/mol碳故煤的組成為CF0.584S0.010C0.013,

燃料的摩爾質(zhì)量（包括灰分和水分）為100 18,26g/molC。燃燒方5.475程式為：3.78nN2CH0,584so.01000s3 n（O2 3.78N2）CO2 0.292H2O0.010SO23.78nN21）理論空氣量1.1495（13.78）100022.4103m3/kg6.74m3/kg-18.26 'SO在濕煙氣中的濃度為0.010164410.2920.0103.781.1495SO在濕煙氣中的濃度為0.010164410.2920.0103.781.1495164418100%0.174%2）產(chǎn)生灰分的里為18.1100080%144.8g/kg100煙氣量（1+0.292+0.010+3.78乂1.1495+1.644/18）11000/18.26X22.4乂TOC\o"1-5"\h\z一3 310=6.826m3/kg灰分濃度為1448灰分濃度為14486.8263 .310mg/m=2.12義10mg/m10001.7%- 1.7403）需石灰石一3200 103.21kg/t煤35%2.3煤的元素分析結(jié)果如下S0.6%;H3.7%;C79.5%;N0.9%;O4.7%;灰分10.6%o在空氣過剩20%條件下完全燃燒。計算煙氣中SO2的濃度。解：按燃燒1kg煤計算重量（g）摩爾數(shù)（mol） 需氧數(shù)（mol）TOC\o"1-5"\h\zC795 66.25 66.25H31.125 15.5625 7.78S6 0.1875 0.1875HO52.875 2.94 0設(shè)干空氣中WO體積比為3.78:1,所需理論空氣量為4.78X（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg煤。理論煙氣量CO266.25mol,SO20.1875mol,H2O15.5625+2.94=18.50molN23.78354.76 280.54mol4.78總計66.25+'8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤煤，SO濃度為煤，SO濃度為0.1875436.43100%0.043%

0.1875436.43100%0.043%2.4某鍋爐燃用煤氣的成分如下： H2s0.2%;CO25%;O20.2%;CO28.5%;H213.0%;CH40.7%;N252.4%;空氣含濕量為12g/m3N, 1.2,試求實際需要的空氣量和燃燒時產(chǎn)生的實際煙氣量。解：取1mol煤氣計算H2S0.002mol 耗氧量0.003molCO20.05mol 0CO0.285mol 0.143molH2 (0.13-0.004)mol0.063molCH40.007mol 0.014mol共需Q0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。設(shè)干空氣中N:Q體積比為3.78:1,則理論干空氣量為0.223X(3.78+1)=1.066mol。取1.2,則實際干空氣1.2X1.066mol=1.279mol?？諝夂瑵窳繛?2g/m3N,即含H2O0.67mol/血14.94L/mn。故HO體積分?jǐn)?shù)1279為1.493%。故實際空氣量為- 1.298mol。1.493%煙氣量SO:0.002mol,CO:0.285+0.007+0.05=0.342mol,N,:0.223X3.78+0.524=1.367mol,H2O0.002+0.126+0.014+1.298X1.493%+0.004=0.201mol故實際煙氣量0.002+0.342+1.367+0.201+0.2X1.066=2.125mol2.5干煙道氣的組成為：CO211%(體積)，O28%,CO2%,SO2120X10-6(體積分?jǐn)?shù))，顆粒物30.0g/m3(在測定狀態(tài)下)，煙道氣流流量在700mmHg和443K條件下為5663.37m3/min,水氣含量8%(體積)。試計算：1）過量空氣百分比；2）SO2的排放濃度（g/m3）;3）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（1atm和273K）,干煙道體積；4）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下顆粒物的濃度。解：1）2％=}11%-8%-2%-0.012%=78.99%由《大氣污染控制工程》P46（2—11）空氣過剩 80.52 100%50.5%0.26478.99(80.52)2）在測定狀態(tài)下，氣體的摩爾體積為P1V1T2 10132522.4443V2 - 39.46L/mol；工P2 273700133.322取1m煙氣進行計算，則soi20x10—6m,排放濃度為12010612010639.46103(18%)640.179g/m3。3)3)5663.3722.4 … 3 (18%)2957m；/min。39.46

、 39.46 34)30.0 52.85g/m：。22.4 N2.6煤炭的元素分析按重量百分比表示，結(jié)果如下：氫50%;碳75.8%;氮1.5%;硫1.6%;氧7.4%;灰8.7%,燃燒條件為空氣過量 20%,空氣的濕度為0.0116molH2O/mol干空氣，并假定完全燃燒，試計算煙氣的組成。解：按1kg煤進行計算摩爾數(shù)(mol) 數(shù)(mol)重量(g)C75863.1763.17H40.7520.37510.19S160.50.5HO83.254.6250需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol設(shè)干空氣中，:O體積比為3.78:1,則干空氣量為73.86X4.78X1.2=423.66mol,含水423.66X0.0116=4.91mol。煙氣中：CO63.17mol;SO0.5mol;H2O4.91+4.625+20.375=29.91mol;N:73.86X3.78=279.19mol;過剩干空氣0.2X73.86X4.78=70.61mol。實際煙氣量為63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol其中CO63.17100%

443.38八2991其中CO63.17100%

443.38八2991H2O29.91 100%443.38q70.610.209?%443.3814.25%;6.74%;3.33%。05SO0.5 100%0.11%;443.38N2279.190.7970.61100%443.3875.55%。2.7運用教材圖2—7和上題的計算結(jié)果，估算煤煙氣的酸露點解：SO2含量為0.11%,估計約1/60的SO轉(zhuǎn)化為SO,則SO含量1 。一一 . ,_一5 ._ _ 0.11%—1.8310，即Ph2so=1.83X10,lgPh2so=-4.737。60查圖2-7得煤煙氣酸露點約為134攝氏度2.8燃料油的重量組成為：C86%,H14%。在干空氣下燃燒，煙氣分析結(jié)果（基于干煙氣）為：O21.5%;CO600X10—6（體積分?jǐn)?shù)）。試計算燃燒過程的空氣過剩系數(shù)。解：以1kg油燃燒計算，C860g71.67mol ;H140g70mol,耗氧35mol。設(shè)生成COxmol,耗氧0.5xmol,則生成CO（71.67-x）mol,耗氧（71.67—x）mol。煙氣中Q煙氣中Q量1.5%x60010總氧量 1.5%x60.5x(71.67x)35106.6724.5x,干空氣中N：Q體積60010比為3.78:1,則含N3.78X(106.67+24.5x)。根據(jù)干煙氣量可列出如下方程：

15%x― 671.673.78(106.6724.5x)60010x600106,解得x=0.306故CO%71.670.306x600106,解得x=0.306N%3.78(24.50.N%3.78(24.50.306106.67)100%0.30660010684.62%由《大氣污染控制工程》P46(2—11)空氣過剩系數(shù)1.50.50.061.07空氣過剩系數(shù)1.50.50.061.070.26484.62(1.50.50.06)因此氮在油中的最大含量為0.05214100%0.52%因此氮在油中的最大含量為0.05214100%0.52%。0.0521412020Chapter2Wepassagasstreamthroughafiberfilterthatcollects85percentoftheparticlespresent.Ifweweretousethreesuchfiltersinseriesandifweassumethateachofthemhasan85percentsefficiency,whatwouletheexpectedoverallcollectionefficiencybe?FigurebelowshowsthefrequencydistributionofvariousvaluesfortheproductofHtimesuforPeoria,Illinois.Iftheaveragedailyemissionrateforcarbonmonoxideforthis7 2 3cityis2醋10g/(hmi)andthestandardtobemetis10mg/m,whatfractionofthetimemustweimplementintermittentcontroltomeetthisstandard?Assumethatthesimpleboxmodel(Section6.2)applies,thatthesizeofthecityis5miby53mi,andthatthebackgroundconcentrationis2mg/m。

o.Airat