多效修护霜大气第二章习题及答案

2021年2月1日发(作者：玻尿酸成分)

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
SO
2
的浓度和
CO
2< br>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
）

C 855
71.25 71.25
H 113
－
2.5 55.25 27.625
S 10 0.3125 0.3125
H
2
O 22.5 1.25 0
（
1
）理论需氧量
71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg
设干空气
O
2
：
N
2
体积比为
1
：
3.78
，则理 论空气量
99.1875
×
4.78=474.12mol/kg
重油。
3
即
474.12
×
22.4/1000=10.62mN
/kg
重油。

烟气组成为
CO
2
71.2 5mol
，
H
2
O
55.25+11.25=56.50mol< br>，
SO
2
0.1325mol
，
N
2
3.7 8
×
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
m
3
N
/
kg
重油。

（
2）干烟气量为
502.99
－
56.50=446.49mol/kg
重 油。

SO
2
百分比浓度为
0
.
3125
?
100
%
?
0
.
07
%
，
< br>446
.
49
空气燃烧时
CO
2
存在最大浓度
71
.
25
?
100
%
?
15
.
96
%
。

446
.
49
3
3
）过剩空气为
10%
时，所需空气量为
1.1
×
10.62=11. 68
m
N
/kg
重油，

产生烟气量为
11.267+0.1
×
10.62=12.33
m
N
/kg
重
油

2.2
普通煤的元素 分析如下：
C65.7%
；
灰分
18.1%
；
S1.7%< br>；
H3.2%
；
水分
9.0%
；
O2.3%
。
（含
N
量不计）

1
）计算燃煤
1kg
所需要的理论空气量和
SO
2
在烟气中的浓度（以体积分数计）
；

3
2
）假定烟尘的排放因子为
80%
，计算烟气中灰分的浓度（以< br>mg/m
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：

%
（质量）
mol/100g
煤
mol/mol
碳

C 65.7
5.475 1
H 3.2 3.2 0.584
S 1.7 0.053 0.010
O 2.3 0.072 0.013
灰分
18.1 3.306g/mol
碳

水分
9.0 1.644g/mol
碳

故煤的组成为
CH
0.584
S
0.010
O
0.013
，

3

燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为
100
程式为：

5
.
475
?
18
.
26
g
/
molC。燃烧方
CH
0
.
584
S
0
.
01 0
O
0
.
013
?
n
(
O
2?
3
.
78
N
2
)
?
CO
2
?
0
.
292
H
2
O
?
0
.
010
SO
2
?
3
.
78
nN
2
n=1+0.584/4+0.010
－
0.013/2=1.1495
1
）理论空气量
1
.
1495
?
(
1
?
3
.
78
)
?
1000
?
22
.
4
?
10
?
3
m
3
/
kg
?
6
.
74
m
3
/
kg
；
< br>18
.
26
0
.
010
1
?
0.
292
?
0
.
010
?
3
.
78
?
1
.
1495
?
1
.
64418
?
100
%
?
0
.
174
%
SO
2
在湿烟气中的浓度为
2
）产生灰分的量为
18
.
1
?
1000
?
80
%
?
14 4
.
8
g
/
kg

100
烟
气< br>量
（
1+0.292+0.010+3.78
×
1.1495+1.6 44/18
）
×
1000/18.26
×
22.4
×

10
－
3
=
6.826m
/kg
3
4
3

144
.
8
3
3
灰分浓度为
?
10
mg/m
=2.12
×
10
m g/m
6
.
826
1000
?
1
.
7%
?
1
.
7
?
40
32
.
0 0
3
）需石灰石
?
103
.
21
kg
/t
煤

35
%
2.3
煤的元素分析结果如下
S0. 6%
；
H3.7%
；
C79.5%
；
N0.9%
；
O4.7%
；灰分
10.6%
。在空气过剩
20%
条件下完 全燃烧。计算烟气中
SO
2
的浓度。

解：
按燃烧
1kg
煤计算


重量（
g
）

摩尔数（
mol
）

需氧数（
mol
）

C 795 66.25 66.25
H 31.125 15.5625 7.78
S 6 0.1875 0.1875
H
2
O 52.875 2.94 0
设干空气中
N
2
：
O
2
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
3
.
78
?
354
.
76
N
2
?
280
.
54
mol

4
.
78
总计
66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48m ol/kg
煤

实
际
烟
气
量
365.48 +0.2
×
354.76=436.43mol/kg
煤
，
SO2
浓
度
为
0
.
1875
?
1
0
%
0
?
0
.
0
4
%
3

436
.
43








2.4
某锅炉燃用煤气的成分如下：
H
2
S 0.2%
；
CO
2
5%
；
O
2
0.2%< br>；
CO28.5%
；
H
2
13.0%
；
CH
4
0.7%
；
N
2
52.4%
；空气含湿量为12g/m
3
N
，
?
?
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
1mol
煤气计算

H
2
S 0.002mol
耗氧量
0.003mol
CO
2
0.05mol 0
CO 0.285mol 0.143mol
H
2

（
0.13-0.004
）
mol 0.063mol
CH
4
0.007mol 0.014mol
共需
O
2
0.003+0.143+0.063+0. 014=0.223mol
。设干空气中
N
2
：
O
2
体积比为
3.78
：
1
，则理论干空气量为
0.223
× （
3.78+1
）
=1.066mol
。取
?
?
1
.
2
，则实际
干空气
1.2
×
1.066mol=1.279mol
。

空气含湿量为< br>12g/m
3
N
，即含
H
2
O0.67mol/
m
3
N
，
14.94L/
m
3
N
。故
H
2
O
体积分数
1
.
279
为1.493%
。故实际空气量为
?
1
.
298
mol< br>。

1
?
1
.
493
%
烟
气
量
SO
2
：
0.002mol
，
CO
2
：
0.285+0.007+0.05=0.342mol
，
N
2< br>：
0.223
×
3.78+0.524=1.367mol
，
H
2
O0.002+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
2.5
干烟道气的组成为：
CO
2
11%
（体积）
，
O
2
8%
，
CO2%
，
SO
2
120
×
10
6
（体积分数）
，
颗粒物
30.0 g/m
3
（
在测定状态下）
，
烟道气流流量在
700mmH g
和
443K
条件下为
5663.37m
3
/min
，水气含量
8%
（体积）
。

－
试计算：
1）过量空气百分比；
2
）
SO
2
的排放浓度（
?
g
/
m
）
；
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。< br>
解：
1
）
N
2
%=1
－
11%
－
8%
－
2%
－
0.012%=78.99%
3
由《大气污染控制工程》
P46
（
2
－
11
）

空气过剩
8
?< br>0
.
5
?
2
?
100
%
?
50
.
5
%

0
.
264
?
78
.
99
?
(
8
?
0
.
5
?
2
)
2
）在测定状态下，气体的摩尔体积为

V
2
?
P
1
V
1
T
2
101325
?
22
.
4
?
443
?
?
?
39
.
46
L
/
mol
；

T
1P
2
273
?
700
?
133
.
32 2
取
1m
3
烟气进行计算，则
SO
2
1
2 0
×
10
－
6
m
3
，排放浓度为

120
?
10
?
6
3
?
(1
?
8%)
?
64
?
0.179
g
/
m
。
?
3
39.46
?
10
3
）
566 3.37
?
22.4
3
?
(1
?
8%)
?
2957
m
N
/
min
。

39.46