大氣習(xí)題及答案

1、2.12.1 已知重油元素分析結(jié)果如下： C C ：85.5%85.5% H H ：11.3%11.3% O O：2.0%2.0% N N：0.2%0.2% S S：1.0%1.0% ， 試計(jì)算： 1 1）燃油 1kg1kg 所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量；2 2）干煙氣中 SOSO2 2 的濃度和COCO 2 2的最大濃度； 3 3）當(dāng)空氣的過剩量為 10%10% 時(shí)，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）C85571.2571.25H1132.555.2527.625S100.31250.3125H2O22.51.250（1）理論需氧量7

2、1.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg設(shè)干空氣 O2：N2體積比為 1：3.78 ，則理論空氣量 99.18754.78=474.12mol/kg 重油。即 474.12 22.4/1000=10.62m 3N/kg 重油。煙氣組成為 CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=56.50mol ，SO20.1325mol，N23.78 99.1875=374.93mol 。理論煙氣量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即 502.99 22.4/1000=11.27 m3N/ kg 重油。（2）干煙氣量為

3、 502.99 56.50=446.49mol/kg 重油。SO2百分比濃度為 0 . 3125 100 % 0 . 07 % ，446 . 49空氣燃燒時(shí) CO2 存在最大濃度 71 .25 100 % 15 .96 % 。446 .4933）過?？諝鉃?10%時(shí)，所需空氣量為 1.1 10.62=11.68 mN/kg 重油，3產(chǎn)生煙氣量為 11.267+0.1 10.62=12.33 mN/kg 重油2.22.2 普通煤的元素分析如下： C65.7%C65.7%；灰分 18.1%18.1% ；S1.7%S1.7%；H3.2%H3.2% ；水分 9.0%9.0%； O2.3%O2.3% 。

4、（含 N N 量不計(jì)）1 1）計(jì)算燃煤 1kg1kg 所需要的理論空氣量和 SOSO2 2在煙氣中的濃度（以體積分?jǐn)?shù)計(jì)） ； 2 2）假定煙塵的排放因子為 80%80%，計(jì)算煙氣中灰分的濃度（以 mg/mmg/m3 3 表示）； 3 3）假定用硫化床燃燒技術(shù)加石灰石脫硫。石灰石中含Ca35%Ca35% 。當(dāng) Ca/SCa/S 為 1.71.7（摩爾比）時(shí)，計(jì)算燃煤 1t1t 需加石灰石的量。解： 相對于碳元素作如下計(jì)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

5、/mol碳水分9.01.644g/mol碳故煤的組成為 CH0.584 S0.010 O0.013 ，3.78nN 2SO2在濕煙氣中的濃度為100% 0.174%灰分濃度為3）需石灰石1000 1.7%32.001.7 4035%103.21kg /t 煤煤 ， SO2 濃 度 為燃料的摩爾質(zhì)量(包括灰分和水分)為 100 18 .26 g / molC 。燃燒方 5 .475程式為：CH 0. 584 S 0.010 O 0.013 n(O2 3.78N 2)CO 2 0.292 H 2O 0.010 SO2n=1+0.584/4+0.010 0.013/2=1.14951)理論空氣量 1

6、.1495 (1 3.78) 1000 22.4 10 3m3 /kg 6.74m3/kg；18.260.0101.6441 0.292 0.010 3.78 1.1495182)產(chǎn)生灰分的量為 18.1 1000 80% 144.8g/ kg100煙 氣 量 ( 1+0.292+0.010+3.78 1.1495+1.644/18 ) 1000/18.26 22.4 3 310 =6.826m3/kg144.8 3 3 4 3103 mg/m3=2.12 10 mg/m6.8262.32.3 煤的元素分析結(jié)果如下 S0.6%S0.6%；H3.7%H3.7% ；C79.5%C79.5%；N0.

7、9%N0.9% ；O4.7%O4.7% ；灰分10.6%10.6%。在空氣過剩 20%20%條件下完全燃燒。計(jì)算煙氣中 SOSO2 2 的濃度。按燃燒 1kg 煤計(jì)算解：重量（g）摩爾數(shù)（ mol）需氧數(shù)（ mol）C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875H2O52.8752.940設(shè)干空氣中 N2：O2體積比為 3.78 ：1，所需理論空氣量為 4.78 (66.25+7.78+0.1875 )=354.76mol/kg 煤。理論煙氣量 CO2 66.25mol，SO2 0.1875mol，H2O 15.5625+2.94=18.50mol

8、3.78 354.762 3.78 354.76 280.54mol4.78總計(jì) 66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 煤實(shí) 際 煙 氣 量 365.48+0.2 354.76=436.43mol/kg436.431 0%0 0.0 4%3解：取 1mol煤氣計(jì)算 H2S 0.002mol CO 2 0.05mol耗氧量 0.003mol0CO 0.285mol0.143molH2CH 40.13-0.004 )0.007molmol 0.063mol0.014mol共需 O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol 。設(shè)干空氣中

9、 N2：O2體積比為 3.78 ：1，則理論干空氣量為 0.223 （ 3.78+1 ）=1.066mol 。取1.2 ，則實(shí)際干空氣 1.2 1.066mol=1.279mol ?？諝夂瑵窳繛?12g/m3N，即含 H2O0.67mol/ m3N，14.94L/ m3N。故 H2O體積分?jǐn)?shù)為 1.493%。故實(shí)際空氣量為1.298mol 。1 1.493%煙 氣 量 SO2 ： 0.002mol ， CO2 ： 0.285+0.007+0.05=0.342mol ， N2 ： 0.223 2.52.5 干煙道氣的組成為：6 6COCO 2 211%11% （體積）， O O2 28%8% ，

10、 CO2%CO2% ，SOSO2 212012010106 6（體積分?jǐn)?shù)），試計(jì)算： 1 1）過量空氣百分比； 2 2）SOSO 2 2的排放濃度（ g/m3）；3 3）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（ 1atm1atm 和273K273K ），干煙道體積； 4 4）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下顆粒物的濃度。 解： 1 ）N2%=111%8%2%0.012%=78.99% 由大氣污染控制工程 P46 （ 2 11）空氣過剩8 0.5 20.264 78.99 (8 0.5 2)100% 50.5%2）在測定狀態(tài)下，氣體的摩爾體積為V2P1V1 T2 101325 22.4 443T1 P2 273 700 133.32239.

11、46L / mol取 1m3 煙氣進(jìn)行計(jì)算，則 SO21 20106m3，排放濃度為120 10 6339.46 10 33(1 8%) 64 0.179 g / m3 。3) 5663.3722.439.46(1 8%) 2957mN3 /min2.42.4 某鍋爐燃用煤氣的成分如下： H H 2 2S0.2%S0.2% ； COCO 2 25%5% ； O O2 20.2%0.2% ； CO28.5%CO28.5% ；3 3H H2 213.0%13.0%；CHCH4 40.7%0.7%；N N2 252.4%52.4%；空氣含濕量為 12g/m12g/m3 3N N， 1.2，試求實(shí)際需

12、 要的空氣量和燃燒時(shí)產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量。3.78+0.524=1.367mol ，H2O0.002+0.126+0.014+1.298 1.493%+0.004=0.201mol故實(shí)際煙氣量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2 1.066=2.125mol顆粒物 30.0g/m30.0g/m3 3（ 在測定狀態(tài)下） ，煙道氣流流量在 700mmHg700mmHg 和 443K443K 條件下為3 35663.37m5663.37m3 3/min/min ，水氣含量 8%8% （體積）。4) 30.039.4622.4352.85g / m3N 。其中 CO2 63.17 10

13、0% 14.25%443.380.5SO2 0.5 100% 0.11% ；443.38N2 279.19 0.79 70.61 100% 75.55% 。443.38煙氣中 O2 量1.5%x600 10 62.62.6 煤炭的元素分析按重量百分比表示， 結(jié)果如下：氫 50%50% ；碳 75.8%75.8%；氮 1.5%1.5% ； 硫 1.6%1.6% ；氧 7.4%7.4% ；灰 8.7%8.7% ，燃燒條件為空氣過量 20%20% ，空氣的濕度為 0.0116molH0.0116molH2 2O/molO/mol 干空氣，并假定完全燃燒，試計(jì)算煙氣的組成。解：按 1kg 煤進(jìn)行計(jì)算重

14、量（ g）摩爾數(shù)（ mol）需氧數(shù)（ mol）C75863.1763.17H40.7520.37510.19S160.50.5H2O 83.254.6250需氧 63.17+10.19+0.5=73.86mol設(shè)干空氣中 N2：O2體積比為 3.78 ：1，則干空氣量為 73.864.781.2=423.66mol ， 含水 423.66 0.0116=4.91mol 。煙氣中： CO2 63.17mol ；SO2 0.5mol ；H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol ； N2：73.86 3.78=279.19mol ；過剩干空氣 0.2 73.86 4.78=70.

15、61mol 。實(shí)際煙氣量為 63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol29.91H2O100% 6.74% ；443.38O2 70.61 0.209 100% 3.33%443.382.72.7 運(yùn)用教材圖 27 和上題的計(jì)算結(jié)果，估算煤煙氣的酸露點(diǎn)。 解： SO2含量為 0.11%，估計(jì)約 1/60 的 SO2轉(zhuǎn)化為 SO3，則 SO3 含量1 5 50.11%1.83 10 5，即PH2SO4=1.83105，lg P H2SO4=-4.737 。60查圖 27 得煤煙氣酸露點(diǎn)約為 134 攝氏度2.82.8 燃料油的重量組成為： C86%，H14%。在

16、干空氣下燃燒，煙氣分析結(jié)果（基 于干煙氣）為： O21.5%；CO600106（體積分?jǐn)?shù)）。試計(jì)算燃燒過程的空氣過 剩系數(shù)。解： 以 1kg 油燃燒計(jì)算，C 860g 71.67mol ；H 140g 70mol ，耗氧 35mol。設(shè)生成 CO x mol，耗氧 0.5x mol ，則生成 CO2 （71.67x）mol，耗氧（71.67 x）mol?？傃趿?1.5%x 6 0.5x （71.67 x） 35 106.67 24.5x ，干空氣中 N2：O2體積 600 10 6比為3.78 ：1，則含 N2 3.78 （106.67+24.5x ）。根據(jù)干煙氣量可列出如下方程：1.5%x6

17、00 10 671.67 3.78(106.67 24.5x)600 10 6解得 x=0.306因此氮在油中的最大含量為0.052 140.052 14 120 20100% 0.52% 。故 CO2%： 71.607.3006.306 100% 13.99%；600 10 6N2%： 3.78(24.5 0.306 106.67) 100% 84.62% 0.306600 10 6由大氣污染控制工程 P46 (2 11)空氣過剩系數(shù) 1 1.5 0.5 0.06 1.070.264 84.62 (1.5 0.5 0.06)ChapterChapter 2 21 1WeWe passpass

18、 a a gasgas streamstream throughthrough a a fiberfiber filterfilter thatthat collectscollects 8585 percentpercent ofof thethe particlesparticles present.present.IfIf wewe werewere toto useuse threethree suchsuch filtersfilters inin seriesseries andand ifif wewe assumeassume thatthat eacheach ofof th

19、emthem hashas anan 8585 percentspercents efficiency,efficiency, whatwhat woulewoule thethe expectedexpected overalloverall collectioncollection efficiencyefficiency be?be?2 2FigureFigure belowbelow showsshows thethe frequencyfrequency distributiondistribution ofof variousvarious valuesvalues forfor

20、thethe productproduct ofof H H timestimes u u forfor Peoria,Peoria, Illinois.Illinois. IfIf thethe averageaverage dailydaily emissionemission raterate forfor carboncarbon monoxidemonoxide forfor thisthis7 2 3citycity isis 2醋107g/(h mi2) andand thethe standardstandard toto bebe metmet isis 1010 mg /m

21、3, , whatwhat fractionfractionofof thethe timetime mustmust wewe implementimplement intermittentintermittent controlcontrol toto meetmeet thisthis standard?standard? AssumeAssume thatthat thethe simplesimple boxbox model(Sectionmodel(Section 6.2)6.2) applies,applies, thatthat thethe sizesize ofof th

22、ethe citycity isis 5 5 mimi byby 5 53mi,mi, andand thatthat thethe backgroundbackground concentrationconcentration isis 2 2 mg / m 。3.Air3.Air atat 22002200 F andand 1 1 atmatm isis flowingflowing atat a a raterate ofof 000000 lb/minlb/min outout ofof thethe afterburnerafterburner onon a a hazardoushazardous wastewaste incinerator.incinerator.a.a. HowHow manymany scfmscfm isis this?this?b.b. HowHow manymany acfmacfm isis this?this?4 4 a.a. WriteWrite thethe generalgeneral equationequation forfor thethe molmol fractionfraction of