大气污染控制工程第二版习题答案.ppt

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1、P.61习题2.1,解（1）首先将重油的质量百分组成转化为摩尔组成；然后列出每种元素燃烧所需要的理论氧气量和燃烧后产生的理论烟气量。以1公斤重油为基准，计算结果如下：,元素 质量/g 摩尔数/mol 需 O2量/mol 产生的烟气量/mol,C 855 71.25 71.25 71.25（CO2）,H 113 113 28.25 56.5(H2O),O 20 1.25-0.625 0,N 2 0.143 0 0.071 4(N2),S 10 0.312 5 0.312 5 0.312 5(SO2),因此，燃烧1公斤重油所需的理论氧气量为：,（71.25+28.25-0.625+0.3125）m

2、ol=99.1875mol,则所需的理论空气量为：99.1875(1+3.78)mol=474.12mol,转化成标准状态下的体积，得：Va=474.1222.410-3m3N=10.62 m3N,燃烧后产生的理论烟气量为：（71.25+56.5+0.0714+0.3125）mol+99.18753.78mol=503.06mol,转化为标态下的体积：Vf=503.0622.410-3 m3N=11.27 m3N,(2)根据(1)中的计算，燃烧1公斤重油产生的干烟气量为:,（503.06-56.5）mol=446.56 mol,燃烧中的S完全转化为SO2时，烟气中SO2的浓度最大。因此烟气中的

3、SO2的最大浓度（体积分数）为：so2=0.3125/446.56=0.0007,燃烧中的C完全燃烧时，烟气中CO2的浓度最大。因此烟气中的CO2的最大浓度（体积分数）为：CO2=71.25/446.56=15.96%,（3）空气过剩10%时，燃烧1公斤重油所需的空气量为：Va=10.62（1+10%）m3N=11.68 m3N产生的烟气量为：Vf=11.27 m3N+10.6210%m3N=12.33 m3N,习题2.4,解：题中煤气的成分为体积百分比，那么空气中水蒸气的体积百分数为：（12/18）/（1000/22.4）=1.493%,以燃烧1000 mol煤气为基准，各组分的摩尔数、需氧

4、量和燃烧后产生的烟气量如下：,组分 摩尔数/mol 需O2量/mol 燃烧后烟气量/mol,H2S 2 3 4(H2O+SO2),CO2 50 0 50,O2 2-2 0,CO 285 142.5 285(CO2),H2 130 65 130(H2O),CH4 7 14 21(CO2+H2O),N2 524 0 524(N2),所以，理论需氧量为：,(3-2+142.5+65+14)mol/kmol(煤气)=222.5mol/kmol(煤气)=0.2225 m3N/m3N(煤气),实际需要的空气量：222.5(1+3.78)1.2mol/kmol(煤气)=1276.3mol/kmol(煤气)=

5、1.276 m3N/m3N(煤气),转化为湿空气：Va=1.276/(1-0.01493)m3N/m3N(煤气)=1.296 m3N/m3N(煤气),燃烧后产生的烟气量为：Vf=(4+50+285+130+21+524)10-3=2.087 m3N/m3N(煤气),习题2.6 2.7,解：以完全燃烧1公斤煤为基准，计算各组分的摩尔数、需氧量和产生的烟气量，结果见下表：,组分 质量/g 摩尔数/mol 需O2量/mol 燃烧后烟气量/mol,H 50 50 12.5 25(H2O),C 758 63.17 63.17 63.17(CO2),N 15 1.071 0 0.536(N2),S 16

6、0.5 0.5 0.5(SO2),O 74 4.625-2.313 0,灰分 87-0 0,因此，燃烧1公斤煤需要的理论氧气量为：,(12.5+63.17+0.5-2.313)mol=73.857mol,需要的实际空气量为：73.857(1+3.78)(1+20%)(1+0.0116)mol=423.64 1.0116mol=428.56mol,产生的烟气：(25+63.17+0.536+0.5)mol+428.56mol-73.857mol=443.9mol,烟气的组成：,CO2：63.17/443.9 100%=14.23%,SO2：0.5/443.9 100%=0.11%,H2O：(25

7、+423.64 0.0116)/443.9 100%=6.74%,O2：(73.857 0.2)/443.9 100%=3.33%,N2：(73.857 3.78 1.2+0.536)/443.9 100%=75.59%,SO2的体积分数为0.11%，假定SO2向SO3的转化率为5%，而SO3全部转化为H2SO4，则H2SO4的含量为0.11%0.05=5.5 10-5。因此：,LgPH2SO4=lg5.5 10-5=-4.26,查教材图2-7,可得烟气的酸露点约为143。,习题2.8,解：燃料油的元素摩尔组成为：C：86%/12=7.17H：14%/1=14,14/7.17=1.953,设空

8、气过剩系数为，1mol CH1.953不完全燃烧产生xmol的CO和ymol的H2。化学反应方程式可写为：,CH1.953+1.488(O2+3.78N2)(1-x)CO2+xCO+(0.977-y)H2O+yH2+(1.488-1.488+x/2+y/2)O2+5.626N2,(X+Y/4)=(1+1.953/4)=1.488,Y/4=1.953/4=0.977,燃烧后干烟气的摩尔数为：,ndry=1-x+x+0.977-y+y+1.488-1.488+x/2+y/2+5.626=7.114+x/2+y/2+0.489,其中O2和CO所占的比例：,nO2=(1.488-1.488+x/2+y/2)/(7.144+x/2+y/2+0.489)=0.015,nCO=x/(7.144+x/2+y/2+0.489)=60010-6,一般来说，H2所占的比例很小，即y近似于零，因此上述方程组可解，解得：,=1.08x=4.910-3,所以，燃烧过程中空气系数为1.08。,