大气污染110Word下载.docx
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五、计算:
1、例题2-4(考试的难度)书中有错P47:
对于例2-3给定的重油,若燃料中硫全部转化为SO2(其中SO2占97%)试计算空气过剩系数a=1.20时烟气中SO2及SO3的浓度,以10-6表示:
并计算此时烟气中CO2的含量,以体积百分数表示。
由例2-3知理论空气量条件下烟气组成(mol)为
CO2:
73.58,H2O:
47.5+0.0278
SOx:
0.5N2:
97.83×
3.78
理论烟气量为
73.58+(47.5+0.0278)+0.5+97.83×
3.78=491.4mol/kg重油
即491.4×
22.4/1000=11.01mn3/kg重油
空气过剩系数a=1.20时,实际烟气量为
11.01+10.47×
0.2=13.10mn3/kg重油
其中10.47为1kg重油完全燃烧所需理论空气量(见例2-3)
烟气中SO2的体积为
0.5×
0.97×
22.4/1000=0.0109mn3/kg
SO3的体积为
0.03×
22.4/1000=3.36×
10-4mn3/kg
所以烟气中SO2及SO3的浓度分别为:
PSO2=0.0109/13.10=832×
10-6
PSO2=3.36×
10^-4/13.10=25.65×
当a=1.2时,干烟气量为:
[491.4-(47.5+0.0278)]×
22.4/1000+10.47×
0.2=10.04mn3CO2的体积为:
73.58×
22.4/1000=1.648mn3/kg重油
所以干烟气中CO2的含量以体积计为:
1.648/12.04×
100%=13.69%
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。
1kg燃油含:
重量(g)摩尔数(g)需氧数(g)
C85571.2571.25
H113-2.555.2527.625
S100.31250.3125
H2O22.51.250
N元素忽略。
1)理论需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg
设干空气O2:
N2体积比为1:
3.78,则理论空气量99.1875×
4.78=474.12mol/kg重油。
即474.12×
22.4/1000=10.62m3N/kg重油。
烟气组成为CO271.25mol,H2O55.25+1.25=56.50mol,SO20.1325mol,N23.78×
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=11.27m3N/kg重油。
2)干烟气量为502.99-56.50=446.49mol/kg重油。
SO2百分比浓度为
空气燃烧时CO2存在最大浓度
3)过剩空气为10%时,所需空气量为1.1×
10.62=11.68m3N/kg重油,
产生烟气量为11.267+0.1×
10.62=12.33m3N/kg重油。
2.4某锅炉燃用煤气的成分如下:
H2S0.2%;
CO25%;
O20.2%;
CO28.5%;
H213.0%;
CH40.7%;
N252.4%;
空气含湿量为12g/m3N,
,试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。
取1mol煤气计算
H2S0.002mol耗氧量0.003mol
CO20.05mol0
CO0.285mol0.143mol
H2(0.13-0.004)mol0.063mol
CH40.007mol0.014mol
共需O20.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。
设干空气中N2:
O2体积比为3.78:
1,则理论干空气量为0.223×
(3.78+1)=1.066mol。
取
,则实际干空气1.2×
1.066mol=1.279mol。
空气含湿量为12g/m3N,即含H2O0.67mol/m3N,14.94L/m3N。
故H2O体积分数为1.493%。
故实际空气量为
烟气量SO2:
0.002mol,CO2:
0.285+0.007+0.05=0.342mol,N2:
0.223×
3.78+0.524=1.367mol,H2O0.002+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:
CO211%(体积),O28%,CO2%,SO2120×
10-6(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(
);
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。
1)N2%=1-11%-8%-2%-0.012%=78.99%
由《大气污染控制工程》P46(2-11)
空气过剩
2)在测定状态下,气体的摩尔体积为
取1m3烟气进行计算,则SO21
20×
10-6m3,排放浓度为
3)
4)
2.6煤炭的元素分析按重量百分比表示,结果如下:
氢5.0%;
碳75.8%;
氮1.5%;
硫1.6%;
氧7.4%;
灰8.7%,燃烧条件为空气过量20%,空气的湿度为0.0116molH2O/mol干空气,并假定完全燃烧,试计算烟气的组成。
按1kg煤进行计算
重量(g)摩尔数(mol)需氧数(mol)
C75863.1763.17
H40.7520.37510.19
S160.50.5
H2O83.254.6250
需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol
1,则干空气量为73.86×
4.78×
1.2=423.66mol,
含水423.66×
0.0116=4.91mol。
烟气中:
CO263.17mol;
SO20.5mol;
H2O4.91+4.625+20.375=29.91mol;
N2:
73.86×
3.78=279.19mol;
过剩干空气0.2×
4.78=70.61mol。
实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol
其中CO2
SO2
H2O
N2
O2
2.某电厂电除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下,若电除尘器总除尘效率为99%,试确定其分级效率。
(请写出计算公式及计算示例,并将计算结果列于表下面)(10分)
粒径间隔(μm)
<
0.6
0.6-0.7
0.7-0.8
0.8-1.0
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-8
8-10
10-20
20-30
质量频率(%)
进口g1
2.0
0.4
0.7
3.5
6.0
24
13
3.0
11
8.0
出口g2
7.0
1.0
14.0
16
29
2.5
8.5
计算实例:
总效率为99%,所以通过率为1%。
所以:
η1=100-1×
7.0/2.0=96.5其它同,计算结果如下表:
ηi
96.5
97.5
95
95.7
96
97.3
98.8
99.5
99.0
99.2
99.1
1、某企业采用电除尘器除去烟气中的粉尘,已知入口粉尘浓度为ρ1i=3.29g/mN3,出口粉尘浓度为ρ2i=0.09g/mN3。
驱进速度为0.12m/s,烟气流量Q=5500m3/h。
求所需电除尘器集尘极表面积(m2)。
A/Qω=–lnρ2i/ρ1i(5分)
A=(Q/ω)×
[–lnρ2i/ρ1i]
=55000/(3600×
0.12)×
[–ln0.09/3.29]
=45.8m2(5分)
1、某企业采用电除尘器除去烟气中的粉尘,已知入口粉尘浓度为ρ1i=5.50g/mN3,出口粉尘浓度为ρ2i=0.3g/mN3。
集尘极表面积为50m2,烟气流量Q=5500m3/h。
求电除尘器所需驱进速度(m/s)。
A/Qω=–lnρ2i/ρ1i(4分)
ω=(Q/A)×
[–lnρ2i/ρ1i](4分)
=550/(3600×
50)×
[–ln0.3/5.5]
=0.089m/s(3分)
2、某冶炼厂的烟筒高62m,烟云抬升高度为13m,其SO2排放速率为30×
105mg/h,假定烟气在烟道口采用一脱硫技术,脱硫效率为85%,试估算排放后下风向1km处的SO2地面浓度。
假定烟囱出口处平均风速为3m/s,大气稳定度为D下,σy=55.26m;
σZ=26.20m。
SO2源强为Q=30×
105/3600×
(1-0.85)=125mg/s(4分)
ρ(1000,0,0,75)=Q/(πuσyσZ)exp(-H2/2σZ2)
=125/(3.14×
3×
55.26×
26.2)×
exp(-752/2×
26.22)
=0.00015mg/m3(3分)
5.5根据对某旋风除