大氣作業 計算題

2023-01-22 11:54:02 字數 2835 閱讀 9637

2.8 燃料油的重量組成為:c86%,h14%。

在幹空氣下燃燒,煙氣分析結果(基於幹煙氣)為:o21.5%;co600×10-6(體積分數)。

試計算燃燒過程的空氣過剩係數。

以1kg油燃燒計算, c 860g 71.67mol; h 140g 70mol,耗氧35mol。 設生成co x mol,耗氧0.

5x mol,則生成co2 (71.67-x)mol,耗氧(71.67-x)mol。

煙氣中o2量。

總氧量+0.5x+(71.67-x)+35=106.67+24.5x,

幹空氣中n2:o2體積比為3.78:1,則含n2 3.78×(106.67+24.5x)。

根據幹煙氣量可列出如下方程: +71.67+3.78(106.67+24.5x)=

解得x=0.306

故co2%:

n2由《大氣汙染控制工程》p46 (2-11)

空氣過剩係數α=1+=1.07

2.9我國原煤中的平均汞含量約為0.19mg/kg。

已知2023年我國燃煤電廠總共消耗7.7*108t原煤,燃煤電廠安裝esp的比例為93%,同時安裝esp和煙氣脫硫裝置(fgd)的比例為3%。假設汞在煤燃燒過程中全部釋放至煙氣,esp的脫汞效率為31%,esp+fgd的脫汞效率為74%。

請估算:

(1)2023年我國燃煤電廠的汞排放量是多少?

(93%*7.7*1011*69%+3%*7.7*1011*26%+4%*7.7*1011)*0.19mg=5.27*1011mg

(2)esp和esp+fgd對我國燃煤電廠汞排放的削減量分別是多少?

esp:93%*31%*7.7*1011*0.19mg=4.18*1010mg

esp+fgd:3%*74%*7.7*1011*0.19mg=3.25*109mg

6.15電除塵器的集塵效率為95%,某工程師推薦使用一種新增劑以降低集塵板上粉塵層的電阻率,預期可使電除塵器的有效驅進速度提高一倍。若工程師的推薦成立,試求使用該新增劑後電除塵器的集塵效率。

解:η=1-exp(-aω/q)=95%,故exp(-aω/q)=0.05, exp(-2aω/q)=0.0025

因此η』=1-exp(-2aω/q)=1-0.0025=99.75%

6.23安裝乙個濾袋室處理被汙染的氣體,試估算某些布袋破裂時粉塵的出口濃度。已知系統的操作條件:

1atm,288k,進口處濃度9.15g/m3,布袋破裂前的出口濃度0.0458g/m3,被汙染氣體的體積流量14158m3/h,布袋室數為6,每室中的布袋數100,布袋直徑15cm,系統的壓降1500pa,破裂的布袋數為2。

解: 設破裂2個布袋後氣體流量分配不變,近似求得出口濃度如下:

。因此。

6.27據報道美國原子能委員會曾運用2m深的沙濾床捕集細粒子,卡爾弗特建議用下式估算細粒子的穿透率。。其中:

z=在氣流方向**的長度;vs=氣體的表面流速;dpa=細粒子的空氣動力學直徑;沙濾床的孔隙率;dc=沙濾床的沙粒的直徑;氣體的粘度。

(1)若dpa=0.5,dc=1.0mm,vs=6cm/s, 0.3,試估算沙濾床的捕集效率;

(2)欲獲得99.9%以上的捕集效率,床的厚度至少應多厚?

(3)推導該效率方程式。

解:(1)將已知資料代入所給公式,

(2)由可得z>=3.23m。

(3)由《air pollution control engineering》公式,穿透率

取wi=0.25dc,而n=0.5z/dc,vc=vs/,,代入上式

(近似取)

8.4 一冶煉廠尾氣採用二級催化轉化制酸工藝**so2。尾氣中含so2為7.

8%、o2為10.8%、n2為81.4%(體積)。

如果第一級的so2**效率為98%,總的**效率為99.7%。計算:

(1)第二級工藝的**效率為多少?

(2)如果第二級催化床操作溫度為420。c,催化轉化反應的平衡常數k=300,反應平衡時so2的轉化率為多少?其中,。

解:1)由,,解得。

2)設總體積為100,則so27.8體積,o210.8體積,n281.

4體積。經第一級催化轉化後余so20.156體積,o26.

978體積,n281.4體積。設有x體積so2轉化,則總體積為。

因此,,由此解得x=1.6×10-3;

故轉化率為

8.6某電廠採用石灰石濕法進行煙氣脫硫,脫硫效率為90%。電廠燃煤含硫為3.6%,含灰為7.7%。試計算:

(1)如果按化學劑量比反應,脫除每kgso2需要多少kg的caco3;

(2)如果實際應用時caco3過量30%,每燃燒一噸煤需要消耗多少caco3;

( 3)脫硫汙泥中含有60%的水分和40%caso4.2h2o,如果灰渣與脫硫汙泥一起排放,每噸燃煤會排放多少汙泥?

解:(1)caco3 + so2+ h2o →caso3.2h2o + co2↑

m=1.5625kg

(2)每燃燒1t煤產生so2約,約去除72×0.9=64.8kg;

因此消耗caco3;

(3)caso3.2h2o生成量;則燃燒1t煤脫硫汙泥排放量為,同時排放灰渣77kg。

10.5採用活性碳吸附法處理含苯廢氣。廢氣排放條件為298k、1atm,廢氣量20000m3/h,廢氣中含有苯的體積分數為3.

0×10-3,要求**率為99.5%。已知活性炭的吸附容量為0.

18kg(苯)/kg(活性炭),活性炭的密度為580kg/m3,操作週期為吸附4小時,再生3小時,備用1小時。試計算活性炭的用量。

解:廢氣中苯的含量y1=20000×3.0×10-3=60m3/h,由氣體方程得

。根據去除要求,實際去除量為m』=191.5×99.5%=190.5kg/h

則乙個週期所需活性炭量為,體積

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