大气污染控制工程试卷(整理带答案) 下载本文

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(2)工况条件:液气比9.0L/m3,Ca/S=1.2,并假设SO2吸收率为90%,在117.5℃下,水气比热2212.1kJ/kg,空气比热1.025kJ(kg·K),由(180-55)×1.025×0.94=2212.1m,解得m=0.054kg,因此水分蒸发率(0.054/9.0)×100%=0.6% (3)CaCO3反应分率为(0.9/1.2)×100%=75%

7. 假定煤的元素组成以重量百分比计为:氢3.7,碳75.9,硫0.9,氮0.9,氧4.7,其余的为灰分。当空气过剩系数20%条件下燃烧时,假定燃烧为完全燃烧。如果不考虑热力型NOx的生成,若燃料中氮1)20%,2)50%,转化为NO,试求烟气中NO的浓度。 解:考虑1kg燃煤含氢37g,碳759g,硫9g,氮9g,氧47g。烟气中含CO263.25mol,含H2O 18.5mol,含SO20.28mol。 因此需O2 2392-47=2281g 约71.3mol,则引入N2268.2mol。

若空气过剩20%, 则烟气中O2为0.2×71.3=14.26mol,N2 268.2+53.6+9/28=322.1mol。 即若不考虑N转化,则烟气中含CO263.25mol,H2O18.5mol,SO20.28mol,O214.26mol,N2322.1mol。

1)N2转化率20%,则NO浓度为2)N2转化率50%,则NO浓度为

0.2?9/14?3.1?10?4(体积分数)

418.40.5?914418.4?7.7?10?4(体积分数)

8、以50km/h行驶的汽车,尾气中含CO 1%(体积分数)。假如汽车的排气速率为80mN3/h,

试计算汽车行驶

1501km排放CO的量(以克计)。

?80?10.0224?1%?28?20g/km

9、某铜冶炼厂的烟筒高150m,烟云抬升高度为75m, 其SO2排放速率为1000g/s. 估算下风向5km 处的SO2地面浓度. 假定风速为3m/s, 大气稳定度为C. 在相同条件下,若新建一座烟筒以使地面浓度降低为现在的50%,烟筒高度应为多少米?

解:x=5km,大气稳定度为C时,?y?404.5m,?z?267.5m SO2浓度:

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H2?(5000,0,0,225)?exp(?2)?u?y?z2?zQ?1000225exp(?)?688?g/m323.14?3?404.5?267.52?267.52

??1H2H?21若令浓度减少为现在的50% ??exp(?2?2)??H??387.1m因此烟囱的

?22?z2?z2实际高度H=387.1-75=312.1m。

10、(8分)某100万kw的燃煤电站的能量转换效率为40%,所燃煤的热值为26,700 kJ/kg,灰分含量为12%,假定50%的灰分以颗粒物形式进入烟气。现在用电除尘器捕集烟气中的颗粒物(飞灰),其参数为

粒径区间,μm 粒子的质量百分比,% ESP的捕集效率,% 70 92.5 96 99 100 0~5 5~10 10~20 20~40 >40 14 17 21 23 25 试计算该电厂排放颗粒物的量,以kg/s计。

1. 除尘效率:

14?0.7?17?0.925?21?0.96?23?0.99?25?1?93.46% 排放量:

100?1071??12%?50%?(1?93.46%)?0.37kg/s 40&700?10311、通常燃煤电厂每kw发电容量的排烟速率为0.00156m3/s(烟气温度为205oC和1atm)。烟气经石灰石洗涤器脱硫,其压力损失为25cm水柱。试估算烟气脱硫的用电量(以发电

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总量的百分比表示)。烟气脱硫的用电量可用下式估算:功率=(烟气流量)×(压力损失)/(风机效率)假定风机效率为80%。 0.00156?(0.25?9.8?1000)/80%/1000?0.48% 14、

8分)某高速公路每小时车流量为10000辆(每个方向5000辆),平均速度

80km/h,CO的排放因子约为2.1g/km。风向与道路成直角,风速1m/s。假定污染物的排放可视为地面源且沿着道路的中心线排放,当时的大气稳定度等级为C。估算道路中心线下风向200m处的CO浓度(假定道路上风向浓度为零)。

?y?23.3m,?z?14.0m CO浓度:

2QH2?(200,0,0,0)?exp(?2)2?z2?u?z?10000/3600?2.1/1000?166?g/m32?3.14?1?14.0

12、已知煤炭的重量组成为:C 77.2%,H 5.2%,N 1.2%,S 1.6%,O 5.9%,灰分8.9%。燃烧条件为:空气过剩20%,空气的湿度为0.0116mol水/mol 干空气试计算燃烧烟气的组成(对气态组分以体积百分比表示,对固体组分以g/m3N表示)。

解:以完全燃烧1kg煤为基础,计算各组分的摩尔数、需氧量和产生烟气量,计算结果见下表。

mol/1kg重

质量/g 转化为mol数

H C N

52 772 12

÷1= ÷12= ÷14=

52 64.33 0.857

13 64.33 0 需O2量/mol

/mol 26(H2O) 64.33(CO2) 0.429(N2) 产生的烟气量

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S O 灰分

16 59 87

÷32= ÷16= -

0.5 3.688 -

0.5 -1.844 0

0.5(SO2)

0 0

因此,燃烧需要的理论氧气量为:13?64.33?0.5?1.844?75.986mol/kg煤 需

75.986?(1?3.78)?(1?20%)?(1?0.0116)?423.64?1.0116?440.9mol/kg煤

产生烟气:(26?64.33?0.429?0.5)?440.9?75.986?456.17mol/kg煤烟气的组成为:

64.33?100%?14.1E6.170.5SO2%??100%?0.11E6.1726?440.9?0.0116H2O%??100%?6.8%

456.1775.986?0.2O2%??100%?3.3E6.1775.986?3.78?1.2?0.429N2%??100%?75.6E6.17CO2%?13、参考附图,估算燃煤烟气的酸露点。煤的组成如下表所示。假定燃烧时空气过剩20%,进入燃烧器的空气为20oC,且RH=50%;并假定5%的SO2转化为H2SO4。

以完全燃烧100g煤为基础:

H C N2 S

质量/g 转化为mol数 4.9 68.3 8 0.6

÷1= ÷12= ÷28= ÷32=

mol 4.9 5.69 0.029 0.019

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