三、计算题（ ）

1、 燃料油的重量组成为：C86%，H14%。在干空气下燃烧，烟气分析结果（基于干烟气）为：O2，1.5%；CO，600×106（体积分数）。试计算燃烧过程的空气过剩系数。 （16分）

－

解：以1kg油燃烧计算， C 860g 71.67mol；

H 140g 70mol，耗氧35mol。 （3分） 设生成CO x mol，耗氧0.5x mol，则生成CO2 （71.67－x）mol，耗氧（71.67－x）mol。 烟气中O2量总氧量

1.5%x。 （2分） ?6600?101.5%x干空气中N2：O2体积比为3.78：?0.5x?(71.67?x)?35?106.67?24.5x，?6600?101，则含N2 3.78×（106.67+24.5x）。 （2分） 根据干烟气量可列出如下方程：

1.5%xx?71.67?3.78(106.67?24.5x)?600?10?6600?10?6

故CO2%：

，解得x=0.306 （2分）

71.67?0.306?100%?13.99%； （2分）

0.306600?10?6N2%：

3.78(24.5?0.306?106.67)?100%?84.62% （2分）

0.306600?10?6空气过剩系数??1?1.5?0.5?0.06?1.07 （3分）

0.264?84.62?(1.5?0.5?0.06)2、 有一两级除尘系统，已知系统的流量为2.22m3/s，工艺设备产生粉尘量为22.2g/s，各级除尘效率分别为80%和95%。试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。 解：?T?1?(1??1)(1??2)?1?(1?95%)(1?80%)?99% （3分）

22.2g/m3?10g/m3，排放浓度10（1－99%）=0.1g/m3； （3分） 2.22粉尘浓度为

排放量2.22×0.1=0.222g/s。

3、 电除尘器的集尘效率为95%，某工程师推荐使用一种添加剂以降低集尘板上粉尘层的比电阻，预期可

使电除尘器的有效驱进速度提高一倍。若工程师的推荐成立，试求使用该添加剂后电除尘器的集尘效率。 （6分）

Aw) QAAAw)?95%，故exp(?w)?0.05，exp(?2w)?0.0025 解：??1?exp(?QQQ??1?exp(?（3分）

?因此?'?1?exp(A2w)?1?0.0025?99.75%。 （3分） Q

4、气体的初始组成以体积计为8.0%CO2、12%H2O、75%N2和5%O2。假如仅考虑N2与O2生成NO的反应，分别计算下列温度条件下NO的平衡浓度。1200K下，Kp=2.8×107 ，1500K下，Kp=1.1×105，2000K

－

－

下，Kp=4×104

－

1）1200K；2）1500K；3）2000K。 （9分）

解： 1）1200K下，Kp=2.8×10

－7

(2x)2。设有xN2转化为NO，则?2.8?10?7

(75?x)(5?x)2?0.00512?1.02?10?4（体积分数） （3分）

100解得x=0.00512；故NO平衡浓度为

(2x)22）1500K时，同理?1.1?10?5 解得x=0.032，故NO平衡浓度为

(75?x)(5?x)0.032?2?6.4?10?4（体积分数） （3分）

100(2x)23）2000K时，?4.0?10?4 解得x=0.190，故NO平衡浓度为0.0038。

(75?x)(5?x)（3分）

6.

二、简答题

1、简述电晕起始电压的影响因素

(1)电晕起始电压随电极的几何形状而变化，线愈细，电晕起始电压愈低。（2分）

(2)气体组成的影响

气体组成决定着电荷载体的分子种类。不同的气体，电子附着形成负离子的过程是不同的。（2分）

(3)温度和压力的影响

气体组成不同，电压—电流特性曲线有明显不同。（2分）

正电晕：运行电压宽，Vc低，击穿电位高，除尘中应用广泛。（2分） 负电晕：小型，空调用。（2分） 2、吸附净化法的使用范围以及优缺点 （1）适用范围

①常用于浓度低，毒性大的有害气体的净化，但处理的气体量不宜过大；（2分） ②对有机溶剂蒸汽具有较高的净化效率；（2分） ③当处理的气体量较小时，用吸附法灵活方便。（2分）

（2）优点：净化效率高，可回收有用组分，设备简单，易实现自动化控制。（2分）

（3）缺点：吸附容量小，设备体积大；吸附剂容量往往有限，需频繁再生，间歇吸附过程的再生操作麻烦且设备利用率低。（2分）

3、什么是理论空气量？以及理论空气量可以通过什么方法获得？

理论空气量（ Vg ）是指单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需的空气量称为理论空气量。（3分） 理论空气量获得:

（1）可由燃烧反应方程式（2分） （2）经验公式（由热值）

固体燃料 液体燃料 气体燃料 天然气 （式2.17）

建立燃烧化学方程式时，假定：

1).空气仅由N2和O2组成，其体积比为79/21=3.76； ２) 燃料中的固态氧可用于燃烧； ３) 燃料中的硫被氧化成SO2；

４)计算理论空气量时忽略NOX的生成量；

５)燃料的化学时为CxHySzOw，其中下标x、y、z、w分别代表C、H、S、O的原子数。（5分） 4、简要分析旋风除尘器结构对其除尘效率的影响 a)排放管直径越小，de越小，除尘效率越高，（3分）

b)筒体直径D越小，粒子所受的离心力越大，其效率越高，但D过小，粒子容易出现 二次逃逸，效率反而下降椎体适当加长，可以提高效率，（4分）

c)除尘器下部的严密性不好，会引起除尘效率的下降。（3分）

三、计算题

1、 煤炭的元素分析按重量百分比表示，结果如下：氢5%；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。 （15分）

0

解：按1kg煤进行计算

重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol） C 758 63.17 63.17 H 50 25 12.5 S 16 0.5 0.5 O 74 2.3 -2.3

N 15 0.54 0 （3分 ） 需氧63.17+12.5+0.5-2.3=73.86mol （1分 ） 设干空气中N2：O2体积比为3.78：1，则干空气量为73.86×4.78×1.2=423.66mol，

含水423.66×0.0116=4.91mol。 （2分 ） 烟气中：CO2 63.17mol；SO2 0.5mol；H2O 4.91+25=29.91mol；

N2：73.86×3.78+0.54=279.73 mol；过剩干空气0.2×73.86×4.78=70.61mol。（2分 ）

过剩干空气中所含水分 70.61×0.0116＝0.82 （1分 ） 实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.73+70.61+0.82=444.74 mol （1分 ） 其中CO2

63.170.5?100%?14.25%；SO2 ?100%?0.11%；

443.38443.3829.91279.19?0.79?70.61H2O ?100%?6.74%； N2 ?100%?75.55%。

443.38443.3870.61?0.209O2 ?100%?3.33%。 （5分 ）

443.38

2、已知旋风除尘器进口面积为0.24m2，进口的气体流量为10000m3N/h，除尘器阻力系数为9.8，进口气流

温度为423K，气体静压为-490Pa，试确定该处尘器运行时的压力损失（假定气体成分接近空气）。 ΔP=0.5×ζρv2 （8分）

mRT解：由气体方程PV?MmPM(1.01?10?5?490)?29???0.832g/L （3得??VRT8.31?423分 ）

423Q273?17.9m/s （3分 ） v??A0.24?36000.832?P?9.8??17.92?1311Pa。 （2分 ）

210000?

3、某电厂采用石灰石湿法进行烟气脱硫，脱硫效率为90%。电厂燃煤含硫为3.6%，含灰为7.7%。试计算： 1）如果按化学剂量比反应，脱除每kgSO2需要多少kg的CaCO3；

2）如果实际应用时CaCO3过量30%，每燃烧一吨煤需要消耗多少CaCO3； （7分） 解：（1）SO2+CaCO3+2H2O CaSO3?2 H2O+ CO2 （2分） 消耗每kg SO2需要消耗石灰石的量为： 100/64＝1.56 kg/kg （2分）

（2）燃烧一吨煤需要消耗石灰石的量为： 1*3.6%*90%*100/32*1.3=131.6kg （2分）