大氣習(xí)題答案

1、1.已知某種無(wú)煙煤的收到基水分含量為5.0%,干燥基灰分含量為 26%,干燥無(wú)灰基元素分析結(jié)果如下:C 91.7%,H 3.8%, O 2.2%,N 1.3%, S1.0%.求該種煤的收到基組成和干燥基組成.解:收到基的組成為水分:5%; 灰分:95%26%=24.7%; 干燥無(wú)灰基的比例為:1-5%-26%=70.3%;因此C: 91.7%70.3%=64.47%; H: 3.8%70.3%=2.67%; O: 2.2%70.3%=1.55%; N: 1.3%70.3%=0.91%; S: 1.0%70.3%=0.7%干燥基的組成為: 灰分: 26%;干燥無(wú)灰基的比例為:1-26%=74%;

2、因此:C: 91.7%74%=67.86%; H: 3.8%74%=2.81%; O: 2.2%74%=1.63%; N: 1.3%74%=0.96%; S: 1.0%74%=0.74%2.已知重油的元素分析如下(質(zhì)量百分比)：C 85.5；H 11.3%；O 2.0；N 0.2%；S 1.0；試計(jì)算燃油1kg所需要的理論空氣量。解:元素質(zhì)量/g摩爾數(shù)/mol需氧量/molC85571.2571.25H11311328.25O201.25-0.625N20.4130S100.31250.3125燃燒1kg所需要的理論氧氣量為:(71.25+28.25-0.625+0.3125)mol=99.1

3、875mol燃燒1kg所需要的理論空氣量為:99.18754.78mol=474.12mol轉(zhuǎn)化為體積為:Va=474.1222.410-3m3/kg=10.62 m3/kg3. 已知重油的元素分析如下(質(zhì)量百分比)：C 85.5；H 11.3%；O 2.0；N 0.2%；S 1.0；試計(jì)算(1)燃油1kg所產(chǎn)生的理論煙氣量;(2)干煙氣中二氧化硫的濃度和二氧化碳的最大濃度;(3)當(dāng)空氣過(guò)剩系數(shù)為10%時(shí),所需的空氣量和產(chǎn)生的煙氣量.解：(1)元素質(zhì)量/g摩爾數(shù)/mol需氧量/mol產(chǎn)生的煙氣量/mol請(qǐng)預(yù)覽后下載！C85571.2571.2571.25CO2H11311328.2556.5H

4、2OO201.25-0.6250N20.41300.0714N2S100.31250.31250.3125SO2燃燒后產(chǎn)生的理論煙氣量為:(71.25+56.5+0.0714+0.3125)+99.18753.78=503.06mol轉(zhuǎn)化為標(biāo)態(tài)下的體積:Vf=503.0622.410-3=11.27m3N(2)燃燒1kg重油產(chǎn)生的干煙氣量為503.06-56.5=446.56mol煙氣中SO2的最大濃度為:so2=0.3125/446.56=70010-6煙氣中SO2的最大濃度為:Co2=71.25/446.56=15.96%(3)所需空氣量為Va=10.62(1+10%)=11.68 m3N

5、產(chǎn)生的煙氣量為Vf=11.27+10.6210%=12.33 m3N4.某鍋爐燃用煤氣的成分如下(體積百分比):H2S:0.2%;CO2:5%;O2:0.2%; CO:28.5%;H2:13%; CH4:0.7%;N2:52.4%.已知空氣的水分體積百分?jǐn)?shù)為1.493%,=1.2,試求燃燒實(shí)際需要的空氣量和燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣量.解:以燃燒1000mol煤氣為基準(zhǔn):組分摩爾數(shù)/mol需氧量/mol燃燒后煙氣量/molH2S234（H2O+SO2）CO250050O22-20CO285142.5285（CO2）H213065130（H2O）CH471421（CO2+H2O）N25240524（N2）

6、理論需氧量為：（3-2+142.5+65+14）=222.5mol/kmol煤氣=0.2225 m3N /m3N煤氣實(shí)際需要的干空氣量為:222.54.781.2=1.276 m3N /m3N煤氣轉(zhuǎn)化為濕空氣: Va=1.276/(1-0.01493)= 1.296m3N /m3N煤氣燃燒后產(chǎn)生的煙氣量為: Vf=(4+50+285+130+21+524)10-3+1.296-0.2225=請(qǐng)預(yù)覽后下載！2.087 m3N /m3N煤氣5 已知某低濃度氣體溶質(zhì)被吸收時(shí)，平衡關(guān)系服從亨利定律，氣膜吸收系數(shù)kg=2.7410-7kmol/(m2skPa),液膜吸收系數(shù)kl=6.9410-5m/s,

7、亨利系數(shù)H=1.5kmol/(m3kPa)。試求氣相吸收總系數(shù)KAg，并分析該吸收過(guò)程的控制因素。解:1/KAg=1/Hk+1/kg=1/(1.56.9410-5(m2skPa)/kmol+1/2.7410-7(m2skPa) /kmol =3.66106(m2skPa) /kmolKAg=2.7310-7 kmol/(m2skPa)氣膜阻力1/ kg=3.65106(m2skPa) /kmol液膜阻力1/H kl=9.6103(m2skPa)氣膜阻力比液膜阻力大得多,所以吸收過(guò)程為氣膜控制.6 含有12%SO2的廢氣以200m3/h的流量從填料塔底送入。塔內(nèi)在1atm條件下，用30水向下淋洗

8、與工業(yè)廢氣呈逆流接觸，要求洗滌后廢氣中SO2去除率為90%，試問(wèn)達(dá)到此要求所需最小噴液量為多少公斤？（SO2在進(jìn)氣12%呈平衡時(shí)液相中SO2的摩爾分率為0.32%）解:由塔底送入工業(yè)廢氣標(biāo)準(zhǔn)狀況下的摩爾流量為GM1=G1T0/(T122.4)=200273/(30322.4)=8.044kmol/h入口廢氣中S02的含量為GSO2=GM112%=0.965kmol/h廢氣中惰性氣體量為G0=GM1-GSO2=7.079 kmol/h吸收的SO2量為:gSO2=GSO290%=0.869 kmol/h塔頂凈化后氣體的量為GM2=GM1-gSO2=7.175 kmol/h塔頂排氣中殘留的SO2量為

9、gSO2= GSO2- gSO2=0.096 kmol/h塔頂排氣中SO2的摩爾分率為y2= gSO2/GM2=0.013=1.3%塔底SO2的摩爾分率為0.32%最小液氣比為L(zhǎng)/G0=(Y1-Y2)/(X1*-X2)=y1/(1-y1)-y2/(1-y2)/x1*/(1-x1*)-x2/(1-x請(qǐng)預(yù)覽后下載！2)L=271.56 kmol/h=4888kg/h7 用一逆流填料塔將尾氣中有害組分A的分壓從0.001降到0.0002.已知kAGa=0.316mol/hm3Pa, kALa=0.1/h,用溶液中組分B進(jìn)行化學(xué)吸收,CBL=326.4mol/m3,化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式A+B=C,DAL=D

10、BL,液氣流量分別為L(zhǎng)S=L=7105 mol/ m2h,GS=G=1105 mol/ m2h,總壓P=101325Pa,HA=12.67Pam3/mol,液體總濃度C=56000 mol/m3,計(jì)算填料塔的高度?解：根據(jù)吸收操作線方程：L/G=（Y1-Y2）/（X1-X2）即L/G=（P2/P-P1/P）/（CBL1/CT-CBL2/CT）CBL2=320mol/m3在塔頂處: =64CKP,故H= =5.03m8 用硫酸溶液從氨吸收塔回收氨，試計(jì)算塔頂和塔底的吸收速率NA1和NA2。已知進(jìn)口處氨的分壓為5066.25Pa,出口處為1013.25Pa,吸收劑中硫酸的濃度進(jìn)口處為0.6 kmo

11、l/m3,出口處為0.5 kmol/m3,氣體加入量G=45 kmol/h, kAG=3.4510-6kmol/m2Pah ,kAL=0.005m/h,亨利系數(shù):HA=7.410-4,總壓P=1.01325105Pa,DAL=DBL.解:硫酸吸收氨的反應(yīng)中b=0.5,塔頂處:PAG1=1013.25Pa, CBL1=0.6 kmol/m3 =0.35 kmol/m3 CBL2=0.5kmol/m3 =0.01145 kmol/m2h9 已知在293K下,用活性碳吸附苯蒸汽所得到的平衡數(shù)據(jù)如表所示壓強(qiáng)/103Pa0.2670.4000.5331.3332.6604.0005.332吸附容量/g苯

12、g碳-10.1760.2050.2250.2650.2850.2900.300試?yán)L制吸附等溫線.若該吸附等溫線遵從朗格繆爾方程式,試求式中A、B的值.解:吸附等溫線以橫坐標(biāo)為P,縱坐標(biāo)為吸附容量來(lái)畫(略)任取曲線上兩點(diǎn),代入XT=ABP/(1+BP)求解,得A=0.304,B=5.17610-3(或近似值)10 設(shè)一固定床活性碳的裝填厚度為0.6m,活性碳對(duì)苯吸附的平衡靜活性值為25%,其堆積密度為425kg/m3,并假定其死層厚度為0.15m,氣體通過(guò)吸附器床層的速度為0.3m/s,廢氣含苯濃度為2000mg/m3.求該吸附器的活性碳床層對(duì)含苯廢氣的保護(hù)作用時(shí)間.解: =177083s/m

13、=177083(0.6-0.15)=79687.5s=22.14h11 某活性碳床被用來(lái)凈化含C6H5Cl的廢氣，其操作條件是；廢氣流量為20m3/min ，溫度為25，壓力為1atm ，C6H5Cl的初始含量為85010-6（體積分?jǐn)?shù)），床深0.5m，空塔氣速為0.4m/s .假定活性碳的裝填密度為400kg/m3 ，操作條件下的吸附容量為飽和吸附容量的40%，試驗(yàn)測(cè)得其飽和容量為0.432kgC6H5Cl/ kg(活性碳).(1)當(dāng)吸附床長(zhǎng)寬比為2:1時(shí),試確定床的過(guò)氣截面;(2)計(jì)算吸附床的活性碳用量;請(qǐng)預(yù)覽后下載！(3)試確定吸附床穿透前能夠連續(xù)操作的時(shí)間.解：（1）床的截面積：Q/v=20/（600.4）m2=0.833m2 (2)活性碳的用量=0.8330.5400=166.6kg(3)假定穿透時(shí)的吸附容量等于操作條件下的吸附容量=0.4320.4=0.173kg(C6H5Cl)/kg(活性碳);穿透時(shí)能夠吸附的量為:0.173166.6= 28.82kg將初始濃度轉(zhuǎn)化為質(zhì)量濃度:8