大气习题答案资格考试教师资格考试_资格考试-教师资格考试.pdf

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1、1.已知某种无烟煤的收到基水分含量为%,干燥基灰分含量为 26%,干燥无灰基元素分析结果如下:C%,H%,O%,N%,%.求该种煤的收到基组成和干燥基组成.解:收到基的组成为 水分:5%;灰分:95%26%=%;干燥无灰基的比例为:1-5%-26%=%;因此 C:%=%;H:%=%;O:%=%;N:%=%;S:%=%干燥基的组成为:灰分:26%;干燥无灰基的比例为:1-26%=74%;因此:C:%74%=%;H:%74%=%;O:%74%=%;N:%74%=%;S:%74%=%2.已知重油的元素分析如下(质量百分比)：C；H%；O；N%；S；试计算燃油 1kg 所需要的理论空气量。解:元素 质

2、量/g 摩尔数/mol 需氧量/mol C 855 H 113 113 O 20 N 2 0 S 10 燃烧 1kg 所需要的理论氧气量为:+燃烧 1kg 所需要的理论空气量为:=转化为体积为:Va=10-3m3/kg=10.62 m3/kg 3.已知重油的元素分析如下(质量百分比)：C；H%；O；N%；S；试计算(1)燃油 1kg 所产生的理论烟气量;(2)干烟气中二氧化硫的浓度和二氧化碳的最大浓度;(3)当空气过剩系数为 10%时,所需的空气量和产生的烟气量.解：(1)元素 质量/g 摩尔数/mol 需氧量/mol 产生的烟气量/mol C 855 H 113 113 O 20 0 N 2

3、 0 S 10 燃烧后产生的理论烟气量为:+=转化为标态下的体积:Vf=10-3=11.27m3N(2)燃烧 1kg 重油产生的干烟气量为烟气中 SO2的最大浓度为:so2=70010-6 烟气中 SO2的最大浓度为:Co2=%(3)所需空气量为 Va=(1+10%)=11.68 m3N 产生的烟气量为 Vf=+10%=12.33 m3N 4.某锅炉燃用煤气的成分如下(体积百分比):H2S:%;CO2:5%;O2:%;CO:%;H2:13%;CH4:%;N2:%.已知空气的水分体积百分数为%,=,试求燃烧实际需要的空气量和燃烧时产生的烟气量.解:以燃烧 1000mol 煤气为基准:组分 摩尔数

4、/mol 需氧量/mol 燃烧后烟气量/mol H2S 2 3 4（H2O+SO2）CO2 50 0 50 O2 2-2 0 CO 285 285（CO2）H2 130 65 130（H2O）CH4 7 14 21（CO2+H2O）N2 524 0 524（N2）理论需氧量为：（3-2+65+14）=kmol 煤气=0.2225 m3N/m3N煤气 实际需要的干空气量为:=1.276 m3N/m3N煤气 转化为湿空气:Va=1.296m3N/m3N煤气 燃烧后产生的烟气量为:Vf=(4+50+285+130+21+524)10-3+2.087 m3/m3N煤气 5 已知某低浓度气体溶质被吸收时

5、，平衡关系服从亨利定律，气膜吸燥基组成解收到基的组成为水分灰分干燥无灰基的比例为因此干燥基的组成为灰分干燥无灰基的比例为因此摩尔数需氧量已知重油的元素分析如下质量百分比试计算燃油所需要的理论空气量解元素质量燃烧所需要的理论氧气量为燃气中二氧化硫的浓度和二氧化碳的最大浓度当空气过剩系数为时所需的空气量和产生的烟气量解元素质量摩尔数需氧量产生的烟气量燃烧后产生的理论烟气量为转化为标态下的体积燃烧重油产生的干烟气量为烟气中为烟气中的最大积百分数为试求燃烧实际需要的空气量和燃烧时产生的烟气量解以燃烧煤气为基准组分摩尔数燃烧后烟气量理论需氧量为煤气煤气实际需要的干空气量为煤气转化为湿空气煤气燃烧后产生的

6、烟气量为煤气已知某低浓度气体溶质被吸收系数 kg=10-7kmol/(m2skPa),液膜吸收系数 kl=10-5m/s,亨利系数 H=(m3kPa)。试求气相吸收总系数 KAg，并分析该吸收过程的控制因素。解:1/KAg=1/Hk+1/kg=1/10-5(m2 s kPa)/kmol+1/10-7(m2 s kPa)/kmol=106(m2skPa)/kmol KAg=10-7 kmol/(m2skPa)气膜阻力 1/kg=106(m2skPa)/kmol 液膜阻力 1/H kl=103(m2skPa)气膜阻力比液膜阻力大得多,所以吸收过程为气膜控制.6 含有 12%SO2的废气以 200m

7、3/h 的流量从填料塔底送入。塔内在 1atm条件下，用 30水向下淋洗与工业废气呈逆流接触，要求洗涤后废气中 SO2去除率为 90%，试问达到此要求所需最小喷液量为多少公斤（SO2在进气 12%呈平衡时液相中 SO2的摩尔分率为%）解:由塔底送入工业废气标准状况下的摩尔流量为 GM1=G1T0/(T1=200273/(303=h 入口废气中 S02的含量为 GSO2=GM112%=h 废气中惰性气体量为 G0=GM1-GSO2=kmol/h 吸收的 SO2量为:gSO2=GSO290%=kmol/h 塔顶净化后气体的量为 GM2=GM1-gSO2=kmol/h 塔顶排气中残留的 SO2量为

8、gSO2=GSO2-gSO2=kmol/h 塔顶排气中 SO2的摩尔分率为 y2=gSO2/GM2=%塔底 SO2的摩尔分率为%最小液气比为 L/G0=(Y1-Y2)/(X1*-X2)=y1/(1-y1)-y2/(1-y2)/x1*/(1-x1*)-x2/(1-x2)L=kmol/h=4888kg/h 7 用一逆流填料塔将尾气中有害组分 A 的分压从降到.已知燥基组成解收到基的组成为水分灰分干燥无灰基的比例为因此干燥基的组成为灰分干燥无灰基的比例为因此摩尔数需氧量已知重油的元素分析如下质量百分比试计算燃油所需要的理论空气量解元素质量燃烧所需要的理论氧气量为燃气中二氧化硫的浓度和二氧化碳的最大浓

9、度当空气过剩系数为时所需的空气量和产生的烟气量解元素质量摩尔数需氧量产生的烟气量燃烧后产生的理论烟气量为转化为标态下的体积燃烧重油产生的干烟气量为烟气中为烟气中的最大积百分数为试求燃烧实际需要的空气量和燃烧时产生的烟气量解以燃烧煤气为基准组分摩尔数燃烧后烟气量理论需氧量为煤气煤气实际需要的干空气量为煤气转化为湿空气煤气燃烧后产生的烟气量为煤气已知某低浓度气体溶质被吸kAGa=hm3Pa,kALa=h,用溶液中组分 B 进行化学吸收,CBL=m3,化学反应计量式 A+B=C,DAL=DBL,液气流量分别为 LS=L=7105 mol/m2h,GS=G=1 105 mol/m2h,总压 P=101

10、325Pa,HA=m3/mol,液体总浓度 C=56000 mol/m3,计算填料塔的高度 解：根据吸收操作线方程：L/G=（Y1-Y2）/（X1-X2）即 L/G=（P2/P-P1/P）/（CBL1/CT-CBL2/CT）CBL2=320mol/m3 在塔顶处:=64CKP,故 H=5.03m 8 用硫酸溶液从氨吸收塔回收氨，试计算塔顶和塔底的吸收速率 NA1和 NA2。已知进口处氨的分压为,出口处为,吸收剂中硫酸的浓度进口处为 kmol/m3,出口处为 kmol/m3,气体加入量 G=45 kmol/h,kAG=10-6kmol/m2Pah,kAL=0.005m/h,亨利系数:HA=10-

11、4,总压 P=105Pa,DAL=DBL.解:硫酸吸收氨的反应中 b=,塔顶处:PAG1=,CBL1=kmol/m3 =kmol/m3 CBL2=m3 =kmol/m2h AGALAGBLALKPPkkDDbCAGALAGBLALKPPkkDDbCAGAGAPkN12AGAGPPAGAGAGaPkdPPGAGALAGBLALKPPkkDDbCAGAGAPkNAGALAGBLALKPPkkDDbCALAAGBLALBLAAGAkHkCDDbHPN111燥基组成解收到基的组成为水分灰分干燥无灰基的比例为因此干燥基的组成为灰分干燥无灰基的比例为因此摩尔数需氧量已知重油的元素分析如下质量百分比试计算燃

12、油所需要的理论空气量解元素质量燃烧所需要的理论氧气量为燃气中二氧化硫的浓度和二氧化碳的最大浓度当空气过剩系数为时所需的空气量和产生的烟气量解元素质量摩尔数需氧量产生的烟气量燃烧后产生的理论烟气量为转化为标态下的体积燃烧重油产生的干烟气量为烟气中为烟气中的最大积百分数为试求燃烧实际需要的空气量和燃烧时产生的烟气量解以燃烧煤气为基准组分摩尔数燃烧后烟气量理论需氧量为煤气煤气实际需要的干空气量为煤气转化为湿空气煤气燃烧后产生的烟气量为煤气已知某低浓度气体溶质被吸 9 已知在 293K下,用活性碳吸附苯蒸汽所得到的平衡数据如表所示 压强/103Pa 吸附容量/g 苯g 碳-1 试绘制吸附等温线.若该吸

13、附等温线遵从朗格缪尔方程式,试求式中A、B的值.解:吸附等温线以横坐标为 P,纵坐标为吸附容量来画(略)任取曲线上两点,代入 XT=ABP/(1+BP)求解,得 A=,B=10-3(或近似值)10 设一固定床活性碳的装填厚度为 0.6m,活性碳对苯吸附的平衡静活性值为 25%,其堆积密度为 425kg/m3,并假定其死层厚度为 0.15m,气体通过吸附器床层的速度为 0.3m/s,废气含苯浓度为 2000mg/m3.求该吸附器的活性碳床层对含苯废气的保护作用时间.解:=177083s/m =177083 某活性碳床被用来净化含 C6H5Cl 的废气，其操作条件是；废气流量为 20m3/min，

14、温度为 25，压力为1atm，C6H5Cl 的初始含量为 85010-6（体积分数），床深 0.5m，空塔气速为 0.4m/s.假定活性碳的装填密度为 400kg/m3，操作条件下的吸附容量为饱和吸附容量的 40%，试验测得其饱和容量为 kg(活性碳).(1)当吸附床长宽比为 2:1 时,试确定床的过气截面;(2)计算吸附床的活性碳用量;(3)试确定吸附床穿透前能够连续操作的时间.解：（1）床的截面积：Q/v=20/（60）m2=0.833m2 (2)活性碳的用量=400=166.6kg (3)假定穿透时的吸附容量等于操作条件下的吸附容量=0.173kg(C6H5Cl)/kg(活性碳);穿透时

15、能够吸附的量为:=28.82kg 将初始浓度转化为质量浓度:850=4.27g/m3 0vaKb)(hLK 0-KL燥基组成解收到基的组成为水分灰分干燥无灰基的比例为因此干燥基的组成为灰分干燥无灰基的比例为因此摩尔数需氧量已知重油的元素分析如下质量百分比试计算燃油所需要的理论空气量解元素质量燃烧所需要的理论氧气量为燃气中二氧化硫的浓度和二氧化碳的最大浓度当空气过剩系数为时所需的空气量和产生的烟气量解元素质量摩尔数需氧量产生的烟气量燃烧后产生的理论烟气量为转化为标态下的体积燃烧重油产生的干烟气量为烟气中为烟气中的最大积百分数为试求燃烧实际需要的空气量和燃烧时产生的烟气量解以燃烧煤气为基准组分摩尔

16、数燃烧后烟气量理论需氧量为煤气煤气实际需要的干空气量为煤气转化为湿空气煤气燃烧后产生的烟气量为煤气已知某低浓度气体溶质被吸所以废气流中 C6H5Cl 的含量为20=85.4g/min 穿透前允许的操作时间:t=压强/103Pa 吸附容量/g 苯g 碳-1 燥基组成解收到基的组成为水分灰分干燥无灰基的比例为因此干燥基的组成为灰分干燥无灰基的比例为因此摩尔数需氧量已知重油的元素分析如下质量百分比试计算燃油所需要的理论空气量解元素质量燃烧所需要的理论氧气量为燃气中二氧化硫的浓度和二氧化碳的最大浓度当空气过剩系数为时所需的空气量和产生的烟气量解元素质量摩尔数需氧量产生的烟气量燃烧后产生的理论烟气量为转化为标态下的体积燃烧重油产生的干烟气量为烟气中为烟气中的最大积百分数为试求燃烧实际需要的空气量和燃烧时产生的烟气量解以燃烧煤气为基准组分摩尔数燃烧后烟气量理论需氧量为煤气煤气实际需要的干空气量为煤气转化为湿空气煤气燃烧后产生的烟气量为煤气已知某低浓度气体溶质被吸