1 已知重油元素分析结果如下:C:85.5% H:11.3% O:2.0% N:0.2% S:1.0%,试计算:1)燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量;2)干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度;3)当空气的过剩量为10%时,所需的空气量及产生的烟气量。

解:1kg燃油含:

重量(g) 摩尔数(g) 需氧数(g)

C 855 71.25 71.25

H 113-2.5 55.25 27.625

S 10 0.3125 0.3125

H2O 22.5 1.25 0

N元素忽略。

1)理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg

设干空气O2:N2体积比为1:3.78,则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。

烟气组成为CO271.25mol,H2O 55.25+1.25=56.50mol,SO20.1325mol,N23.78×99.1875=374.93mol。

理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99×22.4/1000=11.27 m3N/kg重油。

2)干烟气量为502.99-56.50=446.49mol/kg重油。

SO2百分比浓度为,

空气燃烧时CO2存在最大浓度。

3)过剩空气为10%时,所需空气量为1.1×10.62=11.68m3N/kg重油,

产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg重油。

2.2 普通煤的元素分析如下:C65.7%;灰分18.1%;S1.7%;H3.2%;水分9.0%;O2.3%。(含N量不计)

1)计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SO2在烟气中的浓度(以体积分数计);

2)假定烟尘的排放因子为80%,计算烟气中灰分的浓度(以mg/m3表示);

3)假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。石灰石中含Ca35%。当Ca/S为1.7(摩尔比)时,计算燃煤1t需加石灰石的量。

解:相对于碳元素作如下计算:

%(质量) mol/100g煤 mol/mol碳

C 65.7 5.475 1

H 3.2 3.2 0.584

S 1.7 0.053 0.010

O 2.3 0.072 0.013

灰分 18.1 3.306g/mol碳

水分 9.0 1.644g/mol碳

故煤的组成为CH0.584S0.010O0.013,

燃料的摩尔质量(包括灰分和水分)为。燃烧方程式为

n=1+0.584/4+0.010-0.013/2=1.1495

1)理论空气量;

SO2在湿烟气中的浓度为

2)产生灰分的量为

烟气量(1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18)×1000/18.26×22.4×10－3=6.826m3/kg

灰分浓度为mg/m3=2.12×104mg/m3

3)需石灰石/t煤

2.3 煤的元素分析结果如下S0.6%;H3.7%;C79.5%;N0.9%;O4.7%;灰分10.6%。在空气过剩20%条件下完全燃烧。计算烟气中SO2的浓度。

解:按燃烧1kg煤计算

重量(g) 摩尔数(mol) 需氧数(mol)

C 795 66.25 66.25

H 31.125 15.5625 7.78

S 6 0.1875 0.1875

H2O 52.875 2.94 0

设干空气中N2:O2体积比为3.78:1,

所需理论空气量为4.78×(66.25+7.78+0.1875)=354.76mol/kg煤。

理论烟气量CO2 66.25mol,SO2 0.1875mol,H2O 15.5625+2.94=18.50mol

N2

总计66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤

实际烟气量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤,SO2浓度为。

2.4 某锅炉燃用煤气的成分如下:H2S0.2%;CO25%;O20.2%;CO28.5%;H213.0%;CH40.7%;N252.4%;空气含湿量为12g/m3N,,试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。

解:取1mol煤气计算

H2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol

CO2 0.05mol 0

CO 0.285mol 0.143mol

H2 (0.13-0.004)mol 0.063mol

CH4 0.007mol 0.014mol

共需O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中N2:O2体积比为3.78:1,则理论干空气量为0.223×(3.78+1)=1.066mol。取,则实际干空气 1.2×1.066mol=1.279mol。

空气含湿量为12g/m3N,即含H2O0.67mol/ m3N,14.94L/ m3N。故H2O体积分数为1.493%。故实际空气量为。

烟气量SO2:0.002mol,CO2:0.285+0.007+0.05=0.342mol,N2:0.223×3.78+0.524=1.367mol,H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol

故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol