题目
2.1已知重油元素分析（质量分数）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）当空气过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。2.2 普通煤的成分分析结果（质量分数）如下：C：65.7%；灰分：18.1%；S：1.7%；H：3.2%；水分：9.0%；O：2.3%；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（2）假定烟尘的排放因子为80%，计算烟气中灰分的浓度（3）假定用流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2.4 某锅炉燃用煤气（体积分数）的成分如下：H2S：0.2%；CO2：5%；O2：0.2%；CO：28.5%；H2：13.0%；CH4：0.7%；N2：52.4%；已知空气的含湿量为12g/mN3,α=1.2，试求燃烧实际需要的空气量和燃烧时产生的烟气量。2.6 煤的元素分析结果如下（质量分数）：H：5%；C：75.8%；N：1.5%；S：1.6%；O：7.4%；灰分：8.7%；在空气过量20%的条件下燃烧，空气湿度为0.0116mol（H2O）/mol（干空气），假定完全燃烧，试计算烟气的组成。
2.1已知重油元素分析（质量分数）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）当空气过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。2.2 普通煤的成分分析结果（质量分数）如下：C：65.7%；灰分：18.1%；S：1.7%；H：3.2%；水分：9.0%；O：2.3%；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（2）假定烟尘的排放因子为80%，计算烟气中灰分的浓度（3）假定用流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2.4 某锅炉燃用煤气（体积分数）的成分如下：H2S：0.2%；CO2：5%；O2：0.2%；CO：28.5%；H2：13.0%；CH4：0.7%；N2：52.4%；已知空气的含湿量为12g/mN3,α=1.2，试求燃烧实际需要的空气量和燃烧时产生的烟气量。2.6 煤的元素分析结果如下（质量分数）：H：5%；C：75.8%；N：1.5%；S：1.6%；O：7.4%；灰分：8.7%；在空气过量20%的条件下燃烧，空气湿度为0.0116mol（H2O）/mol（干空气），假定完全燃烧，试计算烟气的组成。
题目解答
答案
2.1解：1KG重油中含有重量（g）摩尔数（mol）需O2量（mol）产生的烟气量（mol）C85571.2571.2571.25（CO2）H11311328.2556.5（H2O）O201.25-0.6250N20.14300.0714（N2）S100.31250.31250．3125（SO2） 1）理论需氧量：71.25+28.25-0.625+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×（1+3.78）=474.12mol/kg重油。化为标态下的体积得，474.12× 22.4/1000=10.62mN3理论烟气量：(71.25+56.50+0.0714+0.3125)+99.1875×（1+3.78）=503.06mol/kg 重油。 化为标态下的体积得：503.06 ×22.4/1000=11.27 mN32）干烟气量为：503.06－56.50=446.56mol/kg重油 燃料中S完全转化为SO2时，烟气中SO2浓度最大，因此SO2的最大浓度为ΦSO2=0.3125/446.56=0.0007 燃料中C完全转化为CO2时，烟气中CO2浓度最大，因此CO2的最大浓度为ΦCO2=71.25/446.56=15.96% 3）空气过剩10%时，燃烧1KG重油所需的空气量为：Va=474.12×（1+10%）=521.53mol/kg 产生的烟气量为Vf=503.06+474.12×10%=550.47mol/kg2.2解：
解析
步骤 1：计算燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量
1kg重油中各元素的摩尔数和需氧量如下：
- C：855g，摩尔数为855/12=71.25mol，需氧量为71.25mol
- H：113g，摩尔数为113/1=113mol，需氧量为113/4=28.25mol
- O：20g，摩尔数为20/16=1.25mol，需氧量为-0.625mol（因为O2会与燃料中的O反应）
- N：20g，摩尔数为20/14=1.43mol，需氧量为0mol
- S：10g，摩尔数为10/32=0.3125mol，需氧量为0.3125mol
理论需氧量：71.25+28.25-0.625+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×（1+3.78）=474.12mol/kg重油。
化为标态下的体积得，474.12× 22.4/1000=10.62mN3
理论烟气量：(71.25+56.50+0.0714+0.3125)+99.1875×（1+3.78）=503.06mol/kg 重油。
化为标态下的体积得：503.06 ×22.4/1000=11.27 mN3
步骤 2：计算干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度
干烟气量为：503.06－56.50=446.56mol/kg重油
燃料中S完全转化为SO2时，烟气中SO2浓度最大，因此SO2的最大浓度为ΦSO2=0.3125/446.56=0.0007
燃料中C完全转化为CO2时，烟气中CO2浓度最大，因此CO2的最大浓度为ΦCO2=71.25/446.56=15.96%
步骤 3：计算当空气过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量
空气过剩10%时，燃烧1KG重油所需的空气量为：Va=474.12×（1+10%）=521.53mol/kg
产生的烟气量为Vf=503.06+474.12×10%=550.47mol/kg
1kg重油中各元素的摩尔数和需氧量如下：
- C：855g，摩尔数为855/12=71.25mol，需氧量为71.25mol
- H：113g，摩尔数为113/1=113mol，需氧量为113/4=28.25mol
- O：20g，摩尔数为20/16=1.25mol，需氧量为-0.625mol（因为O2会与燃料中的O反应）
- N：20g，摩尔数为20/14=1.43mol，需氧量为0mol
- S：10g，摩尔数为10/32=0.3125mol，需氧量为0.3125mol
理论需氧量：71.25+28.25-0.625+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×（1+3.78）=474.12mol/kg重油。
化为标态下的体积得，474.12× 22.4/1000=10.62mN3
理论烟气量：(71.25+56.50+0.0714+0.3125)+99.1875×（1+3.78）=503.06mol/kg 重油。
化为标态下的体积得：503.06 ×22.4/1000=11.27 mN3
步骤 2：计算干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度
干烟气量为：503.06－56.50=446.56mol/kg重油
燃料中S完全转化为SO2时，烟气中SO2浓度最大，因此SO2的最大浓度为ΦSO2=0.3125/446.56=0.0007
燃料中C完全转化为CO2时，烟气中CO2浓度最大，因此CO2的最大浓度为ΦCO2=71.25/446.56=15.96%
步骤 3：计算当空气过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量
空气过剩10%时，燃烧1KG重油所需的空气量为：Va=474.12×（1+10%）=521.53mol/kg
产生的烟气量为Vf=503.06+474.12×10%=550.47mol/kg