题目
已知重油成分分析结果(质量分数)如下:A. 85.5%; H:11.3%; O:2.0%; N:0.2%; S:1.0% B. 试计算: C. (1)、燃油1Kg所需的理论空气量和产生的理论烟气量。 D. (2)、干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度。 E. ( 3 )、当空气的过剩量为10%时,所需的空气量及产生的烟气量。
已知重油成分分析结果(质量分数)如下:
A. 85.5%; H:11.3%; O:2.0%; N:0.2%; S:1.0%B. 试计算:
C. (1)、燃油1Kg所需的理论空气量和产生的理论烟气量。
D. (2)、干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度。
E. ( 3 )、当空气的过剩量为10%时,所需的空气量及产生的烟气量。
题目解答
答案
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CO2:71.25mol,H2O:55.25+1.25=56.50mol,
SO2:0.1325mol,N2:3.78×99.1875=374.93mol。
理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg
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0.3125/446.49=0.07%
空气燃烧时CO2最大浓度为71.25/446.49=15.96%
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。
解析
步骤 1：计算燃油中各元素的摩尔数
根据燃油成分分析结果，计算燃油中各元素的摩尔数。燃油中各元素的质量分数分别为：C: 85.5%，H: 11.3%，O: 2.0%，N: 0.2%，S: 1.0%。燃油1kg中各元素的质量为：
C: 855g，H: 113g，O: 20g，N: 2g，S: 10g。
各元素的摩尔数为：
C: 855g / 12g/mol = 71.25mol，
H: 113g / 1g/mol = 113mol，
O: 20g / 16g/mol = 1.25mol，
N: 2g / 14g/mol = 0.143mol，
S: 10g / 32g/mol = 0.3125mol。
步骤 2：计算理论需氧量
根据各元素的摩尔数，计算理论需氧量。C元素需氧量为71.25mol，H元素需氧量为113mol / 4 = 28.25mol，S元素需氧量为0.3125mol，O元素需氧量为0mol。因此，理论需氧量为71.25mol + 28.25mol + 0.3125mol = 99.8125mol。
步骤 3：计算理论空气量和理论烟气量
根据理论需氧量，计算理论空气量。设干空气O2:N2体积比为1:3.78，则理论空气量为99.8125mol × 4.78 = 477.27mol。理论烟气量为71.25mol CO2 + 56.5mol H2O + 0.3125mol SO2 + 3.78 × 99.8125mol N2 = 503.94mol。
步骤 4：计算干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度
根据理论烟气量，计算干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度。干烟气量为503.94mol - 56.5mol = 447.44mol。SO2的浓度为0.3125mol / 447.44mol = 0.07%。CO2的最大浓度为71.25mol / 447.44mol = 15.95%。
步骤 5：计算当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量
根据理论空气量，计算当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。所需空气量为1.1 × 477.27mol = 524.997mol。产生的烟气量为11.27m3N/kg重油 + 0.1 × 10.62m3N/kg重油 = 12.33m3N/kg重油。
根据燃油成分分析结果，计算燃油中各元素的摩尔数。燃油中各元素的质量分数分别为：C: 85.5%，H: 11.3%，O: 2.0%，N: 0.2%，S: 1.0%。燃油1kg中各元素的质量为：
C: 855g，H: 113g，O: 20g，N: 2g，S: 10g。
各元素的摩尔数为：
C: 855g / 12g/mol = 71.25mol，
H: 113g / 1g/mol = 113mol，
O: 20g / 16g/mol = 1.25mol，
N: 2g / 14g/mol = 0.143mol，
S: 10g / 32g/mol = 0.3125mol。
步骤 2：计算理论需氧量
根据各元素的摩尔数，计算理论需氧量。C元素需氧量为71.25mol，H元素需氧量为113mol / 4 = 28.25mol，S元素需氧量为0.3125mol，O元素需氧量为0mol。因此，理论需氧量为71.25mol + 28.25mol + 0.3125mol = 99.8125mol。
步骤 3：计算理论空气量和理论烟气量
根据理论需氧量，计算理论空气量。设干空气O2:N2体积比为1:3.78，则理论空气量为99.8125mol × 4.78 = 477.27mol。理论烟气量为71.25mol CO2 + 56.5mol H2O + 0.3125mol SO2 + 3.78 × 99.8125mol N2 = 503.94mol。
步骤 4：计算干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度
根据理论烟气量，计算干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度。干烟气量为503.94mol - 56.5mol = 447.44mol。SO2的浓度为0.3125mol / 447.44mol = 0.07%。CO2的最大浓度为71.25mol / 447.44mol = 15.95%。
步骤 5：计算当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量
根据理论空气量，计算当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。所需空气量为1.1 × 477.27mol = 524.997mol。产生的烟气量为11.27m3N/kg重油 + 0.1 × 10.62m3N/kg重油 = 12.33m3N/kg重油。