1、作业习题解答第九章 固定源氮氧化物污染控制9.1 解：1）设每天需燃煤 Mt，则有 M.6110 X 103X 103X 4.18 X 38%=1000 X 106X 24X 3600 解得M=8.9 X 103t。取NOx平均排放系数12kg/t煤，则每日排放 NOx量约为3= 107t ;8.9 10121032) 同理 M.10000 X 103X 103X 4.18 X 38%=1000 X 106X 24 X 3600, M=5439t。取重油密度为 0.8X 103kg/m3，折合体积约为 6800m3，去排放系数12.5kg/m3,则每日排放NOx约为6800 12.5103= 85.0t3) 8900 X 103X 4.18 X 38%V=1000 X 106X 24X 3600 ,解得 V=6.1 X 106m3。每日排放NOx量约为6.1 1066.25103 103= 38.2t。9.2 解:取1kg煤计算，排放 NOx约8g,在常规燃烧温度下，近似认为NO?浓度很小，NOx均以NO存在。1kg 煤中，含 C772g, H52g , N12g , S26g, O5
2、9g,灰分为 79g。充分燃烧后，生成 CO264.3mol, H2O26mol , SO20.812mol , NO0.267mol。需 O22504-59=2445g，约 76.4mol。引入 N2079 76.4 = 287.4mol。燃烧本身过程中产生 2（12-14 8）/28 =0.3mol。 0.2130即在。2恰好耗尽时烟气含 CO264.3mol, H2O26mol, SO20.812mol, NO0.267mol , N2287.7mol。0 21x由题意，空气过剩，设过剩空气量为xmol,贝H 0=0.06，由此解得x=152mol。379.1 +x故NOx浓度为一 =5.010* （体积分数）。379.1 +1529.3 解:1) 1200K 下,Kp=2.8 X 10-7。设有xN2转化为NO,则(2x)2(75 _ x)(5 _ x)-2.8 10解得x=0.00512 ;故NO平衡浓度为2 0.00512= 1.02 10*（体积分数）2） 1500K时，同理(2x)2(75 - x)(5 - x)= 1.1 10-解得x=0.032，故NO平衡浓度为0.
3、032 2100= 6.4 10（体积分数）3) 2000K 时,(2x)2(75-x)(5-x)= 4.0 10*解得x=0.190 ,故NO平衡浓度为 0.0038。9.4 解：考虑1kg燃煤含氢37g,碳759g，硫9g，氮9g，氧47g。烟气中含CO263.25mol，含H2O 18.5mol , 含 SO20.28mol。因此需 O2 2392 - 47=2281g 约 71.3mol ,则引入 N2268.2mol。若空气过剩 20%，则烟气中。2 为 0.2 X 71.3=14.26mol , N2 268.2+53.6+9/28=322.1mol。 即若不考虑 N 转化，则烟气中含 CO263.25mol, H2O18.5mol , SO20.28mol, O214.26mol , N2322.1mol。0 2 工 9 /141) N2转化率20%，贝U NO浓度为3.110* (体积分数)418.42) N2转化率50%，贝U NO浓度为05 岂上=7.7 10_4 (体积分数)418.49.5 解:按大气污染控制工程P361 (9- 13) (1 -Y)C 1(1
4、Y)C J = exp(-Mt)将 M=70 , C=0.5 代入当 t=0.01s 时(1 -丫)1.5(1 - Y)皿二 e.7 ,解得 Y=0.313 ;当 t=0.04s 时(1 -丫)1.5(1 Y) “ 二 e：8 ,解得 Y=0.811 ;当 t=0.1s 时(1 -丫)1.5(1 Y)恥二 e ,解得 Y=0.988。58400由 M =5.7 1015T P1/2exp(-)，取 P=1atm，将 M=70 代入得 T=2409K。T9.6 解：t =0.01s,(1-丫)1.5(1 Y)恥 d5,Y =0.232M=50 社=0.04s,(1 _Y)1.5(1 +Y)5 =e0,Y =0.6861 5n 5_51 = 0.1s, (1_Y) (1+Y) =e,Y =0.955=0.01s,(1 _Y)1.5(1 +Y)4.5 = e。3” = 0.144M=30 20及大气污染控制工程O 1/ 2 kP360 (9 11 )式求解：Oe2e 1/2P,。因反应前后分子个(RT)1/2数不冋，平衡常数有量纲，公式中浓度单位为mol/m3,即9.9 解:取1kg煤计算，
5、排放 NOx约8g,在常规燃烧温度下，近似认为NO?浓度很小，NOx均以NO存在。0.21x351.3 x1kg 煤中,含 C759g, H37g , N9g , S9g, O47g。充分燃烧后，生成 CO263.25mol, H2O18.5mol, SO20.28mol , NO0.267mol。需 O22333 47=2286g，约 71.4mol。0.2130即在O2恰好耗尽时烟气含CO263.25mol ,H2O18.5mol, SO20.28mol, NO0.267mol , N2269.0mol。引入 也079 71.4 = 268.8mol。燃烧本身过程中产生 2(9-148)/28 =0.19mol。由题意，空气过剩，设过剩空气量为xmol，则=0.06，由此解得 x=140.5mol。故NOx浓度为5.43 10 -(体积分数)351.3 +140.59.10 解：燃烧 1mol C10H20NX,产生 lOmolCO?, lOmolH?。，需 O2l5mol，引入 N2量 56.4mol。 空气过剩50%，则总氮气量为 56.4X 1.5=84.6mol , O2量
6、为7.5mol。由题意,= 230 106，解得 x=0.0522084.6 0.5x 7.5因此氮在油中的最大含量为0.052 14100% =0.52%。0.052 14120209.11 解：1) 以热值为6110kcal/kg的煤为燃料，每日排放NOx量约107t，其中NO210.7t, NO96.3t。 反应方程式为：4NH3 4NO O2 4N2 6H2O 8NH3 6NO2 7N2 12H2O44 3086 46x 0.9 96.3 103y 0.9 10.7 103解得 x=2889kmol，y=279kmol生成 2(28897 279) = 3133kmol，H2O(6 288912279) = 4752kmol848因此残留氨量为(3133+4752)x 5 X 106=0.04kmol，可忽略。 故每天消耗氨的量为(2889+279 )X 17/103=53.9t。2) 以热值为10000kcal/kg的重油为燃料，每日排放 NOx量约85t，其中NO28.5t, NO76.5t。 反应方程式为：4NH3 4NO O2 4N2 6H2O 8NH3 6NO2 7N
7、2 12H2O4 _4 308 _6 4633x 0.9 76.5 10y 0.9 8.5 10解得 x=2295kmol , y=222kmol生成 N2(2295 - 222) = 2489kmol , H2O(- 2295 12 222) = 3776kmol848因此残留氨量为(2489+3776)X 5 X 106=0.03kmol，可忽略。 故每天消耗氨的量为(2295+222 )X 17/103=42.8t。3) 以热值为8900kcal/m3的天然气为燃料，每日排放NOx量约38.2t,其中N23.8t, NO34.4t。 反应方程式为：4NH3 4NO O2 4N2 6H2O 8NH3 6NO2 7N2 12H2O44 3086 46_3_3x 0.9 34.4 10y 0.9 3.8 10解得 x=1032kmol , y=99kmol生成 2(1032 7 99) =1119kmol ,出0(6 103212 99) = 1696kmol848因此残留氨量为(1119+1696)x 5X 10_6=0.01kmol，可忽略。故每天消耗氨的量为(1032+99 )X 17/103=19.2t。9.12 解:甲烷燃烧方程式为：CH4 2O2 r CO2 2H2O取1mol甲烷进行计算，则理论耗氧量为2mol，生成CO21mol，H2O2mol。当空气过剩10%时，烟气中还含有 O20.2mol ,N20.79 汉2 2 = 8 32mol。故烟气总体积 3+8.32+0.2=11.52mol。0.21
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