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第九章固定源氮氧化物污染控制
某座1000MW的火电站热效率为38%,基于排放系数,计算下述三种情况NOx的排放量(t/d):
1)以热值为6110kcal/kg的煤为燃料;2)以热值为10000kcal/kg的重油为燃料;
3)以热值为8900kcal/m3的天然气为燃料。
解:
1)设每天需燃煤Mt,×103×103××38%=1000×106×24×3600
解得M=×103t。取NOx平均排放系数12kg/t煤,则每日排放NOx量约为
;
2)×103×103××38%=1000×106×24×3600,M=5439t。
×103kg/m3,折合体积约为6800m3,,则每日排放NOx约为
3)8900×103××38%V=1000×106×24×3600,解得V=×106m3。
每日排放NOx量约为。
大型燃煤工业锅炉的NOx排放系数可取为8kg/t,试计算排烟中NOx的浓度。假定烟气中O2的浓度为6%,煤的组成见例2-2。
解:
取1kg煤计算,排放NOx约8g,在常规燃烧温度下,近似认为NO2浓度很小,NOx均以NO存在。
1kg煤中,含C772g,H52g,N12g,S26g,O59g,灰分为79g。充分燃烧后,,H2O26mol,,。需O22504-59=2445g,。
引入N2。燃烧本身过程中产生N2。
,H2O26mol,,,。
由题意,空气过剩,设过剩空气量为xmol,则,由此解得x=152mol。
故NOx浓度为(体积分数)。
%CO2、12%H2O、75%N2和5%O2。假如仅考虑N2与O2生成NO的反应,分别计算下列温度条件下NO的平衡浓度。
1)1200K;2)1500K;3)2000K。
解:
1)1200K下,Kp=×10-7。设有xN2转化为NO,则
解得x=;故NO平衡浓度为(体积分数)
2)1500K时,同理解得x=,故NO平衡浓度为
(体积分数)
3)2000K时, 解得x=,。
假定煤的元素组成以重量百分比计为:,,,,,其余的为灰分。当空气过剩系数20%条件下燃烧时,假定燃烧为完全燃烧。如果不考虑热力型NOx的生成,若燃料中氮1)20%,2)50%,转化为NO,试求烟气中NO的浓度。
解:
考虑1kg燃煤含氢37g,碳759g,硫9g,氮9g,氧47g。,含H2O ,。因此需O2 2392-47=2281g ,。
若空气过剩20%,×=,N2 ++9/28=。
即若不考虑N转化,,,,,。
1)N2转化率20%,则NO浓度为(体积分数)
2)N2转化率50%,则NO浓度为(体积分数)
基于第二节给出的动力学方程,对于t=、,估算[NO]/[NO]e的比值,假定M=70,C=。试问M=70所对应的温度是多少?以K表示。
解:
按《大气污染控制工程》P361(9-13)
将M=70,C=
当t=,解得Y=;
当t=,解得Y=;
当t=,解得Y=。
由,取P=1atm,将M=70代入得T=2409K。
对于M=50和M=30重复上面的计算。]
解:
M=50
M=30
对于反应N2+O2->2NO,平衡常数可表示为:。根据现有的数据,可以得到kf=9×1014exp[-13500/(RT)]和kb=×1013exp[-91600/(RT)]。按表9-3中的温度,计算平衡常数K,并与表中的数据比较。
解:
(R=)。将所给温度代入公式计算K值,列表如下:
T(K)
300
1000
1200
1500
2000
2500
Kp(计算值)
×10