四、计算题：

1、我国某城市垃圾的组分见下表，假设各组分的热值与美国城市垃圾的典

型组分的热值相同，据此计算该城市生活垃圾的热值。

可燃组分 不可燃组分

组 分

质量百分率

/%

组 分 质量百分率/%

厨房废渣、果皮 30.12 煤灰 57.25

木屑杂草 2.00 陶瓷、砖、石 7.97

纸张 1.52

皮革、塑料、橡胶、纤

维

1.14

总 计 34.78 总 计 65.22

解： ⑴ 以1kg 垃圾为例，分别计算各可燃组分的质量

废渣及果皮质量：0.3012kg;木屑杂草质量：0.2kg;纸张质量：0.152kg;

皮革塑料质量：0.114kg。

⑵ 分别计算各可燃组分的热能

厨房残渣产生的热能：4650×0.3012=140.058kJ;木屑杂草产生的热能：6510

×0.2=13kJ;纸张产生的热能：16750×0.152=25.46kJ;皮革塑料产生的热能：

32560×0.114=37.118kJ。

⑶ 计算垃圾的热值

将各可燃组分的热值相加，得该城市垃圾得热值为215.56kJ/kg。

2、某固体废物含可燃物60%、水分20%、惰性物20%。固体废物的元素组成

为碳28%、氢4%、氧23%、氮4%、硫1%，水分20%、灰分20%。假设

①固体废物的热值为11630kJ/kg;

②炉栅残渣含碳量为5%;

③空气进入炉膛的温度为65℃，离开炉栅的温度为650℃ ;

④残渣的比热为0.323 kJ/(kg.℃);

⑤水的汽化潜热2420 kJ/kg ;

⑥辐射损失为总炉膛输入热量的0.5%;

⑦碳的热值为32564 kJ/kg 。

试计算这种废物燃烧后可利用的热值。

解：以1kg 垃圾进行计算。

⑴ 未燃烧的碳的含热量

① 未燃烧的碳量

惰性物的重量=1kg*20%=0.2kg

总残渣量=0.2kg/(1-0.05)=0.2105kg

未燃烧的碳量=0.2105-0.2=0.0105kg

②未燃烧碳的热损失

32564kJ/kg*0.0105kg=340kJ

⑵ 计算水的汽化潜热

① 计算生成水的总重量

总水量=固体废物原含水量+组分中氢燃烧后生成水的量

固体废物原含水量=1kg*20%=0.2kg

组分中氢燃烧后生成水的量=1kg*4%*18/2=0.36kg

总水量=0.2+0.36=0.56kg

② 水的汽化潜热

2420kJ/kg*0.56=1360kJ

⑶ 辐射热损失=11630kJ*0.5%=58kJ

⑷ 残渣带出的热量

=0.2105kg*0.323kJ/(kg.℃)*(650-65) ℃ =39.8kJ

⑸ 可利用的热值

=固体废物总能量-各种热损失之和

=11630-(340+1360+58+39.8)

=9882.2kJ

故该垃圾可利用的热值为9882.2kJ/kg。

3、氯乙烯的Arrhenius 常数A 为3.57×1014，活化能为63300kcal/mol，

试计算其在800℃的焚烧炉中去除率为99.5%时所需的停留时间。若停留时间为

1s，在800℃的焚烧炉中氯乙烯的去除率为多少?

解：⑴ 去除率为99.5%时

k = 3.57×1014 ⋅e−63300×4.18/(8.314×1073) = 46.94 (s−1)

0.1129 ( )

1

ln 0.005

46.94

1

99.5% s t = ??

?

??

= −?

⑵ 若停留时间为1s

/ 46.94 1 4.11 10 21 0

c c = e− × = × − A A