大气污染控制工程郝吉明课件及习题答案第二章
郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版之欧阳美创编
年夜气污染控制工程课后谜底（第三版）主编：郝吉明马广年夜王书肖目录第一章概论第二章燃烧与年夜气污染第三章年夜气污染气象学第四章年夜气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章概论1.1 干结空气中N2、O2、Ar和CO2气体所占的质量百分数是几多？解：按1mol干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故nN2=0.781mol ，nO2=0.209mol ，nAr=0.00934mol ，nCO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ； %29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO2、NO2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m3，NO2：0.12mg/m3，CO ：4.00mg/m3。
按标准状态下1m3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数辨别为：SO2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m3N 、/s ，试确定：1）CCl4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m3N ）和摩尔浓度c （mol/m3N ）；2）每天流经管道的CCl4质量是几多千克？解：1）ρ（g/m3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=--c （mol/m3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
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年夜气污染控制工程课后谜底（第三版）主编：郝吉明马广年夜王书肖目录第一章概论第二章燃烧与年夜气污染第三章年夜气污染气象学第四章年夜气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章概论1.1 干结空气中N2、O2、Ar和CO2气体所占的质量百分数是几多？解：按1mol干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故nN2=0.781mol ，nO2=0.209mol ，nAr=0.00934mol ，nCO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ； %29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO2、NO2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m3，NO2：0.12mg/m3，CO ：4.00mg/m3。
按标准状态下1m3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数辨别为：SO2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m3N 、/s ，试确定：1）CCl4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m3N ）和摩尔浓度c （mol/m3N ）；2）每天流经管道的CCl4质量是几多千克？解：1）ρ（g/m3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
大气污染控制工程(郝吉明版) 课后习题答案：Unlock-2
作业习题第二章燃烧与大气污染2.1已知重油元素分析结果如下：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SO 2的浓度和CO 2的最大浓度；3）当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。
2.2普通煤的元素分析如下：C65.7%；灰分18.1%；S1.7%；H3.2%；水分9.0%；O2.3%。
（含N 量不计）1）计算燃煤1kg 所需要的理论空气量和SO 2在烟气中的浓度（以体积分数计）；2）假定烟尘的排放因子为80%，计算烟气中灰分的浓度（以mg/m 3表示）；3）假定用硫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。
2.3煤的元素分析结果如下S0.6%；H3.7%；C79.5%；N0.9%；O4.7%；灰分10.6%。
在空气过剩20%条件下完全燃烧。
计算烟气中SO 2的浓度。
2.4某锅炉燃用煤气的成分如下：H 2S0.2%；CO 25%；O 20.2%；CO28.5%；H 213.0%；CH 40.7%；N 252.4%；空气含湿量为12g/m 3N ，，试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟2.1=α气量。
2.5干烟道气的组成为：CO 211%（体积），O 28%，CO2%，SO 2120×10－6（体积分数），颗粒物30.0g/m 3（在测定状态下），烟道气流流量在700mmHg 和443K 条件下为5663.37m 3/min ，水气含量8%（体积）。
试计算：1）过量空气百分比；2）SO 2的排放浓度（）；3）在标准状态下（1atm 和3/m g µ273K ），干烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。
2.6煤炭的元素分析按重量百分比表示，结果如下：氢50%；碳75.8%；氮1.5%；硫1.6%；氧7.4%；灰8.7%，燃烧条件为空气过量20%，空气的湿度为0.0116molH 2O/mol 干空气，并假定完全燃烧，试计算烟气的组成。
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大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？ 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
大气污染控制工程(郝吉明)课件及习题答案(第二章)
4.煤的分类和组成
➢ 我国部分煤种的分析结果(续）
5.其他燃料
➢ 石油
✓ 液体燃料的主要来源 ✓ 链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物 ✓ 主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧 ✓ 氢含量增加时，比重减少，发热量增加
➢ 天然气
✓ 典型的气体燃料 ✓ 一般组成为甲烷85％、乙烷10％、丙烷3％
测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热 量，是评价工业用煤的主要指标。
✓ 元素分析（ ultimate analysis ）
用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、 氮、硫和氧的含量。
4.煤的分类和组成
➢ 煤的工业分析 ✓ 水分：
• 一定重量13mm以下粒度的煤样，在干燥箱内318-323K温 度下干燥8小时，取出冷却，称重 外部水分
➢ 燃烧热损失与空燃比的关系
第四节 燃烧过程中硫氧化物的形成
1.硫的氧化机理
✓ 有机硫的分解温度较低 ✓ 无机硫的分解速度较慢 ✓ 含硫燃料燃烧的特征是火焰呈蓝色，由于反应：
OSO S2 O hv
在所有的情况下，它都作为一种重要的反应中间体
1.硫的氧化机理
✓ H2S的氧化
O H 2 S SO H 2 SO O 2 SO 2 O O H 2 S OH SH H 2 O OH H H O 2 OH O OH H 2 H 2 O H
➢ 典型液态燃料的燃烧产物：
3.燃烧过程中产生的污染物
➢ 典型气态燃料的燃烧产物：
4.热化学关系式
➢ 发热量：
• 单位燃料完全燃烧时，所放出的热量，即在反应物开始 状态和反应产物终了状态相同下的热量变化（ kJ/kg or kcal/kg ）
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年夜气污染控制工程课后谜底（第三版）主编：郝吉明马广年夜王书肖目录第一章概论第二章燃烧与年夜气污染第三章年夜气污染气象学第四章年夜气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章概论1.1 干结空气中N2、O2、Ar和CO2气体所占的质量百分数是几多？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故nN2=0.781mol ，nO2=0.209mol ，nAr=0.00934mol ，nCO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ； %29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO2、NO2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m3，NO2：0.12mg/m3，CO ：4.00mg/m3。
按标准状态下1m3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数辨别为： SO2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m3N 、/s ，试确定：1）CCl4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m3N ）和摩尔浓度c （mol/m3N ）；2）每天流经管道的CCl4质量是几多千克？解：1）ρ（g/m3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
(完整版)大气污染控制工程郝吉明第三版课后答案郝吉明
大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版
大气污染控制工程课后答案（第三版） 主编：郝吉明 马广大 王书肖目录第一章 概 论第二章 燃烧与大气污染 第三章 大气污染气象学 第四章 大气扩散浓度估算模式 第五章 颗粒污染物控制技术基础 第六章 除尘装置第七章 气态污染物控制技术基础 第八章 硫氧化物的污染控制 第九章 固定源氮氧化物污染控制 第十章 挥发性有机物污染控制 第十一章 城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为： SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
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✓ 硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，S SO42-，滴 定
4.煤的分类和组成
➢ 煤中硫的形态
4.煤的分类和组成
➢ 煤的成分的表示方法
要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准，常用
的基准有以下四种：
✓ 收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分
C a r H a r O a r N a r S a r A a r W a r 1 0 0 %
6.燃料组成的表示方法: CxHySzOwNv
➢ Sample: C: 77.2%, H: 5.2%, N: 1.2%, S: 2.6%, O: 5.9% and ash: 7.9% by weight. Determine the normalized molar composition.
➢ Element Wt %
测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热 量，是评价工业用煤的主要指标。
✓ 元素分析（ ultimate analysis ）
用化学分析的。
4.煤的分类和组成
➢ 煤的工业分析 ✓ 水分：
• 一定重量13mm以下粒度的煤样，在干燥箱内318-323K温 度下干燥8小时，取出冷却，称重 外部水分
mol/100g
第二章 燃烧与大气污染(1)
➢ 燃料的性质 ➢ 燃料燃烧过程 ➢ 烟气体积及污染物排放计算 ➢ 燃烧过程中硫氧化物的形成 ➢ 燃烧过程中颗粒物的形成 ➢ 燃烧过程中其他污染物的形成
➢ 了解常见民用及工业燃料的组成和性质； ➢ 掌握气态、液态和固态燃料的燃烧过程，学会分析影响燃烧过程的因素； ➢ 学会计算燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度； ➢ 掌握颗粒物、硫氧化物和氮氧化物的产生机理，理解通过改变燃烧条件减
3. 燃料组成对燃烧的影响
➢ 水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水 分由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。 外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥 箱中加热到102-105C，保持2h后才能除掉。
➢ 灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。
4.煤的分类和组成
✓ 空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为100%的成分， 即在实验室内进行燃料分析时的试样成分
C a d H a d O a d N a d S a d A a d W a d 1 0 0 %
4.煤的分类和组成
✓ 干燥基：以去掉全部水分的燃料作为100%的成分，干燥 基更能反映出灰分的多少
➢ 我国部分煤种的分析结果
4.煤的分类和组成
➢ 我国部分煤种的分析结果(续）
5.其他燃料
➢ 石油
✓ 液体燃料的主要来源 ✓ 链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物 ✓ 主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧 ✓ 氢含量增加时，比重减少，发热量增加
➢ 天然气
✓ 典型的气体燃料 ✓ 一般组成为甲烷85％、乙烷10％、丙烷3％
➢ 氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为210%，以碳氢化合物的形式存在，1 kg氢完全燃烧时能放出 28780 kcal的热量。
3. 燃料组成对燃烧的影响
➢ 氧：氧在燃料中与碳和氢生成化合物，降低了燃料的发热量 ➢ 氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5-1.5%
➢ 硫：以三种形态存在：有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两 种能放出热量，称之为挥发硫。硫燃烧生成产物为SO2和SO3， 其中SO2占95%以上。
C d H d O d N d S d A d 1 0 0 %
✓ 干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分
C d a f H d a f O d a f N d a f S d a f 1 0 0 %
4.煤的分类和组成
➢ 煤的成分的表示方法及其组成的相互关系
4.煤的分类和组成
2. 燃料的化学组成
典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分（续）
2. 燃料的化学组成
➢ 液态燃料的挥发（以汽油为例）
3. 燃料组成对燃烧的影响
➢ 碳：可燃元素。1 kg纯碳完全燃烧时，放出7850 kcal的热量。 当不完全燃烧生成CO时，放出2214 kcal的热量。纯碳起燃温 度很高，燃烧缓慢，火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而 是与氢、氮、硫等组成有机化合物。煤形成的地质年代越长，其 挥发性成分含量越少，而含碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳 量约90-98%，一般煤的含碳量约50-95%。
➢ 煤的基本分类
褐煤
• 最低品味的煤，形成年代最短，热值较低
烟煤
• 形成年代较褐煤长，碳含量75-90％。成焦性较强，适宜工 业一般应用
无烟煤
• 煤化时间最长，含碳量最高（高于93％），成焦性差,发热 量大
4.煤的分类和组成
➢ 煤的详细分类
4.煤的分类和组成
➢ 煤的成分分析
✓ 工业分析（ proximate analysis ）
✓ 灰分：
• 从煤中扣除水分、灰分以及灰发分后剩余的部分为固定碳
4.煤的分类和组成
➢ 煤中灰分的组成：
➢ 我国煤炭的平均灰分含量为25％ ➢ 灰分的存在降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出渣量
4.煤的分类和组成
➢ 煤的元素分析
✓ 碳和氢：通过燃烧后分析尾气中CO2和H2O的生成量测定 ✓ 氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收，
• 将失去外部水分的煤样保持在375-380K下，约2h后，称重 内部水分
✓ 挥发分：
• 失去水分的试样密封在坩埚内，放在1200K的马弗炉中加 热7分钟，放入干燥箱中冷却至常温再称重
4.煤的分类和组成
➢ 煤的工业分析（续）
✓ 固定碳
• 失去水分和挥发分后的剩余部分（焦炭）放在80020C的 环境中灼烧到重量不在变化时，取出冷却。焦炭所失去的 重量为固定碳
少污染物生成的途径。
建议学时数：6学时
第一节 燃料的性质
1. 燃料的分类
按获得方法分 按物态分
天然燃料
人工燃料
固体燃料
木柴、煤、油页岩 木炭、焦炭、煤粉等
液体燃料 气体燃料
石油 天然气
汽油、煤油、柴油、 重油
高炉煤气、发生炉煤 气、焦炉煤气
2. 燃料的化学组成
典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分