大气污染课后答案-8-章

某新建电厂的设计用煤为：硫含量3%，热值26535kJ/kg。为达到目前中国火电厂的排放标准，采用的SO2排放控制措施至少要达到多少的脱硫效率 解：

火电厂排放标准700mg/m。

3%硫含量的煤烟气中SO2体积分数取%。

3

31038571mg； 22.48571700因此脱硫效率为100%91.8%

8571则每立方米烟气中含SO2

某电厂采用石灰石湿法进行烟气脱硫，脱硫效率为90%。电厂燃煤含硫为%，含灰为%。试计算：

1）如果按化学剂量比反应，脱除每kgSO2需要多少kg的CaCO3； 2）如果实际应用时CaCO3过量30%，每燃烧一吨煤需要消耗多少CaCO3；

3）脱硫污泥中含有60%的水分和40%，如果灰渣与脱硫污泥一起排放，每吨燃煤会排放多少污泥 解：

1）CaCO3SO22H2OCaSO32H2OCO2

100 m=1.5625kg m1kg3.62t72kg，约去除72×=.8kg。 100100.8132kg。 因此消耗CaCO3 m1.3.8174172174kg；则燃烧1t煤脱硫污泥排放量为435t，同时排放灰3）生成量 0.42）每燃烧1t煤产生SO2约渣77kg。

一冶炼厂尾气采用二级催化转化制酸工艺回收SO2。尾气中含SO2为%、O2为%、N2为%（体积）。

如果第一级的SO2回收效率为98%，总的回收效率为%。计算： 1）第二级工艺的回收效率为多少

2）如果第二级催化床操作温度为420C，催化转化反应的平衡常数K=300，反应平衡时SO2的转化率为多少其中，K解：

1）由T1(11)(12)，99.7%1(198%)(12)，解得285%。 2）设总体积为100，则体积，体积，体积。经第一级催化转化后余体积，体积，体积。设有x体积SO2转化，则总体积为(88.5。

ySO3ySO2(yO2)0.5。

x)。 2xx/(88.5)－32因此，300，由此解得x=×10；

0.156x6.978x/20.5[]88.5x/288.5x/21.610399% 故转化率为10.156

通常电厂每千瓦机组容量运行时会排放0.00156m/s的烟气（180C，1atm）。石灰石烟气脱硫系统的压降约为2600Pa。试问：电厂所发电中有多少比例用于克服烟气脱硫系统的阻力损失假定动力消耗＝烟气流率×压降/风机效率，风机效率设为。 解： 动力消耗K

石灰石（CaCO3）法洗涤脱硫采用喷雾塔设计，如果喷嘴产生雾滴的平均直径为3mm，假定操作按表8－5的典型工况进行，试计算： 1）液滴相对与塔壁的沉降速度是多少

2）如果气体进口温度为180C，离开塔顶时下降到55C，计算雾滴的水分蒸发率假定雾滴可近似视为水滴。

3）脱硫液每经过一次喷雾塔，有多少分率的CaCO3发生了反应 解：

。

。

3

。

0.001562600W5.07W，即约%用于克服阻力损失

0.81）取平均温度为T18055。 117.5。C，此时气体密度0.94g/l（分子量取30）

231/2显然雾滴处于牛顿区，us1.74[3109.81000/0.94]9.73m/s，因气体流速

为3m/s，则液滴相对塔壁的沉降速度为6.73m/s。

2）工况条件：液气比9.0L/m，Ca/S=，并假设SO2吸收率为90%。 在C下，水汽化热kg，空气比热（）

由（180－55）××=2212.1m，解得m=0.054kg，因此水分蒸发率

。

3

0.054100%0.6%。 9.00.93）CaCO3反应分率为100%75%。

1.2

在双碱法烟气脱硫工艺中，SO2被Na2SO3溶液吸收。溶液中的总体反应为： Na2SO3+H2O+SO2+CO2－>Na+H+OH+HSO3+SO3+HCO3+CO3 在333K时，CO2溶解和离解反应的平衡常数为：

+

+

－

－

2－

－

2－

[HCO3][H][CO2H2O]Khc0.0163M/atm，Kc1106.35M

PCO2[CO2H2O][CO32][H]Kc21010.25M [HCO3]溶液中钠全部以Na形式存在，即[Na]=[Na]； 溶液中含硫组分包括，[S]=[]+[HSO3]+[SO3]。

如果烟气的SO2体积分数为2000×10，CO2的浓度为16%，试计算脱硫反应的最佳pH。 解：

在373K时，Khs=，Ks1=×10，Ks2＝×10。 [Na]－[S]=[Na]－[]－[HSO3]－[SO3]

=[OH]－[H]+[SO3]+2[CO3]+[HCO3]－[]

－

+

2－

2－

－

+

－

2－

－3

－8－6－

2－

+

+

Ks2[HSO3]Ks2Ks1KhsPso2Ks2[HSO3]Kc2Kc1KhcPco22，[CO3]， [SO][H][H]2[H][H]223[HCO3]Kc1KhcPco2。

[H]代入得

10142.1101326.5510201.21094 [Na][S][H]8.1661022[H][H][H][H]代入不同的[H]浓度，可得pH在4～5时[Na]－[S]接近于0。因此脱硫最佳pH值4～5。

根据表8－5中所列的石灰石湿法烟气脱硫的典型操作条件，试计算： 1）脱硫液每循环经过一次洗涤塔，单位体积脱硫液中溶解了多少摩尔的SO2；

2）如果脱硫液进入洗涤塔时的pH为5，则其流出洗涤塔时的pH为多少。假定浆滴在洗涤塔中的停留时间较短（通常为3～4s），CaCO3尚未发生反应。 解：

工况条件：液气比9.0L/m，Ca/S=，并假设SO2吸收率为90%。因此，单位体积（1.0L）通过烟气1/9m，可吸收SO2

3

3

+

110004.010390%0.018mol。 922.4－8

取温度T=373K，则Khs=，Ks1=，Ks2=×10。 进水PSO2=×10atm，[]==×10，

－4

－5

Ks2[HSO3]5[HSO3]=Ks1[]/[H]=，[SO]=； 4.9410[H]－

+

2－3

则反应后[S]’=[]+[HSO3]+[SO3]+= 此时PSO2’=×10atm，[]’=×10且

43[HSO3]'[H]'5.88103.510 28[SO3]'[H]'[HSO3]'2.410－3

－4

－2－

物料守恒得 []’+[HSO3]’+[SO3]’ = 由上述方程可解得[H]=×10，pH=

+

－5

－2－