作业习题解答(8,9,10章)

作业习题解答

第八章 硫氧化物的污染控制

第8章 1，2，3

8.1 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SO 2排放控制措施至少要达到多少的脱硫效率？

8.1解：

要达到火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011中广东新建电厂锅炉二氧化硫的排放标准 100mg/m 3。

3%硫含量的煤烟气中SO 2体积分数取0.3%。

则每立方米烟气中含SO 2

33/857110644

.223m mg =⨯⨯； 因此脱硫效率为%8.98%10085711008571=⨯-。 8.4 一冶炼厂尾气采用二级催化转化制酸工艺回收SO 2。尾气中含SO 2为7.8%、O 2为10.8%、N 2为81.4%（体积）。如果第一级的SO 2回收效率为98%，总的回收效率为99.7%。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420。C ，催化转化反应的平衡常数K=300，反应平衡时SO 2的转化率为多少？其中，5.0)(223O SO SO y y y K ⋅=

。 8.4 解：

1）由)1)(1(121ηηη---=T ，)1%)(981(1%7.992η---=，解得%852=η。

2）设总体积为100，则SO 27.8体积，O 210.8体积，N 281.4体积。经第一级催化转化后余SO 20.156体积，O 26.978体积，N 281.4体积。设有x 体积SO 2转化，则总体积为)2

5.88(x -。 因此，5.0]2

/5.882/978.6[2/5.88156.0)

25.88/(300x x x x x x --⋅---=，由此解得x=1.6×10－3； 故转化率为%99156

.0106.113

=⨯-- 8.8 石灰石（CaCO 3）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180。C ，离开塔顶时下降到55。C ，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CaCO 3发生了反应？

8.8 解：

1）取平均温度为C T 。5.1172

55180=+=，此时气体密度l g /94.0=ρ（分子量取30）。 显然雾滴处于牛顿区，s m u s /73.9]94.0/10008.9103[74.12/13=⨯⨯⨯=-，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 3，Ca/S=1.2，并假设SO 2吸收率为90%。

在117.5。C 下，水汽化热2212.1kJ/kg ，空气比热1.025kJ/（kg.K ）

由（180－55）×1.025×0.94=2212.1m ，解得m=0.054kg ，因此水分蒸发率

%6.0%1000

.9054.0=⨯。 3）CaCO 3反应分率为%75%1002

.19.0=⨯。 第九章 固定源氮氧化物污染控制

9.1 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NO x 的排放量（t/d ）：

1）以热值为25662 kJ/kg 的煤为燃料；2）以热值为42000kJ/kg 10000kcal/kg 的重油为燃料；

3）以热值为37380kJ/kg 8900kcal/m 3的天然气为燃料。

9.1 解：

1）设每天需燃煤Mt ，则有M ×25662×103×103×38%=1000×106×24×3600

解得M=8.8576×103t 。取NOx 平均排放系数12kg/t 煤，则每日排放NOx 量约为

t 29.1061012108576.83

3=⨯⨯； 2）同理M ×42000×103×103×38%=1000×106×24×3600，M=5413.1t 。

取重油密度为0.8×103kg/m 3，折合体积约为6766.4m 3，去排放系数12.5kg/m 3，则每日排放NOx 约为t 58.84105.124.67663

=⨯ 3）37380×103×38%V=1000×106×24×3600，解得V=6.07×106m 3。

每日排放NOx 量约为t 94.3710

1025.61007.6336=⨯⨯⨯。 9.4 假定煤的元素组成以重量百分比计为：氢3.7，碳75.9，硫0.9，氮0.9，氧4.7，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NO x 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。

9.4解：

考虑1kg 燃煤含氢37g ，碳759g ，硫9g ，氮9g ，氧47g 。烟气中含CO 263.25mol ，含H 2O 18.5mol ，含SO 20.28mol 。因此需O 2 2392－47=2281g 约71.3mol ，则引入N 2268.2mol 。

若空气过剩20%，则烟气中O 2为0.2×71.3=14.26mol ，N 2 268.2+53.6+9/28=322.1mol 。 即若不考虑N 转化，则烟气中含CO 263.25mol ，H 2O18.5mol ，SO 20.28mol ，O 214.26mol ，N 2322.1mol 。

1）N 2转化率20%，则NO 浓度为4101.34

.41814/92.0-⨯=⨯（体积分数）