硫氧化物的污染控制
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作业习题解答
第八章 硫氧化物的污染控制
8.1解：
火电厂排放标准700mg/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
mg 857110644
.2233=⨯⨯； 因此脱硫效率为%8.91%10085717008571=⨯-。
8.2 解：
1）↑+⋅→++22322322CO O H CaSO O H SO CaCO
kg
m 164100= m=1.5625kg 2）每燃烧1t 煤产生SO 2约
kg t 722100
6.3=⨯，约去除72×0.9=64.8kg 。 因此消耗CaCO 3 kg m 13264
8.641003.1=⨯⨯=。 3）CaSO 4.2H 2O 生成量 kg 174172648.64=⨯；则燃烧1t 煤脱硫污泥排放量为t 4354.0174=，同时排放灰渣77kg 。
8.3 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
=⨯--
8.4解：
动力消耗W W K 07.58
.0260000156.0=⨯=
，即约0.51%用于克服阻力损失。
8.5 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=⨯。
8.6解：
在373K 时，K hs =0.41，K s1=6.6×10－3，K s2＝3.8×10－8。
[Na]－[S]=[Na +]－[SO 2.H 2O]－[HSO 3－]－[SO 32－]
=[OH －]－[H +]+[SO 32－]+2[CO 32－]+[HCO 3－]－[SO 2.H 2O]
22123223
][][][][++--
==H P K K K H HSO K SO so hs s s s ，22123223][][][][++--==H P K K K H HSO K CO co hc c c s ， ]
[][213+-=
H P K K HCO co hc c 。 代入得 49
2202131410166.8]
[102.1][1055.62][101.2][][10][][-+-+-+-++-⨯-⨯+⨯⨯+⨯+-=-H H H H H S Na 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。
8.7 解：
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%。因此，单位体积（1.0L ）通过烟气1/9m 3，可吸收SO 2mol 018.0%90100.44
.221000913=⨯⨯⨯⨯-。 取温度T=373K ，则K hs =0.147，K s1=0.0035，K s2=2.4×10－8。
进水P SO2=4.0×10－4atm ，[SO 2.H 2O]=P SO2.K hs =5.88×10－5，
[HSO 3－]=K s1[SO 2.H 2O]/[H +]=0.0206，[SO 32－]=5321094.4]
[][-+-⨯=H HSO K s ； 则反应后[S]’=[SO 2.H 2O]+[HSO 3－]+[SO 32－
]+0.018=0.0387
此时P SO2’=4.0×10－3atm ，[SO 2.H 2O]’=5.88×10－4且
⎪⎩⎪⎨⎧⨯⨯=⨯⨯⨯=--+---+-832334310
4.2]'[]'[]'[10
5.31088.5]'[]'[HSO H SO H HSO 物料守恒得 [SO 2.H 2O]’+[HSO 3－]’+[SO 32－]’ =0.0387
由上述方程可解得[H +]=5.4×10－5，pH=4.27