作业习题解答(8,9,10讲).doc

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SO2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/m3。 3%硫含量的煤烟气中SO2体积分数取0.3%。 则每立方米烟气中含SO2； 因此脱硫效率为。 8.4 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7.8%、O2为10.8%、N2为81.4%（体积）。如果第一级的SO2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SO2的转化率为多少？其中，。 8.4 解： 1）由，，解得。 2）设总体积为100，则SO27.8体积，O210.8体积，N281.4体积。经第一级催化转化后余SO20.156体积，O26.978体积，N281.4体积。设有x体积SO2转化，则总体积为。 因此，，由此解得x=1.6×10－3； 故转化率为 8.8 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CaCO3发生了反应？ 8.8 解： 1）取平均温度为，此时气体密度（分子量取30）。 显然雾滴处于牛顿区，，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/m3，Ca/S=1.2，并假设SO2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 。 3）CaCO3反应分率为。 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NOx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/m3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 ； 2）同理M×42000×103×103×38%=1000×106×24×3600，M=5413.1t。 取重油密度为0.8×103kg/m3，折合体积约为6766.4m3，去排放系数12.5kg/m3，则每日排放NOx约为 3）37380×103×38%V=1000×106×24×3600，解得V=6.07×106m3。 每日排放NOx量约为。 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NOx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CO263.25mol，含H2O 18.5mol，含SO20.28mol。因此需O2 2392－47=2281g 约71.3mol，则引入N2268.2mol。 若空气过剩20%，则烟气中O2为0.2×71.3=14.26mol，N2 268.2+53.6+9/28=322.1mol。 即若不考虑N转化，则烟气中含CO263.25mol，H2O18.5mol，SO20.28mol，O214.26mol，N2322.1mol。 1）N2转化率20%，则NO浓度为（体积分数） 2）N2转化率50%，则NO浓度为（体积分数） 9.10 燃油锅炉的NOx排放标准为230×10－6（体积分数），假定油的化学组成C10H20Nx，当空气过剩50%时发生完全燃烧。当燃料中50%的氮转化为NOx，忽略热力型NOx时，为满足排放标准，氮在油中的最大含量为多少？ 9.10解： 燃烧1mol C10H20Nx，产生10molCO2，10molH2O，需O215mol，引入N2量56.4mol。 空气过剩50%，则