大气污染课后答案章
第八章硫氧化物的污染控制88
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？
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%。 则每立方米烟气中含SO 2
mg 857110644
.2233=??； 因此脱硫效率为%8.91%10085717008571=?- 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kgSO 2需要多少kg 的CaCO 3；
2）如果实际应用时CaCO 3过量30%，每燃烧一吨煤需要消耗多少CaCO 3；
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）↑+?→++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×=64.8kg 。 因此消耗CaCO 3kg m 13264
8.641003.1=??=。 3）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 。 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%、O 2为%、N 2为%（体积）。如果第一级的SO 2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
?=。
解：
1）由)1)(1(121ηηη---=T ，)1%)(981(1%7.992η---=，解得%852=η。
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=×10－3；
故转化率为%99156
.0106.113
=?-- 通常电厂每千瓦机组容量运行时会排放0.00156m 3/s 的烟气（180。C ，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W W K 07.58
.0260000156.0=?=，即约%用于克服阻力损失 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？
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=，并假设SO 2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 %6.0%1000
.9054.0=?。 3）CaCO 3反应分率为%75%1002
.19.0=?。 在双碱法烟气脱硫工艺中，SO 2被Na 2SO 3溶液吸收。溶液中的总体反应为：
Na 2SO 3+H 2O+SO 2+CO 2－>Na ++H ++OH －+HSO 3－+SO 32－+HCO 3－+CO 32－
在333K 时，CO 2溶解和离解反应的平衡常数为： atm M K P O H CO hc CO /0163.0][222==?，M K O H CO H HCO c 35.6122310]
[][][-+-==?? 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]=[]+[HSO 3－]+[SO 32－]。
如果烟气的SO 2体积分数为2000×10－6，CO 2的浓度为16%，试计算脱硫反应的最佳pH 。 解：
在373K 时，K hs =，K s1=×10－3，K s2＝×10－8。
[Na]－[S]=[Na +]－[]－[HSO 3－]－[SO 32－]
=[OH －]－[H +]+[SO 32－]+2[CO 32－]+[HCO 3－]－[] 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 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SO 2；
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 ），CaCO 3尚未发生反应。
解：
工况条件：液气比9.0L/m 3，Ca/S=，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 =，K s1=，K s2=×10－8
。 进水P SO2=×10－4
atm ，[]==×10－5， [HSO 3－
]=K s1[]/[H +]=，[SO 3
2－]=5321094.4][][-+-?=H HSO K s ； 则反应后[S]’=[]+[HSO 3－]+[SO 32－]+=
此时P SO2’=×10－3atm ，[]’=×10－4且
物料守恒得[]’+[HSO 3－]’+[SO 32－]’=
由上述方程可解得[H +]=×10－5，pH=