大气污染控制工程81硫氧化物的污染控制[1]
郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版
大气污染控制工程课后答案（第三版）主编:郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章概论1。
1干结空气中N2、O2、Ar和CO2气体所占的质量百分数是多少? 解:按1mol干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比,故n N2=0。
781mol，n O2=0。
209mol，n Ar=0.00934mol，n CO2=0。
00033mol.质量百分数为，；,.1.2根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出SO2、NO2、CO三种污染物日平均浓度限值的体积分数.解:由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下:SO2：0。
15mg/m3，NO2：0。
12mg/m3，CO：4.00mg/m3.按标准状态下1m3干空气计算，其摩尔数为。
故三种污染物体积百分数分别为：SO2：,NO2：CO:。
1.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为1。
50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m3N、/s，试确定：1)CCl4在混合气体中的质量浓度(g/m3N）和摩尔浓度c（mol/m3N）；2）每天流经管道的CCl4质量是多少千克？解：1）（g/m3N)c（mol/m3N)。
2)每天流经管道的CCl4质量为1。
031×10×3600×24×10－3kg=891kg 1。
4成人每次吸入的空气量平均为500cm3，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200/m3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量.已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0。
12。
解：每小时沉积量200×（500×15×60×10－6)×0。
大气污染控制工程8第08章 硫氧化物的污染控制
己二酸抑制气液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加 速液相传质 己二酸钙的存在增加了液相与SO2的反应能力
降低钙硫比
添加硫酸镁
SO2以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题
主要烟气脱硫工艺
3.喷雾干燥法烟气脱硫
一种湿－干法脱硫工艺，市场份额仅次于湿钙法 脱硫过程
SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收 温度较高的烟气干燥液滴形成干固体废物
燃烧前脱硫
2.煤炭的转化
煤的气化
采用空气、氧气、CO2和水蒸气作为气化剂，在气化炉内 反应生成不同组分不同热值的煤气 移动床、流化床和气流床三种方法
煤的液化
通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品 直接液化和间接液化
燃烧前脱硫
3.重油脱硫
在催化剂作用下通过高压加氢反应，切断碳与硫的化
干废物由袋式或电除尘器捕集
设备和操作简单，废物量小，能耗低（湿法的1/2~1/3)
学键，使氢与硫作用形成H2S从重油中分离
直接脱硫和间接脱硫
ห้องสมุดไป่ตู้烧中脱硫
流化床燃烧技术
气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持流化
状态
流化床利于燃料的充分燃烧 分类
按流态：鼓泡流化床和循环流化床 按运行压力：常压流化床和增压流化床
流化床燃烧脱硫的影响因素
1.钙硫比
表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数 脱硫率（）可以用Ca/S（R）近似表达
1 ex p ( m R )
硫氧化物的污染控制
第二节 燃烧前脱硫
2）煤炭的转化
煤炭的转化是以化学方法为主将煤炭转化为洁净的燃料或化工产品，包括煤炭气 化、煤炭液化。
煤的气化
煤的气化，就是煤在氧气不足的情况下，进行不完全氧化的过程。即以符合
要求ห้องสมุดไป่ตู้煤作为原料在一定温度、常压或加压条件下，采用气化剂(如空气、氧、水
蒸气、氢等)和煤不断接触，进行热化学反应，使煤中有机质转化为含有一氧化碳
煤炭的固态加工是指在原煤投入使用之前，以物理方法为主对其进行加 工，这是合理用煤的前提和减少燃煤污染的最经济的途径。主要包括煤 炭洗选、型煤、水煤浆制备。常规的物理选煤一般采用重力分选法，它 是根据不同密度（粒度、形状）的物料在分选介质（水、空气及密度大 于水的介质）中，因其具有不同的运动状态，进行分选的方法。可除去 煤中的60％的灰分和约50％的黄铁矿硫。煤炭经洗选可大大提高燃烧效 率，大大减少污染物排放，入选1亿吨原煤一般可减少燃煤排放的 SO2100～150万吨，成本仅为洗涤烟气脱硫的十分之一。型煤是具有发展 中国家特点的洁净煤技术，与烧散煤相比，可节煤20％～30％，减少黑 烟排放80％～90％，颗粒物减少70％～90％，S02减少40％～60％；水煤 浆是新型的煤代油燃料，优质煤制成水煤浆其灰分小于8％，硫分小于1 ％，燃烧效率高，烟尘、SO2、NOx等排放都低于燃油和散煤，一般1.8～ 2.1吨水煤浆可代替1吨重油。
第二节 燃烧前脱硫
煤的液化
随着石油储量的逐渐减少，可以预见在未来的一定时期，将需要替代性液体 燃料。由于全球的煤炭储量极其丰富，煤炭液化是其中之一。 煤炭液化指煤经化学加工转化成烃类液体燃料和化工原料的过程。煤 炭液化的主要方法分为煤的直接液化和煤的间接液化二大类。 煤炭直接液化在早期工业化基础上，结合煤液化催化剂、供氢溶剂、 溶剂重质化及主要设备的研究和改进，使反应压力从70MPa降低到 10MPa, 反应时间从1h以上减少到几分钟，并有几十种煤直接液化方法， 其中的先进工艺技术已完成了50~600t/d煤大型中试，设计出日生产5 万桶合成原油的煤直接萃取化工厂。
第06章_硫氧化物的污染控制
最近
二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子
二氧化硫使树木呼吸困难
魁北克加拿大地球勘探局的马蒂内·萨瓦德在分析了一
家铜冶炼厂附近的云杉树年轮中的碳同位素的比例后，得
出二氧化硫这类污染物可能大大减少树木吸收二氧化碳的
数量。
由于二氧化硫的污染，在炼铜厂附近的云杉吸收二氧
化碳比正常情况少25％。她认为二氧化硫以和二氧化碳同
样的方式通过称为气孔的小孔进入树叶，二氧化硫在树叶
内产生一种反应，改变着其中的pH值并引起气孔关闭，这
种被损坏的树叶无法吸收更多的二氧化碳。
这种损害是长久性的，即使炼铜厂排放的二氧化硫在
1980年就减少了90％以上，这些云杉树仍然难以吸收二
氧化碳。早先的研究曾证明二氧化硫在温室中对树木吸收
2.改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫
加入己二酸的石灰石法 己二酸抑制气液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加 速液相传质 己二酸钙的存在增加了液相与SO2的反应能力 降低钙硫比
添加硫酸镁 SO2以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题
主要烟气脱硫工艺
2.改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫（续）
脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法 脱硫产物状态：湿法和干法
低浓度SO2烟气脱硫
主要烟气脱硫工艺
1.石灰石/石灰法洗涤
目前应用最广泛的脱硫技术
主要烟气脱硫工艺
1.石灰石/石灰法洗涤（续）
影响因素：pH、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、 SO2浓度、吸收塔结构
主要烟气脱硫工艺
排放量/104t
2400
2000
1600
1200
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大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章概论1.1干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2CO 。
1.2根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol643.444.221013。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03，NO 2：ppm058.0643.44461012.03CO ：ppm 20.3643.44281000.43。
1.3CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度（g/m 3N）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）（g/m 3N）334/031.1104.221541050.1Nm g c（mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1Nmmol 。
（完整版）大气污染控制工程郝吉明第三版课后答案郝吉明
（完整版）⼤⽓污染控制⼯程郝吉明第三版课后答案郝吉明⼤⽓污染控制⼯程课后答案（第三版）主编：郝吉明马⼴⼤王书肖⽬录第⼀章概论第⼆章燃烧与⼤⽓污染第三章⼤⽓污染⽓象学第四章⼤⽓扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章⽓态污染物控制技术基础第⼋章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第⼗章挥发性有机物污染控制第⼗⼀章城市机动车污染控制第⼀章概论1.1 ⼲结空⽓中N 2、O 2、Ar 和CO 2⽓体所占的质量百分数是多少？解：按1mol ⼲空⽓计算，空⽓中各组分摩尔⽐即体积⽐，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，nCO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2==N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2==O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%==Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2==CO 。
1.2 根据我国的《环境空⽓质量标准》的⼆级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物⽇平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空⽓质量标准》⼆级标准查得三种污染物⽇平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3⼲空⽓计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=?。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=??-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=??- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=??-。
1.3 CCl 4⽓体与空⽓混合成体积分数为1.50×10－4的混合⽓体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合⽓体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N）334/031.1104.221541050.1N m g ==-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---?=??=。
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大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
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大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
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省份
1995年我国各省SO2排放情况
90 75 60 45 30 15
0
省份
1995年我国各省SO2排放强度情况
排放强度/t·km -2
上海 天津 北京 山东 江苏 山西 重庆 河南 河北 贵州 辽宁 浙江 广东 安徽 陕西 广西 湖南 宁夏 江西 湖北 四川 福建 吉林 云南 海南 甘肃 黑龙江 内蒙 新疆 青海 西藏
3
g / m
§1硫循环与硫排放
❖ 20世纪90年代末我国酸雨区域分布
❖ 我国政府制定的政策和法规
❖ 1990年12月，国务院环委会决定采取控制措施 ❖ 1991年10月29日《燃煤电厂大气污染物排放标准》 ❖ 1995年8月29日《中华人民共和国污染防治法》修正案，
首次对燃煤二氧化硫控制作出规定
百分比（%）
❖ 我国SO2排放的行业特点
60
50
40
30
20
10
0 电力
化工
水泥
食品
机械
造纸 石油加工 化纤
橡胶
塑料
行业
1995年我国各工业行业SO2排放占行业排放总量的百分比示意图
印刷业
§1硫循环与硫排放
❖ 我国北方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50 0
3
g / m
W u lu m u q i L an zh ou Y in ch u a n X i 'a n
❖ 我国SO2排放的地区分布
250 200 150 100
50 0
排放量/104t
山东 河北 山西 河南 贵州 江苏 四川 辽宁 广西 陕西 广东 湖南 重庆 内蒙 湖北 江西 浙江 上海 安徽 云南 甘肃 北京 新疆 天津 福建 黑龙江 吉林 宁夏 青海 海南 西藏
全省 控制区
§1硫循环与硫排放
§1硫循环与硫排放
❖ 国家经贸委制定（1999） 《火电厂烟气脱硫关键技术 与设备国产化规划要点》
❖ 国产化目标分为四步：
至2001年，初步掌握火电厂湿法脱硫设计技术， 湿法烟气脱硫设备国产化率达80%左右。
至2003末，具备独立完成火电厂湿法烟气脱硫工 艺设计的能力，湿法烟气脱硫设备国产化率达 90%以上。
至2005年末，湿法烟气脱硫设备国产化率达95% 以上。
二、煤炭的转化
❖ 煤的气化
采用空气、氧气、CO2和水蒸气作为气化剂，制得煤气 C+H2O=CO+H2 反应所需的能量由碳的燃烧提供 C+O2=CO2 使用空气 ：低热值煤气 使用氧气 ：中低热值煤气 将中热值煤气中的CO和H2合成甲烷 ：高热值煤气 CO+3H2=CH4+H2O
➢ 煤的液化 液态烃燃料或液体化工原料 直接液化 煤粉在高温条件下催化加氢，同时脱去硫、氮、 氧等，生成液态烃类燃料
§3流化床燃烧脱硫
❖ 二、流化床脱硫的机理
➢ 脱硫剂：石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3•MgCO3） ➢ 炉内化学反应
7.05%
❖ 每年（3~4）%的速度增长 ❖ 有55%的城市二氧化硫超过标准
❖ 二氧化硫的排放会导致严重的环境问题： ❖ (1) 酸雨 ❖ (2) 二氧化硫对人体健康有极大的危害。 ❖ (3) SO2 会给植物带来严重的危害。
❖ 城市燃用1 吨煤所产生的二氧化硫和酸雨造成的经济 损失达(50~70) 元。
至2010年，湿法烟气脱硫设备国产化率达100% 。掌握其它若干种烟气脱硫工艺的设计，设备国产 化率达到95%以上。
§1硫循环与硫排放
§2燃烧前脱硫
❖ 一、煤炭的固态加工
❖ 煤炭分选 ❖ 依据：密度不同 ❖ 可使含硫量降低40%，灰份降低70%左右。 ❖ 型煤固硫：添加脱硫剂 ❖ 微生物方法：细菌脱硫 ❖ 磁力脱硫等
❖ 在“七五”期间仅两广、四川、贵州四省因酸雨造成 的直接和间接经济损失每年160亿元。
§1硫循环与硫排放
排放量/104t
❖ 我国SO2排放的年际变化
2400
2000
1600
1200
800
400
0 1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997985-2002年SO2排放量变化趋势图
W u h an G u a n g zh o u
N an c h an g H e fe i
N a n ji n g F u zh o u
H a n gz h o u S h an gh ai
§1硫循环与硫排放
❖ 我国南方城市SO2污染现状
250 200 150 100 50
W H O S ta n da rd 0
Z h en gzh ou T a iy u a n H u hout J in a n S h iJ Z B e ij in g T ia n j in g
S h en yan g C h a n gch u n
H a r b in
W H O S ta n d a r d
C h e n gd u K u n m in g C h o n g q in g G u iy a n g N a n n in g C h an gsh a
❖ 间接液化法： ❖ 首先将煤气化为H2、CO，然后通过催化反应将气态物
质转化为液态。 ❖ nCO+2nH2→CnH2n+nH2O
§2燃烧前脱硫
❖ 三、重油脱硫
➢ 在催化剂作用下通过高压加氢反应，使氢与硫作用形 成H2S从重油中分离
➢ 直接脱硫和间接脱硫
§3流化床燃烧脱硫
一、流化床燃烧技术概述 ➢ 气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持流化状态 ➢ 流化床分类 ➢ 按流态：鼓泡流化床和循环流化床 ➢ 按运行压力：常压流化床和增压流化床
第8章 硫氧化物的污染控制
❖ 教学内容: ❖ §1硫循环及硫排放 ❖ §2燃烧前脱硫 ❖ §3流化床燃烧脱硫 ❖ §4高浓度SO2尾气的回收和净化 ❖ §5低浓度SO2烟气脱硫
中国城市的大气污染的特征
❖ 煤烟型大气污染
中国城市的大气污染的特征
❖ 煤烟型大气污染 ❖ 中国的动力煤资源全硫的加权平均含量为1.15% ❖ 含硫量小于0.5%的超低硫煤 占39.35% ❖ 0.5~1.0% 的低硫煤 占16.46% ❖ 1.0~1.5%的中低硫煤 占16.68% ❖ 1.5~2.0% 的中硫煤 占9.49% ❖ 2.0~3.0% 的中高硫煤 占7.85% ❖ 3.0~5.0% 的高硫煤和大于5.0%的特高硫煤占