YdYdYWeY?YbY?Y*?YbY?Y*)(?) ??(1?WbYeYedYdYY0?YbY?Y*?YbY?Y*Y?dY由此求得f的近似值，列表如下： Y Y* 1Y?Y* dYY?Y*0 dY?YbY?Y*Y W?WbWa0 Y1?Y00.9 Ydw(1?) Y0WA0 ?wewb(1?Ydw)Y0WA Yb= 0.0025 0.0008 588.08 0 0 0.0050 0.0022 361.90 0.0075 0.0041 294.93 0.0100 0.0063 272.24 0.0125 0.0088 273.37 0.0150 0.0116 296.12 0.0175 0.0146 350.46 Ye= 0.0200 0.0179 475.00 1.184 0.821 0.709 0.682 0.712 0.808 1.032 1.184 2.005 2.714 3.396 4.108 4.916 5.948 0.1990 0.3371 0.4563 0.5709 0.6906 0.8265 1.0000 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1692 0.1035 0.0775 0.0631 0.0539 0.0476 0.0434 0.1692 0.2727 0.3502 0.4133 0.4671 0.5147 0.5580 NOG=5.948，f=0.5580；2atm，298K时，
?=2.37kg/m，因此
3
G??v?2.37kg/(m2?s)，故
HOG
1.42DpG0.511.420.60?10?2?2.310.51()??()?0.07041m； =a?6001.835?10?5因此吸附区高度为H2=HOG.NOG=0.07041×5.948=0.419m。 对单位横截面积的床层，在保护作用时间内吸附的苯蒸汽量为 （0.025－0）×2.37×60×90＝320（kg苯/m） 而吸附床饱和区吸附苯蒸汽量?吸附床未饱和区吸附苯蒸汽量?因此总吸附量?(H2
(H?H2)?b(xT?0) H2?b(xT?0)(1?f)
?0.419)?625?0.282?0.419?625?0.282?0.442?320
解得H=2.05m，此即所需要的最小床高。
7.11 把处理量为250mol/min的某一污染物引入催化反应器，要求达到74%的转化率。假设采用长6.1m，直径3.8cm的管式反应器，求所需要催化剂的质量和所需要的反应管数目。 假定反应速度可表示为：RA=－0.15（1－xA）mol/（kg催化剂.min）。 催化剂堆积密度为580kg/m。
解：反应管转化率为xA时，反应速度为RA=－0.15（1－xA）mol/（kg催化剂.min）。 根据单管物料平衡可列出如下方程：0.15(1?其中
3
xA)?Adx?QdxA
A??4?(3.8?10?2)2?1.1?10?3m2，Q单位为mol/min。
数据代入并整理得0.098668dx?QdxA1?xA，对等式两边积分，即
0.098668?6.10dx?Q?0.740dxA1?xA，解得Q=0.447mol/min。
反应管数目：250/0.447＝560个。
7.12 为减少SO2向大气环境的排放量，一管式催化反应器用来把SO2转化为SO3。其反应方程式为：2SO2+O2－>2SO3总进气量是7264kg/d，进气温度为250C，二氧化硫的流速是227kg/d。假设反应是绝热进行且二氧化硫的允许排放量是56.75kg/d。试计算气流的出口温度。SO2反应热是171.38kJ/mol，热容是0.20J/(g.K)。 解：Q。
?227?56.755?171.38?4.56?10kJ ?364?10Q4.56?105??314K。 由Q?cm?T得?T?cm0.2?7264
第八章 硫氧化物的污染控制
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？ 解：火电厂排放标准700mg/m。
3%硫含量的煤烟气中SO2体积分数取0.3%。
3
3?64?103?8571mg； 22.48571?700因此脱硫效率为?100%?91.8%
8571则每立方米烟气中含SO2
8.2 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3.6%，含灰为7.7%。试计算： 1）如果按化学剂量比反应，脱除每kgSO2需要多少kg的CaCO3； 2）如果实际应用时CaCO3过量30%，每燃烧一吨煤需要消耗多少CaCO3；
3）脱硫污泥中含有60%的水分和40êSO4.2H2O，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）CaCO3?SO2?2H2O?CaSO3?2H2O?CO2?
10064? m=1.5625kg m1kg3.6?2t?72kg，约去除72×0.9=64.8kg。 100100?64.8因此消耗CaCO m?1.3??132kg。
6464.81743）CaSO.2HO生成量 ?172?174kg；则燃烧1t煤脱硫污泥排放量为?435t，同时排放
640.42）每燃烧1t煤产生SO2约
3
4
2
灰渣77kg。
8.3 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420C，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，K。
?ySO3ySO2?(yO2)0.5。
解：1）由?T?1?(1??1)(1??2)，99.7%?1?(1?98%)(1??2)，解得?2?85%。
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(88.5?x)。 2－3
xx/(88.5?)2因此，300?0.156?x6.978?x/20.5?[]88.5?x/288.5?x/21.6?10?3?99% 故转化率为1?0.156，由此解得x=1.6×10；
8.4 通常电厂每千瓦机组容量运行时会排放0.00156m/s的烟气（180C，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0.8。 解：动力消耗K3
。
?0.00156?2600W?5.07W0.8，即约0.51%用于克服阻力损失
8.5 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180C，离开塔顶时下降到55C，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？ 解：1）取平均温度为T。
。
?180?55。 ?117.5。C，此时气体密度??0.94g/l（分子量取30）
2显然雾滴处于牛顿区，us?1.74[3?10?3?9.8?1000/0.94]1/2?9.73m/s，因气体流速为3m/s，
3
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，Ca/S=1.2，并假设SO2吸收率为90%。 在117.5C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
。
0.054?100%?0.6%。 9.00.93）CaCO反应分率为?100%?75%。
1.23
8.6 在双碱法烟气脱硫工艺中，SO2被Na2SO3溶液吸收。溶液中的总体反应为： Na2SO3+H2O+SO2+CO2－>Na+H+OH+HSO3+SO3+HCO3+CO3 在333K时，CO2溶解和离解反应的平衡常数为：
+
+
－
－
2－
－
2－
[HCO3?]?[H?][CO2?H2O]?Kc1?10?6.35M?Khc?0.0163M/atm，
PCO2[CO2?H2O][CO32?]?[H?]?10.25?K?10M c2?[HCO3]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]=[SO2.H2O]+[HSO3]+[SO3]。
如果烟气的SO2体积分数为2000×10，CO2的浓度为16%，试计算脱硫反应的最佳pH。 解：在373K时，Khs=0.41，Ks1=6.6×10，Ks2＝3.8×10。 [Na]－[S]=[Na]－[SO2.H2O]－[HSO3]－[SO3]
=[OH]－[H]+[SO3]+2[CO3]+[HCO3]－[SO2.H2O]
－
+
2－
2－
－
+
－
2－
－3
－8
－6
－
2－
+
+
Ks2[HSO3?]Ks2Ks1KhsPso2[SO]??[H?][H?]22?3Ks2[HSO3?]Kc2Kc1KhcPco2，[CO]??[H?][H?]22?3，
[HCO3?]?Kc1KhcPco2[H?]。
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