【正文】 ？解：1）2）（1－）xp=14010－4，xp=；3）由（－）=140，t=449min=。混合氣體的溫度為30。從手冊中查得30。解：由亨利定律P*=Ex，5002%=105x，x=10－5。因x=10－5很小，故CCO2=。 20。解：。 用乙醇胺（MEA）溶液吸收H2S氣體，氣體壓力為20atm，%H2S（體積）。反應(yīng)可視為如下的瞬時不可逆反應(yīng)：。試求單位時間的吸收速度。P*=Ex，x=P*/E=10－5，故C*H2S=。解：GB=5000=4750m3N/h。因此用水量Ls==105m3N/h。 某吸收塔用來去除空氣中的丙酮，吸收劑為清水。在吸收塔操作條件下，丙酮－水的平衡曲線（）可表示為。其中G和L分別為氣、液相的流量（以kg/），試計算所需要的高度。作出最小用水時的操作線，xmax=。 某活性炭填充固定吸附床層的活性炭顆粒直徑為3mm，氣體速度為5m/min，在氣流通過220min后，；。 在直徑為1m的立式吸附器中，裝有1m高的某種活性炭，填充密度為230kg/m3，當吸附CHCl3與空氣混合氣時，通過氣速為20m/min，CHCl3的初始濃度為30g/m3，設(shè)CHCl3蒸汽完全被吸附，%，%，求吸附操作時間及每一周期對混合氣體的處理能力。 在溫度為323K時，測得CO2在活性炭上吸附的實驗數(shù)據(jù)如下，試確定在此條件下弗羅德里希和朗格謬爾方程的諸常數(shù)。 利用活性炭吸附處理脫脂生產(chǎn)中排放的廢氣，排氣條件為294K，105Pa，廢氣量25400m3/h。已知采用的活性炭的吸附容量為28kg三氯乙烯/100kg活性炭，活性炭的密度為577kg/m3，其操作周期為4h，加熱和解析2h，備用1h，試確定活性炭的用量和吸附塔尺寸。由理想氣體方程得因此活性炭用量；體積。固定床保護作用時間至少要90min。 已知硅膠的堆積密度為625kg/m3，平均粒徑Dp=，平均表面積a=600m2/m3。式中Y*=kg苯/kg干空氣，X=kg苯/kg硅膠。故操作線方程為X=。Y*==。對單位橫截面積的床層，在保護作用時間內(nèi)吸附的苯蒸汽量為（－0）6090＝320（kg苯/m2）而吸附床飽和區(qū)吸附苯蒸汽量吸附床未飽和區(qū)吸附苯蒸汽量因此總吸附量解得H=，此即所需要的最小床高。求所需要催化劑的質(zhì)量和所需要的反應(yīng)管數(shù)目。催化劑堆積密度為580kg/m3。根據(jù)單管物料平衡可列出如下方程：其中，Q單位為mol/min。反應(yīng)管數(shù)目：250/＝560個。其反應(yīng)方程式為：2SO2+O2－2SO3 總進氣量是7264kg/d，進氣溫度為試計算氣流的出口溫度。解：由得。為達到目前中國火電廠的排放標準，采用的SO2排放控制措施至少要達到多少的脫硫效率？解：火電廠排放標準700mg/m3。則每立方米煙氣中含SO2；因此脫硫效率為 某電廠采用石灰石濕法進行煙氣脫硫，脫硫效率為90%。試計算：1）如果按化學(xué)劑量比反應(yīng)，脫除每kgSO2需要多少kg的CaCO3；2）如果實際應(yīng)用時CaCO3過量30%，每燃燒一噸煤需要消耗多少CaCO3；3）脫硫污泥中含有60%的水分和40%，如果灰渣與脫硫污泥一起排放，每噸燃煤會排放多少污泥？解：1） m=2）每燃燒1t煤產(chǎn)生SO2約，約去除72=。3） ；則燃燒1t煤脫硫污泥排放量為，同時排放灰渣77kg。%、%、%（體積）。計算：1）第二級工藝的回收效率為多少？2）如果第二級催化床操作溫度為420。解：1）由，解得。設(shè)有x體積SO2轉(zhuǎn)化，則總體積為。C，1atm）。試問：電廠所發(fā)電中有多少比例用于克服煙氣脫硫系統(tǒng)的阻力損失？假定動力消耗＝煙氣流率壓降/風(fēng)機效率。C，離開塔頂時下降到55。3）脫硫液每經(jīng)過一次噴霧塔，有多少分率的CaCO3發(fā)生了反應(yīng)？解：1）取平均溫度為，此時氣體密度（分子量取30）。2）工況條件：，Ca/S=，并假設(shè)SO2吸收率為90%。C下，（）由（180－55）=，解得m=，因此水分蒸發(fā)率。 在雙堿法煙氣脫硫工藝中，SO2被Na2SO3溶液吸收。如果煙氣的SO2體積分數(shù)為200010－6，CO2的濃度為16%，試計算脫硫反應(yīng)的最佳pH。[Na]－[S]=[Na+]－[]－[HSO3－]－[SO32－] =[OH－]－[H+]+[SO32－]+2[CO32－]+[HCO3－]－[]。因此脫硫最佳pH值4～5。假定漿滴在洗滌塔中的停留時間較短（通常為3～4s），CaCO3尚未發(fā)生反應(yīng)。因此，單位體積（）通過煙氣1/9m3，可吸收SO2。進水PSO2=10－4atm，[]==10－5，[HSO3－]=Ks1[]/[H+]=，[SO32－]=；則反應(yīng)后[S]’=[]+[HSO3－]+[SO32－]+=此時PSO2’=10－3atm，[]’=10－4且物料守恒得 []’+[HSO3－]’+[SO32－]’ =由上述方程可解得[H+]=10－5，pH=第九章 固定源氮氧化物污染控制 某座1000MW的火電站熱效率為38%，基于排放系數(shù)，計算下述三種情況NOx的排放量（t/d）：1）以熱值為6110kcal/kg的煤為燃料；2）以熱值為10000kcal/kg的重油為燃料；3）以熱值為8900kcal/m3的天然氣為燃料。取NOx平均排放系數(shù)12kg/t煤，則每日排放NOx量約為；2）10310338%=1000106243600，M=5439t。每日排放NOx量約為。假定煙氣中O2的濃度為6%，煤的組成見例2－2。1kg煤中，含C772g，H52g，N12g，S26g，O59g，灰分為79g。需O22504－59=2445g。燃燒本身過程中產(chǎn)生N2。由題意，空氣過剩，設(shè)過?？諝饬繛閤mol，則，由此解得x=152mol。 %CO12%H2O、75%N2和5%O2。1）1200K；2）1500K；3）2000K。設(shè)有xN2轉(zhuǎn)化為NO，則解得x=；故NO平衡濃度為（體積分數(shù)）2）1500K時，同理 解得x=，故NO平衡濃度為（體積分數(shù)）3）2000K時， 解得x=。當空氣過剩系數(shù)20%條件下燃燒時，假定燃燒為完全燃燒。解：考慮1kg燃煤含氫37g，碳759g，硫9g，氮9g，氧47g。因此需O2 2392－47=2281g 。即若不考慮N轉(zhuǎn)化。試問M=70所對應(yīng)的溫度是多少？以K表示。由，取P=1atm，將M=70代入得T=2409K。]解：M=50M=30 對于反應(yīng)N2+O2－2NO，平衡常數(shù)可表示為：。按表9－3中的溫度，計算平衡常數(shù)K，并與表中的數(shù)據(jù)比較。將所給溫度代入公式計算K值，列表如下：T（K）30010001200150020002500Kp（計算值）10－3110－910－710－510－410－3Kp（表中值）10－3010－910－710－510－410－3 計算組成為95%N2和5%O2的煙氣達到平衡時，原子態(tài)O的濃度。解：假設(shè)O濃度很小，平衡時O2的濃度仍可近似認為5％。因反應(yīng)前后分子個數(shù)不同，平衡常數(shù)有量綱，公式中濃度單位為mol/m3，即1）2000K時，Kp,o=10－4，平衡時故2）2200K時，Kp,o=10－3，平衡時故3）2400K時，Kp,o=10－3，平衡時故 典型的大型燃煤工業(yè)鍋爐氮氧化物排放系數(shù)為8kg/t。解：取1kg煤計算，排放NOx約8g，在常規(guī)燃燒溫度下，近似認為NO2濃度很小，NOx均以NO存在。充分燃燒后。引入N2。故NOx濃度為（體積分數(shù)）。當燃料中50%的氮轉(zhuǎn)化為NOx，忽略熱力型NOx時，為滿足排放標準，氮在油中的最大含量為多少？解：燃燒1mol C10H20Nx，產(chǎn)生10molCO2，10molH2O，需O215mol。由題意，解得x=因此氮在油中的最大含量為。按習(xí)題9－1的三種情況，若去除90%以上的NOx，每天各需要多少噸氨？假定氨的殘留量為510－6（體積分數(shù)）。反應(yīng)方程式為： 解得x=2889kmol，y=279kmol生成N2，H2O因此殘留氨量為（3133+4752）510－6=，可忽略。2）以熱值為10000kcal/kg的重油為燃料，每日排放NOx量約85t。故每天消耗氨的量為（2295+222）17/103=。反應(yīng)方程式為： 解得x=1032kmol，y=99kmol生成N2，H2O因此殘留氨量為（1119+1696）510－6=，可忽略。 煙氣中NOx的濃度經(jīng)常以體積分數(shù)（10－6）表示，為了計算NOx排放總量，通常將其轉(zhuǎn)化為kgNO2/GJ表示。若已知甲烷在10%過?？諝庀氯紵龝rNOx的濃度為30010－6，利用你導(dǎo)出的公式，將NOx的濃度轉(zhuǎn)化為kgNO2/GJ。當空氣過剩10%時，N2。其中，NOx量折合成NO2為：4630010－6=10－4kg。通用公式的推導(dǎo)：假設(shè)燃料組成為CxHyOzNmSt（適用于大部分燃料），空氣過剩系數(shù)為，燃料的熱值Q（kJ/mol）。耗氧（x+t+y/4z/2）mol，考慮空氣過剩系數(shù)，（x+t+y/4z/2）mol，剩余O2（－1）（x+t+y/4z/2）mol。若產(chǎn)生NOx（以NO2計）濃度為F，則生成NO2質(zhì)量為[(x+y/2+t+m/2)+ （x+t+y/4z/2）+（－1）（x+t+y/4z/2）]kg因此濃度轉(zhuǎn)化結(jié)果為kgNO2/GJ將x=1，y=4，z=0，m=0，t=0，Q=，F(xiàn)=30010－ kgNO2/GJ，與計算結(jié)果吻合。解：見《大氣污染控制工程》P379 圖10－1。C時，苯和甲苯的混合液體在密閉容器中同空氣達到平衡時，頂空氣體中苯和甲苯的摩爾分數(shù)。解：由Antoine方程可分別計算得到40。因此。C時，置于一金屬平板上1mm厚的潤滑油蒸發(fā)完畢所需要的時間。解：列式，故 利用溶劑吸收法處理甲苯廢氣。解：取溫度為100oF=進口甲苯濃度：1m3氣體中含1000mg，則體積為，即濃度為2772ppm。《Air Pollution Control Engineering》P366 ，但本題出口甲苯濃度過低，10－6atm，小于C14H30 100oF時分壓4710－6ppm，因此不能選擇C14H30，而應(yīng)該選擇蒸汽壓更低的吸收劑，此處選擇C16H34，在100 oF下蒸汽壓約 1010－6atm，分子量M=226。又G=20000m3/h=。由CRC Handbook of Chemistry查得100 oF下，C16H34 。由取75%，則G’=，故。代入上式解得N=。廢氣排放條件為298K、1atm，廢氣量20000m3/h，10－3，%。試計算活性炭的用量。根據(jù)去除要求，實際去除量為m’=%=則一個周期所需活性炭量為，體積 利用冷凝—生物過濾法處理含丁酮和甲苯混合廢氣。C，冷凝介質(zhì)為工業(yè)用水，入口溫度為25。C，阻力為150mmH2O/m。 丙烷充分燃燒時，要供入的空氣量為理論量的125%，反應(yīng)式為：。第十一章 城市機動車污染控制 設(shè)某汽車行駛速度為80km/h時，4缸發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為2000r/min，已知該條件下汽車的油耗為8L/100km，請計算每次燃燒過程噴入發(fā)動機氣缸的汽油量。故每次噴入氣缸油量單缸噴入。設(shè)燃料100g，由 解得n1= 解得n2=+=，=。 發(fā)動機燃燒過程如圖11－29所示，請計算汽缸內(nèi)燃燒前，燃燒剛開始時，以及燃燒全部完成后的氣體溫度。C區(qū)間。 試解釋污染物形成與空燃比關(guān)系圖（圖11－5）中NOx為何成圓拱狀？解：NOx在高溫時易生成，而理論空燃比附近燃燒充分，溫度較高，因此NOx產(chǎn)生量最大。 由燃油蒸發(fā)控制裝置控制的兩個HC排放源是：1）燃油泵和化油器；2）化油器和空氣濾清器；3）空氣濾清器和燃油箱；4）燃油箱和化油器。解：2）進氣歧管（《大氣污染控制工程》P442） 減少發(fā)動機燃燒室表面積可以：1）減少廢氣中HC含量；2）增加廢氣中HC含量；3）減少廢氣中NOx的含量；4）以上