大氣污染控制工程第三版課后習(xí)題答案（7章全）

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第七章氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)

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7.1解：由亨利定律P*=Ex，500×2%=1.88×105x，x=5.32×105。

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由y*=mx，m=y*/x=0.02/5.32×105=376。

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因x=5.32×105很小，故CCO2=2.96mol/m3。

H?C2.96??2.96?10?4mol/(m3?Pa)*3P500?2%?10－

100g與氣體平衡的水中約含44×100×5.32×105/18=0.013g。

7.2解：

在1atm下O2在空氣中含量約0.21。0.21=4.01×104x

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解得O2在水中摩爾分?jǐn)?shù)為x=5.24×106。

7.3解：》

20C時(shí)H2SE=0.489×105kPa，分壓20atm×0.1%=2.03kPa。

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P*=Ex，x=P*/E=4.15×105，故C*H2S=2.31mol/m3。

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H=C/P*=2.3/（2.03×103）=1.14×103mol/（m3.Pa）=115mol/（m3.atm）由

1H11151?????0.542,KAl?1.85h?1。KAlkgkl216108*3NA?KAl(CH2S?CH2S)?1.85?2.31?4.3mol/(m?h)。

7.4解：

GB=5000×0.95=4750m3N/h。Y1=0.053，Y2?(5000?4750)?5%?2.63?10?3；

4750(LSY?Y20.053?0.00263)min?1??25.4。GBXmax?00.053/26.7因此用水量Ls=25.4GB×1.5=1.81×105m3N/h。

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由圖解法可解得傳質(zhì)單元數(shù)為5.6。

7.5解：

GB=10×0.89=8.9m3/min，Y1=0.124，Y2=0.02。作出最小用水時(shí)的操作線，xmax=0.068。故(Ls0.124?0.02)min??1.53，Ls=1.53×1.75×8.9=23.8m3/min。GB0.068圖解法可解得傳質(zhì)單元數(shù)為3.1。Hy?3.3?()

7.6解：

aL0.33?2.39m。Hy=2.39×3.1=7.4m。

?220?0.1K??0?K?2850min/m利用公式??KL??0，將已知數(shù)據(jù)代入?，解得?

??65min505?0.2K??0?0?因此?max?2850?1?65?2785min。

7.7解：

K?a?b(0.2629?0.0129)?230??95.8min/m?3V?020?30?10'??KL?95.8min，x?aSL?b?(0.2629?0.0129)?

7.8解：XTcm3/g30516781931041n1??12?1?230?45.2kg。

4Patm123456lgXT1.4771.7081.8261.9091.9692.017lgP00.3010.4770.6020.6990.778P/V0.0330.0390.0450.0490.0540.0580.7依據(jù)公式XT?kP，對(duì)lgXT~lgP進(jìn)行直線擬合：XT?30P，即K=30，n=1.43；

依據(jù)公式

P1PP??，對(duì)P~P/V進(jìn)行直線擬合：?0.0289?0.005P，VBVmVmV即Vm=200，B=0.173。

7.9解：

三氯乙烯的吸收量V=2.54×104×0.02×99.5%=505.46m3/h，M=131.5。

由理想氣體方程PV?mRT得M3

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PVM1.38?105?505.46?131.5m???3.75?103kg/h

RT8.31?294因此活性炭用量m0?100?3.75?103?4?5.36?104kg；285.36?104??92.9m3。體積V??577m0

7.10解：

YY1=0.025kg苯/kg干空氣，X1?(1)1.5?0.282kg苯/kg硅膠，Y2=0，X2=0。

0.167故操作線方程為X=11.28Y。

當(dāng)Y=Yb=0.0025kg苯/kg干空氣時(shí)，X=11.28×0.0025=0.0282kg苯/kg硅膠。Y*=0.167×0.02821.5=0.0008kg苯/kg干空氣。

Y1dY，由此可求得近似值；?588.08**?YbY?YY?Y1同時(shí)，f?WeQbYdwWeYw?dw?wbw?wb??(1?)??(1?)(?)WbWbY0WAY0WAY0wawaYdYdYWeY?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：YY*1dY**Y?YY?Y01.1840.8210.7090.6820.7120.8081.032dY?YbY?Y*W?Wb1?Y(1?Y)dwY0WAY0WaY?wewb(1?Ydw)Y0WAYb=0.0008588.080.00250.00500.0022361.900.00750.0041294.930.01000.0063272.240.01250.0088273.370.01500.0116296.120.01750.0146350.46Ye=0.0179475.000.020001.1842.0052.7143.3964.1084.9165.94800.19900.33710.45630.57090.69060.82651.00000.90.80.70.60.50.40.30.200.16920.10350.07750.06310.05390.04760.043400.16920.27270.35020.41330.46710.51470.5580NOG=5.948，f=0.5580；2atm，298K時(shí)，?=2.37kg/m3，因此G??v?2.37kg/(m?s)，

21.42DpG0.511.420.60?10?2?2.310.51()??()?0.07041m；故HOG=a?6001.835?10?53

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因此吸附區(qū)高度為H2=HOG.NOG=0.07041×5.948=0.419m。對(duì)單位橫截面積的床層，在保護(hù)作用時(shí)間內(nèi)吸附的苯蒸汽量為（0.025－0）×2.37×60×90＝320（kg苯/m2）而吸附床飽和區(qū)吸附苯蒸汽量?(H?H2)?b(xT?0)吸附床未飽和區(qū)吸附苯蒸汽量?H2?b(xT?0)(1?f)

因此總吸附量?(H?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解：

反應(yīng)管轉(zhuǎn)化率為xA時(shí)，反應(yīng)速度為RA=－0.15（1－xA）mol/（kg催化劑.min）。根據(jù)單管物料平衡可列出如下方程：0.15(1?xA)?Adx?QdxA其中A??4?(3.8?10?2)2?1.1?10?3m2，Q單位為mol/min。

dxA，對(duì)等式兩邊積分，即

1?xA數(shù)據(jù)代入并整理得0.098668dx?Q0.098668?6.10dx?Q?0.740dxA，解得Q=0.447mol/min。1?xA反應(yīng)管數(shù)目：250/0.447＝560個(gè)。

7.12解：

Q?227?56.75?171.38?4.56?105kJ?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解：

火電廠排放標(biāo)準(zhǔn)700mg/m3。

3%硫含量的煤煙氣中SO2體積分?jǐn)?shù)取0.3%。

3?64?103?8571mg；22.48571?700?100%?91.8%。因此脫硫效率為

8571則每立方米煙氣中含SO2

3

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8.2解：

1）CaCO3?SO2?2H2O?CaSO3?2H2O?CO2?

10064?m=1.5625kgm1kg3.6?2t?72kg，約去除72×0.9=64.8kg。100100?64.8因此消耗CaCO3m?1.3??132kg。

6464.81743）CaSO4.2H2O生成量?172?174kg；則燃燒1t煤脫硫污泥排放量為?435t，

640.42）每燃燒1t煤產(chǎn)生SO2約同時(shí)排放灰渣77kg。

8.3解：

1）由?T?1?(1??1)(1??2)，99.7%?1?(1?98%)(1??2)，解得?2?85%。2）設(shè)總體積為100，則SO27.8體積，O210.8體積，N281.4體積。經(jīng)第一級(jí)催化轉(zhuǎn)化后余SO20.156體積，O26.978體積，N281.4體積。設(shè)有x體積SO2轉(zhuǎn)化，則總體積為(88.5?x)。2xx/(88.5?)－2因此，300?，由此解得x=1.6×103；

0.156?x6.978?x/20.5?[]88.5?x/288.5?x/21.6?10?3?99%故轉(zhuǎn)化率為1?0.156

8.4解：動(dòng)力消耗K?

8.5解：

1）取平均溫度為T?0.00156?2600W?5.07W，即約0.51%用于戰(zhàn)勝阻力損失。

0.8180?55。?117.5。C，此時(shí)氣體密度??0.94g/l（分子量取30）

2?31/2顯然霧滴處于牛頓區(qū)，us?1.74[3?10?9.8?1000/0.94]?9.73m/s，因氣體流速

為3m/s，則液滴相對(duì)塔壁的沉降速度為6.73m/s。

2）工況條件：液氣比9.0L/m3，Ca/S=1.2，并假設(shè)SO2吸收率為90%。

。

在117.5C下，水汽化熱2212.1kJ/kg，空氣比熱1.025kJ/（kg.K）

由（180－55）×1.025×0.94=2212.1m，解得m=0.054kg，因此水分蒸發(fā)率

0.054?100%?0.6%。9.03

3

3）CaCO3反應(yīng)分率為

0.9?100%?75%。1.2

8.6解：

－－

在373K時(shí)，Khs=0.41，Ks1=6.6×103，Ks2＝3.8×108。

－－

[Na]－[S]=[Na+]－[SO2.H2O]－[HSO3]－[SO32]

－－－－

=[OH]－[H+]+[SO32]+2[CO32]+[HCO3]－[SO2.H2O]

Ks2[HSO3?]Ks2Ks1KhsPso2Ks2[HSO3?]Kc2Kc1KhcPco22?，[CO3]?，[SO]?????2??2[H][H][H][H]2?3[HCO3?]?代入得

Kc1KhcPco2。

[H?]10?142.1?10?132?6.55?10?201.2?10?9??4[Na]?[S]??[H]????8.166?10??2?2?[H][H][H][H]代入不同的[H+]濃度，可得pH在4～5時(shí)[Na]－[S]接近于0。因此脫硫最正確pH值4～5。

8.7解：

工況條件：液氣比9.0L/m3，Ca/S=1.2，并假設(shè)SO2吸收率為90%。因此，單位體積（1.0L）通過煙氣1/9m3，可吸收SO2

11000??4.0?10?3?90%?0.018mol。922.4－

取溫度T=373K，則Khs=0.147，Ks1=0.0035，Ks2=2.4×108。

－－

進(jìn)水PSO2=4.0×104atm，[SO2.H2O]=PSO2.Khs=5.88×105，[HSO3]=Ks1[SO2.H2O]/[H

－

+

－

]=0.0206，[SO32]=

Ks2[HSO3?]?4.94?10?5；?[H]則反應(yīng)后[S]’=[SO2.H2O]+[HSO3]+[SO32]+0.018=0.0387

－－

此時(shí)PSO2’=4.0×103atm，[SO2.H2O]’=5.88×104且

－

－

???4?3??[HSO3]'[H]'?5.88?10?3.5?10?2????8??[SO3]'[H]'?