dqwr_zyxt_07大气污染控制工程

作业习题 第七章 气态污染物控制技术基础 7.1 某混合气体中含有 2%（体积）CO 2，其余为空气。混合气体的温度为 30。 C，总压强 为 500kPa。从手册中查得 30。 C 时在水中的亨利系数 E=1.88105 kPa，试求溶解度系数 H 及相平衡常数 m，并计算每 100g 与该气体相平衡的水中溶有多少 gCO2。 7.2 20。 C 时 O2 溶解于水的亨利系数为 40100atm，试计算平衡时水中氧的含量。 7.3 用乙醇胺（MEA）溶液吸收 H2S 气体，气体压力为 20atm，其中含 0.1%H2S（体积） 。 吸收剂中含 0.25mol/m3 的游离 MEA。吸收在 293K 进行。反应可视为如下的瞬时不可逆反 应： 。 322222 NHCNSH 已知：k Ala=108h1 ，k Aga=216mol/m3.h.atm，D Al=5.4106 m2/h，D Bl=3.6106 m2/h。 试求单位时间的吸收速度。 7.4 在吸收塔内用清水吸收混合气中的 SO2，气体流量为 5000m3N/h，其中 SO2 占 5%，要 求 SO2 的回收率为 95%，气、液逆流接触，在塔的操作条件下，SO 2 在两相间的平衡关系 近似为 Y*=26.7X，试求： 1）若用水量为最小用水量的 1.5 倍，用水量应为多少？ 2）在上述条件下，用图解法求所需的传质单元数。 7.5 某吸收塔用来去除空气中的丙酮，吸收剂为清水。入口气体流量为 10m3/min，丙酮含 量为 11%（摩尔） ，要求出口气体中丙酮的含量不大于 2%（摩尔） 。在吸收塔操作条件下， 丙酮水的平衡曲线（1atm 和 299.6K）可表示为 。2)1(95.30xey 1）试求水的用量，假设用水量取为最小用水量 1.75 倍； 2）假设气相传质单元高度（以 m 计） 。其中 G 和 L 分别为气、液相3.0.0LHy 的流量（以 kg/m2.h 表示） ，试计算所需要的高度。 7.6 某活性炭填充固定吸附床层的活性炭颗粒直径为 3mm，把浓度为 0.15kg/m3 的 CCl4 蒸 汽通入床层，气体速度为 5m/min，在气流通过 220min 后，吸附质达到床层 0.1m 处； 505min 后达到 0.2m 处。设床层高 1m，计算吸附床最长能够操作多少分钟，而 CCl4 蒸汽 不会逸出？ 7.7 在直径为 1m 的立式吸附器中，装有 1m 高的某种活性炭，填充密度为 230kg/m3，当吸 附 CHCl3 与空气混合气时，通过气速为 20m/min，CHCl 3 的初始浓度为 30g/m3，设 CHCl3 蒸汽完全被吸附，已知活性炭对 CHCl3 的静活性为 26.29%，解吸后炭层对 CHCl3 的残留活 性为 1.29%，求吸附操作时间及每一周期对混合气体的处理能力。 7.8 在温度为 323K 时，测得 CO2 在活性炭上吸附的实验数据如下，试确定在此条件下弗 罗德里希和朗格谬尔方程的诸常数。 单位吸附剂吸附的 CO2 体积（cm 3/g） 气相中 CO2 的分压 （atm ） 30 1 51 2 67 3 81 4 93 5 104 6 7.9 利用活性炭吸附处理脱脂生产中排放的废气，排气条件为 294K，1.3810 5Pa，废气量 25400m3/h。废气中含有体积分数为 0.02 的三氯乙烯，要求回收率 99.5%。已知采用的活性 炭的吸附容量为 28kg 三氯乙烯/100kg 活性炭，活性炭的密度为 577kg/m3，其操作周期为 4h，加热和解析 2h，备用 1h，试确定活性炭的用量和吸附塔尺寸。 7.10 尾气中苯蒸汽的浓度为 0.025kg/kg 干空气，欲在 298K 和 2atm 条件下采用硅胶吸附净 化。固定床保护作用时间至少要 90min。设穿透点时苯的浓度为 0.0025kg/kg 干空气，当固 定床出口尾气中苯浓度达 0.020kg/kg 干空气时即认为床层已耗竭。尾气通过床层的速度为 1m/s（基于床的整个横截面积） ，试决定所需要的床高。 已知硅胶的堆积密度为 625kg/m3，平均粒径 Dp=0.60cm，平均表面积 a=600m2/m3。在 上述操作条件下，吸附等温线方程为：Y *=0.167X1.5。 式中 Y*=kg 苯 /kg 干空气，X=kg 苯/kg 硅胶。假定气相传质单元高度51.0)/(0237.GDHpO 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：R A=0.15（1x A）mol/（kg 催化剂.min ） 。 催化剂堆积密度为 580kg/m3。 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：2SO 2+O22SO 3 总进气量是 7264kg/d，进气温度为 250。 C，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。SO 2 反应热是 171.38kJ/mol，热容是 0.20J/(g.K)。 Chapter 7 1. A flue gas containing 3% SO2 by volume is to be scrubbed by a fresh absorbent to remove 90% of the SO2 . At equilibrium, the dissolved SO2 mole fraction in the absorbent is 0.0027 when the mole fraction in the gas phase is 0.03 .What is the minimum L/G for the absorber? Assume that in this region the equilibrium line is straight. 2. A power plant flue gas contains 1000 ppm of NO and is emitted at a rate of 1000 m3 s-1 at 573K and 1 atm .