大气污染控制工程第三版课后习题答案(7章全)

第七章第七章 气态污染物控制技术基础气态污染物控制技术基础 7.1 解：解：由亨利定律 P*=Ex，5002%=1.88105x，x=5.32105。 由 y*=mx，m=y*/x=0.02/5.32105=376。 因 x=5.32105很小，故 CCO2=2.96mol/m3。 )/(1096 . 2 10%2500 96 . 2 34 3* Pammol P C H 100g 与气体平衡的水中约含 441005.32105/18=0.013g。 7.2 解：解： 在 1atm 下 O2在空气中含量约 0.21。0.21=4.01104x 解得 O2在水中摩尔分数为 x=5.24106。 7.3 解：解： 20C 时 H2S E=0.489105kPa，分压 20atm0.1%=2.03kPa。 P*=Ex，x=P*/E=4.15105，故 C*H2S=2.31mol/m3。 H=C/P*=2.3/（2.03103）=1.14103mol/（m3.Pa）=115mol/（m3.atm） 由。 1 85 . 1 ,542 . 0 108 1 216 11511 hK kk H K Al lgAl 。)/(3 . 431 . 2 85 . 1 )( 3 2 * 2 hmmolCCKN SHSHAlA 7.4 解：解： GB=50000.95=4750m3N/h。 Y1=0.053，； 3 2 1063 . 2 %5 4750 )47505000( Y 。 4 . 25 7 . 26/053 . 0 00263. 0053 . 0 0 )( max 21 min X YY G L B S 因此用水量 Ls=25.4GB1.5=1.81105m3N/h。 由图解法可解得传质单元数为 5.6。 7.5 解：解： GB=100.89=8.9m3/min，Y1=0.124，Y2=0.02。作出最小用水时的操作线，xmax=0.068。 故，Ls=1.531.758.9=23.8m3/min。53 . 1 068 . 0 02 . 0 124 . 0 )( min B s G L 图解法可解得传质单元数为 3.1。Hy=2.393.1=7.4m。m L a Hy39 . 2 )(3 . 3 33 . 0 7.6 解：解： 利用公式，将已知数据代入，解得 0 KL 0 0 2 . 0505 1 . 0220 K K min65 min/2850 0 mK 因此。min27856512850 max 7.7 解：解： m V a K b min/ 8 . 95 103020 230)0129 . 0 2629 . 0 ( 3 0 ，。min 8 . 95 KLkgaSLx b 2 . 4523011 4 1 )0129 . 0 2629 . 0 ( 2 7.8 解：解： XT cm3/gP atmlgXTlgPP/V 3011.47700.033 5121.7080.3010.039 6731.8260.4770.045 8141.9090.6020.049 9351.9690.6990.054 10462.0170.7780.058 依据公式，对 lgXTlgP 进行直线拟合：，即 K=30，n=1.43； n T kPX 1 7 . 0 30PXT 依据公式，对 P P/V 进行直线拟合：， mm V P BVV P 1 P V P 005 . 0 0289 . 0 即 Vm=200，B=0.173。 7.9 解：解： 三氯乙烯的吸收量 V=2.541040.0299.5%=505.46m3/h，M=131.5。 由理想气体方程得RT M m PV hkg RT PVM m/1075 . 3 29431 . 8 5 . 13146.5051038 . 1 3 5 因此活性炭用量；kgm 43 0 1036 . 5 41075 . 3 28 100 体积。 3 4 0 9 . 92 577 1036 . 5 m m V 7.10 解：解： Y1=0.025kg 苯/kg 干空气，Y2=0，X2=0。硅胶苯 kgkg Y X/282 . 0 ) 167 . 0 ( 5 . 1 1 1 1 故操作线方程为 X=11.28Y。 当 Y=Yb=0.0025kg 苯/kg 干空气时，X=11.280.0025=0.0282kg 苯/kg 硅胶。 Y*=0.1670.02821.5=0.0008kg 苯/kg 干空气。 ，由此可求得近似值；08.588 1 * YY Y Yb YY dY * 同时， We Wb a b a b We Wb AA b w ww w wdww Y Y W dw Y Y WY Q f)(1 ()1 ( 000 We WbYe Yb Y Yb Ye Yb dYY Yb YY dY YY dY YY dY YY dY Y Y )(1 ( * * * * 0 由此求得 f 的近似值，列表如下： YY* * 1 YY * YY dY Y Yb YY dY * a b W WW 0 1 Y Y A W dw Y Y )1 ( 0 we wb A W dw Y Y )1 ( 0 Yb= 0.0025 0.0008588.080000.900 0.00500.0022361.901.1841.1840.19900.80.16920.1692 0.00750.0041294.930.8212.0050.33710.70.10350.2727 0.01000.0063272.240.7092.7140.45630.60.07750.3502 0.01250.0088273.370.6823.3960.57090.50.06310.4133 0.01500.0116296.120.7124.1080.69060.40.05390.4671 0.01750.0146350.460.8084.9160.82650.30.04760.5147 Ye= 0.0200 0.0179475.001.0325.9481.00000.20.04340.5580 NOG=5.948，f=0.5580；2atm，298K 时，=2.37kg/m3，因此，)/(37 . 2 2 smkgvG 故 HOG=；m GD a p 07041 . 0 ) 10835 . 1 31 . 2 1060 . 0 ( 600 42 . 1 )( 42 . 1 51 . 0 5 2 51 . 0 因此吸附区高度为 H2=HOG.NOG=0.070415.948=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 （0.0250）2.376090320（kg 苯/m2） 而吸附床饱和区吸附苯蒸汽量)0()( 2 Tb xHH 吸附床未饱和区吸附苯蒸汽量)1)(0( 2 fxH Tb 因此总吸附量320442 . 0 282 . 0 625419 . 0 282 . 0 625)419 . 0 ( H 解得 H=2.05m，此即所需要的最小床高。 7.11 解：解： 反应管转化率为 xA时，反应速度为 RA=0.15（1xA）mol/（kg 催化剂.min） 。 根据单管物料平衡可列出如下方程： AA QdxAdxx)1 (15 . 0 其中，Q 单位为 mol/min。 2322 101 . 1)108 . 3( 4 mA 数据代入并整理得，对等式两边积分，即 A A x dx Qdx 1 098668 . 0 ，解得 Q=0.447mol/min。 74 . 0 0 1 . 6 0 1 098668 . 0 A A x dx Qdx 反应管数目：250/0.447560 个。 7.12 解：解： kJQ 5 3 1056 . 4 38.171 1064 75.56227 由得。TcmQK cm Q T314 72642 . 0 1056 . 4 5 第八章第八章 硫氧化物的污染控制硫氧化物的污染控制 8.1 解：解： 火电厂排放标准 700mg/m3。 3%硫含量的煤烟气中 SO2体积分数取 0.3%。 则每立方米烟气中含 SO2； mg85711064 4 . 22 3 3 因此脱硫效率为。% 8 . 91%100 8571 7008571 8.2 解：解： 1） 223223 22COOHCaSOOHSOCaCO m=1.5625kg kgm1 64100 2）每燃烧 1t 煤产生 SO2约，约去除 720.9=64.8kg。kgt722 100 6 . 3 因此消耗 CaCO3 。kgm132 64 8 . 64100 3 . 1 3）CaSO4.2H2O 生成量 ；则燃烧 1t 煤脱硫污泥排放量为，kg174172 64 8 . 64 t435 4 . 0 174 同时排放灰渣 77kg。 8.3 解：解： 1）由，解得。)1)(1 (1 21 T )1%)(981 (1% 7 . 99 2 %85 2 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 。) 2 5 . 88( x 因此，由此解得 x=1.6103； 5 . 0 2/ 5 . 88 2/978 . 6 2/ 5 . 88 156 . 0 ) 2 5 . 88/( 300 x x x x x x 故转化率为%99 156 . 0 106 . 1 1 3 8.4 解：解： 动力消耗，即约 0.51%用于克服阻力损失。WWK07 . 5 8 . 0 260000156 . 0 8.5 解：解： 1）取平均温度为，此时气体密度（分子量取 30） 。CT 。 5 . 117 2 55180 lg /94 . 0 显然雾滴处于牛顿区，因气体流速smus/73 . 9 94 . 0 /10008 . 910374 . 1 2/13 为 3m/s，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/m3，Ca/S=1.2，并假设 SO2吸收率为 90%。 在 117.5。C 下，水汽化热 2212.1kJ/kg，空气比热 1.025kJ/（kg.K） 由（18055）1.0250.94=2212.1m，解得 m=0.054kg，因此水分蒸发率 。%6 . 0%100 0 . 9 054 . 0 3）CaCO3反应分率为。%75%100 2 . 1 9 . 0 8.6 解：解： 在 373K 时，Khs=0.41，Ks1=6.6103，Ks23.8108。 NaS=Na+SO2.H2OHSO3SO32 =OHH+SO32+2CO32+HCO3SO2.H2O ， 2 212322 3 H PKKK H HSOK SO sohssss 2 212322 3 H PKKK H HSOK CO cohcccs 。 21 3 H PKK HCO cohcc 代入得 4 9 2 20 2 1314 10166 . 8 102 . 1 1055 . 6 2 101 . 2 10 HHH H H SNa 代入不同的H+浓度，可得 pH 在 45 时NaS接近于 0。因此脱硫最佳 pH 值 45。 8.7 解：解： 工况条件：液气比 9.0L/m3，Ca/S=1.2，并假设 SO2吸收率为 90%。因此，单位体积 （1.0L）通过烟气 1/9m3，可吸收 SO2。mol018 . 0 %90100 . 4 4 . 22 1000 9 1 3 取温度 T=373K，则 Khs=0.147，Ks1=0.0035，Ks2=2.4108。 进水 PSO2=4.0104atm