第八章硫氧化物的污染控制

1、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/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；因此脱硫效率为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40%CaSO

2、4.2H2O，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） m=1.5625kg2）每燃烧1t煤产生SO2约，约去除72×0.9=64.8kg。因此消耗CaCO3 。3）CaSO4.2H2O生成量 ；则燃烧1t煤脱硫污泥排放量为，同时排放灰渣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420。C，催化转化反应的平衡常数K=300，反应平衡时SO2的转

3、化率为多少？其中，。解：1）由，解得。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。因此，由此解得x=1.6×103；故转化率为8.4 通常电厂每千瓦机组容量运行时会排放0.00156m3/s的烟气（180。C，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，即约0.51%用于克服阻力损失8.5

4、 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85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180。C，离开塔顶时下降到55。C，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，此时气体密度（分子量取30）。显然雾滴处于牛顿区，因气体流速为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

5、气比热1.025kJ/（kg.K）由（18055）×1.025×0.94=2212.1m，解得m=0.054kg，因此水分蒸发率。3）CaCO3反应分率为。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+SO32+HCO3+CO32在333K时，CO2溶解和离解反应的平衡常数为：，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+SO32。如果烟气的SO2体积分数为2000×106，CO2的浓度为16%，试计算脱硫反

6、应的最佳pH。解：在373K时，Khs=0.41，Ks1=6.6×103，Ks23.8×108。NaS=Na+SO2.H2OHSO3SO32 =OHH+SO32+2CO32+HCO3SO2.H2O，。代入得代入不同的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 根据表85中所列的石灰石湿法烟气脱硫的典型操作条件，试计算：1）脱硫液每循环经过一次洗涤塔，单位体积脱硫液中溶解了多少摩尔的SO2；2）如果脱硫液进入洗涤塔时的pH为5，则其流出洗涤塔时的pH为多少。假定浆滴在洗涤塔中的停留时间较短（通常为34s），CaCO3尚未发生反应。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。取温度T=373K，则Khs=0.147，Ks1=0.0035，Ks2=2.4×108。进水PSO2=4.0×104atm，SO2.H2O=PSO2.Khs=5.88×105，HSO3=Ks1SO2.H2O/H+=0.0206，SO32=；则反应后S=SO2.H2O+HSO3+SO32+0.018=0.0387此