第七章 气态污染物控制技术基础解：由亨利定律P*=Ex ，500×2%=×105x ，x=×10－5。

由y*=mx ，m=y*/x=×10－5=376。

因x=×10－5很小，故C CO2=m 3。

)/(1096.210%250096.2343*Pa m mol P C H ⋅⨯=⨯⨯==- 100g 与气体平衡的水中约含44×100××10－5/18=0.013g 。

解：在1atm 下O 2在空气中含量约。

=×104x解得O 2在水中摩尔分数为x=×10－6。

解： 20》C 时H 2S E=×105kPa ，分压20atm ×%=。

P*=Ex ，x=P*/E=×10－5，故C*H2S =m 3。

H=C/P*=（×103）=×10－3mol/（）=115mol/（） 由185.1,542.0108121611511-==+=+=h K k k H K Al l g Al 。

)/(3.431.285.1)(32*2h m mol C C K N S H S H Al A ⋅=⨯=-=。

解：G B =5000×=4750m 3N /h 。

Y 1=，321063.2%54750)47505000(-⨯=⨯-=Y ；4.257.26/053.000263.0053.00)(max 21min =-=--=X Y Y G L B S 。

因此用水量L s =×=×105m 3N /h 。

由图解法可解得传质单元数为。

解：G B =10×=8.9m 3/min ，Y 1=，Y 2=。

作出最小用水时的操作线，x max =。

故53.1068.002.0124.0)(min =-=B s G L ，L s =××=23.8m 3/min 。

图解法可解得传质单元数为。

m LaH y 39.2)(3.333.0=⨯=。

H y =×=7.4m 。

解：利用公式0ττ-=KL ，将已知数据代入⎩⎨⎧-=-=002.05051.0220ττK K ，解得⎩⎨⎧==min 65min/28500τmK因此m in 27856512850max =-⨯=τ。

解：m V a K b min/8.95103020230)0129.02629.0(30=⨯⨯⨯-==-ρρmin 8.95'==KL τ，kg aSL x b 2.452301141)0129.02629.0(2=⨯⨯⨯⨯-==πρ。

解：依据公式nT kP X 1=，对lgX T ~lgP 进行直线拟合：7.030P X T =，即K=30，n=；依据公式m m V P BV V P +=1，对P ~P/V 进行直线拟合：P VP 005.00289.0+=， 即V m =200，B=。

解：三氯乙烯的吸收量V=×104××%=505.46m 3/h ，M=。

由理想气体方程RT MmPV =得 h kg RT PVM m /1075.329431.85.13146.5051038.135⨯=⨯⨯⨯⨯==因此活性炭用量kg m 4301036.541075.328100⨯=⨯⨯⨯=； 体积3409.925771036.5m m V =⨯==ρ。

解：Y 1=0.025kg 苯/kg 干空气，硅胶苯kg kg YX /282.0)167.0(5.1111==，Y 2=0，X 2=0。

故操作线方程为X=。

当Y=Y b =0.0025kg 苯/kg 干空气时，X=×=0.0282kg 苯/kg 硅胶。

Y*=×0.0008kg 苯/kg 干空气。

08.5881*=-Y Y ，由此可求得⎰-Y Yb YY dY*近似值； 同时， ⎰⎰---+-=-==We Wb ab a b We Wb A A b w w w w w dw w Y Y W dw Y Y W Y Q f ))(1()1(000 ⎰⎰⎰⎰⎰------=+We Wb Ye Yb Y Yb Ye Yb dYY Yb Y Y dY Y Y dYY Y dY Y Y dY Y Y ))(1(****0由此求得f 的近似值，列表如下：N OG =，f=；2atm ，298K 时，ρ=2.37kg/m 3，因此)/(37.22s m kg v G ⋅==ρ，故H OG =m G D a p 07041.0)10835.131.21060.0(60042.1)(42.151.05251.0=⨯⨯⨯⨯=--μ； 因此吸附区高度为H 2==×=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）××60×90＝320（kg 苯/m 2）而吸附床饱和区吸附苯蒸汽量)0()(2--=T b x H H ρ 吸附床未饱和区吸附苯蒸汽量)1)(0(2f x H T b --=ρ因此总吸附量320442.0282.0625419.0282.0625)419.0(=⨯⨯⨯+⨯⨯-=H 解得H=2.05m ，此即所需要的最小床高。

解：反应管转化率为x A 时，反应速度为R A =－（1－x A ）mol/（kg 催化剂.min ）。

根据单管物料平衡可列出如下方程：A A Qdx Adx x =-ρ)1(15.0 其中2322101.1)108.3(4m A --⨯=⨯⨯=π，Q 单位为mol/min 。

数据代入并整理得AAx dx Qdx -=1098668.0，对等式两边积分，即⎰⎰-=74.001.601098668.0AAx dx Q dx ，解得Q=min 。

反应管数目：250/＝560个。

解：kJ Q 531056.438.171106475.56227⨯=⨯⨯-=- 由T cm Q ∆=得K cm Q T 31472642.01056.45=⨯⨯==∆。

第八章 硫氧化物的污染控制解：火电厂排放标准700mg/m 3。

3%硫含量的煤烟气中SO 2体积分数取%。

则每立方米烟气中含SO 2mg 857110644.2233=⨯⨯； 因此脱硫效率为%8.91%10085717008571=⨯-。

解：1）↑+⋅→++22322322CO O H CaSO O H SO CaCOkgm 164100= m=1.5625kg 2）每燃烧1t 煤产生SO 2约kg t 7221006.3=⨯，约去除72×=64.8kg 。

因此消耗CaCO 3 kg m 132648.641003.1=⨯⨯=。

3）生成量 kg 174172648.64=⨯；则燃烧1t 煤脱硫污泥排放量为t 4354.0174=，同时排放灰渣77kg 。

解：1）由)1)(1(121ηηη---=T ，)1%)(981(1%7.992η---=，解得%852=η。

2）设总体积为100，则体积，体积，体积。

经第一级催化转化后余体积，体积，体积。

设有x 体积SO 2转化，则总体积为)25.88(x-。

因此，5.0]2/5.882/978.6[2/5.88156.0)25.88/(300x x x x xx --⋅---=，由此解得x=×10－3；故转化率为%99156.0106.113=⨯-- 解： 动力消耗W W K 07.58.0260000156.0=⨯=，即约%用于克服阻力损失。

解：1）取平均温度为C T 。

5.117255180=+=，此时气体密度l g /94.0=ρ（分子量取30）。

显然雾滴处于牛顿区，s m u s /73.9]94.0/10008.9103[74.12/13=⨯⨯⨯=-，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/m 3，Ca/S=，并假设SO 2吸收率为90%。

在。

C 下，水汽化热kg ，空气比热（）由（180－55）××=2212.1m ，解得m=0.054kg ，因此水分蒸发率%6.0%1000.9054.0=⨯。

3）CaCO 3反应分率为%75%1002.19.0=⨯。

解：在373K 时，K hs =，K s1=×10－3，K s2＝×10－8。

[Na]－[S]=[Na +]－[]－[HSO 3－]－[SO 32－]=[OH －]－[H +]+[SO 32－]+2[CO 32－]+[HCO 3－]－[]22123223][][][][++--==H P K K K H HSO K SO so hs s s s ，22123223][][][][++--==H P K K K H HSO K CO co hc c c s ，][][213+-=H P K K HCO co hc c 。

代入得492202131410166.8][102.1][1055.62][101.2][][10][][-+-+-+-++-⨯-⨯+⨯⨯+⨯+-=-H H H H H S Na 代入不同的[H +]浓度，可得pH 在4～5时[Na]－[S]接近于0。

因此脱硫最佳pH 值4～5。

解：工况条件：液气比9.0L/m 3，Ca/S=，并假设SO 2吸收率为90%。

因此，单位体积（1.0L ）通过烟气1/9m 3，可吸收SO 2mol 018.0%90100.44.221000913=⨯⨯⨯⨯-。

取温度T=373K ，则K hs =，K s1=，K s2=×10－8。

进水P SO2=×10－4atm ，[]==×10－5，[HSO 3－]=K s1[]/[H +]=，[SO 32－]=5321094.4][][-+-⨯=H HSO K s ； 则反应后[S]’=[]+[HSO 3－]+[SO 32－]+=此时P SO2’=×10－3atm ，[]’=×10－4且⎪⎩⎪⎨⎧⨯⨯=⨯⨯⨯=--+---+-8323343104.2]'[]'[]'[105.31088.5]'[]'[HSO H SO H HSO 物料守恒得 []’+[HSO 3－]’+[SO 32－]’ =由上述方程可解得[H +]=×10－5，pH=。