1、1第八章 硫氧化物的污染控制 888.1 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 ；mg8571064.3因此脱硫效率为 %.918578.2 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
2、%，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%CaSO4.2H2O，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） 22323 CHaSOSCam=1.5625kgkgm16402）每燃烧 1t 煤产生 SO2 约 ，约去除 720.9=64.8kg。kgt720.3因此消耗 CaCO3 。136483）CaSO 4.2H2O 生成量 ；则燃烧 1t 煤脱硫污泥排放量为 ，k t435.017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%、O 2 为10.8%、N 2 为 81
3、.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 的转化率为多少？其中， 。5.0)(223OSyK解：1）由 ， ，解得 。)1(2T )%(98(7.92%85222）设总体积为 100，则 SO27.8 体积，O 210.8 体积，N 281.4 体积。经第一级催化转化后余SO20.156 体积，O 26.978 体积，N 281.4 体积。设有 x 体积 SO2 转化，则总体积为。)5.8(x因此， ，由此解得 x
4、=1.6103 ；5.02/.89762/5.810)./(3xx故转化率为 %.38.4 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WK07.58.026158.5 石灰石（CaCO 3）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
5、）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） 。T。5.17280lg/94.0显然雾滴处于牛顿区， ，因气体流速smus 73./18.934. 2/1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（180
6、55）1.0250.94=2212.1m，解得 m=0.054kg，因此水分蒸发率。%6.01.90543）CaCO 3 反应分率为 。7512.98.6 在双碱法烟气脱硫工艺中，SO 2 被 Na2SO3 溶液吸收。溶液中的总体反应为：Na2SO3+H2O+SO2+CO2Na +H+OH +HSO3 +SO32 +HCO3 +CO32在 333K 时，CO 2 溶解和离解反应的平衡常数为：3，atmMKPOHChc/0163.2 MKOHCc35.61230c25.1023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=SO 2.H2O+HSO3 +SO32 。如果
7、烟气的 SO2 体积分数为 2000106 ，CO 2 的浓度为 16%，试计算脱硫反应的最佳pH。解：在 373K 时，K hs=0.41，K s1=6.6103 ，K s23.810 8 。NaS=Na +SO 2.H2OHSO 3 SO 32 =OH H +SO32 +2CO32 +HCO3 SO 2.H2O， ，21223 HPSOSsohss 2132 HPKSOCcohcs。213PKHCcoh代入得 492021314 106.81.5.60.0 HHSNa代入不同的H +浓度，可得 pH 在 45 时Na S接近于 0。因此脱硫最佳 pH 值 45。8.7 根据表 85 中所列
8、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） ，CaCO 3 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 。mol018.%910.4913取温度 T=373K，则 Khs=0.147，K s1=0.0035，K s2=2.4108 。进水 PSO2=4.0104 atm，SO 2.H2O=PSO2.Khs=5.88105 ，HSO3 =Ks1SO2.H2O/H+=0.0206，SO 32 = ；531094.HSOs则反应后S=SO 2.H2O+HSO3 +SO32 +0.018=0.0387此时 PSO2=4.0103 atm，SO 2.H2O=5.88104 且 8323410. 58.5HSOS4物料守恒得 SO2.H2O+HSO3 +SO32 =0.0387由上述方程可解得H +=5.4105 ，pH=4.27
