损失不超过1200Pa，烟气性质近似于空气。试确定：
1）过滤速度；2）粉尘负荷；3）除尘器压力损失；4）最大清灰周期；5）滤袋面积； 6）滤袋的尺寸（直径和长度）和滤袋条数。 解：1）过滤气速估计为vF=1.0m/min。
2）除尘效率为99%，则粉尘负荷W?vF?Ct?0.99?6t?5.94tg/m。 3）除尘器压力损失可考虑为?P??Pt??PE??Pp
2?Pt为清洁滤料损失，考虑为120Pa；?PE?SE?vF?350Pa；
?Pp?Rpv2?Ct?9.5?12?5.94t?56.43tPa,Rp取9.50N?min/(g?m)；
故?P??Pt??PE??Pp?350?120?56.43t(Pa)?470?56.43t(Pa)。
4）因除尘器压降小于1200Pa，故470?56.43t(Pa)?1200,t?12.9min即最大清灰周期。 5）A?Q10000?393??240m2。 60vF60?1?27326）取滤袋d=0.8m，l=2m。a??dl?5.03m，n?A?47.7，取48条布袋。 a第七章
。
7.1 某混合气体中含有2%（体积）CO2，其余为空气。混合气体的温度为30C，总压强为
。－
500kPa。从手册中查得30C时在水中的亨利系数E=1.88×105kPa，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。
－
解：由亨利定律 P*=Ex，500×2%=1.88×105x，x=5.32×105
－
由y*=mx，m=y*/x=0.02/5.32×105=376。
因为 x?5.32?10?5?0.05，所以c?x??l/MS
5.32?10?5?1.0?106mol/m3?2.96mol/m3 即 c?18H?C2.96??2.96?10?4mol/(m3?Pa) *3P500?2%?10mCO2mCO2?MH2OmH2O?MCO2x?mH2O?MCO2MH2Ox?MCO2mH2OMH2O? 所以 mCO2?
mCO25.32?10?5?100?44?g?0.013g
18100g与气体平衡的水中约含0.013g。
思考题：
1、 用双膜理论解释化学吸收的传质机理。
答：在化学吸收过程中，溶质A先从气相主体扩散到气液界面，其扩散机理与物理吸收时并无区别，气相吸收系数并不受影响。溶质A达到界面后便开始与溶剂中的反应组分B进行化学反应，B不断地从液相主体扩散到界面或界面吸附质近并与A相遇。A与B在什么位置进行反应取决于反应速率与扩散速度的相对大小。
2、 为什么说气固催化反应过程中，总反应速度受3个过程的影响？受哪三个过程的影响？ 答：由于组分A在气流主体中的浓度大于在催化剂外表面上的浓度，它会通过层流边界层向催化剂处表面扩散，其浓度递减到CAS，此即外扩散过程。此过程无化学反应，故其浓度（CAG?CAS）近似为一常量，因此层流边界层中的组分A的浓度分布在图中为一直线。又由于催化剂外表面上组分A的浓度CAS大于内表面上组分A的浓度，它将继续向颗粒内微孔中扩散（内扩散过程）。边扩散边反应，反应物A的浓度逐渐降低，在颗粒中心处反应物浓度CAC最小。所以在催化剂颗粒内部，反应物的浓度梯度不是常量，故组分A的浓度分布是曲线。当在催化剂表面生成生成物以后，生成物就由颗粒内部向外扩散，其浓度分布的趋势则与上述过程相反。上述步骤中，速度最慢（阻力最大）者，决定着整个过程的总反应速度，所以说总反应速度是3个过程影响。
3个过程为：化学动力学控制过程、内扩散控制过程和外扩散控制过程。
第八
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1m烟气中含SO2： 因此脱硫效率为??33?64?103?8571mg； 22.4Q1?Qr8571?700??100%?91.8% Q18571
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40êSO4.2H2O，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）CaCO3?SO2?2H2O?CaSO3?2H2O?CO2?
10064 m=1.5625kg ?m1kg3.6?2t?72kg，约去除72×0.9=64.8kg。 100100?64.8因此消耗CaCO3 m?1.3??132kg。
6464.82H2O生成量 3）CaSO4??172?174kg；
64174则燃烧1t煤脱硫污泥排放量为?435kg，同时排放灰渣77kg。
0.42）每燃烧1t煤产生SO2约
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：
[HCO3?]?[H?][CO2?H2O]?Kc1?10?6.35M ?Khc?0.0163M/atm，
[CO2?H2O]PCO2[CO32?]?[H?]?Kc2?10?10.25M ?[HCO3]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%，试计算脱硫反应的最佳pH。
－－
解：在373K时，Khs=0.41，Ks1=6.6×103，Ks2＝3.8×108
－－
[Na]－[S]=[Na+]－[SO2.H2O]－[HSO3]－[SO32]
－－－－
=[OH]－[H+]+[SO32]+2[CO32]+[HCO3]－[SO2.H2O]
Ks2[HSO3?]Ks2Ks1KhsPso2Ks2[HSO3?]Kc2Kc1KhcPco22?[SO]???，[CO3]?， ??2??2[H][H][H][H]2?3[HCO3?]?代入得
Kc1KhcPco2。 ?[H]10?142.1?10?132?6.55?10?201.2?10?9??4[Na]?[S]??[H]????8.166?10 ??2?2?[H][H][H][H]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。
8.7 根据表8－5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3～4s），CaCO3尚未发生反应。
解：（1）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，
11000??4.0?10?3?90%?0.018mol 922.4（2）取温度T=373K，则Khs=0.147，Ks1=0.0035，Ks2=2.4×10－8 进水PSO2=4.0×10－4atm，[SO2.H2O]=PSO2.Khs=5.88×10－5， [HSO3－]=Ks1[SO2.H2O]/[H+]=0.0206，
可吸收SO2：
[SO3
2－
Ks2[HSO3?]?5?4.94?10]=； ?[H]则反应后[S]’=[SO2.H2O]+[HSO3－]+[SO32－]+0.018=0.0387
－－
此时PSO2’=4.0×103atm，[SO2.H2O]’=5.88×104且
???4?3??[HSO3]'[H]'?5.88?10?3.5?10 ?2????8??[SO3]'[H]'?[HSO3]'?2.4?10物料守恒得 [SO2.H2O]’+[HSO3]’+[SO32]’ =0.0387 由上述方程可解得[H+]=5.4×10－5，pH=4.27
－
－
第九章
9.1 某座1000MW的火电站热效率为38%，基于排放系数，计算下述三种情况NOx的排放量（t/d）：
1）以热值为6110kcal/kg的煤为燃料；2）以热值为10000kcal/kg的重油为燃料； 3）以热值为8900kcal/m3的天然气为燃料。 解：1）设每天需燃煤Mt，则有
M.6110×103×103×4.18×38%=1000×106×24×3600 解得M=8.9×103t
取NOx平均排放系数12 kg/t煤，
8.9?103?12?106.8t 则每日排放NOx量约为
1032）同理M.10000×103×103×4.18×38%=1000×106×24×3600，
解得 M=5439t
取重油密度为0.8×103kg/m3，NOx平均排放系数12.5kg/m3，
则每日排放NOx约为
5439?12.5?85.0t
0.8?103?1033）取NOx平均排放系数6.25kg/1000m3天然气，则
8900×103×4.18×38%V=1000×106×24×3600，
解得V=6.1×106m3。
6.1?106?6.25?38.1t。 则每日排放NOx量约为3310?10
9.3 气体的初始组成以体积计为8.0%CO2、12%H2O、75%N2和5%O2。假如仅考虑N2与
O2生成NO的反应，分别计算下列温度条件下NO的平衡浓度。 1）1200K；2）1500K；3）2000K。
(2x)2解：1）1200K下，Kp=2.8×10。设有xN2转化为NO，则?2.8?10?7
(75?x)(5?x)－7
解得x=0.00512；故NO平衡浓度为
2?0.00512?1.02?10?4（体积分数）
100(2x)22）1500K时，同理?1.1?10?5 解得x=0.032
(75?x)(5?x)故NO平衡浓度为
0.032?2?6.4?10?4（体积分数）
100(2x)2?4.0?10?4 解得x=0.190 3）2000K时，
(75?x)(5?x)故NO平衡浓度为
2?0.190?3.8?1?30
100
9.5 基于第二节给出的动力学方程，对于t=0.01、0.04和0.1s，估算[NO]/[NO]e的比值，假定M=70，C=0.5。试问M=70所对应的温度是多少？以K表示。 解：已知 Y?[NO][NO]e1.5 (1?Y)C?1(1?Y)C?1?exp?(Mt)
将M=70，C=0.5代入
（1）当t=0.01s时 (1?Y)(1?Y)（2）当t=0.04s时 (1?Y)(1?Y)（3）当t=0.1s时 (1?Y)(1?Y)由M?5.7?10TP
第十章
10.2 估算在40C时，苯和甲苯的混合液体在密闭容器中同空气达到平衡时，顶空气体中苯和甲苯的摩尔分数。已知混合液中苯和甲苯的摩尔分数分别为30%和70%。 解：苯：查表得 A=6.90565 B=1211.0 C=220.8 在40C时，由安托万方程 lgP?A????0.5?e?0.7，解得Y=0.313 ?e?2.8，解得Y=0.811
1.5?0.51.5?0.5?e?7，解得Y=0.988
15?11/2exp(?58400)，取P=1atm，将M=70代入得T=2409K。 TB可计算得到 t?C苯的蒸汽压P1=182.913mmHg = 0.241atm
同理可得 甲苯的蒸汽压P2=59.230 mmHg = 0.078atm