吸收法净化气态污染物

1、第九章 吸收法净化气态污染物9.1 浓度为0.03（摩尔分数）的稀氨水，在30时氨的平衡分压为3.924 kPa，氨水上方的总压为101.3kPa，其相平衡关系服从亨利定律。稀氨水密度近似取1000kg/m3，试计算亨利系数E、溶解度系数H及相平衡常数。 解：由x=p*/E得 享利系数：E=p*/x =3.942103/0.03 =1.314105pa 溶解度系数：H= = =0.423mol/Pam3 因为y*=P*/P =3.942/101.3 =0.039 又由y*=mx得 相平衡常数：m=y*/x =0.039/0.03 =1.39.2 试计算10及101.3kPa压力下，与空气接触的

2、水中氧的最大浓度（分别以摩尔分数和g/m3表示）。 解：查表9-2得E=5.56106kPa，摩尔分数可从式P=Ex求得， 即x=P/E=1.013105/5.56109 =0.1810-4 =1.810-5 由附录表7和元素表查得10下水的密度，O2的分子量M=32，依式9.9即可求得： C= = =1.010-3mol/m39.3 某吸收塔填料层高度为2.7m，在101.3kPa压力下，用清水逆流吸收混和气中的氨，混和气入塔流率0.03kmol/(m3s)，含氨2%（体积），清水的喷淋密度为0.018kmol(m2s)，操作条件下亨利系数E为60kPa，体积传质系数为kya=0.1kmol

3、/(m3s)，试求排出气体中氨的浓度。 解：因为NH3易溶于水，所以属于气相控制。可依式9.75 Z=计算 又PA1=0.02101.3103 =2.026103Pa KGa=kya/p 将题中所给数值代入式9.75，有 2.7 PA2=0.25Pa y2=PA2/P =2.5010-4/101.3 =2.4710-4%9.4 在温度20，压力1.013105Pa条件下，填料塔中用水洗涤含有8%SO2的低浓度烟气。要求净化后塔顶排气中SO2浓度降至1%，每小时净化烟气量为300m3。试计算逆流吸收过程所需最小液流量。 解：在20，1.01105Pa条件下查表92得E=0.355104kPa。

4、m= = =35.1 由于低浓度气体吸收，且溶液为稀溶液，其气液关系服从亨利定律从而最小气液比为： =9213.25m3/h9.5 试计算用H2SO4溶液从气相混和物中回收氨的逆流吸收塔的填料层高度。 已知：气体混和物中NH3的分压进口处为5103Pa，出口处为103pa。吸收剂中H2SO4浓度；加入时为0.6kmol/m3，排出时为0.5kmol/m3。KG=3.510-6kmol/(m2hPa)，KL=0.05m/s，H=7.510-4kmol/(m3Pa)，气体流量G=Gs=45kmol/h，总压为105Pa。 解：NH3与H2SO4反应方程式为： NH4OH+H2SO4 = 又已知PA

5、1=5103Pa PA2=103Pa CB1=0.5kmol/m3 CB2=0.6kmol/m3 G=45kmol/m3 P=105Pa r=1/2 代入式9.27有NA=（G/P）（PA1-PA2） =（L/rP1）（CB2-CB1） NA=（45/105）（5103-103） =（2L/P1）（0.6-0.5） 得L/P1=9 计算临界浓度（CB）C： S=P1H/P=P1 =0.013P1 L/SG=9/（0.01345） =15.4 kL/（1+kG）=0.05/（3.510-6/7.510-4） =11 r=PS/(rL) PA1/L=5103/0.026105 =1.92 代入式9

6、.77a:（GB）c= = =0.364kmol/m3 (CB)CCB1 由式9.75计算塔高 Z= = =2.07m9.6 试设计蒸发时为15t/h的燃煤锅炉烟气的除尘脱硫装置。要求排放烟气达到国家排放标准（一类区）。锅炉热效率70%，空气过剩系数1.2，烟尘排放因子为0.35。煤质组成：C=65.7%；S=1.7%；H=3.2%；水分=9.0；O=2.3%（含N量不计），灰分18.1%。 解：锅炉燃煤量、烟气排放量及组成 （1）锅炉燃煤量 已知煤的低位发热量为20939kJ/kg，水的蒸发热为2570.8kJ/kg，则蒸发量为15t/h的锅炉所需热量2570.815103=38.6106k

7、J/h，需煤量为38.6106/(2093970%)=2.6t/h。 （2）烟气排放量及组成（以燃烧1kg煤为基础）。各组分CSHO水分灰分重量/g65717322390181摩尔数/mol54.750.5316(分子)0.72（分子）5需氧/mol54.750.538-0.72 理论需氧量：54.75+0.53+8-0.72 =62.56mol/kg（煤） 理论空气量：62.56(3.76+1) =297.79=297.7922.410-3 =6.67m3/kg（煤）（标态）。 理论空气量下烟气组成（单位：mol） CO2：54.75 SO2:0.53 H2O:16+5 N2:62.563.

8、76 理论烟气量：54.75+0.53+16+5+62.563.76 =6.98m3/kg 实际烟气量（标态）：6.98+6.67(1.2-1) =8.31m3/kg 2.6t/h煤的烟气量（标态）：2.61038.31 =21.61103m3/h 烟气组成（标态）： =4082mg/m3 C烟尘= =3971.1mg/m3 （2）确定烟气除尘脱硫工艺并进行物料衡算 本题拟采用现有除尘设施、后加脱硫装置的工艺，其流程为：锅炉烟气除尘设施脱硫措施烟囱。 物料衡算： GB1327191中规定一类区：烟尘100mg/m3，SO21200mg/m3, 据此得： 粉尘入口 除尘系统 出 口 3971mg

9、/m3 97.5% 100mg/m3 除尘量：（3971-100）2.16110410-6=83.7kg/h 入口SO2浓度 脱硫系统 出口SO2浓度 4082mg/m3(标态) 70.6% 1200mg/m3（标态） 脱硫量（以SO2计）： （4082-1200）2.16110410-6 =62.3kg/h 计算结果示于下图：锅炉烟气 烟气排放CSO=4082mol/m3 除尘系统 脱硫系统 CSO=1200mg/m3CTSP=3971.1mol/m3 CTSP=100mg/m3 全系统回收：SO2 62.3kg/h，烟尘83.7kg/h,Q=21610m3/h3、除尘器、脱硫装置的选择设计

10、 （1）除尘器 选用立式麻石旋风水膜除尘器，水膜除尘器内烟气上升速度3.55m/s之间为宜。 D1= = =1.46m 选用MCLS1.6型麻石膜除尘器，其烟气进口尺寸bh=4201200mm2，总高H为11500mm，内径1600mm。 此时烟气进口速度为 = =16.5m/s （2）脱硫装置选用内装80mm陶瓷拉西环（整砌），吸收液为石灰石浆液，逆流接触。 CG1=0.064mol/m3 CG2= LsminCB2=21610(0.064-0.019)=972.5mol/h CaCO3的理论需要量：972.5M=97.3kg/h 实际用量取2倍的理论用量为：297.2=194.4kg/h，为减少结垢，可在循环槽内加入已二酸，其加入量为2kg/t（石灰石）。 YG1= =0.14% PG1=0.14%1.013105=141.8Pa YG2=0.01922.410-3=0.04% PG2=0.