26．活塞流反应器的显著特征是 。 所有反应物通过反应器的时间完全相同

27．全混流（理论混合流）反应器的显著特征是 。 反应器出口的物料浓度与反应器内完全相同

28．常压下20℃时O2溶解于水的亨利系数为40100atm，试计算平衡时水中氧的含?220?0.1K??0解：利用公式??KL??0，将已知数据代入?，解得

505?0.2K??0??K?2850min/m ???0?65min因此?max?2850?1?65?2785min。

31．在直径为1m的立式吸附器中，装有1m高的某种活性炭，填充密度为230kg/m3，量。

解：在1atm下O2在空气中含量约0.21。 由亨利定律可得：0.21=4.01×104x 解得O2在水中摩尔分数为x=5.24×10－

6。

29．在吸收塔内用清水吸收混合气中的SO2，气体流量为5000m3N/h，其中SO2占5%，要求SO2的回收率为95%，气、液逆流接触，在塔的操作条件下，SO2在两相间的平衡关系近似为Y*=26.7X。若用水量为最小用水量的1.5倍，试求用水量应为多少？

解：GB=5000×0.95=4750m3N/h。 Y(5000?4750)1=0.053，Y2?4750?5%?2.63?10?3；

(LSY?Y20.053?0.00263G)min?1?.7?25.4。 BXmax?00.053/26因此用水量Ls=25.4GB×1.5=1.81×105m3N/h。

30．某活性炭填充固定吸附床层的活性炭颗粒直径为3mm，把浓度为0.15kg/m3的CCl4蒸汽通入床层，气体速度为5m/min，在气流通过220min后，吸附质达到床层0.1m处；505min后达到0.2m处。设床层高1m，计算吸附床最长能够操作多少分钟，而CCl4蒸汽不会逸出？

当吸附CHCl3与空气混合气时，通过气速为20m/min，CHCl3的初始浓度为30g/m3，设CHCl3蒸汽完全被吸附，已知活性炭对CHCl3的静活性为26.29%，解吸后炭层对CHCl3的残留活性为1.29%，求吸附操作时间及每一周期对混合气体的处理能力。解：K?a?b(0.2629?0.v??0129)?230?3?95.8min/m 020?30?10?'?KL?95.8min

x?aSL?0.0129)?1b?(0.2629?4??12?1?230?45.2kg。

32．把处理量为250mol/min的某一污染物引入催化反应器，要求达到74%的转化率。假设采用长6.1m，直径3.8cm的管式反应器，求所需要的反应管数目和所需要催化剂的质量。假定反应速度可表示为：RA=－0.15（1－xA）mol/（kg催化剂.min）。催化剂堆积密度为580kg/m3。

解：反应管转化率为xA时，反应速度为RA=－0.15（1－xA）mol/（kg催化剂.min）。根据单管物料平衡可列出如下方程：0.15(1?xA)?Adx?QdxA 其中A??4?(3.8?10?2)2?1.1?10?3m2，Q单位为mol/min。

数据代入并整理得0.098668dx?QdxA1?x，对等式两边积分，即

A 0.098668?6.10dx?Q?0.740dxA，解得Q=0.447mol/min。 1?xA1． 是造成SO2大量排放的主要原因，大部分SO2的控制方法都可以用以下反应表示： 。 人为活动；CaCO3?SO2?0.5O2?CaSO4?CO2

反应管数目：250/0.447＝560个。

催化剂用量为：ρnAL＝580×560×1.1×10×6.1＝2179.4kg

-3

2．控制SO2排放的主要方法有： 33．为减少SO2向大气环境的排放量，一管式催化反应器用来把SO2转化为SO3。其反应方程式为：2SO2+O2－>2SO3。总进气量是7264kg/d，进气温度为250℃，二氧化硫的流速是227kg/d。假设反应是绝热进行且二氧化硫的允许排放量是56.75kg/d。试计算气流的出口温度。SO2反应热是171.38kJ/mol，混合气体平均热容是0.20J/(g.K)。 解：Q?227?56.75564?10?3?171.38?4.56?10kJ Q4.56?105由Q?mCp?T得?T?mC?7264?314K。

p0.2?气流出口温度：250＋314＝564℃

34．对于一级可逆气固相催化反应过程，假设催化剂内外温差可忽略，且为稳态操作，试写出其总反应速率方程式，并探讨不同控制步骤的条件。 答：一级可逆反应（内外温差可忽略），稳态操作，有

*rCAg?CA

A?1kgSe??1ksSi?化学反应控制：1kgSe???1ksSi?，且η＝1，表明内扩散可以忽略不计。

内扩散控制：1kgSe???1ksSi?，且η<1。 外扩散控制：

1kgSe???1ksSi?

第八章硫氧化物的污染控制

。 采用低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、燃烧中脱硫和末端尾气脱硫

3．广泛采用的脱硫剂主要有 （写出名称和对应的分子式）。

石灰石（CaCO3）和白云石（CaCO3.MgCO3） 4．简要分析流化床燃烧脱硫的主要影响因素。

答：（1）钙硫比：表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数。脱硫率（η）可以用Ca/S（R）近似表达：??1?exp(?mR)，其中m为综合影响参数。 （2）煅烧温度：存在最佳脱硫温度范围为800-850℃。温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面；温度过高，CaCO3的烧结作用变得严重

（3）脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构：颗粒尺寸小于临界尺寸时发生扬析，并非越小越好；颗粒孔隙结构应有适当的孔径大小，既保证一定孔隙容积，又保证孔道不易堵塞。（4）脱硫剂种类：与石灰石相比，白云石的孔径分布和低温煅烧性能好，但易发生爆裂扬析，且用量大近两倍。5．烟气脱硫工艺流程的脱硫效率，下列说法正确的是（ ）

A.湿法工艺的效率高，湿干法和干法相似 B.湿干法大于干法和湿法 C.湿法、湿干法和干法相似 D.湿法小于湿干法和干法 A

6．脱硫工艺流程的占地面积为（ ）

A.湿法>干法>湿干法 B.湿法>湿干法>干法 C.湿法、湿干法和干法相似 D.湿法<湿干法<干法 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，B

7．脱硫工艺流程的复杂程度为（ ）

A.湿法>干法>湿干法 B.湿法>湿干法>干法 C.湿法、湿干法和干法相似 D.湿法<湿干法<干法 B

8．目前应用最广泛的脱硫技术是（ ）

A.石灰石/石灰法洗涤 B.干法喷钙 C.氨法 D.氧化铜法 A

9．简要指出石灰石/石灰法洗涤脱硫技术应解决哪些主要问题。

答：设备腐蚀；结垢和堵塞；除雾器阻塞；脱硫剂的利用率；液固分离；固体废物的处理处置。

10．喷雾干燥法烟气脱硫有 。 吸收剂制备、吸收和干燥、固体捕集、固体废物处理

11．烟气同时脱硫脱氮技术主要有 三类。

烟气脱硫和烟气脱氮的组合技术、吸附剂同时脱除SOx和NOx、对现有的烟气脱硫系统（FGD）进行改造（如在脱硫液中投加脱氮剂等）增加脱氮功能

12．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；

每吨燃煤会排放多少污泥？

解：1）CaCO3?SO2?2H2O?CaSO3?2H2O?CO2?

100m?641kg m=1.5625kg 2）每燃烧1t煤产生SO3.62约

100?6432?1000kg?72kg，约去除72×0.9=64.8kg。 因此消耗CaCO?1.3?100?64.83 m64?132kg。

3）CaSO.2H64.842O生成量 64?172?174kg；则燃烧1t煤脱硫污泥排放量为

1740.4?435kg，同时排放灰渣77kg。 13．一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℃，催化转化反应的平衡常数K=300，反应平衡时SOSO2的转化率为多少？其中，K?y3y0.5。

SO2?(yO2)解：1）由?T?1?(1??1)(1??2)，99.7%?1?(1?98%)(1??2)，解得?2?85%。

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。经第二级催化转化后，设有x体积SO2转化，则总体积为(88.5?x2)。 x/(88.5?x)因此，300?2－0.156?x6.978?x/2，由此解得x=1.6×103；

088.5?x/2?[88.5?x/2].5故转化率为1?1.6?10?30.156?99% 第九章固定源氮氧化物污染控制

1．氮氧化物主要有 ，大气中NOx主要以 的形式存在。N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5；NO、NO2

2．氮氧化物的生成机理主要有 。 热力型、快速型、燃料型

3．控制NOx形成的因素包括 。

空气－燃料比；燃烧区温度及其分布；后燃烧区的冷却程度；燃烧器形状 4．传统的低NOx燃烧技术主要包括 。

低空气过剩系数运行技术、降低助燃空气预热温度、烟气循环燃烧、两段燃烧技术 5．先进的低NOx燃烧技术的原理是 。 低空气过剩系数运行技术＋分段燃烧技术

6．烟气脱硝技术主要有 。 选择性催化还原法、选择性非催化还原法、吸收法、吸附法

7．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；取NOx平均排放系数12kg/t煤。

2）以热值为10000kcal/kg的重油为燃料；取重油密度为0.8×103kg/m3，排放系数12.5kg/m3。

3）以热值为8900kcal/m3的天然气为燃料；排放系数6.25kg/1000m3。

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。，则每日排放NOx量约为

8.9?103?12103?107t；

2）同理M.10000×103×103×4.18×38%=1000×106×24×3600，M=5439t。 取重油密度为0.8×103kg/m3，折合体积约为6800m3，则每日排放NOx约为

6800?12.5103?85.0t

3）8900×103×4.18×38%V=1000×106×24×3600，解得V=6.1×106m3。

每日排放NOx量约为6.1?106?6.25103?103?38.2t。 8．燃油锅炉的NOx排放标准为230×10－

（体积分数）6

，假定油的化学组成C10H20Nx，

当空气过剩50%时发生完全燃烧。当燃料中50%的氮转化为NOx，忽略热力型NOx时，为满足排放标准，氮在油中的最大含量为多少？设空气中氮氧比为3.76。 解：燃烧1mol C10H20Nx，产生10molCO2，10molH2O，需O215mol，引入N2量56.4mol。 空气过剩50%，则总氮气量为56.4×1.5=84.6mol，O2量为7.5mol。

由题意，

0.5x?84.6?0.5x?7.5?230?10?620，解得x=0.052

因此氮在油中的最大含量为0.052?140.052?14?120?20?100%?0.52%。

第十章挥发性有机物污染控制