问题 问答题

共有3座污水处理厂,每天约处理污水43.5万吨,产生约300t污泥.过去,这些污泥多采取自然晾晒和直接利用等处理方式,效率低下,且需要大量的填埋场地.其实,污泥也是一种可再生资源,污泥可以用于发电,污泥掺人煤中进行焚烧发电,只需对热电厂锅炉除尘装置进行改造,增加污泥贮存输送装置,便可通过高温燃烧后产生一定的热量,为广大市民取暖、夏季制冷之用,同时燃烧后的产物经除尘处理后,还可作修路等用途.

研究表明:污泥中水的含量达80%,可燃物含量达9%,只有4%为废物.从热值角度看,6t污泥经能量置换后相当于1t标准煤.一天可节约标准煤50t.300t污泥可发电约70000kW•h,如果每户居民每月用电可以让700户居民用电一个月.

请根据上述提供的信息进行估算并回答问题:

(1)如果标准煤的热值为3.0×107J/kg,污泥燃烧放出的热量全部被水吸收.则1kg污泥完全燃烧放出的热量能使多少kg水温度升高50℃?[(c=4.2×103J/(kg•℃)]

(2)请估算污泥发电厂发电的效率.

答案

(1)∵6t污泥经能量置换后相当于1t标准煤,

∴1kg污泥燃烧放出的热量Q=qm=3.0×107J/kg×1kg×

1
6
=5×106J,

∵Q=cm△t

∴污泥完全燃烧热量能使水温度升高50℃的质量:

m=

Q
c△t
=
5×106J
4.2×103J/(kg•℃)×50℃
=23.8kg

(2)根据题意“300t污泥可发电约70000kW•h”,

产生的电能W=70000kW•h=70000×3.6×106J=2.52×1011J;

300t污泥燃烧放出的热量Q=qm=3.0×107J/kg×300×103kg×

1
6
=1.5×1012J,

∴污泥发电厂发电的效率为η=

W
Q
×100%=
2.52×1011J
1.5×1012J
×100%=16.8%,

答:(1)1kg污泥完全燃烧放出的热量能使多少23.8kg水温度升高50℃;

(2)污泥发电厂发电的效率为16.8%.

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