Question

共有3座污水處理廠，每天約處理污水43.5萬噸，產(chǎn)生約300t污泥．過去，這些污泥多采取自然晾曬和直接利用等處理方式，效率低下，且需要大量的填埋場地．其實，污泥也是一種可再生資源，污泥可以用于發(fā)電，污泥摻人煤中進行焚燒發(fā)電，只需對熱電廠鍋爐除塵裝置進行改造，增加污泥貯存輸送裝置，便可通過高溫燃燒后產(chǎn)生一定的熱量，為廣大市民取暖、夏季制冷之用，同時燃燒后的產(chǎn)物經(jīng)除塵處理后，還可作修路等用途．
研究表明：污泥中水的含量達80%，可燃物含量達9%，只有4%為廢物．從熱值角度看，6t污泥經(jīng)能量置換后相當于1t標準煤．一天可節(jié)約標準煤50t.300t污泥可發(fā)電約70000kW?h，如果每戶居民每月用電可以讓700戶居民用電一個月．
請根據(jù)上述提供的信息進行估算并回答問題：
（1）如果標準煤的熱值為3.0×10⁷J/kg，污泥燃燒放出的熱量全部被水吸收．則1kg污泥完全燃燒放出的熱量能使多少kg水溫度升高50℃？[（c水=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）請估算污泥發(fā)電廠發(fā)電的效率．

Answer 1

（1）∵6t污泥經(jīng)能量置換后相當于1t標準煤，
∴1kg污泥燃燒放出的熱量Q=qm=3.0×10⁷J/kg×1kg×

1

6

=5×10⁶J，
∵Q=cm△t
∴污泥完全燃燒熱量能使水溫度升高50℃的質(zhì)量：
m=

Q

c△t

=

5×106J

4.2×103J/(kg?℃)×50℃

=23.8kg
（2）根據(jù)題意“300t污泥可發(fā)電約70000kW?h”，
產(chǎn)生的電能W_電=70000kW?h=70000×3.6×10⁶J=2.52×10¹¹J；
300t污泥燃燒放出的熱量Q=qm=3.0×10⁷J/kg×300×10³kg×

1

6

=1.5×10¹²J，
∴污泥發(fā)電廠發(fā)電的效率為η=

W電

Q

×100%=

2.52×1011J

1.5×1012J

×100%=16.8%，
答：（1）1kg污泥完全燃燒放出的熱量能使多少23.8kg水溫度升高50℃；
（2）污泥發(fā)電廠發(fā)電的效率為16.8%．