大氣污染控制工程習(xí)題解答修改wangmy(整理)

1、 作業(yè)習(xí)題解答 除塵裝置第六章 ，457cm飛沫用重力沉降室收集。沉降至大小為寬914cm，高 在298K的空氣中NaOH6.13捕集的最小霧滴直徑。假設(shè)霧滴的100%/s長(zhǎng)1219cm?？諝獾捏w積流速為1.2m。計(jì)算能被 。比重為1.21 解：6.1 ，取。Stokes區(qū)域計(jì)算氣流水平速度。設(shè)粒子處于 捕集的最小霧滴直徑。即為能被100% 若考慮返混，則 Stokes假設(shè)。不考慮返混dp<100m顆粒，符合課本P163,對(duì)于1850cm，共1.09的單分散相氣溶膠通過(guò)一重力沉降室，該沉降室寬20cm，長(zhǎng)6.2 直徑為。問(wèn)需要設(shè)置，并觀測(cè)到其操作效率為64.9%0.124cm，氣體流速是

2、8.61L/min層，層間距 80%的操作效率。多少層可能得到 ：解6.2 代表沉降室層數(shù)n為隔板數(shù)，設(shè)n+1=N 按層流考慮， 式中 層。，因此需要設(shè)置233，空氣，塵粒密度2.5g/cm12m，氣速30cm/s，空氣溫度300K 6.3有一沉降室長(zhǎng)7.0m，高 100%，求該沉降室能捕集的最小粒徑。粘度0.067kg/(m.h) 6.3解： ，符合層流區(qū)假設(shè)。的流量通過(guò)多層的粒子（質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等），以3.61L/min0.63和0.836.4 氣溶膠含有粒徑為，L=50cm沉降室。給出下列數(shù)據(jù)，運(yùn)用斯托克斯定律和坎寧漢校正系數(shù)計(jì)算沉降效率。 層。h=0.129cm，n=19W=20cm， ：

3、6.4解 298K，首先進(jìn)行坎寧漢修正：dp=0.63m，設(shè)空氣溫度為， ，的取值，氣體密度 。 或C=1+0.165/dp=1+0.165/0.63=1.262 故 。 dp=0.83m： 。 C=1+0.165/dp=1+0.165/0.83=1.199 或 故 。 因此總效率3。粉塵分析實(shí)90%灰塵的氣流（），其除塵總效率為6.6 某旋風(fēng)除塵器處理含有4.58g/m 驗(yàn)得到下列結(jié)果。粒徑范圍/ /% 捕集粉塵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/% 逸出粉塵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)05 0.5 76.0 510 1.4 12.9 1015 1.9 4.5 1520 2.1 2.1 2025 2.1 1.5 2530 2.0

4、 0.7 3035 2.0 0.5 3540 2.0 0.4 4045 2.0 0.3 >45 84.0 1.1 1）作出分級(jí)效率曲線；2）確定分割粒徑。 注：g 進(jìn)口g 出口（逸出）g捕集 3i2i1i6.6解： P144（553）（P=0.1）計(jì)算分級(jí)效率，結(jié)果如下表所示： 粉塵間隔/ 05 510 1015 1520 2025 2530 3035 3540 4045 >45 質(zhì)量 /% 頻率 捕集g30.5 1.4 1.9 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 2.0 84.0 g出口276.0 12.9 4.5 2.1 1.5 0.7 0.5 0.4 0.3 1.1 5.

5、59 49.41 79.17 90.00 92.65 96.26 97.30 97.83 98.36 99.85 據(jù)此可作出分級(jí)效率曲線。 由上表可見，510去除效率為49.41。因此在工程誤差允許范圍內(nèi)，d=7.5。 c6.7 某旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù)為9.9，進(jìn)口速度15m/s，試計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力損失。 6.7解： P169（613） 。 6.10 在氣體壓力下為1atm，溫度為293K下運(yùn)行的管式電除塵器。圓筒形集塵管直徑為3/s。若集塵板附近的平均場(chǎng)強(qiáng)E=100kV/m，粒徑為，氣體流量0.075m1.0的，0.3mL=2.0m15C，計(jì)算該粉塵的驅(qū)進(jìn)速度w×10和電除塵效

6、率。 粉塵荷電量q=0.36.10解： P187（633） 。 3/s Q=0.075m，。 6.11 利用一高壓電除塵器捕集煙氣中的粉塵，已知該電除塵器由四塊集塵板組成，板高和3/s；操作壓力為2m，煙氣體積流量1atm，設(shè)粉塵粒子的366cm板長(zhǎng)均為，板間距24.4cm驅(qū)進(jìn)速度為12.2cm/s。試確定： 1）當(dāng)煙氣的流速均勻分布時(shí)的除塵效率； 2）當(dāng)供入某一通道的煙氣為煙氣總量的50%，而其他兩個(gè)各供入25%時(shí)的除塵效率（參 ）。276考圖6.11解： 322，。=13.4m，S=3.661）Q'=2/3=0.667 m /s或 2）設(shè)氣流橫截面積為A，則，查圖627 得Fv=1

7、.75 故。 6.12 板間距為25cm的板式電除塵器的分割直徑為0.9，使用者希望總效率不小于98%，有33，且粒0.1g/m30g/m。假定電除塵器入口處粉塵濃度為關(guān)法規(guī)規(guī)定排氣中含塵量不得超過(guò)徑分布如下： /% 質(zhì)量百分比范圍020 2040 4060 6080 80100 平均粒徑/ 3.5 8.0 13.0 19.0 45.0 并假定德意希方程的形式為，其中捕集效率；K經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；d顆粒直徑。試確定：1）該除塵器效率能否等于或大于98%；2）出口處煙氣中塵濃度能否滿足環(huán)保規(guī)定； 3）能否滿足使用者需要。 6.12 解： ？ 1）由題意 d=3.5， pd=8.0， pd=13.0， p

8、故 3。不滿足環(huán)保規(guī)定和使用者需要。>0.1g/m 2），6.13 某板式電除塵器的平均電場(chǎng)強(qiáng)度為3.4kV/cm，煙氣溫度為423K，電場(chǎng)中離子濃度為8326kg，粉塵在電場(chǎng)中的停留時(shí)間為5s10。試計(jì)算：個(gè)/m ，離子質(zhì)量為5×101）粒徑為5的粉塵的飽和電荷值；2）粒徑為0.2的粉塵的荷電量； 3）計(jì)算上述兩種粒徑粉塵的驅(qū)進(jìn)速度。 假定：1）煙氣性質(zhì)近似于空氣；2）粉塵的相對(duì)介電系數(shù)為1.5。 6.13解： 1）P183（631）電場(chǎng)荷電為 擴(kuò)散荷電按P184 （632）計(jì)算， 與電場(chǎng)荷電相比很小，可忽略。 16C。×10 因此飽和電荷值3.042）電場(chǎng)荷電為

9、擴(kuò)散荷電 19C。 與電場(chǎng)荷電相比很小，可忽略，故粉塵荷電量4.86×103）取 d=5時(shí)，； pd=0.2時(shí)，。 p、除塵效率為1%匯總了燃煤電廠用電除塵器的捕集性能。對(duì)于煤的含硫量為496圖 6.1499.5%的情況，試計(jì)算有效驅(qū)進(jìn)速度w。 e 6.14解： 231。根據(jù)，）1000m 查圖得集氣板面積約1000m/min.（0.995=1exp（w）解得w=5.30m/min。 ii6.15 電除塵器的集塵效率為95%，某工程師推薦使用一種添加劑以降低集塵板上粉塵層的比電阻，預(yù)期可使電除塵器的有效驅(qū)進(jìn)速度提高一倍。若工程師的推薦成立，試求使用該添加劑后電除塵器的集塵效率。 6.

10、15解： ，故， 因此。 6.16 煙氣中含有三種粒徑的粒子：10、7和3，每種粒徑粒子的質(zhì)量濃度均占總濃度的1/3。假定粒子在電除塵器內(nèi)的驅(qū)進(jìn)速度正比于粒徑，電除塵器的總除塵效率為95%，試求這三種粒徑粒子的分級(jí)除塵效率。 6.16解： 設(shè)3種粒子的分級(jí)效率分別為、，則 因此，。 6.17 對(duì)于粉塵顆粒在液滴上的捕集，一個(gè)近似的表達(dá)式為 3的粉塵，相對(duì)于液滴運(yùn)動(dòng)的初2g/cm/d，對(duì)于密度為。其中M是碰撞數(shù)的平方根，R=dDp速度為30m/s，流體溫度為297K，試計(jì)算粒徑為1）10；2）50的粉塵在直徑為50、100、500的液滴上的捕集效率。 6.17解： 1）粉塵粒徑d=10 p當(dāng)液滴

11、直徑為50時(shí)，R=0.2；碰撞數(shù)，。 由給出計(jì)算公式可得 同理可得液滴直徑為100、500時(shí)捕集效率為42.6、10.1%。 2）d=50 p用同樣方法計(jì)算可得顆粒在直徑為50、100、500的液滴上捕集效率分別為 0、10.2%、25.0。 3，喉管氣速為一個(gè)文丘里洗滌器用來(lái)凈化含塵氣體。操作條件如下：L=1.36L/m6.18 35Pa.s，取校正系數(shù)100.2，忽略83m/s，粉塵密度為0.7g/cm×方程，煙氣粘度為2.23Cc，計(jì)算除塵器效率。煙氣中粉塵的粒度分布如下： 粒徑/ 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/% <0.1 0.01 0.10.5 0.21 0.51.0 0.78 1.0

12、5.0 13.0 5.010.0 16.0 10.015.0 12.0 15.020.0 8.0 >20.0 50.0 解：6.18 （按大氣污染控制工程P2116）53 ）556由（粒徑小于0.1所占質(zhì)量百分比太小，可忽略；粒徑大于20.0，除塵效率約為1；因此 故。 3的速率進(jìn)入文丘里管，喉管氣速116m/s，氣體粘度為6.19 水以液氣比12L/m 53，平均粒徑為1.2，f取×100.22Pa.s，顆粒密度為1.789g/cm。求文丘里管洗滌器1.845的壓力損失和穿透率。 6.19 解： 坎寧漢修正 6.20 設(shè)計(jì)一個(gè)帶有旋風(fēng)分離器的文丘里洗滌器，用來(lái)處理鍋爐在1at

13、m和510.8K條件下排3/s，要求壓降為152.4cmHO，以達(dá)到要求的處理效率。估算洗出的氣流，其流量為7.1m2滌器的尺寸。 6.20解： 3，d=1.2，f=0.25。在1atm與510.K下查得設(shè)氣液比1L/m p。 由可解得 v=121.6m/s。故喉管面積，D=272mm。 T取喉管長(zhǎng)度300mm，通氣管直徑D=544mm。，則 1， （取D=600mm）。 26.21 直徑為2mm的雨滴以其終末沉降速度穿過(guò)300m厚的大氣近地層，大氣中含有粒徑為3的球形顆粒，顆粒的質(zhì)量濃度為80。 1）每個(gè)雨滴下降過(guò)程中可以捕集多少顆粒？ 2）由于捕集這些顆粒，雨滴的質(zhì)量增加了百分之幾？ 6.

14、21解： 由Air Pollution Control EngineeringP300 9.48式 。通過(guò)P293 Figure 9.18讀取。取，雨滴D=2mm，處于牛頓區(qū)，利用大氣污染控制工程P150（583）。因此， b。從Figure 9.18讀出=0.11（Cylinder）。 故M=。 4%。10 而液滴本身。故質(zhì)量增加了1.98×6.22 以2.5mm/h的速率發(fā)生了大面積降雨，雨滴的平均直徑為2mm，其捕集空氣中的懸浮顆粒物的效率為0.1，若凈化空氣中90的懸浮顆粒物，這場(chǎng)雨至少要持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間？ 6.22解： 由Air Pollution Control Engine

15、ering公式 。代入已知數(shù)據(jù) ，即需持續(xù)半天左右的時(shí)間。 6.23 安裝一個(gè)濾袋室處理被污染的氣體，試估算某些布袋破裂時(shí)粉塵的出口濃度。已知系33，布袋破裂前的出口濃度，進(jìn)口處濃度，288K9.15g/m0.0458g/m統(tǒng)的操作條件：1atm3/h，布袋室數(shù)為6，每室中的布袋數(shù)10014158m被污染氣體的體積流量，布袋直徑15cm，系統(tǒng)的壓降1500Pa，破裂的布袋數(shù)為2。 6.23解： 設(shè)破裂2個(gè)布袋后氣體流量分配不變，近似求得出口濃度如下： 。因此。3，系統(tǒng)的最初。此期間處理煙氣70.8m6.24 某袋式除塵器在恒定的氣流速度下運(yùn)行30min和最終的壓降分別為40Pa和400Pa，假

16、如在最終壓力下過(guò)濾器再操作1小時(shí)，計(jì)算另外的氣體處理量。 6.24解： 設(shè)恒定速度v，則， 。 1若在400Pa壓降下繼續(xù)，則 3。=90.1m 解此微分方程得Q26.25 利用清潔濾袋進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，以測(cè)定粉塵的滲透率，氣流通過(guò)清潔濾袋的壓力損失為3，總壓力損失與沉積1.2g/cm的氣體以1.8m/min的流速通過(guò)濾袋，濾餅密度250Pa，300K22。 表示），假如濾袋面積為100.0cm粉塵質(zhì)量的關(guān)系如下。試確定粉塵的滲透率（以m 612 666 774 900 990 1062 1152 M/kg 0.002 0.004 0.010 0.02 0.028 0.034 0.042 6.25

17、解： 當(dāng)T=300K時(shí)，v=1.8m/min=0.03m/s。 ， 。 利用所給數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬和， 122。m K=3.54×10，即，p33，擬采用逆氣流反吹清，初始含塵濃度為除塵器系統(tǒng)的處理煙氣量為10000m6g/m/h6.26 灰袋式除塵器，選用滌綸絨布濾料，要求進(jìn)入除塵器的氣體溫度不超過(guò)393K，除塵器壓力損失不超過(guò)1200Pa，煙氣性質(zhì)近似于空氣。試確定： 1）過(guò)濾速度；2）粉塵負(fù)荷；3）除塵器壓力損失；4）最大清灰周期；5）濾袋面積； 6）濾袋的尺寸（直徑和長(zhǎng)度）和濾袋條數(shù)。 6.26解： 1）過(guò)濾氣速估計(jì)為v=1.0m/min。 F2）除塵效率為99%，則粉塵負(fù)荷。

18、3）除塵器壓力損失可考慮為 為清潔濾料損失，考慮為120Pa； ； 故。 4）因除塵器壓降小于1200Pa，故即最大清灰周期。 5）。 6）取濾袋d=0.8m，l=2m。，取48條布袋。 6.27 據(jù)報(bào)道美國(guó)原子能委員會(huì)曾運(yùn)用2m深的沙濾床捕集細(xì)粒子，卡爾弗特建議用下式估算細(xì)粒子的穿透率。其中：Z=在氣流方向上床的長(zhǎng)度；v=氣體的表面流速；D=細(xì)粒子pas的空氣動(dòng)力學(xué)直徑；沙濾床的孔隙率；Dc=沙濾床的沙粒的直徑；氣體的粘度。 1）若d=0.5，Dc=1.0mm，v=6cm/s，0.3，試估算沙濾床的捕集效率； spa2）欲獲得99.9%以上的捕集效率，床的厚度至少應(yīng)多厚？ 3）推導(dǎo)該效率方程式。 6.27解： 1）將已知數(shù)據(jù)代入所給公式即有 ，2）由 可得z>=3.23m。 3）由Air Pollution Control Engineering公式，穿透率 取Wi=0.25Dc，而N=0.5Z/Dc，Vc=Vs/，代入上式 （近似?。?6.28 圖650表明濾料的粉塵負(fù)荷和表面過(guò)濾氣速對(duì)過(guò)濾效率的影響。當(dāng)粉塵負(fù)荷為2時(shí)，試求： 140g/m