(完整版)郝吉明第三版大氣污染控制工程課后答案完整版

大氣污染控制工程課后答案（第三版） 主編：郝吉明 馬廣大王書肖目錄第一章 概 論第二章 燃燒與大氣污染第三章 大氣污染氣象學第四章 大氣擴散濃度估算模式第五章 顆粒污染物控制技術基礎第六章 除塵裝置第七章 氣態(tài)污染物控制技術基礎第八章 硫氧化物的污染控制第九章 固定源氮氧化物污染控制第十章 揮發(fā)性有機物污染控制第十一章 城市機動車污染控制1第一章概 論1.1干結空氣中N2、O2、Ar和CO2氣體所占的質量百分數(shù)是多少？解：按1mol干空氣計算，空氣中各組分摩爾比即體積比，故nN2=0.781mol，nO2=0.209mol，nAr=0.00934mol，nCO2=0.00033mol。質量百分數(shù)為N2%0.78128.010.20932.00；28.97100%75.51%，O2%28.97100%23.08%11Ar%0.0093439.94100%1.29%，28.971CO2%0.0003344.01100%0.05%。28.9711.2根據(jù)我國的《環(huán)境空氣質量標準》的二級標準，求出 SO2、NO2、CO三種污染物日平均濃度限值的體積分數(shù)。解：由我國《環(huán)境空氣質量標準》二級標準查得三種污染物日平均濃度限值如下：3333SO2：0.15mg/m，NO2：0.12mg/m，CO：4.00mg/m。按標準狀態(tài)下1m干空氣計算，其摩爾數(shù)為110344.643mol。故三種污染物體積百分數(shù)22.4分別為：220.151030.052ppm20.121030.058ppmSO：6444.643，NO：4644.64334.00 10CO： 3.20ppm。1.3CCl4氣體與空氣混合成體積分數(shù)為 1.50×10－4的混合氣體，在管3道中流動的流量為 10mN、/s，試確定：1）CCl4在混合氣體中的質量濃33）；2）每天流經(jīng)管道的CCl質量度（g/m）和摩爾濃度c（mol/mNN4是多少千克？解：1）（g/mN）1.501041541.031g/mN3322.4103c（mol/mN）1.5010322.410

43 6.70 103mol/mN3。2）每天流經(jīng)管道的 CCl4質量為1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg31.4成人每次吸入的空氣量平均為 500cm，假若每分鐘呼吸 15次，空氣中顆粒物的濃度為 200g/m3，試計算每小時沉積于肺泡內的顆粒物質量。已知該顆粒物在肺泡中的沉降系數(shù)為 0.12。解：每小時沉積量200×（500×15×60×10－6）×0.12g=10.8g1.5設人體肺中的氣體含CO為2.2×10－4，平均含氧量為19.5%。如果這種濃度保持不變，求 COHb濃度最終將達到飽和水平的百分率。解：由《大氣污染控制工程》 P14（1－1），取M=210COHbp2.210M210O2HbpO219.510

40.2369，COHb飽和度COHbCOHb/O2Hb0.236919.15%CO1COHb/O2Hb10.2369COHbO2Hb1.6設人體內有4800mL血液，每100mL血液中含20mL氧。從事重體3力勞動的人的呼吸量為 4.2L/min，受污染空氣中所含 CO的濃度為104。如果血液中CO水平最初為：1）0%；2）2%，計算血液達到7%的CO飽和度需要多少分鐘。設吸入肺中的 CO全被血液吸收。解：含氧總量為480020960mL。不同CO百分含量對應CO的量為：2%：960100：9602%19.59mL，7%72.26mL98%7%93%1）最初CO水平為0%時t72.26172.0min；1041034.22）最初CO水平為2%時72.2619.59125.4mint1041034.21.7 粉塵密度 1400kg/m3，平均粒徑 1.4 m，在大氣中的濃度為0.2mg/m3，對光的折射率為 2.2，計算大氣的最大能見度。解：由《大氣污染控制工程》 P18（1－2），最大能見度為2.6pdp2.614001.4。Lv11581.8mK2.20.24第二章 燃燒與大氣污染2.1已知重油元素分析結果如下：C：85.5%H：11.3%O：2.0%N：0.2%S：1.0%，試計算：1）燃油1kg所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量；）干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度；53 ）當空氣的過剩量為 10%時，所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。解：1kg燃油含：重量（g）摩爾數(shù)（g）需氧數(shù)（g）C85571.2571.25H113－2.555.2527.625S100.31250.3125H2O22.51.250N元素忽略。1）理論需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg設干空氣 O2：N2體積比為 1：3.78，則理論空氣量 99.1875×4.78=474.12mol/kg 重油。即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。煙氣組成為CO271.25mol，H2O55.25+1.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=374.93mol。理論煙氣量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即502.99×22.4/1000=11.27m3N/kg重油。2）干煙氣量為502.99－56.50=446.49mol/kg 重油。0.3125SO2百分比濃度為 100% 0.07%，71.25空氣燃燒時CO2存在最大濃度 100% 15.96%。3）過剩空氣為10%時，所需空氣量為 1.1×10.62=11.68m3N/kg重油，產(chǎn)生煙氣量為11.267+0.1×10.62=12.33m3N/kg重油。2.2普通煤的元素分析如下： C65.7%；灰分18.1%；S1.7%；H3.2%；6水分9.0%；O2.3%。（含N量不計）1）計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和 SO2在煙氣中的濃度（以體積分數(shù)計）；32）假定煙塵的排放因子為 80%，計算煙氣中灰分的濃度（以 mg/m表示）；3）假定用硫化床燃燒技術加石灰石脫硫。 石灰石中含Ca35%。當Ca/S為1.7（摩爾比）時，計算燃煤1t需加石灰石的量。解：相對于碳元素作如下計算：%（質量） mol/100g 煤 mol/mol 碳C65.75.4751H3.23.20.584S1.70.0530.010O2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol碳水分9.01.644g/mol碳故煤的組成為CH0.584S0.010O0.013，燃料的摩爾質量（包括灰分和水分）為式為

10018.26g/molC。燃燒方程5.475CH0.584S0.010O0.013 n(O2 3.78N2) CO2 0.292H2O 0.010SO2 3.78nN2n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.14951）理論空氣量1.1495(13.78)100022.4103m3/kg6.74m3/kg；18.26SO2在濕煙氣中的濃度為70.010100% 0.174%1.6441 0.292 0.010 3.78 1產(chǎn)生灰分的量為18.1 80% 144.8g/kg煙氣量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.2622.4×10－3=6.826m3/kg灰分濃度為144.833=2.12×10mg/m436.82610mg/m3）需石灰石10001.7%1.74032.00103.21kg/t煤35%2.3煤的元素分析結果如下 S0.6%；H3.7%；C79.5%；N0.9%；O4.7%；灰分10.6%。在空氣過剩20%條件下完全燃燒。計算煙氣中SO2的濃度。解：按燃燒1kg煤計算重量（g）摩爾數(shù)（mol）需氧數(shù)（mol）C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875HO52.8752.9402設干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，所需理論空氣量為 4.78×（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg煤。理 論 煙 氣 量 CO2 66.25mol ， SO2 0.1875mol ， H2O15.5625+2.94=18.50molN

3.78354.76280.54mol24.78總計66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 煤實際煙氣量 365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg 煤，SO2濃度為80.1875100% 0.043%。436.432.4某鍋爐燃用煤氣的成分如下： H2S0.2%；CO25%；O20.2%；CO28.5%；H213.0%；CH40.7%；N252.4%；空氣含濕量為 12g/m3N， 1.2，試求實際需要的空氣量和燃燒時產(chǎn)生的實際煙氣量。解：取1mol煤氣計算H2S0.002mol耗氧量0.003molCO20.05mol0CO0.285mol0.143molH2（0.13-0.004）mol0.063molCH40.007mol0.014mol共需O20.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。設干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則理論干空氣量為 0.223×（3.78+1）=1.066mol。取1.2，則實際干空氣1.2×1.066mol=1.279mol。333空氣含濕量為12g/mN，即含H2O0.67mol/mN，14.94L/mN。故H2O體積分數(shù)為1.493%。故實際空氣量為1.2791.298mol。1.493%1煙氣量SO2：0.002mol，CO2：0.285+0.007+0.05=0.342mol，N2：0.223×3.78+0.524=1.367mol，H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol故實際煙氣量0.002+0.342+1.367+0.201+0.2 ×1.066=2.125mol2.5干煙道氣的組成為：CO211%（體積），O28%，CO2%，SO2120×10－6（體積分數(shù)），顆粒物30.0g/m3（在測定狀態(tài)下），煙道氣流流量在700mmHg和443K條件下為5663.37m3/min，水氣含量8%（體積）。9試計算：1）過量空氣百分比；2）SO的排放濃度（3）；3）2在標準狀態(tài)下（1atm和273K），干煙道體積；4）在標準狀態(tài)下顆粒物的濃度。解：1）N2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99%由《大氣污染控制工程》 P46（2－11）空氣過剩80.52100%50.5%78.99(80.50.2642)2）在測定狀態(tài)下，氣體的摩爾體積為P1V1T210132522.4443V2T1P227339.46L/mol；700133.32232－63取1m煙氣進行計算，則SO120×10m，排放濃度為120106(18%)339.46103640.179g/m。3）5663.3722.4(18%)2957mN3/min。39.464）30.039.4652.85g/mN3。22.42.6煤炭的元素分析按重量百分比表示，結果如下：氫5.0%；碳75.8%；氮1.5%；硫1.6%；氧7.4%；灰8.7%，燃燒條件為空氣過量20%，空氣的濕度為 0.0116molH2O/mol干空氣，并假定完全燃燒，試計算煙氣的組成。解：按1kg煤進行計算重量（g）摩爾數(shù)（mol）需氧數(shù)（mol）C75863.1763.17H40.7520.37510.19S160.50.510H2O 83.25 4.625 0需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol設干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則干空氣量為 73.86×4.78×1.2=423.66mol，含水423.66×0.0116=4.91mol。煙氣中：CO263.17mol；SO20.5mol；H2O4.91+4.625+20.375=29.91mol；N2：73.86×3.78=279.19mol；過剩干空氣 0.2×73.86×4.78=70.61mol。實際煙氣量為63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol其中CO263.17100%14.25%；20.5100%0.11%；443.38SO443.38H2O29.91100%6.74%；N2279.190.7970.61100%75.55%。443.38443.38O270.610.209100%3.33%。443.382.7運用教材圖2－7和上題的計算結果，估算煤煙氣的酸露點。解：SO含量為0.11%，估計約1/60的SO轉化為SO，則SO含量22330.11%11.83105，即H2SO4=1.83×10－5，lgPH2SO4=-4.737。P60查圖2－7得煤煙氣酸露點約為 134攝氏度。2.8燃料油的重量組成為：C86%，H14%。在干空氣下燃燒，煙氣分析結果（基于干煙氣）為： O21.5%；CO600×10－6（體積分數(shù)）。試計算燃燒過程的空氣過剩系數(shù)。 解：以1kg油燃燒計算，C 860g 71.67mol ；H 140g 70mol ，耗氧35mol。設生成COxmol，耗氧0.5xmol，則生成CO2（71.67－x）mol，耗11氧（71.67－x）mol。煙氣中O量1.5%x。2總氧量1.5%x0.5x(71.67x)35106.6724.5x，干空氣中N：O60010622體積比為3.78：1，則含N23.78×（106.67+24.5x）。根據(jù)干煙氣量可列出如下方程：1.5%x71.673.78(106.6724.5x)x，解得x=0.306600661060010故CO2%：71.670.306100%13.99%；306600106N2%：3.78(24.5 0.306 106.67) 100% 84.62%306600106由《大氣污染控制工程》 P46（2－11）空氣過剩系數(shù)11.50.50.061.0784.62(1.50.50.2640.06)12第三章 大氣污染氣象學3.1一登山運動員在山腳處測得氣壓為 1000hPa，登山到達某高度后又測得氣壓為 500hPa，試問登山運動員從山腳向上爬了多少米？解：由氣體靜力學方程式，大氣中氣壓隨高度的變化可用下式描述：dP g dZ （1）將空氣視為理想氣體，即有PVmRT可寫為mPM（2）MVRT將（2）式帶入（1），并整理，得到以下方程：dP gMdZP RT假定在一定范圍內溫度 T的變化很小，可以忽略。對上式進行積分得：lnPgMZC即lnP2gM(Z2Z1)（3）RTP1RT假設山腳下的氣溫為 10。C，帶入（3）式得：ln5009.80.029Z10008.314283得Z5.7km即登山運動員從山腳向上爬了約 5.7km。3.2在鐵塔上觀測的氣溫資料如下表所示， 試計算各層大氣的氣溫直減率：1.510，1030，3050，1.530，1.550，并判斷各層大氣穩(wěn)定度。高度Z/m1.510305013氣溫T/K298297.8297.5297.3解：1.510T297.82982.35K/100md，不穩(wěn)定z101.51030T297.5297.81.5K/100md，不穩(wěn)定z30103050T297.3297.51.0K/100md，不穩(wěn)定z50301.530T297.52981.75K/100md，不穩(wěn)定z301.51.550T297.32981.44K/100md，不穩(wěn)定。z501.53.3在氣壓為400hPa處，氣塊溫度為 230K。若氣塊絕熱下降到氣壓為600hPa處，氣塊溫度變?yōu)槎嗌?？解：T1(P1)0.288，T0P0T1P1)0.288230(6000.288258.49KT0()P04003.4試用下列實測數(shù)據(jù)計算這一層大氣的冪指數(shù) m值。高度Z/m1020304050風速3.03.53.94.24.5u/m.s－1解：由《大氣污染控制工程》P80（3－23），uu1(Z)m，取對數(shù)得Z1lgumlg(Z)u1Z1設lguy，lg(Z)x，由實測數(shù)據(jù)得u1Z1x0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.176114由excel進行直線擬合，取截距為 0，直線方程為：y=0.2442x故m＝0.2442。3.5某市郊區(qū)地面10m高處的風速為2m/s，估算50m、100m、200m、300m、400m高度處在穩(wěn)定度為 B、D、F時的風速，并以高度為縱坐標，風速為橫坐標作出風速廓線圖。解：uu(Z1)0.072(50)0.072.24m/suu(Z2)0.072(100)0.072.35m/s10Z010，20Z010u3u0(Z3)0.072(200)0.072.47m/s，u4u0(Z4)0.072(300)0.072.54m/sZ010Z010u5u0(Z5)0.072(400)0.072.59m/s。Z010穩(wěn)定度D，m=0.15u1u0(Z1)0.152(50)0.152.55m/s，u2u0(Z2)0.152(100)0.152.82m/sZ010Z010uu(Z3)0.152(200)0.153.13m/suu(Z4)0.152(300)0.153.33m/s30Z010，40Z010u5u0(Z5)0.152(400)0.153.48m/s。Z010穩(wěn)定度F，m=0.25u1u0(Z1)0.252(50)0.252.99m/s，u2u0(Z2)0.252(100)0.253.56m/sZ010Z010u3Z3)0.252(200)0.254.23m/s，u4u0Z4)0.252(300)0.254.68m/su0(10(10Z0Z0u5u0Z5)0.252400)0.255.03m/s((Z010風速廓線圖略。3.6一個在30m高度釋放的探空氣球，釋放時記錄的溫度為 11.0。C，15氣壓為 1023hPa。釋放后陸續(xù)發(fā)回相應的氣溫和氣壓記錄如下表所給。1）估算每一組數(shù)據(jù)發(fā)出的高度； 2）以高度為縱坐標，以氣溫為橫坐標，作出氣溫廓線圖； 3）判斷各層大氣的穩(wěn)定情況。測定位2345678910置氣溫/。C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8氣壓10121000988969909878850725700/hPa解：1）根據(jù)《AirPollutionControlEngineering 》可得高度與壓強的關系為dP gMdzP RT將 g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K) 代入上式得dz 29.21dPT。P當t=11.0。C，氣壓為1023hPa；當t=9.8。C，氣壓為1012hPa，故P=（1023+1012）/2=1018Pa，T=（11.0+9.8）/2=10.4。C=283.4K，dP=1012-1023=－11Pa。因此dz29.2111283.4m89m，z=119m。1018同理可計算其他測定位置高度，結果列表如下：測定位2345678910置氣溫/。C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8氣壓10121000988969909878850725700/hPa16高度差/m89991011635362902711299281高度/m119218319482101813071578287731582）圖略3）1T12119.81.35K/100md，不穩(wěn)定；289z12T2323z23T3434z34T4545z45T5656z56T6767z67T7878z78T8989z89T910910z910

9.8120，逆溫；2.22K/100m9912140，逆溫；1.98K/100m10114150，逆溫；0.61K/100m1631513d，穩(wěn)定；0.37K/100m536131302901312.6d，穩(wěn)定；0.15K/100m27112.61.6d，穩(wěn)定；0.85K/100m12991.60.8d，穩(wěn)定。0.28K/100m2813.7用測得的地面氣溫和一定高度的氣溫數(shù)據(jù)， 按平均溫度梯度對大氣穩(wěn)定度進行分類。測定編號123456地面溫度21.121.115.625.030.025.0/。C17高度/m4587635802000500700相應溫度26.715.68.95.020.028.0/。C解：G1T126.721.11.22K/100m0，故1G10，逆溫；z1458T215.621.1G20.72K/100m，故z2763T38.915.6，故G31.16K/100mz3580

2 G2 0.72K/100m d，穩(wěn)定；3 G3 1.16K/100m d，不穩(wěn)定；T45.025.0，故G41K/100md，不穩(wěn)定；G41K/100m4z42000T520.030.0，故G52K/100md，不穩(wěn)定；G52K/100m5z5500T628.025.0，故G60逆溫。G60.43K/100m06z67003.8確定題3.7中所給的每種條件下的位溫梯度。解：以第一組數(shù)據(jù)為例進行計算：假設地面大氣壓強為 1013hPa，則由習題3.1推導得到的公式lnP2gM(Z2Z1)，代入已知數(shù)據(jù)（溫度P1RTT取兩高度處的平均值）即ln P2＝－9.80.029458，由此解得P2=961hPa。1013 8.314 297由《大氣污染控制工程》 P72（3－15）可分別計算地面處位溫和給定高度處位溫： 地面 T地面(1000)0.288 294.1(1000)0.288 293K，P地面 1013181T1(1000)0.288299.7(1000)0.288303.16K，P1961故位溫梯度=2933032.18K/100m0458同理可計算得到其他數(shù)據(jù)的位溫梯度，結果列表如下：測定編號123456地面溫度21.121.115.625.030.025.0/。C高度/m4587635802000500700相應溫度26.715.68.95.020.028.0/。C位溫梯度/2.22K/100m0.27－0.17－0.02－1.021.423.9假如題3.7中各種高度處的氣壓相應為970、925、935、820、950、930hPa，確定地面上的位溫。解：以第一組數(shù)據(jù)為例進行計算，由習題3.1推導得到的公式P2gMZ1)，設地面壓強為1，代入數(shù)據(jù)得到：ln2PP1RTln970＝－9.80.029458，解得P1=1023hPa。因此P18.314297地面T地面(1000)0.288294.1(1000)0.288292.2KP地面1023同理可計算得到其他數(shù)據(jù)的地面位溫，結果列表如下：測定編號12345619地面溫度21.121.115.625.030.025.0/。C高度/m4587635802000500700相應溫度26.715.68.95.020.028.0/。C地面壓強/hPa102310121002104010061007地面位溫/。C292.2293.1288.4294.7302.5297.420第四章大氣擴散濃度估算模式4.1污染源的東側為峭壁，其高度比污染源高得多。設有效源高為H，污染源到峭壁的距離為L，峭壁對煙流擴散起全反射作用。試推導吹南風時高架連續(xù)點源的擴散模式。當吹北風時，這一模式又變成何種形式？解：吹南風時以風向為x軸，y軸指向峭壁，原點為點源在地面上的投影。若不存在峭壁，則有'(x,y,z,H)Qexp(y2){exp[(zH)2]exp[(zH)2]}2uyz2y22z22z2現(xiàn)存在峭壁，可考慮 為實源與虛源在所關心點貢獻之和。實源1Qexp(y2){exp[(zH)2]exp[(zH)2]}2uyz2y22z22z2虛源2Qexp[(2Ly)2]{exp[(zH)2]exp[(zH)2]}2uyz2y22z22z2因此Qexp(y2(zH)2exp[(zH)2]}+2uy2){exp[22]22z2yzzQexp[(2Ly)2]{exp[(zH)2exp[(zH)22uy2y22z2]2z2]}z=Q{exp(y2)exp[(2Ly)2]}{exp[(zH)2]exp[(zH)2]}2uyz2y22y22z22z221刮北風時，坐標系建立不變，則結果仍為上式。4.2某發(fā)電廠煙囪高度 120m，內徑5m，排放速度 13.5m/s，煙氣溫度為418K。大氣溫度288K，大氣為中性層結，源高處的平均風速為4m/s。試用霍蘭德、布里格斯（ x<=10Hs）、國家標準 GB/T13201－91中的公式計算煙氣抬升高度。解：霍蘭德公式HvsD(1.52.7TsTaD)13.55(1.52.74182885)96.16m。uTs4418布里格斯公式QH2.7TsTavsD22.741828813.55229521kW21000kW9.6103Ts9.6103418且x<=10Hs。此時H141x2/32.80x2/3。0.362QH1/3x2/3u0.362295211/3按國家標準GB/T13201－91中公式計算，因QH>=2100kW，Ts－Ta>=130K>35K。141244.93mHn0QHn1Hsn2u1.303295211/31202/3（發(fā)電廠位于城市近郊，取 n=1.303，n1=1/3，n2=2/3）4.3某污染源排出SO2量為80g/s，有效源高為60m，煙囪出口處平均風速為6m/s。在當時的氣象條件下，正下風方向 500m處的35.3m,z18.1m，試求正下風方向500m處SO2的地面濃度。解：由《大氣污染控制工程》 P88（4－9）得22Qexp(H2)80exp(602)0.0273mg/m3uyz2z635.318.1218.1224.4解：陰天穩(wěn)定度等級為D級，利用《大氣污染控制工程》P95表4－4查得x=500m時y35.3,z18.1。將數(shù)據(jù)代入式－8得mm4(500,50,0,60)8018.1exp(25022)exp(6022)0.010mg/m3。635.335.3218.14.4 在題 4.3 所給的條件下，當時的天氣是陰天，試計算下風向x=500m、y=50m處SO2的地面濃度和地面最大濃度。解：陰天穩(wěn)定度等級為D級，利用《大氣污染控制工程》P95表4－4查得x=500m時y35.3,z18.1。將數(shù)據(jù)代入式－得mm48(500,50,0,60)680exp(25022)exp(6022)0.010mg/m3。35.318.135.3218.14.5某一工業(yè)鍋爐煙囪高 30m，直徑0.6m，煙氣出口速度為 20m/s，煙氣溫度為405K，大氣溫度為293K，煙囪出口處風速 4m/s，SO2排放量為10mg/s。試計算中性大氣條件下 SO2的地面最大濃度和出現(xiàn)的位置。解：由霍蘭德公式求得HvsD(1.52.7TsTaD)200.6(1.52.74052930.6)5.84m，煙囪uTs4405有效高度為HHsH305.8435.84m。由《大氣污染控制工程》 P89（4－10）、（4－11）max2Qz時，zH35.8425.34m。uH2ey22取穩(wěn)定度為D級，由表4－4查得與之相應的 x=745.6m。23此時y50.1m。代入上式max21025.340.231g/m3。435.842e50.14.6地面源正下風方向一點上，測得 3分鐘平均濃度為 3.4×10－3g/m3，試估計該點兩小時的平均濃度是多少？假設大氣穩(wěn)定度為 B級。解：由《大氣污染控制工程》 P98（4－31）y2y1(2)qy1(2)0.33.02y1（當1h2100h，q=0.3）10.05QH23.4103103g/m3uexp(2)11.12y2z2z3.023.024.7一條燃燒著的農業(yè)荒地可看作有限長線源，其長為 150m，據(jù)估計有機物的總排放量為 90g/s。當時風速為3m/s，風向垂直于該線源。試確定線源中心的下風距離 400m處，風吹3到15分鐘時有機物的濃度。假設當時是晴朗的秋天下午 4：00。試問正對該線源的一個端點的下風濃度是多少？2QLH2P2解：有限長線源(x,0,0,H)exp(2)P12uz2z

exp(P2)dP。2首先判斷大氣穩(wěn)定度，確定擴散參數(shù)。中緯度地區(qū)晴朗秋天下午4：00，太陽高度角30～35。左右，屬于弱太陽輻射；查表 4-3，當風速等于3m/s時，穩(wěn)定度等級為 C，則400m處 y 43.3m, z 26.5m。其次判斷 3分鐘時污染物是否到達受體點。因為測量時間小于0.5h，所以不必考慮采樣時間對擴散參數(shù)的影響。 3分鐘時，污染物到達的距離x ut 3 3 60 540m 400m，說明已經(jīng)到達受體點。242QLH2P2有限長線源(x,0,0,H)exp(2)Pz2z1

exp(P2)dP22距離線源下風向4m處，P=－75/43.3=－1.732，1P=75/43.3=1.732；QL90g/(ms)0.6g/(ms)。代入上式得2150(400,0,0,0)

2 0.6

1.732

1exp(P2)dp5.52mg/m3。2 3 26.5

1.732

22端點下風向P1=0，P2=150/43.3=3.46，代入上式得(400,0,0,0)

2 0.6

3.460

1exp(P2)dp3.0mg/m32 3 26.5

224.8某市在環(huán)境質量評價中，劃分面源單元為 1000m×1000m，其中一個單元的SO2排放量為10g/s，當時的風速為 3m/s，風向為南風。平均有效源高為 15m。試用虛擬點源的面源擴散模式計算這一單元北面的鄰近單元中心處SO的地面濃度。2解：設大氣穩(wěn)定度為C級，y01000232.56m,z0156.98m。4.32.15當x=1.0km，y99.1,z61.4m。由《大氣污染控制工程》P106（4m－49）(x,y,0,H)Qexp{1[y2H2z0)2]}u(yy0)(zz0)2(yy0)2(z3(99.1106.98)exp[11522]4.57105g/m3232.56)(61.42(61.46.98)4.9某燒結廠燒結機的 SO2的排放量為180g/s，在冬季下午出現(xiàn)下沉逆溫，逆溫層底高度為 360m，地面平均風速為 3m/s，混和層內的平均風速為3.5m/s。煙囪有效高度為 200m。試計算正下風方向 2km和6km處SO2的地面濃度。25解：設大氣穩(wěn)定度為C級。zDH3602002.1574.42mxD1226.5m2.15當x=2km時，xD<x<2xD，按x=xD和x=2xD時濃度值內插計算。x=xD時，y118.26m,z74.42m，代入《大氣污染控制工程》P88（4－9）得221Qexp(H2)3.5180exp(22002)0.050mg/m3uyz2z118.2674.4274.42x=2xD時，y221.41m,z139.10m，代入P101（－）得436Qy21800.257mg/m3；2exp(2)2221.412uDy2y3.5360通過內插求解0.050.2570.050(20001226.5)0.181mg/m31226.5當x=6km>2xD時，y474m，1800.120mg/m323.5360474計算結果表明，在x<=x<=2x范圍內，濃度隨距離增大而升高。DD4.10某硫酸廠尾氣煙囪高50m，SO排放量為100g/s。夜間和上午地2面風速為3m/s，夜間云量為3/10。當煙流全部發(fā)生熏煙現(xiàn)象時，確定下風方向12km處SO2的地面濃度。由所給氣象條件應取穩(wěn)定度為 E級。查表 4－4得x=12km處，4277m,z87.4m。H42750，hfH2z50287.4224.8myfy433.25m88F(12000,0,0,50)Q2uhfyf

231001.365104g/m3。224.8433.2534.11某污染源SO2排放量為80g/s，煙氣流量為 265m/s，煙氣溫度為418K，大氣溫度為293K。這一地區(qū)的SO2本底濃度為0.05mg/m3，設 z/ y 0.5，u10 3m/s，m=0.25，試按《環(huán)境空氣質量標準》的二26級標準來設計煙囪的高度和出口直徑。解：按《大氣污染控制工程》 P91（4－23）QH0.35PaQvT0.3510132654182932.810104kW2100kWTs418由P80（3－23）uu10(Z)m3(Hs)0.251.687Hs0.25Z1010按城市及近郊區(qū)條件，參考表 4－2，取n=1.303，n1=1/3，n2=2/3，代入P91（4－22）得Hn0QHn1Hsn2u1/3Hs2/311.3032810023.48Hs5/12。1.687Hs1/4《環(huán)境空氣質量標準》的二級標準限值為 0.06mg/m3（年均），代入P109（4－62）2QzHsb)yeu(0

H＝2801030.5H2.7181.687(HsH)0.25(0.060.05)1063.142解得HsHHs23.48Hs5/12357.4m于是Hs>=162m。實際煙囪高度可取為170m。煙囪出口煙氣流速不應低于該高度處平均風速的1.5倍，即u>=1.5v×1.687×1700.25=9.14m/s。但為保證煙氣順利抬升，出口流速應在20~30m/s。取uv=20m/s，則有4Qv4265，實際直徑可取為4.0m。D4.1muv204.12 試證明高架連續(xù)點源在出現(xiàn)地面最大濃度的距離上，煙流中心線上的濃度與地面濃度之比值等于 1.38。27解：高架連續(xù)點源出現(xiàn)濃度最大距離處，煙流中心線的濃度按 P884－7）1Qexp(y2){exp[(zH)2]exp[(zH)2]}y0,zH2uyz2y22z22z2Q4H21.018Q[1exp[2H2/2]2uyz2uyz

（由P89（4－11） z H ）2而地面軸線濃度2max2Qz。uH2ey因此，1/21.018Q/(2Qz)1.018H2e1.018H2e1.018e1.382uyzuH2ey4z2H)224(2得證。28第五章 顆粒污染物控制技術基礎5.1根據(jù)以往的分析知道，由破碎過程產(chǎn)生的粉塵的粒徑分布符合對數(shù)正態(tài)分布，為此在對該粉塵進行粒徑分布測定時只取了四組數(shù)據(jù)（見下表），試確定：1）幾何平均直徑和幾何標準差；2）繪制頻率密度分布曲線。粉塵粒徑0～1010～2020～40>40dp/ m質量頻率36.919.118.026.0g/%解：在對數(shù)概率坐標紙上作出對數(shù)正態(tài)分布的質量累積頻率分布曲線，讀出d84.1=61.0m、d50=16.0m、d15。9=4.2m。gd84.13.81。d50作圖略。5.2根據(jù)下列四種污染源排放的煙塵的對數(shù)正態(tài)分布數(shù)據(jù)， 在對數(shù)概率坐標紙上繪出它們的篩下累積頻率曲線。污染源質量中位直徑集合標準差平爐0.362.14飛灰6.84.54水泥窯16.52.35化鐵爐60.017.65解：繪圖略。295.3已知某粉塵粒徑分布數(shù)據(jù)（見下表），1）判斷該粉塵的粒徑分布是否符合對數(shù)正態(tài)分布；2）如果符合，求其幾何標準差、質量中位直徑、個數(shù)中位直徑、算數(shù)平均直徑及表面積－體積平均直徑。粉塵粒徑0～22～44～66～1010～20～>40/濃/

m2040度0.812.2255676273gm3解：在對數(shù)概率坐標紙上作出對數(shù)正態(tài)分布的質量累積頻率分布曲線，讀出質量中位直徑 d50（MMD）=10.3 m、d84.1=19.1 m、d15。9=5.6 m。d84.11.85。gd50按《大氣污染控制工程》P129（5－24）lnMMDlnNMD3ln2gNMD3.31m；P129（5－26）lndLlnNMD1ln2gdL4.00m；2P129（5－29）lndsvlnNMD5ln2gdsv8.53m。25.4對于題5.3中的粉塵，已知真密度為1900kg/m3，填充空隙率0.7，試確定其比表面積（分別以質量、凈體積和堆積體積表示） 。解：《大氣污染控制工程》P135（5－39）按質量表示Sm63.7103cm2/gdsvPP135（5－38）按凈體積表示SV67.03103cm2/cm3dsvP135（5－40）按堆積體積表示Sb6(1)2.11103cm2/cm3。dsv305.5根據(jù)對某旋風除塵器的現(xiàn)場測試得到： 除塵器進口的氣體流量為3 310000mN/h，含塵濃度為 4.2g/mN。除塵器出口的氣體流量為 120003 3mN/h，含塵濃度為340mg/mN。試計算該除塵器的處理氣體流量、漏風率和除塵效率（分別按考慮漏風和不考慮漏風兩種情況計算） 。解：氣體流量按P141（5－43）QN 1(Q1NQ2N)11000m3N/s；2漏風率P141（5－44）除塵效率：

Q1NQ2N100%2000；Q1N100%20%10000考慮漏風，按P142（5－47）12NQ2N10.3401200090.3%1NQ1N4.210000不考慮漏風，按 P143（5－48） 1 2N1N

0.3401 91.9%4.25.6對于題5.5中給出的條件，已知旋風除塵器進口面積為0.24m2，除塵器阻力系數(shù)為 9.8，進口氣流溫度為 423K，氣體靜壓為－490Pa，試確定該處塵器運行時的壓力損失（假定氣體成分接近空氣） 。解：由氣體方程PVmRT得MmPM(1.01105490)290.832g/LVRT8.31423Q1000042327317.9m/sv0.243600A0.83217.92按《大氣污染控制工程》P142（5－45）P9.81311Pa。25.7有一兩級除塵系統(tǒng)，已知系統(tǒng)的流量為2.22m3/s，工藝設備產(chǎn)生粉塵量為22.2g/s，各級除塵效率分別為 80%和95%。試計算該處塵系統(tǒng)的總除塵效率、粉塵排放濃度和排放量。解：按《大氣污染控制工程》 P145（5－58）31T 1 (1 1)(1 2) 1 (1 95%)(1 80%) 99%粉塵濃度為22.2g/m3 10g/m3，排放濃度10（1－99%）=0.1g/m3；2.22排放量2.22×0.1=0.222g/s。5.8某燃煤電廠除塵器的進口和出口的煙塵粒徑分布數(shù)據(jù)如下， 若除塵器總除塵效率為 98%，試繪出分級效率曲線。粉塵間隔/ m <0.6 0.6~0 0.7~0 0.8~1 1~2 2~3 3~4.7 .8 .0質量 進 口 2.0 0.4 0.4 0.7 3.5 6.0 24.0頻率 g1/%出口7.01.02.03.014.016.029.0g2粉塵間隔/m4~55~66~88~1010~1220~30質量進口13.02.02.03.011.08.0頻率1g/%出口6.02.02.02.58.57.0g2解：按《大氣污染控制工程》P144（5－52）i1Pg2i（P=0.02）g1i計算，如下表所示：粉塵間隔/m<0.60.6~00.7~00.8~11~22~33~432.7 .8 .0質量 進 口 2.0 0.4 0.4 0.7 3.5 6.0 24.0頻率 g1/%出口7.01.02.03.014.016.029.0g2i/%93959091.49294.797.6粉塵間隔/m4~55~66~88~1010~1220~30其他質量進口13.02.02.03.011.08.024.0頻率g1/%出口6.02.02.02.58.57.00g2i/%99.1989898.398.598.2100據(jù)此可作出分級效率曲線。5.9某種粉塵的粒徑分布和分級除塵效率數(shù)據(jù)如下，試確定總除塵效率。平均粒徑0.1.2.3.4.5.6.7.8.101420>23/m2500000000.0.0.0.5質量頻率0.0.9.202015118.5.5.4.0.0.2/%145.0.0.0.055508分級效率8304760687581868995989910033/%.5.5.5解：按《大氣污染控制工程》P144（5－54）Tig1i72.86%。5.10 計算粒徑不同的三種飛灰顆粒在空氣中的重力沉降速度，以及每種顆粒在30秒鐘內的沉降高度。假定飛灰顆粒為球形，顆粒直徑分別為為0.4、40、4000m，空氣溫度為387.5K，壓力為101325Pa，飛灰真密度為2310kg/m3。解：當空氣溫度為387.5K時 0.912kg/m3, 2.3 105。當dp=0.4m時，應處在Stokes區(qū)域。首先進行坎寧漢修正：v8RT88.314387.5532.2m/s，M3.14228.971030.4999.4108m，Kn229.41020.47。則vdp0.4C1Kn[1.2570.4exp(1.101.61，usdp2pgC1.41105m/s。)]18Kn當dp=4000m時，應處于牛頓區(qū)，us1.74dp(p)17.34m/s。gdpu40001060.91217.34500，假設成立。Rep2.31052750當dp=0.4m時，忽略坎寧漢修正，usdp2pg0.088m/s。經(jīng)驗證Rep<1，18符合Stokes公式?？紤]到顆粒在下降過程中速度在很短時間內就十分接近us，因此計算沉降高度時可近似按us計算。dp=0.4mh=1.41×10－5×30=4.23×10－4m；dp=40mh=0.088×30=2.64m；34dp=4000mh=17.35×30=520.5m。5.11欲通過在空氣中的自由沉降來分離石英（真密度為 2.6g/cm3）和角閃石（真密度為 3.5g/cm3）的混合物，混合物在空氣中的自由沉降運動處于牛頓區(qū)。試確定完全分離時所允許的最大石英粒徑與最小角閃石粒徑的最大比值。設最大石英粒徑 dp1，最小角閃石粒徑 dp2。由題意，dp1p1dp2p21.74g1.74g故dp1p2dp2p1

3.5 。1.352.65.12直徑為200m、真密度為 1850kg/m3的球形顆粒置于水平的篩子上，用溫度293K和壓力101325Pa的空氣由篩子下部垂直向上吹篩上的顆粒，試確定：1）恰好能吹起顆粒時的氣速； 2）在此條件下的顆粒雷諾數(shù)；3）作用在顆粒上的阻力和阻力系數(shù)。解：在所給的空氣壓強和溫度下， 1.205kg/m3, 1.81 105Pas。dp=200m時，考慮采用過渡區(qū)公式，按《大氣污染控制工程》 P150（5－82）：us0.153dp1.14(p)0.714g0.7140.153(200106)1.1418500.7149.810.7141.03m/s0.4280.286(1.81105)0.4281.2050.286Rep2001061.031.20513.85，符合過渡區(qū)公式。1.81105阻力系數(shù)按P147（5－62）18.53.82。阻力按（－）CPP146559Re0p.61216228Fp2CDApu23.824(20010)1.2051.037.8310N。5.13 欲使空氣泡通過濃鹽酸溶液（密度為 1.64g/m3，粘度 1×10－354Pa.s），以達到干燥的目的。鹽酸裝在直徑為 10cm、高12m的圓管內，其深度為22cm，鹽酸上方的空氣處于 298K和101325Pa狀態(tài)下。若空氣的體積流量為 127L/min，試計算氣流能夠夾帶的鹽酸霧滴的最大直徑。解：圓管面積A1d27.85103m2。據(jù)此可求出空氣與鹽酸霧滴相4對速度Q127103us7.851030.27m/s。考慮利用過渡區(qū)公式：A600.153dp1.14(p)0.714g0.714us0.4280.286代入相關參數(shù)1.19kgm3,p3kgm3,1.82105Pas及/1.6410/us=0.27m/s可解得dp=66m。661061.190.27，符合過渡區(qū)條件。故能被空氣夾帶Rep1.821051.171的霧滴最大直徑為 66m。5.14 試確定某水泥粉塵排放源下風向無水泥沉降的最大距離。水泥粉塵是從離地面 4.5m高處的旋風除塵器出口垂直排出的，水泥粒徑范圍為25～500m，真密度為1960kg/m3，風速為1.4m/s，氣溫293K，氣壓為101325Pa。解：粒徑為25m，應處于Stokes區(qū)域，考慮忽略坎寧漢修正：usdp2pg3.69102m/s。豎直方向上顆粒物運動近似按勻速考慮，18H4.5122s，因此L=v.t=1.4×122m=171m。則下落時間t3.69102us365.15某種粉塵真密度為 2700kg/m3，氣體介質（近于空氣）溫度為433K，壓力為101325Pa，試計算粒徑為10和500m的塵粒在離心力作用下的末端沉降速度。已知離心力場中顆粒的旋轉半徑為 200mm，該處的氣流切向速度為 16m/s。解：在給定條件下 0.815kg/m3, 2.5 105Pas。當dp=10m，粉塵顆粒處于Stokes區(qū)域：ucdp2put2(1106)227001620.768m/s。18R182.51050.2d=500m，粉塵顆粒處于牛頓區(qū)：2213ut2p6Ruc3.03dpput2R80.2m/s。經(jīng)驗證，Rep=1307>500，假設成立。第六章 除塵裝置6.1在298K的空氣中NaOH飛沫用重力沉降室收集。沉降至大小為寬914cm，高457cm，長1219cm?？諝獾捏w積流速為 1.2m3/s。計算能被37100%捕集的最小霧滴直徑。假設霧滴的比重為 1.21。解：計算氣流水平速度v0Q1.22.87102m/s。設粒子處于A9.144.57Stokes區(qū)域，取1.82105Pas。按《大氣污染控制工程》（6P162－4）18v0H181.821052.871024.5717.2106m17.2mdmin1.211039.8112.19pgL即為能被100%捕集的最小霧滴直徑。6.2直徑為1.09m的單分散相氣溶膠通過一重力沉降室，該沉降室寬20cm，長50cm，共18層，層間距0.124cm，氣體流速是8.61L/min，并觀測到其操作效率為64.9%。問需要設置多少層可能得到80%的操作效率。解：按層流考慮，根據(jù)《大氣污染控制工程》P163（6－5）1n1n228022.2，因此需要設置23層。n2n1182164.96.3有一沉降室長7.0m，高12m，氣速30cm/s，空氣溫度300K，塵粒密度2.5g/cm3，空氣粘度0.067kg/(kg.h)，求該沉降室能100%捕集的最小粒徑。解：0.067kgmh1.86105Pas/(.)dmin18v0H181.861050.312105m84m100m，符合pgL2.51038.49.817層流區(qū)假設。6.4氣溶膠含有粒徑為 0.63和0.83 m的粒子（質量分數(shù)相等），以3.61L/min的流量通過多層沉降室。給出下列數(shù)據(jù)，運用斯托克斯定律和坎寧漢校正系數(shù)計算沉降效率。L=50cm，1.05g/cm3，，W=20cm38h=0.129cm， 0.000182g/(cm.s)，n=19層。解：設空氣溫度為 298K，首先進行坎寧漢修正：v8RT88.314298466.6m/s，M3.14228.971031.821056.6108m，26.61020.499v0.4991.185466.6Kn0.630.211.102C10.21[1.2570.4e0.21]1.264。故usdppgC1.58105m/s18usLW(n1)1.581050.50.2200.525。用同樣方法計算可得iQ3.61103/600.83m粒子的分級效率為0.864。因此總效率i0.5(0.5250.864)0.6956.5試確定旋風除塵器的分割直徑和總效率，給定粉塵的粒徑分如下：平均粒徑范圍0~11~55~1010~220~330~440~550~60>60/m0000質量百分數(shù)/%32015201610637已知氣體粘度為2×10－5，顆粒比重為2.9，旋風除塵器氣體入口速度為15m/s，氣體在旋風除塵器內的有效旋轉圈數(shù)為5次；旋風除塵器直徑為3m，入口寬度76cm。解：按《AirPollutionControlEngineering》公式NVcD2p)]。1exp[(9Wi令=50%，N=5，Vc=15m/s，p=2.9×103kg/m3，W=0.76m，2105Pas，39代入上式得d=11.78m。c利用《大氣污染控制工程》P170（6－18）i(dpi/dc)2計算各粒21(dpi/dc)徑粉塵分級效率，由此得總效率igi55.3%6.6某旋風除塵器處理含有4.58g/m3灰塵的氣流（2.5105Pas），其除塵總效率為90%。粉塵分析試驗得到下列結果。粒徑范圍/m捕集粉塵的質量百分逸出粉塵的質量百分數(shù)/%數(shù)/%0~50.576.05~101.412.910~151.94.515~202.12.120~252.11.525~302.00.730~352.00.535~402.00.440~452.00.3>4584.01.11）作出分級效率曲線；2）確定分割粒徑。解：根據(jù)《大氣污染控制工程》P144（5－53）i（P=0.1）Pg2i/g3i計算分級效率，結果如下表所示：40粉塵間隔/m0~5~110~15~20~25~30~35~40~>455015202530354045質量捕集0.1.41.92.12.12.02.02.02.084.頻率g350/%出口7612.4.52.11.50.70.50.40.31.1g2.09i/%5.49.79.90.92.96.97.97.98.99.59411700652630833685據(jù)此可作出分級效率曲線。由上表可見，5～10m去除效率為49.41。因此在工程誤差允許范圍內， dc=7.5 m。6.7某旋風除塵器的阻力系數(shù)為9.9，進口速度15m/s，試計算標準狀態(tài)下的壓力損失。解：據(jù)《大氣污染控制工程》P169（6－13）p1v1219.91.2931521440Pa。226.8欲設計一個用于取樣的旋風分離器，希望在入口氣速為 20m/s時，其空氣動力學分割直徑為 1m。1）估算該旋風分離器的筒體外徑； 2）估算通過該旋風分離器的氣體流量。解：根據(jù)《AirPollutionControlEngineering》P258公式NVcD2p)]。1exp[(9Wi41因D2單位1000(p單位取kg/m3)，故D2p＝1000Dpa2；Dpa2pp由題意，當50%,Vc20m/s。取1.82105Pas，N=10，代入上式50%1exp[(1020(1.0106)21000)]，解得Wi=5.5mm。9Wi1.82105根據(jù)一般旋風除塵器的尺寸要求， D0=4Wi=2.2cm；H＝2Wi=1.1cm。－3 3氣體流量c=1.21×10 m/s6.9含塵氣流用旋風除塵器凈化，含塵粒子的粒徑分布可用對數(shù)正態(tài)分布函數(shù)表示，且 Dm=20m， 1.25。在實際操作條件下該旋風除塵器的分割直徑為 5m，試基于顆粒質量濃度計算該除塵器的總除塵效率。解：按《大氣污染控制工程》 P170（6－18）(dpi/dc)2(dpi/5)2dpi2i(dpi/dc)21(dpi/5)2252；1dpi1iqddpidpi2qddpi。20025dpidpidpilnln1dg1.79dg=20m，1.25，qexp[2exp[(20)2]()]2dpilng2lngdpi0.32代入上式，利用Matlab積分可得1iqddpi96.3%。06.10在氣體壓力下為1atm，溫度為293K下運行的管式電除塵器。圓筒形集塵管直徑為0.3m，L=2.0m，氣體流量0.075m3/s。若集塵板附近的平均場強E=100kV/m，粒徑為1.0m的粉塵荷電量q=0.3×10－15C，計算該粉塵的驅進速度w和電除塵效率。42解：驅進速度按《大氣污染控制工程》 P187（6－33）wqEp0.310151001030.176m/s。3dp31.811051106AdL0.321.885m2，3/s，代入P188（6－34）Q=0.075mi1exp(Awi)1exp(1.8850.176)98.8%。Q0.0756.11 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，板高和板長均為 366cm，板間距24.4cm，煙氣體積流3；操作壓力為1atm，設粉塵粒子的驅進速度為12.2cm/s。試量2m/s確定：1）當煙氣的流速均勻分布時的除塵效率；2）當供入某一通道的煙氣為煙氣總量的 50%，而其他兩個各供入 25%時的除塵效率（參考圖 6－27）。解：1）Q’=2/3=0.6673，22m/sS=3.66=13.4m，i1exp(13.40.122)99.3%。0.667/22）vmax0.51.5，查圖6－27得Fv=1.75v1/3故i1(1)Fv1(199.3%)1.7598.8%。6.12板間距為25cm的板式電除塵器的分割直徑為0.9m，使用者希望總效率不小于98%，有關法規(guī)規(guī)定排氣中含塵量不得超過0.1g/m3。假定電除塵器入口處粉塵濃度為 30g/m3，且粒徑分布如下：質量百分比范 0~20 20~40 40~60 60~80 80~100圍/%43平均粒徑/m3.58.013.019.045.0并假定德意希方程的形式為1ekdp，其中捕集效率；K經(jīng)驗常數(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。解：1）由題意0.51exp(k0.9)k0.77d=3.5m，11exp(0.773.5)93.2%pd=8.0m，21exp(0.778.0)99.8%pdp=13.0m，31exp(0.7713.0)100%故0.293.2%0.299.8%10.2398.6%98%2）98.6%12i，則2i=0.42g/m3>0.1g/m3。不滿足環(huán)保規(guī)定和使用30者需要。6.13 某板式電除塵器的平均電場強度為 3.4kV/cm，煙氣溫度為423K，電場中離子濃度為 108個/m3，離子質量為 5×10－26kg，粉塵在電場中的停留時間為 5s。試計算：1）粒徑為5m的粉塵的飽和電荷值；2）粒徑為0.2 m的粉塵的荷電量；3）計算上述兩種粒徑粉塵的驅進速度。假定：1）煙氣性質近似于空氣； 2）粉塵的相對介電系數(shù)為 1.5。解：1）由《大氣污染控制工程》 P183（6－31）電場荷電為q30dp2E031.58.851012(5106)23.41053.041016C23.5擴散荷電按P184（6－32）計算，與電場荷電相比很小，可忽略。44－16因此飽和電荷值 3.04×10 C。q30dp2E031.58.851012(0.2106)23.41054.861019C23.5擴散荷電與電場荷電相比很小，可忽略，故粉塵荷電量 4.86×10－19C。3）取2.5105Pasdp=5m時，qEp3.0410163.41050.088m/s；w32.510551063dppmqEp4.8610193.41053.51103m/s。d=0.2時，wdp32.51050.210636.14圖6－49匯總了燃煤電廠用電除塵器的捕集性能。對于煤的含硫量為1%、除塵效率為99.5%的情況，試計算有效驅進速度 we。解：查圖得集氣板面積約33）－1。根據(jù)1000m.（1000m/min1exp(Awi)，Q450.995=1－exp（－wi）解得wi=5.30m/min。6.15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器上粉塵層的比電阻，預期可使電除塵器的有效驅進速度提高一倍。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。解：1exp(Aw)95%，故exp(Aw)0.05，exp(A2w)0.0025QQQ因此'1exp(A2w)10.002599.75%。Q6.16煙氣中含有三種粒徑的粒子： 10m、7m和3m，每種粒徑粒子的質量濃度均占總濃度的 1/3。假定粒子在電除塵器內的驅進速度正比于粒徑，電除塵器的總除塵效率為 95%，試求這三種粒徑粒子的分級除塵效率。解：設3種粒子的分級效率分別為1、2、3，則123(1e10k)(1e7k)(1e3k)30.95k0.6586因此199.9%，299.0%，386.1%。6.17對于粉塵顆粒在液滴上的捕集，一個近似的表達式為exp[(0.018M0.5R/R0.6R2)]。其中是碰撞數(shù)的平方根，p/dD，MR=d對于密度為2g/cm3的粉塵，相對于液滴運動的初速度為 30m/s，流體溫度為297K，試計算粒徑為1）10m；2）50m的粉塵在直徑為 50、100、500m的液滴上的捕集效率。解：1）粉塵粒徑d=10mp當液滴直徑為50m時，R=0.2；碰撞數(shù)dp2p(upuD)，NI18DC366.346NI 19.14。由給出計算公式可得 50.3%同理可得液滴直徑為 100m、500m時捕集效率為42.6％、10.1%。2）dp=50m用同樣方法計算可得顆粒在直徑為 50m、100m、500m的液滴上捕集效率分別為0、10.2%、25.0％。6.18 一個文丘里洗滌器用來凈化含塵氣體。操作條件如下：L=1.36L/m3，喉管氣速為 83m/s，粉塵密度為 0