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大气污染课后答案章 作者： 日期：16 个人收集整理 勿做商业用途第六章 除尘装置66.1 在8K的空气中aOH飞沫用重力沉降室收集。沉降至大小为宽914c，高457cm,长1219cm。空气的体积流速为1.23/s。计算能被100%捕集的最小雾滴直径。假设雾滴的比重为121。解:计算气流水平速度。设粒子处于Stkes区域，取。按?大气污染控制工程?166-4)即为能被100%捕集的最小雾滴直径。6.2 直径为.9的单分散相气溶胶通过一重力沉降室，该沉降室宽20c,长cm,共层,层间距0124c,气体流速是8.L/mn,并观测到其操作效率为64.%。问需要设置多少层可能得到80%的操作效率。解：按层流考虑,根据?大气污染控制工程?P636-5)，因此需要设置层。3 有一沉降室长m,高2m，气速0cm/s,空气温度300K，尘粒密度2.5gcm3,空气粘度0.06kg/kgh,求该沉降室能100%捕集的最小粒径。解:,符合层流区假设。.4 气溶胶含有粒径为.63和.83的粒子(质量分数相等,以.61L/min的流量通过多层沉降室。给出以下数据,运用斯托克斯定律和坎宁汉校正系数计算沉降效率。=50cm,W=0cm,h=.29c，n=1层。解：设空气温度为28,首先进展坎宁汉修正：,。故。用同样方法计算可得0.粒子的分级效率为0.64。因此总效率 6.5 试确定旋风除尘器的分割直径和总效率，给定粉尘的粒径分如下：平均粒径范围/011551010200030404000606质量百分数%3201520161063气体粘度为210-5,颗粒比重为2.9，旋风除尘器气体入口速度为5m,气体在旋风除尘器内的有效旋转圈数为5次;旋风除尘器直径为m，入口宽度6cm。解：按?Air Pollutio Control ngineering?公式 。令=5%，N=5，Vc=15m/s，=.9103k/m3，W=0.76，代入上式得dc=1.7。利用?大气污染控制工程?1706-18)计算各粒径粉尘分级效率,由此得总效率66 某旋风除尘器处理含有4.58g/m3灰尘的气流)，其除尘总效率为9%。粉尘分析试验得到以下结果。粒径范围/捕集粉尘的质量百分数/%逸出粉尘的质量百分数/%050576.05412.0151.94515202.2.5.1.5253020.7332.0535402.00.4045.0.345.01.11)作出分级效率曲线;2确定分割粒径。解：根据?大气污染控制工程?P1445-)(P=.1)计算分级效率，结果如下表所示：粉尘间隔/05510101152225530303354040455质量频率 /捕集g3.1.41.9212.0202.0284.0出口g2.12.94211.50.70.50.31.1 4. 79.17 0.00 926 6.26 97.09.398.3 99.85 据此可作出分级效率曲线。由上表可见，510去除效率为9.41。因此在工程误差允许范围内，dc75。. 某旋风除尘器的阻力系数为9.,进口速度15/s,试计算标准状态下的压力损失。解：据?大气污染控制工程?P1613) 。68 欲设计一个用于取样的旋风别离器，希望在入口气速为0m时,其空气动力学分割直径为1。)估算该旋风别离器的筒体外径;2)估算通过该旋风别离器的气体流量。解:根据?Air Pollutin Cotro Engineerig?P28公式 。因,故=1000 ;由题意,当。取，N=10,代入上式,解得W=.5。根据一般旋风除尘器的尺寸要求，0=4Wi=2；H2 =1.c。气体流量Q=AV=H.W.Vc=1.2103m3/s.9含尘气流用旋风除尘器净化，含尘粒子的粒径分布可用对数正态分布函数表示,且m=0,。在实际操作条件下该旋风除尘器的分割直径为5,试基于颗粒质量浓度计算该除尘器的总除尘效率。解：按?大气污染控制工程?P70(618;。dg=,，代入上式,利用atab积分可得。6.1在气体压力下为1atm,温度为23下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为.3m,L=20m，气体流量0.0753/。假设集尘板附近的平均场强100Vm,粒径为0的粉尘荷电量q=0.101C,计算该粉尘的驱进速度w和电除尘效率。解：驱进速度按?大气污染控制工程?P18(63)。,Q=0.075m/，代入P188634。6.11 利用一高压电除尘器捕集烟气中的粉尘，该电除尘器由四块集尘板组成,板高和板长均为366,板间距44cm,烟气体积流量2m3/s；操作压力为1atm,设粉尘粒子的驱进速度为12.2m/s。试确定：1)当烟气的流速均匀分布时的除尘效率；2当供入某一通道的烟气为烟气总量的0，而其他两个各供入25%时的除尘效率参考图6-27)。解:1Q=2/=0.7 m3,S=3.6=3.4m2,。2),查图6-27得Fv=1.75故。6.1 板间距为25cm的板式电除尘器的分割直径为0.,使用者希望总效率不小于9%,有关法规规定排气中含尘量不得超过0.1g/m。假定电除尘器入口处粉尘浓度为3g/m3，且粒径分布如下:质量百分比范围%02020400068080100平均粒径.8013.19450并假定德意希方程的形式为，其中捕集效率;K经历常数；颗粒直径。试确定：该除尘器效率能否等于或大于98;2出口处烟气中尘浓度能否满足环保规定;能否满足使用者需要。解：1由题意3.5,dp8,dp=13,故2)，那么0.42g/30g3。不满足环保规定和使用者需要。.13某板式电除尘器的平均电场强度为3.4V/c,烟气温度为42K,电场中离子浓度为108个/m3,离子质量为51-26kg，粉尘在电场中的停留时间为s。试计算:)粒径为5的粉尘的饱和电荷值;2粒径为0.2的粉尘的荷电量;计算上述两种粒径粉尘的驱进速度。假定:1烟气性质近似于空气;2粉尘的相对介电系数为1。解：1由?大气污染控制工程?1361电场荷电为扩散荷电按P184-2计算,与电场荷电相比很小，可忽略。因此饱和电荷值3.0-。2电场荷电为扩散荷电与电场荷电相比很小，可忽略，故粉尘荷电量.610-19C。3取 dp5时,;dp=0.2时,。.4 图49汇总了燃煤电厂用电除尘器的捕集性能。对于煤的含硫量为1%、除尘效率为95%的情况，试计算有效驱进速度we。解：查图得集气板面积约10m31000m3/in-1。根据，0.995=1-ew)解得wi=5.0m/min。6.15 电除尘器的集尘效率为95%,某工程师推荐使用一种添加剂以降低集尘板上粉尘层的比电阻,预期可使电除尘器的有效驱进速度提高一倍。假设工程师的推荐成立,试求使用该添加剂后电除尘器的集尘效率。解:,故，因此。16 烟气中含有三种粒径的粒子：10、7和,每种粒径粒子的质量浓度均占总浓度的1/3。假定粒子在电除尘器内的驱进速度正比于粒径，电除尘器的总除尘效率为95%,试求这三种粒径粒子的分级除尘效率。解：设3种粒子的分级效率分别为、，那么因此，。6.7 对于粉尘颗粒在液滴上的捕集,一个近似的表达式为。其中M是碰撞数的平方根，dp/dD,对于密度为g/m3的粉尘,相对于液滴运动的初速度为30m/，流体温度为297K,试计算粒径为110;2)0的粉尘在直径为0、10、500的液滴上的捕集效率。解:1粉尘粒径d=当液滴直径为0时,R=0；碰撞数,。由给出计算公式可得同理可得液滴直径为1、50时捕集效率为46、11%。2d0用同样方法计算可得颗粒在直径为50、0、00的液滴上捕集效率分别为、10.2%、2.0。6.18 一个文丘里洗涤器用来净化含尘气体。操作条件如下：L136/m3，喉管气速为83m/s，粉尘密度为0.7g/cm3方程,烟气粘度为2230-5Pas，取校正系数0.2，忽略Cc，计算除尘器效率。烟气中粉尘的粒度分布如下：粒径质量百分数/20.00.解:按?大气污染控制工程?P2116-53由(-5)粒径小于01所占质量百分比太小,可忽略；粒径大于00，除尘效率约为;因此故。6.1 水以液气比12L/m3的速率进入文丘里管,喉管气速116m/s,气体粘度为184505Pa.s，颗粒密度为1.789g/cm，平均粒径为12，f取0.22。求文丘里管洗涤器的压力损失和穿透率。解：坎宁汉修正6.20 设计一个带有旋风别离器的文丘里洗涤器，用来处理锅炉在am和510.8K条件下排出的气流，其流量为1m/s，要求压降为12.4cmH2O,以到达要求的处理效率。估算洗涤器的尺寸。解:设气液比1L/m，p=.2,=02。在at与510.下查得。由可解得v121./s。故喉管面积，D2m。取喉管长度300mm，通气管直径D1mm。,那么，(取D2600m。6.21 直径为2mm的雨滴以其终末沉降速度穿过30m厚的大气近地层,大气中含有粒径为的球形颗粒，颗粒的质量浓度为8。1)每个雨滴下降过程中可以捕集多少颗粒?由于捕集这些颗粒,雨滴的质量增加了百分之几？解:由?Air Poltion ControlEngierig?P3009.8式 。通过29 Fiue 9.8读取。取，雨滴D=mm，处于牛顿区,利用?大气污染控制工程?150583)。因此，。从Fgure 9.18读出=0.1Cyindr。故M=。而液滴本身。故质量增加了1914%。6.2 以2.5mm/h的速率发生了大面积降雨,雨滴的平均直径为2m,其捕集空气中的悬浮颗粒物的效率为0.1，假设净化空气中90的悬浮颗粒物,这场雨至少要持续多长时间?解:由?Air Poton ContlEnineerng?公式 。代入数据，即需持续半天左右的时间。.23 安装一个滤袋室处理被污染的气体，试估算某些布袋破裂时粉尘的出口浓度。系统的操作条件：1atm，8K，进口处浓度9.15g/3，布袋破裂前的出口浓度.0458/m3,被污染气体的体积流量14158m3/h,布袋室数为6，每室中的布袋数10,布袋直径1c,系统的压降150a，破裂的布袋数为2。解：设破裂2个布袋后气体流量分配不变，近似求得出口浓度如下：。因此。2 某袋式除尘器在恒定的气流速度下运行30min。此期间处理烟气7.m,系统的最初和最终的压降分别为40和00a，假设在最终压力下过滤器再操作1小时，计算另外的气体处理量。解:设恒定速度1,那么， 。假设在400a压降下继续，那么解此微分方程得Q2=90.1m3。2利用清洁滤袋进展一次实验，以测定粉尘的渗透率,气流通过清洁滤袋的压力损失为2a，00的气体以1.8mmin的流速通过滤袋，滤饼密度.2g/3，总压力损失与沉积粉尘质量的关系如下。试确定粉尘的渗透率(以m表示),假设滤袋面积为0.02。61266779009901021152M/kg.002004.0100.080.034042解:当T=300时,，=18mmin0.0m/s。，。利用所给数据进展线性拟和,即,Kp=3.5310-12m。.26 除尘器系统的处理烟气量为100m3，初始含尘浓度为6g/m3,拟采用逆气流反吹清灰袋式除尘器,选用涤纶绒布滤料，要求进入除尘器的气体温度不超过93K，除尘器压力损失不超过1a，烟气性质近似于空气。试确定:过滤速度;2)粉尘负荷;除尘器压力损失;最大清灰周期；5)滤袋面积；6)滤袋的尺寸(直径和长度)和滤袋条数。解:过滤气速估计为vF=1mn。2)除尘效率为9%，那么粉尘负荷。3)除尘器压力损失可考虑为为清洁滤料损失,考虑为10Pa；;；故。4)因除尘器压降小于1200Pa,故即最大清灰周期。)。6)取滤袋d=0m，l=2m。，取48条布袋。6.27 据报道美国原子能委员会曾运用深的沙滤床捕集细粒子，卡尔弗特建议用下式估算细粒子的穿透率。其中：Z在气流方向上床的长度;=气体的外表流速；p=细粒子的空气动力学直径;沙滤床的孔隙率；Dc=沙滤床的沙粒的直径;气体的粘度。)假设a05,Dc=1.0m,s=ms,0.，试估算沙滤床的捕集效率；2)欲获得9以上的捕集效率,床的厚度至少应多厚?3)推导该效率方程式。解:1)将数据代入所给公式即有，2由 可得=3.23m。3)由?Ar Poltion Cotol Enneering?公式,穿透率取Wi=.25,而N0.5/Dc,Vc=Vs/，代入上式 (近似取)6.28 图60说明滤料的粉尘负荷和外表过滤气速对过滤效率的影响。当粉尘负荷为140gm时，试求：1)对于图中显示的四种过滤气速，分别求相应的过滤效率;2)假定滤饼的孔隙滤为0.3，颗粒的真密度为20g/cm3,试求滤饼的厚度;3当烟气中含尘初始浓度为0.8g/m3时，对于图中最低部的曲线,至少应操作多长时间才能到达上述过滤效率?解:1)过滤气速为3.35m/min 效率过滤气速为1.2/min 效率过滤气速为0.1m/i 效率过滤气速为0.m/mn效率2由2.0(1.3xp14010，=01cm；)由(08-00006)039t14，t=44mn.5h。