大气污染控制工程 第六章 习题解答 修改 wangmy.doc

作业习题解答第六章 除尘装置6.1 在 298K 的空气中 NaOH 飞沫用重力沉降室收集沉降至大小为宽 914cm，高 457cm，长 1219cm空气的体积流速为 1.2m3/s计算能被 100%捕集的最小雾滴直径假设雾滴的比重为 1.216.1 解：计算气流水平速度 设粒子处于 Stokes 区域，取smAQv /1087.25.41920 sPa5182.6736TppasmgLHvdp  2.1702.179.128.021. 548 6350min 即为能被 100%捕集的最小雾滴直径若考虑返混，则 5260min 336..74.5.31024.3120981pvdgL  课本 P163,对于 dp45 84.0 1.11）作出分级效率曲线；2）确定分割粒径 12233322i 1123, , /iiiiiiii iii i iiSgSgSgPPg或 或注：g 1i 进口 g2i 出口（逸出）g 3i 捕集6.6 解：P144（5－53） （P=0.1）计算分级效率，结果如下表所示：iii gP32/230.95.9%/.176/iiig粉尘间隔/ m0~5 5~10 10~15 15~20 20~25 25~30 30~35 35~40 40~45 >45捕集 g3 0.5 1.4 1.9 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 2.0 84.0质量频率 /% 出口 g2 76.0 12.9 4.5 2.1 1.5 0.7 0.5 0.4 0.3 1.1%/i5.59 49.41 79.17 90.00 92.65 96.26 97.30 97.83 98.36 99.85 据此可作出分级效率曲线。

0204060801001200 10 20 30 40 50粒 径 (μm)分级效率(%)由上表可见，5～10 去除效率为 49.41因此在工程误差允许范围内，d c=7.5 m m6.7 某旋风除尘器的阻力系数为 9.9，进口速度 15m/s，试计算标准状态下的压力损失6.7 解：P169（6－13） Pavp1405293.12126.10 在气体压力下为 1atm，温度为 293K 下运行的管式电除尘器圆筒形集尘管直径为0.3m，L=2.0m，气体流量 0.075m3/s若集尘板附近的平均场强 E=100kV/m，粒径为 1.0的粉尘荷电量 q=0.3×10－15 C，计算该粉尘的驱进速度 w 和电除尘效率m6.10 解：P187（6－33）smdqEwp /176.0108.3653，Q=0.075m 3/s2LA8.9)176.05.8exp(1)exp(1 iiQ6.11 利用一高压电除尘器捕集烟气中的粉尘，已知该电除尘器由四块集尘板组成，板高和板长均为 366cm，板间距 24.4cm，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 12.2cm/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 50%，而其他两个各供入 25%时的除尘效率（参考图 6－27） 6.11 解：1）Q’=2/3=0.667 m 3/s，S=3.66 2=13.4m2， 13.42exp(0.)9.3%67i或 1.46exp(0.)9.3%i2）设气流横截面积为 A，则 ，查图 6－27max/0.521QAv得 Fv=1.75故 8.975.1)39(1)(1Fvi6.12 板间距为 25cm 的板式电除尘器的分割直径为 0.9 ，使用者希望总效率不小于m98%，有关法规规定排气中含尘量不得超过 0.1g/m3假定电除尘器入口处粉尘浓度为30g/m3，且粒径分布如下：质量百分比范围/% 0~20 20~40 40~60 60~80 80~100平均粒径/ m3.5 8.0 13.0 19.0 45.0并假定德意希方程的形式为 ，其中 捕集效率；K 经验常数；d 颗粒直径试kdpe1确定：1）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；3）能否满足使用者需要。

6.12 解：？kdpe12031exp()1exp()1exp()1exp()3ppi dEqEAAAw kdQdQ1）由题意 7.0)9.(5.0kdp=3.5 ，m%23570exp1dp=8.0 ， 8.).(2dp=13.0 ， 10e3故 986.32.8.90%.90 2） ， >0.1g/m3不满足环保规定和使用者需要16)4g/mi6.13 某板式电除尘器的平均电场强度为 3.4kV/cm，烟气温度为 423K，电场中离子浓度为108 个/m 3，离子质量为 5×10－26 kg，粉尘在电场中的停留时间为 5s试计算：1）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；m3）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 1.56.13 解：1）P183（6－31）电场荷电为 CEdqp 165261202 04.31.)05(8.5313  扩散荷电按 P184 （6－32）计算，2002 219681236 2319ln().04751058.5.8451ln( )8.4663.0..ppkTeuNtnekT  191942708neC与电场荷电相比很小，可忽略。

因此饱和电荷值 3.04×10－16 C2）电场荷电为 CEdqp 195261202 086.41.3)0.(85.313  扩散荷电2002 219681236 231933ln()8.0470.158.5.4.10ln( )85462.3907.ppkTdeuNtnekT 1921710ne C与电场荷电相比很小，可忽略，故粉尘荷电量 4.86×10－19 C3）取 sPa50.2dp=5 时， ；msmdqEwp /08.150.234.3616dp=0.2 时， p /15.32..83659 6.14 图 6－49 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 99.5%的情况，试计算有效驱进速度 we6.14 解：查图得集气板面积约 1000m2.（1000m 3/min） －1 根据 ，)exp(1ii wQA0.995=1－exp（－w i）解得 wi=5.30m/min6.15 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。

若工程师的推荐成立，试求使用该添加剂后电除尘器的集尘效率6.15 解：，故 ，%95)exp(1wQA05.)exp(wQA025.)exp(wQA因此 7.902.1)2('6.16 烟气中含有三种粒径的粒子：10 、7 和 3 ，每种粒径粒子的质量浓度均占m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6.16 解：设 3 种粒子的分级效率分别为 、 、 ，则123 658.09.)()()1(70321  keekkk因此 ， ， 9..2%.8636.17 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，R=d p/dD，对于密度)].0/018.(exp[25. RMR为 2g/cm3 的粉尘，相对于液滴运动的初速度为 30m/s，流体温度为 297K，试计算粒径为1）10 ；2）50 的粉尘在直径为 50、100、500 的液滴上的捕集效率mm6.17 解：1）粉尘粒径 dp=10当液滴直径为 50 时，R=0.2；碰撞数 ， 3.618)(2CDpIudN。

14.9IN由给出计算公式可得 %3.50同理可得液滴直径为 100 、500 时捕集效率为 42.6％、10.1%m2）d p=50 m用同样方法计算可得颗粒在直径为 50 、100 、500 的液滴上捕集效率分别m为0、10.2%、25.0％6.18 一个文丘里洗涤器用来净化含尘气体操作条件如下：L=1.36L/m 3，喉管气速为83m/s，粉尘密度为 0.7g/cm3 方程，烟气粘度为 2.23×10－5 Pa.s，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/ m质量百分数/%20.0 50.06.18 解：按《大气污染控制工程》P211（6－53） OcmHQvpglT 232323 5.9610.)108(0.1)(10.  由（6－55） 292 9220.34. 6..7.ex[ ]exp[ ]310pdlgCp pi dfP e  粒径小于 0.1 所占质量百分比太小，可忽略；粒径大于 20.0 ，除尘效率约为 1；因mm此 %0152.10.810.2 10.6.37.. 22 22225.1735.3 5.733.0.0.0  ee eeP故 。

4.96.19 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1.845×10－5 Pa.s，颗粒密度为 1.789g/cm3，平均粒径为 1.2 ，f 取 0.22求文丘里管洗m涤器的压力损失和穿透率6.19 解：OcmHQvpglT 232323 160)16(0.1)(10.  坎宁汉修正 4.2.7.pCd9292416.10exp[ ]..781.3.0163](5)3.50lgCi fP6.20 设计一个带有旋风分离器的文丘里洗涤器，用来处理锅炉在 1atm 和 510.8K 条件下排出的气流，其流量为 7.1m3/s，要求压降为 152.4cmH2O，以达到要求的处理效率估算洗涤器的尺寸6.20 解：设气液比 1L/m3，d p=1.2 ， ，f=0.25在 1atm 与 510.K 下查得m3/8.1cgpsPag5109.2由 可解得OcmHvQvpglT 232323 4.150.10.)(.  v=121.6m/s故喉管面积 ，D T=272mm258.6.7mS取喉管长度 300mm，通气管直径 D1=544mm。

， ，则o41o62，ctgDLT4.0211  mctgLT13.2（取 D2=600mm） 6.21 直径为 2mm 的雨滴以其终末沉降速度穿过 300m 厚的大气近地层，大气中含有粒径为 3 的球形颗粒，颗粒的质量浓度为 80 m3/mg1）每个雨滴下降过程中可以捕集多少颗粒？2）由于捕集这些颗粒，雨滴的质量增加了百分之几？6.21 解：由《Air Pollution Control Engineering》P300 9.48 式 通过 P293 tDzcM24tFigure 9.18 读取取 ，雨滴 Db=2mm，处于牛顿区，利用《大气污染3/102mkgp控制工程》P150（5－83）因此，smv。