【正文】 ( ????? ????? 8 第三章 大氣污染氣象學(xué) 一登山運動員在山腳處測得氣壓為 1000 hPa，登山到達(dá)某高度后又測得氣壓為 500 hPa，試問登山運動員從山腳向上爬了多少米？ 解： 由氣體靜力學(xué)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 mPV RTM? 可寫為 m PMV RT??? （ 2） 將（ 2）式帶入（ 1），并整理，得到以下方程： dP gM dZP RT?? 假定在一定范圍內(nèi)溫度 T 的變化很小，可以忽略。 測定位置 2 3 4 5 6 7 8 9 10 氣溫 /。 C 高度 /m 458 763 580 2020 500 700 相應(yīng)溫度 /。 解： 霍蘭德公式 mDT TTu DvH s ass )5418 (4 )( ??????????? 。 此時 my ?? 。 端點 下風(fēng)向 P1=0， P2=150/=，代入上式得 17 2 /)2e xp( )0,0,0,400( mmgdpP ??????? ? ??? 某市在環(huán)境質(zhì)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(dāng)時的風(fēng)速為 3m/s，風(fēng)向為南風(fēng)。 mHyyf ????? ?? ， mHh zf ?????? ? 34 / 1002)50,0,0,12020( mghuQyffF???????? ???? 。 作圖略。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。 考慮到顆粒在下降過程中速度在很短時間內(nèi)就十分接近 us，因此計算沉降高度時可近似按us計算?？紤]利用過渡區(qū)公式： 28 71 )(?? ?? gdu pps ?? 代入相關(guān)參數(shù) sPamkgmkg p ?????? ? 5333 ,/,/ ??? 及 us=可解得 dp=66 m? ?？諝獾捏w 積流速為 。用同樣方法計算可得 m? 粒子的分級效率為 。取 sPa ??? ?? ， N=10，代入上式 )] 1000)(2020(e xp [1%50 5 26 ???? ????????iW?，解得 Wi= 。假定電除塵器入口處粉塵濃度為 30g/m3，且粒徑分布如下： 質(zhì)量百分比范圍 /% 0~20 20~40 40~60 60~80 80~100 平均粒徑 / m? 并假定德意希方程的形式為 kdpe???1? ，其中 ? 捕集效率； K 經(jīng)驗常數(shù)； d 顆粒直徑。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： Oc m Hvp glT 232323 16631012)11 600()( ??????????? ??? 坎寧漢修正 ????? pC dC 0])( x p [] x p [242292229?? ????????????????gpCglipfdCP??? 設(shè)計一個帶有旋風(fēng)分離器的文丘里洗滌器，用來處理鍋爐在 1atm 和 條件下排出的氣流，其流量為 ，要求壓降為 ，以達(dá)到要求的處理效率。 ???。 SxM p?? ， 43 MMSMx p ?????? ?? pKMbp / 5 ?????? ?。 若在 400Pa 壓降下繼續(xù)，則 40022212 ??? vKxvK xvK xppgppgffg ??? 12221211 22121 ??????? vvQvvvQv Qvvvv 30400 22222 22 ???????? dtddtdQdtddtdQ 解此微分方程得 Q2=。因此， )103(10218 35 2632 ????? ?????? ?? ?bpps D vdN ?? 。操作條件如下： L=，喉管氣速為 83m/s，粉塵密度為 ，煙氣粘度為 10－ ，取校正系數(shù) ，忽略 Cc，計算除塵器效率。對于煤的含硫量為 1%、除塵效率為%的情況，試計算有效驅(qū)進(jìn)速度 we。試確定： 1）當(dāng)煙氣的流速均勻分布時 的除塵效率； 2）當(dāng)供入某一通道的煙氣為煙氣總量的 50%，而其他兩個各供入 25%時的除塵效率（參考圖 6－ 27）。 欲設(shè)計一個用于取樣的旋風(fēng)分離器，希望在入口氣速為 20m/s 時，其空氣動力學(xué)分割直徑為 1 m? 。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。因此 smR udu tppc / 2 ?? ??。鹽酸裝在直徑為 10cm、高 12m 的圓管內(nèi)，其深度為 22cm，鹽酸上方的空氣處于 298K 和101325Pa 狀 態(tài)下。 當(dāng) dp=4000 m? 時，應(yīng)處于牛頓區(qū)， smgdu pps /)( ??? ? ??。試計算該除塵器的處理氣體流量、漏風(fēng)率和除塵效率（分別按考慮漏風(fēng)和不考慮漏風(fēng)兩種情況計算）。 20 第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ) 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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)差； 2）繪制頻率密度分布曲線。夜間和上午地面風(fēng)速為 3m/s，夜間云量為 3/10。因為測量時間小于 ，所以不必考慮采樣時間對擴(kuò)散參數(shù)的影響。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。 實源 ]}2 )(e xp []2 )(){ e xp [2e xp (2 2222221 zzyzy HzHzyu Q ??????? ??????? 虛源 ]}2 )(e xp []2 )(]{ e xp [2 )2(e xp [2 2222222 zzyzy HzHzyLu Q ??????? ???????? 因此 ]}2 )(e xp []2 )(){ e xp [2e xp (2 222222zzyzyHzHzyu Q ??????? ??????? + ]}2 )(e xp []2 )(]{ e xp [2 )2(e xp [2 2 22 22 2zzyzyHzHzyLu Q ?????? ??????? = ]}2 )(e xp []2 )(]} { e xp [2 )2(e xp [)2{ e xp (2 22222222zzyyzyHzHzyLyu Q ??????? ????????? 刮北風(fēng)時，坐標(biāo)系建立不變，則結(jié)果仍為上式。 C 解： 0100/ ??????? mKzTG ，故 011 ??? G? ， 逆溫； mKzTG 100/ ??????? ，故 dmKG ?? ???? 100/ ， 穩(wěn)定； mKzTG 100/ ??????? ，故 dmKG ?? ???? 100/ ， 不穩(wěn)定； mKzTG 100/1200 0 ??????? ，故 dmKG ?? ???? 1 0 0/144 ， 不穩(wěn)定； mKzTG 100/2500 ??????? ，故 dmKG ?? ???? 1 0 0/255 ， 不穩(wěn)定； 0100/ ??????? mKzTG ，故 066 ??? G? 逆溫。 一個在 30m 高度釋放的探空氣球，釋放時記錄的溫度為 。 解： 以 1kg 油燃燒計算， C 860g ； H 140g 70mol， 耗氧 35mol。 煙氣 量 SO2： ， CO2： ++=， N2： +=，+++ %+= 故實際煙氣量 ++++ = 干煙道氣的組成為： CO211%（體積）， O28%， CO2%， SO2120 10－ 6（體積分?jǐn)?shù)），顆粒物 （在測定狀態(tài)下），煙道氣流流量在 700mmHg 和 443K條件下為 ，水氣含量 8%（體積）。（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?jǐn)?shù)計）； 2）假定煙塵的排放因子為 80%，計算煙氣中灰分的濃度（以 mg/m3表示）； 3）假定用硫化床燃燒技術(shù)加石灰石脫硫。如果血液中 CO 水平最初為： 1） 0%；2） 2%，計算血液達(dá)到 7%的 CO 飽和度需要多少分鐘。 根據(jù)我國的《環(huán)境 空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的二級標(biāo)準(zhǔn)，求出 SO NO CO 三種污染物日平均濃度限值的體積分?jǐn)?shù)。 3 第二章 燃燒與大氣污染 已知重油元素分析結(jié)果如下： C： % H： % O： % N： % S： %，試計算： 1）燃油 1kg 所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量； 2）干煙氣中 SO2的濃度和 CO2的最大濃度； 3）當(dāng)空氣的過剩量為 10%時，所需的空 氣量及產(chǎn)生的煙氣量。在空氣過剩 20%條件下完全燃燒。 6 煤炭的元素分析按重量百分比表示，結(jié)果如下：氫 50%；碳 %；氮 %；硫 %；氧 %；灰 %，燃燒條件為空氣過量 20%，空氣的濕度為 ，并假定完全燃燒，試計算煙氣的組成。對上式進(jìn)行積分得： ln gMP Z CRT? ? ? 即 2 211ln ( )P gM ZZP RT? ? ?（ 3） 假設(shè)山腳下的氣溫為 10。 C 氣壓 /hPa 1012 1000 988 969 909 878 850 725 700 解： 1）根據(jù)《 Air Pollution Control Engineering》可得高度與壓強(qiáng) 的關(guān)系為 dzRTgMPdP ?? 將 g=、 M=、 R=()代入上式得 TPdPdz ??。 C 位溫梯度 / K/100m － － － 假如題 中各種高度處的氣壓相應(yīng)為 970、 92 93 8 950、 930 hPa，確定地面上的位溫。 布里格斯公式 kWkWDvT TTQ ss asH 2323 ???????????? ??且 x=10Hs。代入上式 32m a x / 102 mge ??? ???? ??。平均有效源高為 15m。 某污染源 SO2排放量為 80g/s，煙氣流量為 265m3/s，煙氣溫度為 418K，大氣溫度為 293K。 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(biāo)紙上繪出它們的篩下累積頻率曲線。 解： 按《大氣污染控制工程》 P145（ 5－ 58） %99%)801% ) (951(1)1)(1(1 21 ????????? ??? T 粉塵濃度為 33 /10/ mgmg ?，排放濃度 10（ 1－ 99%） =； 排放量 =。 dp= m? h= 10－ 5 30= 10－ 4m； dp=40 m? h= 30=； dp=4000 m? h= 30=。 56 ??? ???? ??p ，符合過渡區(qū)條件。計算能被 100%捕集的最小霧滴直徑。 因此總效率 )( ???i? 試確定旋風(fēng)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 / m? 0~1 1~5 5~10 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60 質(zhì)量百分?jǐn)?shù) /% 3 20 15 20 16 10 6 3 7 已知氣體粘度為 2 10－ 5，顆粒比重為 ，旋風(fēng)除塵器氣體入口速度為 15m/s，氣體在旋風(fēng)除塵器內(nèi)的有效旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為 5 次；旋風(fēng)除塵器直徑為 3m，入口寬度 76cm。 根據(jù)一般旋風(fēng)除塵器的尺寸要求， D0=4Wi=； H＝ 2 Wi=。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： %95)e xp(1 ???? wQA? ，故 )exp( ?? wQA ， 002 )2e xp ( ?? wQA 因此 %)2e xp(139。估算洗滌器的尺寸。故質(zhì)量增加了 10－ 4%。利用所給數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬和， 1 61 3 1 4 6 ??? xp ，即 13146/ 5 ???? ? pKM ， Kp= 10－ 12m2。 解： 設(shè)恒定速度 v1，則 401 ?vKxffg? ， 40011 ?? vK xvK xppgffg ?? 。取 33 /102 mkgp ??? ，雨滴 Db=2mm，處于牛頓區(qū)，利用《大氣污染控制工程》 P150（ 5－ 83） smv /]2 0 )2 0 ([ 2/133 ?????? ?。 一個文丘里洗滌器用來凈化含塵氣體。 圖 6－ 49 匯總了燃煤電廠用電除塵器的捕集性能。 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 ，煙氣體積流量 2m3/s；操作壓力為 1atm，設(shè)粉塵粒子的驅(qū)進(jìn)速度為 。 解 ： 據(jù)《大氣污染控制工程》 P169（ 6－