【導(dǎo)讀】干結(jié)空氣中N2、O2、Ar和CO2氣體所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是多少？按1mol干空氣計(jì)算，空氣中各組分摩爾比即體積比，故nN2=，nO2=，濃度限值的體積分?jǐn)?shù)。SO2：，NO2：，CO：。按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1m3干空氣計(jì)算，其。2）每天流經(jīng)管道的CCl4質(zhì)量為×10×3600×24×10－3kg=891kg. 已知該顆粒物在肺泡中的沉降系數(shù)。解：每小時(shí)沉積量200××g?設(shè)人體肺中的氣體含CO為×10－4，平均含氧量為%。如果這種濃度保持不變，求COHb濃度最終將達(dá)到飽和水平的百分率。設(shè)人體內(nèi)有4800mL血液，每100mL血液中含20mL氧。從事重體力勞動(dòng)的人的呼吸量。不同CO百分含量對(duì)應(yīng)CO的量為：。，計(jì)算大氣的最大能見(jiàn)度。煙氣組成為，H2O+=，，×3）過(guò)?？諝鉃?0%時(shí)，所需空氣量為×=，產(chǎn)生煙氣量為+×=m3N/kg重油。2）假定煙塵的排放因子為80%，計(jì)算煙氣中灰分的濃度；煤的元素分析結(jié)果如下%；%；%；%；%；灰分%。氣過(guò)剩20%條件下完全燃燒。，則實(shí)際干空氣×干煙道氣的組成為：CO211%（體積），O28%，CO2%，SO2120×10－6，顆。試計(jì)算：1）過(guò)量空氣百分比；2）SO2的排放濃度（3/mg?

　　

【正文】 ? ? piiqdd??。 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 ，L=，氣體流量 。若集塵板附近的平均場(chǎng)強(qiáng) E=100kV/m，粒徑為 m? 的粉塵荷電量 q= 10－ 15C，計(jì)算該粉塵的驅(qū)進(jìn)速度 w 和電除 塵效率。 解： 驅(qū)進(jìn)速度按《大氣污染控制工程》 P187（ 6－ 33） smdqEwpp / 65 315 ????? ????? ?????? 。 mdLA ????? ?? ， Q=3/s，代入 P188（ 6－ 34） %) xp(1)e xp(1 ???????? ii wQA? 。 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(zhǎng)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 。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（參考圖 6－ 27）。 解： 1） Q’=2/3= m3/s， S==， %)2/ xp(1 ?????i?。 2） 3/1 ??vv，查圖 6－ 27 得 Fv= 30 故 %%)(1)1(1 ??????? Fvi ?? 。 板間距為 25cm 的板式電除塵器的分割直徑為 m? ，使用者希望總效率不小于 98%，有關(guān)法規(guī)規(guī)定排氣中含塵量不得超過(guò) 。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(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。 解： 1）由題意 ) x p ( ?????? kk dp= m? ， %) x p (11 ?????? dp= m? ， %) x p (12 ?????? dp= m? ， %1 0 0) x p (13 ?????? 故 %98%%% ?????????? 2）301% 2i???，則 i2? =。不滿足環(huán)保規(guī)定和使用者需要。 某板式電除塵器的平均電場(chǎng)強(qiáng)度為 ，煙氣溫度為 423K，電場(chǎng)中離子濃度為108個(gè) /m3，離子質(zhì)量為 5 10－ 26kg，粉塵在電場(chǎng)中的停留時(shí)間為 5s。試計(jì)算： 1）粒徑為 5 m? 的粉塵的飽和電荷值； 2）粒徑為 m? 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 。 解： 1）由《大氣污染控制工程》 P183（ 6－ 31）電場(chǎng)荷電為 CEdq p 1652612020 )105( ??? ??????????? ??? ?? 擴(kuò)散荷電按 P184 （ 6－ 32）計(jì)算，與電場(chǎng)荷電相比很小，可忽略。 因此飽和電荷值 10－ 16C。 2）電場(chǎng)荷電為 CEdq p 1952612020 )( ??? ??????????? ??? ?? 擴(kuò)散荷電與電場(chǎng)荷電相比很小，可忽略，故粉塵荷電量 10－ 19C。 3）取 sPa ??? ?? 31 dp=5 m? 時(shí)， smdqEw pp / 65516 ????? ????? ??????； dp= m? 時(shí)， smdqEw pp / 365519 ???? ?????? ????? ???。 圖 6－ 49 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 1%、除塵效率為%的情況，試計(jì)算有效驅(qū)進(jìn)速度 we。 解： 查圖得集氣板面積約 1000m3.（ 1000m3/min） － 1。根據(jù) )e xp (1ii wQA????， =1－ exp（－ wi）解得 wi=。 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。 解： %95)e xp(1 ???? wQA? ，故 )exp( ?? wQA ， 002 )2e xp ( ?? wQA 因此 %)2e xp(139。 ?????? wQA?。 32 煙氣中含有三種粒徑的粒子： 10 m? 、 7 m? 和 3 m? ，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。 解： 設(shè) 3 種粒子的分級(jí)效率分別為 1? 、 2? 、 3? ，則 )1()1()1( 3710321 ???????????? ??? keee kkk??? 因此 % ?? ， % ?? ， % ?? 。 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 )](e x p [ RRM R ??? ?? 。其中 M 是碰撞數(shù)的平方根， R=dp/dD，對(duì)于密度為2g/cm3 的粉塵，相對(duì)于液滴運(yùn)動(dòng)的初速度為 30m/s，流體溫度為 297K，試計(jì)算粒徑為 1）10 m? ； 2） 50 m? 的粉塵在直徑為 50、 100、 500 m? 的液滴上的捕集效率。 解： 1）粉塵粒徑 dp=10 m? 當(dāng)液滴直徑為 50 m? 時(shí)， R=；碰撞數(shù) 618 )(2 ???CDpppI D uudN ?? ， ?IN 。 由給出計(jì)算公式可得 %?? 同理可得液滴直徑為 100 m? 、 500 m? 時(shí)捕集效率為 ％、 %。 2） dp=50 m? 用同樣方法計(jì)算可得顆粒在直徑為 50 m? 、 100 m? 、 500 m? 的液滴上捕集效率分別為 0、 %、 ％。 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=，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(jì)算除塵器效率。煙氣中粉塵的粒度分布如下： 粒徑 / m? 質(zhì)量百分?jǐn)?shù) /% ~ ~ ~ ~ ~ ~ 解： 按《大氣污染控制工程》 P211（ 6－ 53） 33 Oc m Hvp glT 2322323 )1083()( ???????????? ??? 由（ 6－ 55） 2229 ] xp[pdgpCgli epfdCP ?? ????? ??? 粒徑小于 m? 所占質(zhì)量百分比太小，可忽略；粒徑大于 m? ，除塵效率約為 1；因此 % 100100100100222222?????????????????????????eeeeeeP 故 % ??? P? 。 水以液氣比 12L/m3的速率進(jìn)入文丘里管，喉管氣速 116m/s，氣體粘度為 10－ ，顆粒密度為 ，平均粒徑為 m? ， f 取 。求文丘里管洗滌器的壓力損失和穿透率。 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(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 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。估算洗滌器的尺寸。 解： 設(shè)氣液比 1L/m3， dp= m? ， 3/ cmgp ?? ， f=。在 1atm 與 sPag ??? ?? 。 由 Oc m Hvvp glT 232323 )( ??????????? ???可解得 34 v=。故喉管面積 mS ??， DT=272mm。 取喉管長(zhǎng)度 300mm，通氣管直徑 D1=544mm。 ?241 ?? ， ?62?? ，則 mmmctgDDL T 111 ???? ?， mc tgDDL T 222 ??? ? （取 D2=600mm）。 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 m? 的球形顆粒，顆粒的質(zhì)量濃度為 80 3/mg? 。 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？ 解： 由《 Air Pollution Control Engineering》 P300 式 tD zcDM ?? ?? 24。 t? 通過(guò) P293 Figure 讀取。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 ?????? ?。因此， )103(10218 35 2632 ????? ?????? ?? ?bpps D vdN ?? 。從 Figure t? =（ Cylinder）。 故 M= g?? )102(4 23 ?????? ?。 而液滴本身 gDM ??? 33 6139。 ???。故質(zhì)量增加了 10－ 4%。 以 ，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 ，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？ 解： 由《 Air Pollution Control Engineering》公式 tAQDCC LD ??? ? 0。代入已知數(shù)據(jù) httA A 33 ?????????? ?，即需持續(xù)半天左右的時(shí)間。 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。已知系統(tǒng)的操作條件： 1atm， 288K，進(jìn)口處濃度 ，布袋破裂前的出口濃度 ，被污染氣體的體積流量 14158m3/h，布袋室數(shù)為 6，每室中的布袋數(shù) 100，布袋直徑 15cm，系 35 統(tǒng)的壓降 1500Pa，破裂的布袋數(shù)為 2。 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： 300 /)1(60059839。 mgCCC ???? ?。因此 %% ????? 。 某袋式除塵器在恒定的 氣流速度下運(yùn)行 30min。此期間處理煙氣 ，系統(tǒng)的最初和最終的壓降分別為 40Pa 和 400Pa，假如在最終壓力下過(guò)濾器再操作 1 小時(shí)，計(jì)算另外的氣體處理量。 解： 設(shè)恒定速度 v1，則 401 ?vKxffg? ， 40011 ?? vK xvK xppgffg ?? 。 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=。 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250Pa， 300K 的氣體以 ，濾餅密度 ，總壓力損失與沉積粉塵質(zhì)量的關(guān)系如下。試確定粉塵的滲透率（以 m2表示），假如濾袋面積為 。 Pap/? 612 666 774 900 990 1062 1152 M/kg 解 ： 當(dāng) T=300K時(shí)， sPa ??? ?? ， v=。 SxM p?? ， 43 MMSMx p ?????? ?? pKMbp / 5 ?????? ?。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。 36 除塵器系統(tǒng)的處理煙氣量為 10000m3/h，初始含塵濃度為 6g/m3，擬采用逆氣流反吹清灰袋式除塵器，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)。 解： 1）過(guò)濾氣速估計(jì)為 vF=。 2）除塵效率為 99%，則粉塵負(fù)荷 2/ mtgtCtvW F ????? 。 3）除塵器壓力損失可考慮為 pEt PPPP ??????? tP? 為清潔濾料損失，考慮為 120Pa； PavSP FEE 350???? ； )m i n / (