郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版

word文档精品文档分享大气污染控制工程课后答案〔第三版〕主编：郝吉明马广阔王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术根底第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术根底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挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制1word文档精品文档分享第一章概论1.1干结空气中2、、Ar和CO2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故=0.781mol，nO2=0.209mol，nAr=0.00934mol，CO2=0.00033mol。质量百分数为7810.209N%，O%；2297110093494Ar%，28.9710.00033CO%。211.2根据我国的?环境空气质量标准?的二级标准，求出SO2、NO、CO三种污染物日平均浓度限值的体积分数。解：由我国?环境空气质量标准?二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：，NO2：0.12mg/mCO4.00mg/m3。按标准状态下1m3SO20.15mg/m3110干空气计算，其摩尔数为44.643mol分别为：2word文档精品文档分享330.151010SO，NO：0.052ppm：ppm6444.643464430010CO：3ppm2844.643。－41.3CCl4气体与空气混合成体积分数为1.50×10的混合气体，在管3道中流动的流量为、/sCCl4在混合气体中的质量浓33度〔g/m〕和摩尔浓度c〔mol/m〕每天流经管道的CCl4质量是多少千克？3解：〕〔g/m〕〕1.501022.441015431.031g/3mN3c〔mol/m〕1.5022.4101043701033mol/m。NCCl4质量为1.031××3600×24×10－3kg=891kg1.4成人每次吸入的空气量平均为500cm，假假设每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200g/m3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。解：每小时沉积量×〔×××10－〕×0.12g=10.8g1.5设人体肺中的气体含CO为2.2×10－4，平均含氧量为19.5%。如果这种浓度保持不变，求COHb浓度最终将到达饱和水平的百分率。解：由?大气污染控制工程?P14〔－1M=210COHbpMO2Hbp2210101042，COHbCOHb/OHb2369COHb饱和度219.15%COCOHbO2Hb1COHb/OHb121.6设人体内有4800mL血液，每100mL血液中含20mL氧。从事重体3word文档精品文档分享力劳动的人的呼吸量为4.2L/minCO的浓度为10－。如果血液中CO水平最初为：1〕0%；〕2%，计算血液到达7%的CO饱和度需要多少分钟。设吸入肺中的CO全被血液吸收。480020。不同CO百分含量对应CO的量为：解：含氧总量为1009609602%：2%，7%：72.26〕最初CO水平为0%时mint；434.2101019.59〕最初CO水平为2%时mint434.210101.7粉尘密度1400kg/m3，平均粒径1.4m，在大气中的浓度为30.2mg/m，对光的折射率为2.2，计算大气的最大能见度。解：由?大气污染控制工程?P18〔－2dpp2.614001.4Lv11581.8mK0.2。4word文档精品文档分享第二章燃烧与大气污染2.1重油元素分析结果如下：85.5%H11.3%O2.0%N：0.2%S1.0%，试计算：〕燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量；2〕干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度；5word文档精品文档分享3〕当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。解：1kg燃油含：重量〔〕摩尔数〔〕需氧数〔〕C85571.2571.25H113－2.555.2527.625S100.31250.3125O22.51.250N元素忽略。〕理论需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg设干空气2：2体积比为1：3.78，那么理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。即474.12×22.4/1000=10.62m3/kg重油。烟气组成为CO71.25mol，O55.25+1.25=56.50mol，SO0.1325mol，3.78×99.1875=374.93mol。理论烟气量71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99×22.4/1000=11.27m3/kg重油。〕干烟气量为502.99－56.50=446.49mol/kg重油。SO2百分比浓度为2百分比浓度为，71.25空气燃烧时CO2存在最大浓度2存在最大浓度。3〕过剩空气为10%时，所需空气量为1.1×10.62=11.68m/kg重油，产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33m3/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%；6word文档精品文档分享水分9.0%；O2.3%N量不计〕1kg所需要的理论空气量和SO2在烟气中的浓度〔以体积32〕假定烟尘的排放因子为80%，计算烟气中灰分的浓度〔以mg/m石灰石中含Ca35%Ca/S为1.7〔摩尔比〕时，计算燃煤1t需加石灰石的量。解：相对于碳元素作如下计算：〔质量〕mol/100g煤mol/mol碳C65.75.4751H84S1.70.0530.010O2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol碳水分9.01.644g/mol碳故煤的组成为CH0.5840.010O0.013，100燃料的摩尔质量〔包括灰分和水分〕为18.26g/molC。燃烧方程式为CH0SOn(ON)CO292HO0.010SO78nN.5840.010222222n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.14951.1495333〕理论空气量100010m/kgm/kg；SO2在湿烟气中的浓度为7word文档精品文档分享10.292010149564418100%0.174%1000〕产生灰分的量为80%/kg100烟气量〔1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/181000/18.26×22.4×10－=6.826m3/kg灰分浓度为mg/m3=2.12×104mg/m33106.82610001.740〕需石灰石/t煤2.3煤的元素分析结果如下S0.6%；H3.7%；C79.5%；N0.9%；O4.7%；灰分10.6%20%条件下完全燃烧。计算烟气中SO2的浓度。解：按燃烧1kg煤计算重量〔g〕摩尔数〔mol〕需氧数〔mol〕C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875O52.8752.940设干空气中2：2体积比为3.78：1，所需理论空气量为4.78×〔66.25+7.78+0.1875=354.76mol/kg煤。理论烟气量CO266.25mol，SO20.1875mol，H2O15.5625+2.94=18.50molN3.78354.762280.54mol4总计66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤实际烟气量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤，SO2浓度为8word文档精品文档分享。2.4某锅炉燃用煤气的成分如下：2S0.2%CO5%0.2%CO28.5%；313.0%；CH40.7%；52.4%；空气含湿量为12g/m，，试XX际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。解：取1mol煤气计算2S0.002mol耗氧量0.003molCO20.05mol0CO0.285mol0.143molH2〔0.13-0.004〕mol0.063molCH40.007mol0.014mol共需20.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中N：2体积比为3.7810.223×〔3.78+1=1.066mol。取，那么实际干空气1.2×1.066mol=1.279mol。3空气含湿量为12g/m，即含2O0.67mol/m3，14.94L/m3。故1O体积分数为1.493%。故实际空气量为1。烟气量SO0.002molCO20.285+0.007+0.05=0.342mol20.223×3.78+0.524=1.367mol，O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol故实际烟气量0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol－62.5干烟道气的组成为：CO11%28%，CO2%，SO×10〔体积分数〕，颗粒物30.0g/m3〔在测定状态下〕，烟道气流流量在g443K条件下为5663.37m/min，水气含量8%9word文档精品文档分享试计算：〕过量空气百分比；2〕SO2的排放浓度〔2的排放浓度〔g33〕/mg33〕在标准状态下〔1atm和273K4〕在标准状态下颗粒物的浓度。解：〕2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99%由?大气污染控制工程?P46〔－〕82空气过剩100%50.5%(80.5〕在测定状态下，气体的摩尔体积为PVT10132522.44432；112V39.46L/molTP273700133.32212取1m2120×103烟气进展计算，那么SO－，排放浓度为61202139.461033(18%)640.179/gm。〕22.435663.37(18%)/min。N39.46〕39.463g/mN。22.42.6煤炭的元素分析按重量百分比表示，结果如下：氢；碳75.8%；氮1.5%；硫1.6%；氧7.4%；灰8.7%，燃烧条件为空气过量20%，空气的湿度为2O/mol干空气，并假定完全燃烧，试计算烟气的组成。解：按1kg煤进展计算重量〔g〕摩尔数〔mol〕需氧数〔mol〕C75863.1763.17H40.7520.37510.19S160.50.510word文档精品文档分享O83.254.6250需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol设干空气中2：2体积比为3.78：，那么干空气量为73.86×4.78×1.2=423.66mol，含水423.66×0.0116=4.91mol。烟气中：CO263.17molSO20.5mol2O4.91+4.625+20.375=29.91mol；2：73.86×3.78=279.19mol；过剩干空气0.2×73.86×4.78=70.61mol。实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol63；SO0；.5其中CO2100%142100%0.11%443.38443.3829；N279。.910.7970.61O100%6.74%2100%75.55%443.38443.3870。209O2100%3.33%443.382.7运用教材图2－7和上题的计算结果，估算煤烟气的酸露点。解：SO2含量为0.11%，估计约1/60的SO2转化为SO3，那么SO3含量1－5，lgP0，即H2SO4=1.83×108310560H2SO4=-4.737。查图－7得煤烟气酸露点约为134摄氏度。2.8燃料油的重量组成为：C86%H14%。在干空气下燃烧，烟气分析结果〔基于干烟气〕为：1.5%；CO600×10－燃烧过程的空气过剩系数。解：以1kg油燃烧计算，C860g71.67mol；H140g70mol，耗氧35mol。设生成COxmol，耗氧0.5xmol，那么生成CO2〔71.67－x〕mol，耗11word文档精品文档分享氧〔71.67－x〕。烟气中O2量2量1.%x。5660010总氧量x0.5x(x)35106.6724.5x6，干空气中：O260010体积比为3.78：，那么含23.78×〔106.67+24.5x可列出如下方程：1.5%xx，解得x=0.30671.6724.)660010600106故CO：100%13.99%306660010；3.78(24.5106.67)：100%%306660010由?大气污染控制工程?P46〔－〕空气过剩系数126484.620.506)12word文档精品文档分享第三章大气污染气象学3.1一登山运发动在山脚处测得气压为1000hPa，登山到达某高度后又测得气压为500，试问登山运发动从山脚向上爬了多少米？解：由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：dPgdZ〔〕将空气视为理想气体，即有mPVRTM可写为mPMVRT〔〕将〔〕式带入〔1dPgMPRTdZ假定在一定X围内温度TlngMPZCRT即PgM2ln(ZZ)21PRT1〔3〕假设山脚下的气温为10。，带入〔〕式得：ln5009.80.02910008.314283Z得Z5.7km即登山运发动从山脚向上爬了约。3.2在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：10，1030，3050，30，1.550，并判断各层大气稳定度。高度Z/m1.510305013word文档精品文档分享气温T/K298297.8297.5297.3解：T2981，不稳定.510d/K/z10T30dz3010T1.0K/100m50dz5030T2981/，不稳定z301.5.530dT298/.550dz501.510，不稳定30，不稳定1，不稳定。3.3在气压为400hPa处，气块温度为230K。假设气块绝热下降到气压为600hPa处，气块温度变为多少？解：TP1(1)TP00，P60010.288TT()230()258.49K10P40003.4试用以下实测数据计算这一层大气的幂指数值。高度Z/m1020304050风速3.04.5－1u/m.s解：由?大气污染控制工程?P80〔－Zmuu1()，取对数得Z1lguZmlg(1Zu1)uZlg(设lgy，)xuZ11，由实测数据得x0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.176114word文档精品文档分享由excel进展直线拟合，取截距为，直线方程为：y=0.2442x故＝0.2442。3.5某市郊区地面高处的风速为，估算50m、100m、200m、300m、400m高度处在稳定度为、、F时的风速，并以高度为纵坐标，风速为横坐标作出风速廓线图。Z500.070.07解：1uu()2()2.24m/s10Z100Z1000.070.07uu()2()2.35m/s220Z100Z20030.070.07uu()2()2.47m/s30Z100，Z30040.070.07uu()2()2.54m/s40Z100Z40050.070.07uu()2()2.59m/s50Z100。稳定度，m=0.15Z50Z100100.15215u1u()2()2.55m/s，uu()2()2.82m/s020Z10Z1000Z200Z300315400u3u()2()3.13m/suu()2()3.33m/s040Z10Z1000Z4005150u5u()2()3.48m/s。0Z100稳定度，m=0.25Z50Z100100.252251，ms020uu()2()2.99m/suu()2()56/Z10Z1000Z200Z3003254003，ms040uu()2()/suu()2()68/Z10Z1000Z400525uu()2()5.03m/50Z100s风速廓线图略。3.6一个在高度释放的探空气球，释放时记录的温度为11.0。，15word文档精品文档分享气压为1023hPa。释放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。1〕估算每一组数据发出的高度；〕以高度为纵坐标，以气温为横坐标，作出气温廓线图；〕判断各层大气的稳定情况。测定位2345678910置气温/C9.812.014.015.013.013.0气压10121000988969909878850725700/hPa解：〕根据?AirPollutionControlEngineering?可得高度与压dPgM强的关系为dzPRT将g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得dPdz29.21T。P当t=11.0。，气压为1023hPa；当t=9.8。，气压为1012hPa，故P=〔1023+1012〕，T=〔11.0+9.8〕/2=10.4。C=283.4K，dP=1012-1023=－11Pa。11因此dz29283.4m89m，z=119m。1018同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下：测定位2345678910置气温/C9.812.014.015.013.013.0气压10121000988969909878850725700/hPa16word文档精品文档分享高度差/m89991011635362902711299281高度/m11921831948210181307157828773158〕图略3〕T119.8112，不稳定；2d1.35K/100mz8912T9.812232K/100m3z99230，逆温；T1214343K/100m4z101340，逆温；T14154540.61K/100m5z163450，逆温；T15135，稳定；6d560.37K/100mz53656T66z767713132900T13787，稳定；8dK/100mz27178T12.6898，稳定；9d85K/100mz129989T9109，稳定。10d0.28K/100mz2819103.7用测得的地面气温和一定高度的气温数据，按平均温度梯度对大气稳定度进展分类。测定编号123456地面温度25.030.025.0/。C17word文档精品文档分享高度/m4587635802000500700相应温度26.720.028.0/。CT26.721.1解：G1.22/1000，故110，逆温；11Kmz4581T15.621.122G2Kmd2GK/100mz7632T8.93G31/100，故3G31.16K/100md，不稳Kmz5803定；T25.04G41/100，故4G41K/100md，不稳定；Kmz20004T20.030.05G52/100，故5G52K/d，不稳定；Kmz5005T28.025.0G，故6G60逆温。66K/100m0z70063.8确定题3.7中所给的每种条件下的位温梯度。解：以第一组数据为例进展计算：假设地面大气压强为1013hPa，那么由习题3.1推导得到的公式PgM2ln(ZZ)21PRT1〔温度T取两高度处的平均值〕即lnP2＝－，由此解得2=961hPa。4581013297由?大气污染控制工程?P72〔3－〕可分别计算地面处位温和给10001000定高度处位温：K地面T()294)293，地面P1013地面18word文档精品文档分享100010001299.7(K，T())303.161P9611293303故位温梯度=K/0458同理可计算得到其他数据的位温梯度，结果列表如下：测定编号123456地面温度25.030.025.0/。C高度/m4587635802000500700相应温度26.720.028.0/。C位温梯度/2.22K/100m0.27－0.17－0.02－1.021.423.9假设题3.7中各种高度处的气压相应为、925、、、、930hPa，确定地面上的位温。解：以第一组数据为例进展计算，由习题3.1推导得到的公式PgM2ln(ZZ)21PRT1，设地面压强为1，代入数据得到：ln9700.029＝－，解得=1023hPa。因此458P8.3142971地面1000100000.288T()294)292.2K地面P1023地面同理可计算得到其他数据的地面位温，结果列表如下：测定编号12345619word文档精品文档分享地面温度25.030.025.0/。C高度/m4587635802000500700相应温度26.720.028.0/。C地面压强/hPa102310121002104010061007地面位温/。C292.2293.1288.4294.7302.5297.420word文档精品文档分享第四章大气扩散浓度估算模式4.1污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多。设有效源高为，污染源到峭壁的距离为，峭壁对烟流扩散起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时，这一模式又变成何种形式？解：吹南风时以风向为x轴，y轴指向峭壁，原点为点源在地面上的投影。假设不存在峭壁，那么有Quyzexp(y222y){exp[(z2H2z2)]exp[(z2H2z)2'(x,z,H)]}2现存在峭壁，可考虑为实源与虚源在所关心点奉献之和。222Qy(zH)(zH)实源]}exp(){exp[]exp[12222u222yzyzz222Q(2Ly)(zH)(zH)虚源]}exp[]{exp[]exp[22222222uyzyzz222Q(zH)(zH)+y因此]}exp(){exp[]exp[2222u222yzzyzQuyzexp[(2L22y2]{exp[(z2H)2z2]exp[(z2H2z2)]}22222Qy(2Ly)(zH)(zH)=]}{exp()exp[]}{exp[]exp[22222u2222yzyyzz21word文档精品文档分享刮北风时，坐标系建立不变，那么结果仍为上式。4.2某发电厂烟囱高度120m，内径5m，排放速度13.5m/s，烟气温度为418K。大气温度288K，大气为中性层结，源高处的平均风速为。试用霍兰德、布里格斯〔x<=10HsGB/T13201－91中的公式计算烟气抬升高度。解：霍兰德公式HvDTT13.55418288s96.16sa(1.52.7D)5m。T4418us布里格斯公式2.7TT2.74182882sa2QHvsD5210003310T10418skW且x<=10Hs。此时H1132/329521134//12/32/3QHxuxx。362按国家标准GB/T13201－91中公式计算，因>=2100kW，－Ta>=130K>35K。H1nn1/32/31nQHHu295211204120s〔发电厂位于城市近郊，取n=1.303，n=1/3，2=2/3〕4.3某污染源排出SO2量为80g/s60m风速为6m/s。在当时的气象条件下，正下风方向500m处的y35,，试求正下风方向500m处SOmm2的地面浓度。z解：由?大气污染控制工程?P88〔4－〕得uQyz22H80603exp()exp()/m22262z22word文档精品文档分享4.4解：阴天稳定度等级为D级，利用?大气污染控制工程?P95表－4查得x=500m时y35.3m,18.。将数据代入式－8得z228050603(500,50,0,60)))0.010mg/m。22635.323524.4在题4.3所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向x=500m、y=50m处SO2的地面浓度和地面最大浓度。解：阴天稳定度等级为D级，利用?大气污染控制工程?P95表－4查得x=500m时y18.。将数据代入式－8得z228050603(500,50,0,60)))0.010mg/m。22635.323524.5某一工业锅炉烟囱高30m，直径0.6m，烟气出口速度为，烟气温度为405K293KSO2排放量为10mg/sSO2的地面最大浓度和出现的位置。解：由霍兰德公式求得HvDTT200.6405293ssa0.6)5.84(2.7D)2.7mT4405us有效高度为HHsH305.8435.84m。由?大气污染控制工程?P89〔－－11〕max2Q2uHezyH时，z25m22。取稳定度为D级，由表4－4查得与之相应的x=745.6m。23word文档精品文档分享此时y50.1m。代入上式210max0.231g/2435.84e13m。－4.6地面源正下风方向一点上，测得3分钟平均浓度为3.4×103g/m3，试估计该点两小时的平均浓度是多少？假设大气稳定度为B级。解：由?大气污染控制工程?P98〔－〕2y2〔当2100h，q=0.3〕2()y()3y11q0.301uQy2z23H10133exp()10g/m2202z4.7一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源，其长为150m，据估计有机物的总排放量为90g/s试确定线源中心的下风距离400m3到15分钟时有机物的浓度。假设当时是晴朗的秋天下午4：。试问正对该线源的一个端点的下风浓度是多少？222QH1PPL)2解：有限长线源(x,0,0,H)exp()exp(dP222u2P21zz。首先判断大气稳定度，确定扩散参数。中纬度地区晴朗秋天下午。，太阳高度角～35左右，属于弱太阳辐射；查表4-3，当风速等于3m/s时，稳定度等级为，那么400m处mmy43.3,26.5。z其次判断3分钟时污染物是否到达受体点。因为测量时间小于0.5h，所以不必考虑采样时间对扩散参数的影响。3分钟时，污染物到达的距离xut3360540m，说明已经到达受体点。24word文档精品文档分享222QH1PP有限长线源L)dP2(H)exp()exp(22P22u21zz距离线源下风向4m处，=－75/43.3=－1.732，90=75/43.3=1.732；/()0.6/()QLgmsgms。代入上式得150220.61P3(400,0,0,0))dp5.52mg/m1.73222326.52。端点下风向1=0，2=150/43.3=3.46，代入上式得220.61P463(400,0,0,0))dp3.0mg/m022326.524.8某市在环境质量评价中，划分面源单元为1000m×1000m，其中一个单元的SO2排放量为10g/s，当时的风速为，风向为南风。平均有效源高为15m。试用虚拟点源的面源扩散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处SO2的地面浓度。100015解：设大气稳定度为C级，mmz0当，y61。由?大气污染控制工程?P106〔4z－49〕(x,y,0,H)u(y22Q1yHexp{[2)()2()(y0zz0yy0zz0)2]}3(10exp[12215(2]4.57105g/3m4.9某烧结厂烧结机的SO2的排放量为180g/s，在冬季下午出现下沉逆温，逆温层底高度为360m，地面平均风速为，混和层内的平均风速为3.5m/s。烟囱有效高度为200m。试计算正下风方向2km和处SO2的地面浓度。25word文档精品文档分享DH360200C级。mxmz74.425D2.15当时，，按x=xD和x=2xD时浓度值内插计算。D时，mmz－〕得22QH18020031exp()exp()/m2223.5242uzyzx=2x时，y221139.10m，代入P101〔－36〕得z2Qy1802exp()mg/22uD223.5360221.41yy3m；通过内插求解25705030.05(2000/m当x=6km>2xD时，y474m，21803604740.120mg/m3计算结果说明，在x<=x<=2xDX围内，浓度随距离增大而升高。4.10某硫酸厂尾气烟囱高50mSO2排放量为100g/s。夜间和上午地面风速为，夜间云量为3/10。当烟流全部发生熏烟现象时，确定下风方向处SO2的地面浓度。由所给气象条件应取稳定度为E级。查表4－4得x=12km处，y4277,87。mmzH50yf42788y，hfH2z50287.4Q1004/3F10gm。2238fyf4.11某污染源SO2排放量为80g/s，烟气流量为265m3/s，烟气温度3为418K，大气温度为293K。这一地区的SO2本底浓度为0.05mg/m，设z/y0.5，103m/s，m=0.25，试按?环境空气质量标准?的二26word文档精品文档分享级标准来设计烟囱的高度和出口直径。解：按?大气污染控制工程?P91〔－〕T4182934QHPQ0.35101326581010kW2100avT418skW由P80〔－〕uZHmHsu10())1.687sZ1010按城市及近郊区条件，参考表－2，取n=1.303，n=1/3，2=2/3，代入P91〔－22〕得2/31/328100H1nns5/12H。0QHHu12ss1/4687Hs?环境空气质量标准?的二级标准限值为0.06mg/m3P109〔－〕Hseu(2Q0b)zyH3280100.5＝H62.7181.687(HsH)(0.05)105/12解得HsHHH357.4mss于是Hs>=162m。实际烟囱高度可取为170m。烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的1.5倍，即v>=1.5×1.687×1700.25=9.14m/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在20~30m/s。取uv=20m/s，那么有D4Q4265vmu20v，实际直径可取为4.0m。4.12试证明高架连续点源在出现地面最大浓度的距离上，烟流中心线上的浓度与地面浓度之比值等于1.38。27word文档精品文档分享解：高架连续点源出现浓度最大距离处，烟流中心线的浓度按P88〔－7〕222Qy(zH)(zH)1exp(){exp[]exp[]}2222u222yzyzzy0,zH2Qu24Hexp[]22H/2y2uzyz〔由P89〔4－11〕Hz〕2而地面轴线浓度2max2ezy。222Q1.ee1因此，//()z1222H2uuHe422yzyz4)(2得证。28word文档精品文档分享第五章颗粒污染物控制技术根底5.1根据以往的分析知道，由破碎过程产生的粉尘的粒径分布符合对数正态分布，为此在对该粉尘进展粒径分布测定时只取了四组数据1〕几何平均直径和几何标准差；2〕绘制频率密度分布曲线。粉尘粒径～1010～2021～40>40/m质量频率36.919.118.026.0g/%解：在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线，d读出84.1=61.0m、d。=4.2m。=16.0m、d84g。d50作图略。5.2根据以下四种污染源排放的烟尘的对数正态分布数据，在对数概率坐标纸上绘出它们的筛下累积频率曲线。污染源质量中位直径集合标准差平炉0.362.14飞灰6.84.54水泥窑16.52.35化铁炉60.017.65解：绘图略。29word文档精品文档分享5.3某粉尘粒径分布数据〔见下表〕是否符合对数正态分布；2〕如果符合，求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径及外表积－体积平均直径。粉尘粒径0～2～44～6～1010～20～>40/m2040浓度0.812.2255676273/g3m解：在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲d0MMmd84.1=19.1md9=5.6m。d84.1g1.85。d50按?大气污染控制工程?P129〔5－24〕ln2；MMDlnNMD3lngNMDm1P129〔－〕dNMD2dm；lnLlnln4.00gL25P129〔－〕dNMD2dm。lnsvlnlngsv235.4对于题5.31900kg/m0.7，试确定其比外表积〔分别以质量、净体积和堆积体积表示〕。解大气污染控制工程?P135〔5－39〕按质量表示632m10cm/dsvPgP135〔－〕按净体积表示SV6dsv32/10cm3cmP135〔－〕按堆积体积表示)32/3b210cm。cmdsv30word文档精品文档分享5.5根据对某旋风除尘器的现场测试得到：除尘器进口的气体流量为310000m/h，含尘浓度为4.2g/m3。除尘器出口的气体流量为1200033/h，含尘浓度为340mg/m。试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率和除尘效率〔分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算〕。13解：气体流量按P141〔5－〕QQQmsN(1)11000/；N2NN2QQ2000漏风率P141〔－〕2NQ100001N；除尘效率：Q12000考虑漏风，按P142〔5－〕90.3%2N2N11Q100001N1N340不考虑漏风，按P143〔－〕91112N4.21N5.6对于题5.5中给出的条件，旋风除尘器进口面积为0.24m2，除尘器阻力系数为9.8423K490Pa，试确定该处尘器运行时的压力损失〔假定气体成分接近空气〕。m解：由气体方程PVRT得M5mPM0110490)290.832g/LVRT42342327310000Qv/A3600s0.832按?大气污染控制工程?P142〔5－45〕P17.92。25.7有一两级除尘系统，系统的流量为2.22m3/s粉尘量为22.2g/s，各级除尘效率分别为80%和95%。试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。解：按?大气污染控制工程?P145〔－〕31word文档精品文档分享112)195%)(180%)99%T粉尘浓度为g，排放浓度10〔－99%〕=0.1g/m/mgm310/33；排放量2.22×0.1=0.222g/s。5.8某燃煤电厂除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下，假设除尘器总除尘效率为98%，试绘出分级效率曲线。粉尘间隔/m<0.60.6~00.7~00.8~11~22~33~质量进口2.03.56.024.0频率g1/%7.01.02.03.014.016.029.0出口g2粉尘间隔/m4~55~66~88~1010~1220~30质量进口13.02.02.03.011.08.0频率g1/%出口6.02.02.0g2解：按?大气污染控制工程?P144〔5－〕g1〔P=0.02〕Pig计算，如下表所示：粉尘间隔/m<0.60.6~00.7~00.8~11~22~33~432word文档精品文档分享.7.8.0质量进口2.03.56.024.0频率g1/%7.01.02.03.014.016.029.0出口g2i93959091.49294.797.6/%粉尘间隔/m4~55~66~88~1010~1220~30其他质量进口13.02.02.03.011.08.024.0频率g1/%6.02.02.00出口g2i/%99.1989898.398.598.2100据此可作出分级效率曲线。5.9某种粉尘的粒径分布和分级除尘效率数据如下，试确定总除尘效率。平均粒径..8.101420>23/m250000000.5质量频率02121.0.0.2/%.055508分级效率8304760687581868995989910033word文档精品文档分享/%.5.5.5解：按?大气污染控制工程?P144〔－〕%Tg。i1i5.10计算粒径不同的三种飞灰颗粒在空气中的重力沉降速度，以及每种颗粒在30秒钟内的沉降高度。假定飞灰颗粒为球形，颗粒直径分别为为0.44000m，空气温度为387.5K，压力为101325Pa，飞灰真密度为2310kg/m。解：当空气温度为387.5K时0.912kg/m。3,2.3103,2.3105当p=0.4m时，应处在Stokes区域。8RT88.314387.5首先进展坎宁汉修正：3ms，v532.2/M14228.9710v810m22210，Kn0.47。那么dp2dpp5C，gCms1Kn[1.257us10/exp()]1Kn18。d()pp当p=4000m时，应处于牛顿区，gmsus74/。Re6dpu400010p，假设成立。27505005102d当=0.4mgmsppus/18Re，符合Stokes公式。考虑到颗粒在下降过程中速度在很短时间内就十分接近us沉降高度时可近似按us计算。=0.4mh=1.41×10－×30=4.23×10－；=40mh=0.088×30=2.64m；34word文档精品文档分享=4000mh=17.35×30=520.5m。5.11欲通过在空气中的自由沉降来分XX英〔真密度为2.6g/cm〕和角闪石〔真密度为3.5g/cm〕的混合物，混合物在空气中的自由沉降运动处于牛顿区。试确定完全别离时所允许的最大石英粒径与最小角闪石粒径的最大比值。设最大石英粒径p1，最小角闪石粒径dp2。由题意，1.74dp1dp2p2ggd3.5p2故1.35d2.6p2。5.12直径为200m、真密度为1850kg/m3的球形颗粒置于水平的筛293K和压力的空气由筛子下部垂直向上吹筛上的颗粒，试确定：〕恰好能吹起颗粒时的气速；〕在此条件下的颗粒雷诺数；〕作用在颗粒上的阻力和阻力系数。解：在所给的空气压强和温度下，1kgmPas。3,105/=200m时，考虑采用过渡区公式，按?大气污染控制工程?P150〔－0()g620010)1850ppus/510)sRe62001003p，符合过渡区公式。13.8558110阻力系数按P147〔－〕C3.82。阻力按P146〔5－59〕P0.6Rep1FpCDAp2u12(200106)21.03283103.82248N。5.13欲使空气泡通过浓盐酸溶液〔密度为1.64g/m3－，粘度1×1035word文档精品文档分享4Pa.s盐酸装在直径为10cm的圆管内，其深度为22cm，盐酸上方的空气处于298K和101325Pa状态下。假设空气的体积流量为127L/min，试计算气流能够夹带的盐酸雾滴的最大直径。解：圆管面积12851032Adm。据此可求出空气与盐酸雾滴相4对速度3Q12710us0.27m/3A851060s。考虑利用过渡区公式：usg()pp0.286.19/3,103/3,1.82105代入相关参数1kgmkgmPas及ps=0.27m/s可解得d=66m。Re6661010.27p，符合过渡区条件。故能被空气夹带115110的雾滴最大直径为66m。5.14试确定某水泥粉尘排放源下风向无水泥沉降的最大距离。水泥粉尘是从离地面4.5m高处的旋风除尘器出口垂直排出的，水泥粒径X围为～500m1960kg/m31.4m/s293K，气压为101325Pa。解：粒径为25m，应处于Stokes区域，考虑忽略坎宁汉修正：2dpp2usg10m/18。竖直方向上颗粒物运动近似按匀速考虑，sH2，因此L=v.t=1.4×122m=171m。那么下落时间st122u310s36word文档精品文档分享5.15某种粉尘真密度为2700kg/m，气体介质〔近于空气〕温度为433K，压力为101325Pa，试计算粒径为10和500m的尘粒在离心力作用下的末端沉降速度。离心力场中颗粒的旋转半径为200mm，该处的气流切向速度为。3,105解：在给定条件下0kgmPas。.815/当p=10m，粉尘颗粒处于Stokes区域：22622dppu10)270016tuc/518R1810s。=500m，粉尘颗粒处于牛顿区：21u223t55dud。因此pcpp6R23.03dupptu80.2m/Rs。经历证，Re=1307>500，假设成立。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37word文档精品文档分享100%捕集的最小雾滴直径。假设雾滴的比重为1.21。Q1.22解：计算气流水平速度v02.8710m/s。设粒子处于A9.14Stokes区域，取15Pas。按?大气污染控制工程?P162〔6.8210－〕dmin5218vH1811087104.576017.2103gL108112.19pm17m即为能被100%捕集的最小雾滴直径。6.2直径为1.09m的单分散相气溶胶通过一重力沉降室，该沉降室宽20cm50cm180.124cm8.61L/min，并观测到其操作效率为64.9%。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?P163〔－5〕n1nn121n2221188064.9，因此需要设置23层。6.3有一沉降室长7.0m，高12m，气速，空气温度300K，尘粒密度2.5g/cm3，空气粘度0.067kg/(kg.h)，求该沉降室能100%捕集的最小粒径。5解：kgmhPas067/(.)10d518vH181100.31250min8.410m84m100m3gL2.5109.817p层流区假设。6.4气溶胶含有粒径为0.63和0.83m的粒子〔质量分数相等〕，以3.61L/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。L=50cm，1gcmW=20cm，/338word文档精品文档分享h=0.129cm，0.000182g/(，n=19层。解：设空气温度为298K，首先进展坎宁汉修正：8RT88.314298v3466.6/，msM28.9710v1.82101855108m226.610，Kn0.210.632dpp521C101.2574。故usgC10m/s[0.e]1185usLW(n1.58100.520i。用同样方法计算可得3Q3.6110/600.83m粒子的分级效率为0.864。因此总效率0.5(0.864)0.695i6.5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X围0~11~55~1010~220~330~440~550~60>60/m0000质量百分数/%32021202110637气体粘度为×10－5，颗粒比重为2.9，旋风除尘器气体入口速度为，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3m，入口宽度76cm。解：按?AirPollutionControlEngineering?公式1exp[(2NVDcip)]。令=50%N=5Vc=15m/s，W=0.76m，Pasp=2.9×1052，1039word文档精品文档分享代入上式得c=11.78m。利用?大气污染控制工程?P170〔6－〕i1(dpi(d/pi2dc/)d)c2计算各粒径粉尘分级效率，由此得总效率igi6.6某旋风除尘器处理含有4.58g/m3灰尘的气流〔Pas52.510其除尘总效率为90%。粉尘分析试验得到以下结果。粒径X围/m捕集粉尘的质量百分逸出粉尘的质量百分数/%数/%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>4584.01.1〕作出分级效率曲线；2〕确定分割粒径。P144〔5－〕iPgg2/i〔P=0.1〕计算分级效率，结果如下表所示：40word文档精品文档分享粉尘间隔/m0~5~110~15~20~25~30~35~40~>455015202530354045质量捕集2.02.02.084.频率g530/%76出口g2.09i/%9.59411700652630833685据此可作出分级效率曲线。由上表可见，5～10m去除效率为49.41。因此在工程误差允许X围内，c=7.5m。6.7某旋风除尘器的阻力系数为9.9，进口速度，试计算标准状态下的压力损失。解：据?大气污染控制工程?P169〔6－13〕1212p11.293151440Pa。226.8欲设计一个用于取样的旋风别离器，希望在入口气速为20m/s时，其空气动力学分割直径为1m。〕估算该旋风别离器的筒体外径；〕估算通过该旋风别离器的气体流量。解：根据?AirPollutionControlEngineering?P258公式1exp[(2NVDcip)]。41word文档精品文档分享2D10003单位，故因(/)单位取kgmp2DpappD2＝1000p2D；pa由题意，当50Vms。取Pas%,c20/.821015，N=10，代入上式50%1exp[(1020i0610102)51000)]，解得i=5.5mm。根据一般旋风除尘器的尺寸要求，=4Wi=2.2cm；＝2i=1.1cm。气体流量Q=A.V=H.W.Vc=1.21×10－33/s6.9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=20m，1.25。在实际操作条件下该旋风除尘器的分割直径为5m率。解：按?大气污染控制工程?P170〔－〕i22(d/d)(d/5)picpi1(d/pid)c21(dpi/25)2dpi25dpi2；2d1piiqddqdd。pipi025d02piddpilnlndpi12792g20=20m，，)]q()](d0.322dln2lnpipigg1代入上式，利用Matlab积分可得96.3%0iqddpi。6.10在气体压力下为，温度为293K下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为，L=2.0m，气体流量0.075m3/s。假设集尘板附近的平均场强E=100kV/m，粒径为1.0m的粉尘荷电量q=0.3×10－，计算该粉尘的驱进速度w和电除尘效率。42word文档精品文档分享解：驱进速度按?大气污染控制工程?P187〔－〕wqE153p/1010010m563d310110ps。/s，代入P188〔6－34〕A，Q=0.075mdL2885m2Ai1wiQ)10.176)98。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366cm，板间距，烟气体积流量2m/s；操作压力为1atm，设粉尘粒子的驱进速度为12.2cm/s。试确定：〕当烟气的流速均匀分布时的除尘效率；50%25%时的除尘效率〔参考图－解：1〕’=2/3=0.667m/s，S=3.66=13.4m2，4i1exp(。0.667/2v〕1.5，查图6－27得Fv=1.75max1/3v故i1(1)Fv199.3%)1.7598。6.12板间距为25cm的板式电除尘器的分割直径为0.9m望总效率不小于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X0~2021~4040~6060~8080~100围/%43word文档精品文档分享平均粒径/m3.58.013.019.045.0并假定德意希方程的形式为1kdp捕集效率；K经历常数；ed颗粒直径。试确定：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；〕能否满足使用者需要。解：〕由题意1exp(k0.9)k0=3.5m，1773.5)931=8.0m，18.0)99.8%2=13.0m，10.7713.0)100%3故0.293.2%0.299.1398.6%98%〕98.6%12i，那么2i=0.42g/m30>0.1g/m3。不满足环保规定和使用者需要。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8423K，电场中离子浓度为103－kg，粉尘在个/m，离子质量为5×10电场中的停留时间为5s。试计算：1〕粒径为5m的粉尘的饱和电荷值；〕粒径为0.2m的粉尘的荷电量；〕计算上述两种粒径粉尘的驱进速度。假定：〕烟气性质近似于空气；2〕粉尘的相对介电系数为1.5。解：〕由?大气污染控制工程?P183〔6－〕电场荷电为1.5212625q30dpE310(510)10100216C扩散荷电按P184〔－〕计算，与电场荷电相比很小，可忽略。44word文档精品文档分享因此饱和电荷值3.04×10－。〕电场荷电为1.5212625q30dpE31010)1086100219C扩散荷电与电场荷电相比很小，可忽略，故粉尘荷电量4.86×10－19。〕取Pas510qE1651010=5m时，p/sw563d32.510510p；qE195p3.5110/103.410=0.2m时，msw3563d3100.210p。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we。解：查图得集气板面积约1000m.〔1000m/min〕.〔1000m/min〕－1。根据Ai1exp(wiQ)，45word文档精品文档分享0.995=1－exp〔－i〕解得i=5.30m/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器上粉尘层的比电阻，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。A解：195%QA，2w)0.0025A，故w)05QQA因此'12w)10.0025%Q。6.16烟气中含有三种粒径的粒子：10m、7m和3m，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1、2、3，那么10k7k3k1e)(1e)e)30.95k230.6586因此199.，299.，386.1%。6.17对于粉尘颗粒在液滴上的捕集，一个近似的表达式为(0.018M0RR./d5R2。其中是碰撞数的平方根，R=d/)]，对于密度为2g/cm3的粉尘，相对于液滴运动的初速度为，流体温度为297K，试计算粒径为10m2〕50m的粉尘在直径为、、500m的液滴上的捕集效率。解：〕粉尘粒径d=10m2d(uu)当液滴直径为50m时，R=0.2；碰撞数pppDN，ID18C46word文档精品文档分享N。I由给出计算公式可得50.3%同理可得液滴直径为100m、500m时捕集效率为42.6％、10.1%。〕p=50m用同样方法计算可得颗粒在直径为50m、100m、500m的液滴上捕集效率分别为、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：3L=1.36L/m，喉管气速为，粉尘密度为0.7g/cm3方程，烟气粘度为2.23×10－5Pa.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/%<0.10.010.1~~1.00.781.0~5.013.05.0~10.016.010.0~15.012.015.0~20.08.0>20.050.0解：按?大气污染控制工程?P211〔－〕47word文档精品文档分享p10Q3()1010)102l3223vcmHOT2Qg由〔－55〕92210CdfplgCpiexp[]e2g2p0.33d粒径小于0.1m所占质量百分比太小，可忽略；粒径大于20.0m，除尘效率约为；因此P0100e0.3320100e20.7513100e332316.0100e212100e3325100e0.33217.5%故1P48%。6.19水以液气比12L/m3的速率进入文丘里管，喉管气速，气体粘度为1.845×10－Pa.s，颗粒密度为1.789g/cm－Pa.s，颗粒密度为1.789g/cm3，平均粒径为1.2m，f取0.22。求文丘里管洗涤器的压力损失和穿透率。Q32(l)1.031032121031663解：cmHOp10vT2Qg坎宁汉修正1.143C11Cd1.2pPiexp[6.1109lg2CC2pdf2p]g91011.78910421.22)21663]exp[06.20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152.4cmH2，以到达要求的处理效率。估算洗涤器的尺寸。3解：设气液比1L/m，p=1.2m，3p，f=0.25。在1atm与8g/cm48word文档精品文档分享510.K下查得g510Pas。Q32()1.03101.010l323由1vcmHO可解得p.0310vT2Qgv=121.6m/s。故喉管面积7.1S，D2=272mm。取喉管长度300mm，通气管直径1=544mm。241，26，那么DDDD1T64064，Tctg3.13m11222LctgmmmL2222〔取2=600mm6.21直径为2mm的雨滴以其终末沉降速度穿过300m厚的大气近地3m的球形颗粒，颗粒的质量浓度为803g/m。〕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?AirPollutionControlEngineering?P3009.48式M42DDzct。t通过P293Figure9.18读取。取3/3p210kgm，雨滴b=2mm，处于牛顿区，利用?大气污染控制工程?P150〔－〕331/2。因此，v1.74[2.010101.205)9.81/1.205]7.0m/s2dv362210(310)7.0NFigure9.18读出ppsD53181810210bt=0.11〔Cylinder故M=(2103)2300800.110083g。41而液滴本身MDg'3103。故质量增加了1.98×10－4。66.22以2.5mm/h的速率发生了大面积降雨，雨滴的平均直径为2mm，其捕集空气中的悬浮颗粒物的效率为0.1％的悬浮49word文档精品文档分享颗粒物，这场雨至少要持续多长时间？解：由?AirPollutionControlEngineering?公式lnCQLC0DADt。代入数据ln21.510310A3，即需持续半天左右的时tt12.3hA间。6.23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：，288K，进口处浓度9.15g/m33，布袋破裂前的出口浓度0.0458g/m，被污染气体的体积流量14158m/h，布袋室数为，每室中的布袋数，布袋直径15cm，系统的压降1500Pa，破裂的布袋数为。0解：99.5%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：59823C'C0)C/m。因此06006000.076199.2%。6.24某袋式除尘器在恒定的气流速度下运行。此期间处理烟气70.8m3，系统的最初和最终的压降分别为40Pa和400Pa，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。xxxg，gfgp400。f解：设恒定速度v1，那么v401v11KKKffpxxxgfggp2假设在400Pa压降下继续，那么400v2vv22KKKfpp40360360Q400360Qv222vvv400v2222v1vvQvv1111140050word文档精品文档分享40030dQ36030QdQdQdQ22222400169.522270dt70.8dtdtdt4003解此微分方程得2=90.1m。6.25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250Pa，300K的气体以1.8m/min的流速通过滤袋，滤饼密度1.2g/cm3，总压力损失与沉积粉尘质量的关系如下。22试确定粉尘的渗透率〔以m100.0cm。p/61266677490099010621152PaM/kg0.0020.0040.0100.020.0280.0340.042解：当时，1Pas，v=1.8m/min=0.03m/s。5.8610MxpS，xpMS1.2103M100104M12M5。利用所给数据进展线性拟和，pb86100.03/Kp12M，K5p=3.53×10－p，即1100.03/1314613146x616.51Kp12。6.26除尘器系统的处理烟气量为10000m3/h，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393K，除尘器压力损失不超过1200Pa，烟气性质近似于空气。试确定：〕过滤速度；2〕除尘器压力损失；〕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v=1.0m/min。〕除尘效率为99%，那么粉尘负荷2WvFCt6ttg/m。51word文档精品文档分享〕除尘器压力损失可考虑为PtPPEpP为清洁滤料损失，考虑为120Pa；PSvPatEFE350；PpRv取9.50；2CtttPaRNgm15.9443,min/()2pp故PtEp350120(Pa)47056.43t(Pa)。〕因除尘器压降小于1200Pa，故470(Pa)1200,t即最大清灰周期。〕AQ60vF100006013932732240m。d=0.8m。n48条布袋。2Aadl，a6.27据报道美国原子能委员会曾运用2m深的沙滤床捕集细粒子，卡27ZvDspa尔弗特建议用下式估算细粒子的穿透率。)Pexp(。其中：29DcgZ=在气流方向上床的长度；s气体的外表流速；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；g气体的粘度。〕假设pa=0.5m，Dc=1.0mm，vs，0.3，试估算沙滤床的捕集效率；〕欲获得99.9%以上的捕集效率，床的厚度至少应多厚？〕推导该效率方程式。解：1〕将数据代入所给公式6272(0.510)1000Pexp[]，98.6%325910)1.821027ZvDspa〕由P)可得z>=3.23m。exp(29Dcg3〕由?AirPollutionControlEngineering?公式，穿透率52word文档精品文档分享Pexp(NVciD2p)取Wi=0.25Dc，而，Vc=Vs/，D22，代入上式paDpa222ZVDDspaspaP〔近似取27〕exp()exp()229Dcgcg6.28图6－50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140g/m2时，试求：〕对于图中显示的四种过滤气速，分别求相应的过滤效率；〕假定滤饼的孔隙滤为0.3，颗粒的真密度为2.0g/cm3，试求滤饼的厚度；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？53word文档精品文档分享解：〕过滤气速为3.35m/min效率0.8过滤气速为1.52m/min效率0.8过滤气速为0.61m/min效率0.80.8过滤气速为0.39m/min效率0.8－4〕由2.0×〔－0.3〕xp=140×10，x=0.01cm；〕由〔0.8－0.0006〕×0.39t=140，t=449min=7.5h。第七章气态污染物控制技术根底7.1某混合气体中含有2%〔体积〕CO2，其余为空气。混合气体的温度为30。500kPa30。C时在水中的亨利系数E=1.88×10－kPa，试求溶解度系数H及相平衡常数，并计算每100g与该气体相平衡的水中溶有多少gCO。解：由亨利定律P*=Ex，500×2%=1.88×10x，x=5.32×10－。由y*=mx，m=y*/x=0.02/5.32×10－=376。－5因x=5.32×103很小，故CO2=2.96mol/m。HC43*10molmPa3/()P5002%1054word文档精品文档分享100g与气体平衡的水中约含×100×5.32×10－5/18=0.013g。7.220。C时O2溶解于水的亨利系数为40100atm，试计算平衡时水中2溶解于水的亨利系数为40100atm，试计算平衡时水中氧的含量。解：在1atm下2在空气中含量约0.21。0.21=4.01×10x－6解得2在水中摩尔分数为x=5.24×10。7.3用乙醇胺〔MEA〕溶液吸收S气体，气体压力为20atm，其中含0.1%H0.25mol/m3的游离MEA。吸收在293K进展。反响可视为如下的瞬时不可逆反响：H。2SCHCHCHNHHSCHCHCHNH222223－13.h.atmD－/hD：kAla=108hka=216mol/mAl=5.4×10Bl=3.6×10－2/h。试求单位时间的吸收速度。解：20SE=0.489×10?C时HkPa，分压20atm×0.1%=2.03kPa。－5P*=Ex，x=P*/E=4.15×10，故C*H2S=2.31mol/m3。3－mol/〔.Pa=115mol/〔3.atm〕H=C/P*=2.3/〔2.03×10=1.14×10由1KAlHkg1kl11521611080.542,KAl85h1。*3NAAlHSHS。K(C2C)852/(m237.4在吸收塔内用清水吸收混合气中的SO2，气体流量为5000m/h，其中SO2占5%，要求SO2的回收率为95%，气、液逆流接触，在塔的操作条件下，SO2在两相间的平衡关系近似为Y*=26.7X，试求：〕假设用水量为最小用水量的1.5倍，用水量应为多少？〕在上述条件下，用图解法求所需的传质单元数。55word文档精品文档分享3解：=5000×0.95=4750m/h。=0.053，(5000325%10；4750(LYY0.053S12。)25minXG00.053/26Bmax因此用水量s=25.4G×1.5=1.81×10/h。53由图解法可解得传质单元数为5.6。7.5某吸收塔用来去除空气中的丙酮，吸收剂为清水。入口气体流量为10m/min，丙酮含量为11%不大于2%丙酮－水的平衡曲线〔1atm和299.6K〕可表示为21.95(1x)y。〕试求水的用量，假设用水量取为最小用水量1.75倍；〕假设气相传质单元高度〔以m计〕Hy0。其中G和L0L分别为气、液相的流量〔以kg/m.h解：=10×0.89=8.9m/minY=0.124=0.02。作出最小用水时的=0.124=0.02。作出最小用水时的操作线，xmax=0.068。L1240.02，Lss=1.53×1.75×8.9=23.8m故53()minG068B/min。a图解法可解得传质单元数为3.1。m0。y=2.39×Hy()2.39L3.1=7.4m。7.6某活性炭填充固定吸附床层的活性炭颗粒直径为3mm，把浓度为30.15kg/m的4蒸汽通入床层，气体速度为5m/min，在气流通过220min后，吸附质到达床层0.1m处；505min后到达0.2m处。设床层高1m而CCl4蒸汽不会逸出？56word文档精品文档分享解：利用公式KL0，将数据代入220505K00，解得K2850min/m65min0因此max28501652785。7.7在直径为1m的立式吸附器中，装有1m高的某种活性炭，填充密度为230kg/m3与空气混合气时，通过气速为20m/min，3，当吸附CHCll的初始浓度为30g/m3CHCl3蒸汽完全被吸附，活性炭对l的静活性为26.29%，解吸后炭层对l的残留活性为1.29%，求吸附操作时间及每一周期对混合气体的处理能力。a(0.26290.0129)230bmin/解：mK3V2030100'KL，95.8min12。xaSLb(262911230kg47.8在温度为323KCO2在活性炭上吸附的实验数据如下，试确定在此条件下弗罗德里希和朗格谬尔方程的诸常数。单位吸附剂吸附的CO气相中CO2体积2的分压〔cm3/g〕3/g〕〔atm〕30151267381493557word文档精品文档分享1046解：Tcm/gPatmlgX/gPatmlgXTlgPP/V3011.47700.0335121.7080.3010.0396731.8260.4770.0458141.9090.6020.0499351.9690.6990.05410462.0170.7780.0581依据公式nXTkPlgX~lgP进展直线拟合：XTK=30，30P0.7n=1.43；依据公式P1，对P~P/V进展直线拟合：PPP0，005VBVmVVm即=200，。7.9利用活性炭吸附处理脱脂生产中排放的废气，排气条件为294K，1.38×105Pa，废气量25400m/h。废气中含有体积分数为0.02的三氯乙烯，要求回收率99.5%。采用的活性炭的吸附容量为28kg三氯乙烯/100kg活性炭，活性炭的密度为577kg/m3，其操作周期为，加热和解析，备用1h，试确定活性炭的用量和吸附塔尺寸。解：三氯乙烯的吸收量V=2.54×104×0.02×99.5%=505.46m/h，M=131.5。m由理想气体方程PVRT得M58word文档精品文档分享5PVM110505.46131.53m3.7510kg/RT8.31294h10034因此活性炭用量mkg03.751041028；体积4m510V。092.93m5777.10尾气中苯蒸汽的浓度为0.025kg/kg干空气，欲在298K和2atm条件下采用硅胶吸附净化。固定床保护作用时间至少要。设穿透点时苯的浓度为0.0025kg/kg达0.020kg/kg干空气时即认为床层