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空气污染控制工程 浙江学院 习题课 2011 浙江学院 习题课 2011 第第 2 章章 2 1 已知重油元素分析质量分数结果如下 C 85 5 H 11 3 O 2 0 N 0 2 S 1 0 试 计算 1 燃油 1kg 所需的理论空气量和产生的理论烟气量 2 理论上干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度 3 当空气的过剩系数为 10 时 所需的空气量及产生的烟气量 解 1 理论空气量 3 8 88126 4573 3293 333 8 881 0 85526 457 0 1133 33 0 01 3 333 0 02 10 55 aTCHSO VWWWW Nmkg 理论干烟气量 3 FTH 3 1 8650 6990 79 1 865 0 8550 699 0 010 79 10 55 9 94 V9 9411 111W 9 940 113 11 111 11 2Nm kg fTdCSaT VWWV Nmkg 理论湿烟气量 2 SO2 CO2理论浓度 33 2max 4 3 2max 1 64 0 011000 32 2 012 2012 9 94 2012 22 4 100 07 64 44 0 8551000 12 315 392 9 94 315 392 22 4 1016 44 SO co Cg m Cg mg m m 3 1 1 时 空气量及干烟气量分别为 1 空气污染控制工程 3 3 10 55 1 111 6 1 9 940 1 10 5511 aaT fdftdaT VVNmkg VVVNmk g 湿烟气量 11 2 0 1 10 55 12 3Nm3 kg 2 2 普通煤的元素分析如下 C 65 7 H 3 2 灰分 18 1 水分 9 0 S 1 7 0 2 3 含氮量不计 1 计算理论上燃煤 1kg所需空气量和SO2在烟气中的最大浓度 以体积分数计 2 假定烟尘的排放因子为 80 计算烟气中灰分的浓度 以mg m3计 3 假定用流化床燃烧技术价石灰石脱硫 石灰石中含 Ca35 当 Ca S 为 1 7 摩尔 比 时 计算燃煤 1t 需加石灰石的量 解 1 3 8 88126 4573 3293 333 8 881 0 65726 457 0 0323 329 0 0173 333 0 023 6 661m kg aTCHSO VWWWW 煤 理论干烟气量 3 1 8650 6990 79V 1 865 0 6570 699 0 017 0 79 6 661 6 5Nm kg fTdCSaT VWW 煤 SO2浓度 2 2 64 0 0170 034kg kg 32 SO SOS S M mW M 煤 3 so2 SO2max fTd m0 034 1000 C5231 V6 5 5231 22 4 1831 64 mg Nm L L 2 烟尘浓度 3 1000 0 181 0 8 100022688 6 5 Cm g Nm 4 加石灰量 Ca40 1 S3 固硫剂用量的含量 燃料耗量的含量2 1 7 1000 0 017 32 103 5 0 35 40 1 mk 石灰量 g 2 空气污染控制工程 第 5 章 5 5 根据对某旋风除尘器的现场测试得到 除尘器的进口的气体流量为 10000m3N h 含尘气 体浓度为 4 2g m3N 除尘器出口的气体流量为 12000m3N h 含尘浓度为 340mg m3N 试 计算该除尘器的处理气体流量 漏风率 分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算 解 hmQQQ NNNN 110001200010000 2 1 2 1 3 21 漏风率 20 100 10000 1200010000 1 21 N NN Q QQ 漏风率为负值 说明除尘器内呈负压状态 气体从周围环境流入除尘器内部 考虑漏风情况下的除尘效率 3 90 100004200 12000340 11 11 22 NN NN Q Q 不考虑漏风条件下的除尘效率 9 91 4200 340 11 1 2 N N 5 7 有一两级除尘系统 已知系统的流量为 2 22m3 S 工艺设备产生粉尘量 22 2g s 各级除 尘效率分别为 80 和 95 试计算该除尘系统的总除尘效率 粉尘排放浓度和排放量 解 总除尘效率 99 951 8011111 21 进口浓度 10 22 2 2 22 1 Cg m3 排放浓度 1 0 991 10 1 12 CC g m3 排放量 0 1 2 22 0 222g s 5 8 某燃煤电厂电除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下 若电除尘器总除尘效率为 98 试确定分级效率 粒径间隔 m 0 6 0 6 0 7 0 7 0 8 0 8 1 0 1 2 2 3 进口 M1 2 0 0 4 0 4 0 7 3 5 6 0 质 量 频 率 出口 M3 7 0 1 0 2 0 3 0 14 16 粒径间隔 m 3 4 4 5 5 6 6 8 8 10 10 20 20 30 进口 M1 24 13 2 0 2 0 3 0 11 8 0 质 量 频 率 出口 M3 29 6 0 2 0 2 0 2 5 8 5 7 0 3 空气污染控制工程 解 分级除尘效率和总效率之间有如下关系 1i 2i i g g P1 式中 P 穿透率 本题中 P 1 98 0 02 利用上式计算各粒径区间内的除尘效率 结果如下表 粒径间隔 m 23 5 质量频率 8 5 5 5 5 0 4 0 0 8 0 2 分级效率 86 89 5 95 98 99 100 解 n i ii 1 1 0 1 8 0 4 30 9 5 47 5 20 68 5 15 0 75 11 0 81 8 5 86 5 5 89 5 5 0 95 4 0 98 0 8 99 0 2 100 72 4 某微粒净化系统由两级串联的捕集装置组成 各设备的分级率和进口微粒物的 粒径分布如 下 试计算该系统的全效率和排放微粒物的粒径分布 粒径 m 0 5 5 10 10 20 20 40 40 进口微粒质量百分率 10 25 32 24 9 前级装置的分级率 32 2 50 0 74 0 90 0 98 0 后级装置的分级率 61 0 84 0 90 4 95 0 99 0 解 全效率 21 111 2i1ii 111 例如对于粒径为 0 5 m 1 1 1 32 2 1 61 73 6 计算得出以下结果 4 空气污染控制工程 粒径 m 0 5 5 10 10 20 20 40 40 两级的总效率 73 6 92 97 5 99 5 99 98 n i ii 1 1 73 6 10 92 25 97 5 32 99 5 24 99 98 9 94 4 粒径分布 1 3 m m 1 13 m1m 1i 3i i m m 1 1ii3i m1m 1i i 1 1ii 3 3i 3i 1 1 m m 1 1 m m 例如对于粒径为 0 5 m 1 47 10 4 941 6 731 31 计算得出结果如下表 粒径 m 0 5 5 10 10 20 20 40 40 出口微粒质量百分率 47 1 35 7 14 28 2 14 0 03 5 14 试确定某水泥粉尘排放源下风向无水泥沉降的最小距离 意指最小颗粒的最大飘移距 离 水泥粉尘是以离地面 15m高处的旋风除尘器出口垂直排出的 水泥粒径范围为 25 500 m 真密度为 1960kg m3 风速为 1 4m s 气温为 293K 气压为 1atm 已知空 气粘度 1 89 10 5Pa s 密度 g 1 205kg m3 解 2 6 2 2 5 19609 8125 10 3 53 10 1818 1 89 10 pp s gd v m s 26 5 1 205 3 53 102 5 10 Re0 6 1 83 10 gsp v d 1 2 15 425 3 53 10 s H t v s m 0 595xvt 第第 6 章章 6 1 在 293K的空气中的NaOH飞沫用重力沉降室收集 其大小为宽 914cm 高 457cm 长 1219cm 空气的体积流速为 1 2m3 s 计算能被 100 捕集的最小雾滴的直径 假设雾滴 的比重为 1210kg m3 293K时 空气 g 1 2kg m3 1 81 10 5Pa s 5 空气污染控制工程 解 0287 0 14 957 4 2 1 hb V v g g m s 5 5 p g min p 1072 1 19 128 91210 0287 0 57 4 1081 118 gl hv18 d m 17 2 m 6 4 一气溶胶含有粒径为 0 63 和 0 83um的粒子 质量分数相等 以 3 61 l min的流量通过多 层沉降室 根据下列数据 运用湍流效率计算公式和坎宁汉校正系数计算沉降效率 0 0667 m L 50cm p 1 05g cm3 W 20cm H 0 129m 1 82 10 5Pa s N 19 层 解 对于dp 0 63 m 2 11 2570 400exp0 55 p u p d C d 267 1 63 0 0667 0 55 0exp400 0257 1 63 0 0667 02 1 5 5 2 6 u 2 1057 1 267 1 1082 1 18 8 91063 0 1050 C 18 pp s gd v m 35 3 61 10 606 017 10Q 3 s 5 1 5 190 5 0 2 1exp1exp1 57 1039 1 6 017 10 s NS v Q 对于dp 0 83 m 2 11 2570 400exp0 55 p u p d C d 202 1 83 0 0667 0 55 0 exp400 0 257 1 83 0 0667 02 1 5 5 2 6 u 2 1060 2202 1 1082 118 8 91083 01050 C 18 pp s gd v 5 1 5 190 5 0 2 1exp1exp2 6 1056 6 017 10 s NS v Q 39 1 50 56 50 47 6 已知电除尘器集尘极面积为 14m2 并测得入口气体流量为 0 38m3 s 入口气体含尘浓度为 2g m3 电场前检查门处向内漏风率为 5 气体出口含尘浓度为 0 12g m3 试求粉尘 有效驱进速度 6 空气污染控制工程 解 实际处理气量 1QQ 12 0 38 1 5 0 399 除尘效率 937 0 38 02 399 012 0 1 Q Q 1 11 22 1 exp d g f v V 1ln f V v g d 079 0937 01ln 14 399 0 m s 6 11 单压电除尘器捕集烟气中粉尘 已知该电除尘器由四块集尘板并联组成 板高 366cm 板长 366cm 板间距 24 4 cm 烟气体积流量 2m3 s 设粉尘粒子的驱进速度为 12 2cm s 试计算 1 当烟气的流速均匀分布时的效率 2 当某一烟道的烟气量为总烟气量的 50 另两通道各为 25 时的除尘效率 解 1 当烟气的流速均匀分布时的效率 f 2 n 1 bh 2 4 1 3 66 3 66 80 37m 2 2 d g f80 37 1 expv1 exp12 2 1099 26 V2 2 当某一烟道的烟气量为总烟气量的 50 另两通道各为 25 时的除尘效率 f1 36 662 2 26 97m 2 Q1 1m 3 2 1d g f26 79 1 expv1 exp12 2 1096 19 V1 f2 36 662 4 53 58m 2 Q1 1m 3 2 2d g f53 58 1 expv1 exp12 2 1099 86 V1 12 0 50 598 03 6 12 极间距为 25cm的板式电除尘器的分割直径为 0 9 m 使用者希望总效率不小于 98 有 关法律规定排气中含尘量不得超过 100mg m3 假定电除尘器入口处粉尘浓度为 30g m3 且粒径分布如下 重量百分比 20 20 20 20 20 平均粒径 m 3 5 8 0 13 0 19 0 45 0 并假定多依奇方程的形式为 1 e kdp 其中 捕集效率 k 经验常数 dp 颗粒直 径 m 试确定 7 空气污染控制工程 1 该除尘器效率是否等于或大于 98 2 出口处烟气中含尘浓度是否满足环保规定 解 1 由1 p kd e 得 ln 1 ln 150 0 77 0 9 p k d 对于dp1 3 5 m 1 1exp0 773 593 24 对于dp1 8 0 m 2 1exp0 778 099 79 对于dp1 13 0 m 对于dp1 19 0 m 对于dp1 45 0 m 其效率都为 1 93 24 99 79 3 5 98 6 该除尘器效率大于 98 2 C2 C1 1 30 1 98 6 0 42g m 3 420mg m3 出口处烟气中含尘浓度不满足环保规定 6 15 某电除尘器的集尘效率为 95 一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 d g 11 22 f 1expv V 1 1 d d LnV LnV 2 2 10 95 1 1 2 99 75 Ln Ln 6 17 用单通道板式电除尘器处理含尘气体 通道高 5 米 长 6 米集尘极板的间距为 300mm 若处理气量为 6000 m3 h时的除尘效率为 95 4 入口含尘浓度为 9 0 g m3 试计算 1 出口含尘气体浓度 2 有效驱进速度 3 若处理的气体量增加到 8600 m3 h时的除 尘效率 解 1 出口含尘气体浓度 414 0 4 9510 91 12 g m3 2 有效驱进速度 集尘板的面积为 5 6 2 60m 2 8 空气污染控制工程 1 exp d g f v V g d V 6000 3600 vln 1ln 1 95 4 0 086 f60 m s 3 除尘效率 117 0 4 951ln 8600 6000 explnP V V expP 1 g2 g1 2 83 3883 0117 01P1 22 1 试计算20 水中氧的饱和浓度几何 mg L P243 E 4 06 106 kPa P EX 0 21 101 325KPa 4 06 106 X X 5 24 10 6 5 24 10 6 1000 18 32 1000 9 31mg L 2 试利用安托因方程 计算25度时丙酮的饱和蒸汽压 A 7 02447 B 1161 0 C 224 lg CT B AP P 与液相平衡的气体蒸气压 mmHg T 系统的温度 362 2 22425 1161 02447 7 lg CT B AP P 230mmHg 30 67 KPa 7 1某净化系统用水吸收废气中的SO2 废气流量为2 8m3N s SO2浓度为10000 10 6 v v 进塔的水中不含SO2 出塔的水中SO2的浓度为370 10 6 mg L 9 空气污染控制工程 液气比为86kmol水 kmol惰气 试求系统的SO2排放量 以g s计 解 根据物料衡算有 2122 XXLYYG y1 0 01 x2 0 3 1 370 10 64 0 000104 10000 37 18 x Y1 0 01 1 0 01 0 101 X1 x1 0 000104 2112 0 0101 860 0001040 00116YYG L XX 系统的SO2排放量 2 8 1 0 01 0 00116 0 00322m 3 s 0 00322 22 4 64 0 00918kg s 7 7在直径为1m的立式吸附器中 装有 1m 高的某种活性碳 填充密度为 230kg m3 在吸附CHCL3与空气的混合气过程中 通过气速为 20m min CHCL3的初始浓度为30g m3 设CHCL3蒸气完全被吸附 已知活性碳对CHCL3 的静活性为26 29 动活性为其的 85 解析后 碳层对CHCL3的残留活 性为1 29 求吸附操作时间及每一周期对混合气的处理能力 解 吸附操作时间 2235 085 02629 0A2 0129 0A1 55 1802301114 3 4 1 hd 4 m 22 c kg 2617 0 60 20114 3 4 1 vd 4 V 22 g m3 s c1 30g m3 0 03kg m3 c2 0 4843 0 03 02617 0 0129 02235 0 55 180 ccV AAm t 21g 12c s 1 35h 每一周期对混合气的处理能力 25 126748436 20114 3 4 1 vtd 4 V 22 m3 7 11净化含甲苯废气的活性炭吸附器 进口管直径为250mm 管内气速为8m s 10 空气污染控制工程 床层直径为1300mm 床层高度为1500mm 测得进气口气体中甲苯浓度为 6g m3 要求出口平均浓度为150mg m3 活性炭对甲苯的动活性为0 2kg甲苯 kg炭 活性炭的堆积密度为520kg m3 按运转条件脱附率为95 计 计算该 吸附器的吸附周期 解 3925 0 825 0 14 3 4 1 vd 4 V 22 g m3 s 8 10345205 13 114 3 4 1 hD 4 m 22 c kg 12c21g AAmcctV 85628 100 15 63925 0 95 02 0 8 1034 ccV AAm t 3 21g 12c s 23 8h