除尘考试试题及答案

除尘考试试题及答案1.以下哪种除尘方式主要依靠惯性力作用实现粉尘与气流的分离？A.袋式除尘B.静电除尘C.旋风除尘D.湿式除尘答案：C2.对于高比电阻粉尘，静电除尘器容易出现的现象是：A.电晕闭塞B.反电晕C.二次飞扬D.气流分布不均答案：B3.袋式除尘器清灰时，若清灰压力过高、频率过快，最可能导致的结果是：A.滤袋堵塞B.设备阻力降低C.滤袋寿命缩短D.除尘效率永久性提高答案：C4.湿式除尘器中，文丘里除尘器高效除尘的主要机理在于：A.惯性碰撞和凝聚B.重力沉降C.离心力分离D.静电吸引答案：A5.在除尘系统设计中，处理风量的确定通常基于：A.管道内最大风速B.产生粉尘的设备或工艺的排气量C.风机铭牌风量D.粉尘爆炸下限浓度答案：B6.粉尘的安息角是评价其哪种特性的重要指标？A.导电性B.润湿性C.流动性与堆积性D.爆炸性答案：C7.某除尘系统实测入口浓度为5000mg/m³，出口浓度为50mg/m³，其通过率是：A.0.01B.0.99C.0.001D.0.1答案：A解析：通过率=出口浓度/入口浓度=50/5000=0.01。8.下列哪些因素会直接影响袋式除尘器的过滤风速？（多选）A.处理气体的温度B.粉尘的性质（如粒径、粘性）C.清灰方式D.滤料的材质与结构答案：A,B,C,D9.静电除尘器运行中，影响驱进速度的主要因素有哪些？（多选）A.电场强度B.粉尘粒径C.气体粘度D.粉尘比电阻答案：A,B,C,D10.湿式除尘器的优点包括：（多选）A.结构简单，造价低B.能同时处理有害气体C.适用于处理高温、高湿、易燃易爆气体D.除尘效率高，尤其对微细粉尘答案：A,B,D解析：C选项不完全正确，湿式除尘器处理高温气体时需考虑降温和水耗，处理易燃易爆气体时需注意防爆。11.除尘效率为99%的除尘器与效率为99.5%的除尘器串联使用，假设两者独立工作，总效率约为______。答案：99.995%解析：总通过率=(1-0.99)*(1-0.995)=0.01*0.005=0.00005；总效率=1-0.00005=0.99995=99.995%。12.粉尘的比电阻在______Ω·cm范围内，最适合于静电除尘器捕集。答案：10^4~10^1013.袋式除尘器的压力损失主要由______损失、滤料本身的阻力损失以及粉尘层阻力损失三部分组成。答案：设备结构（或进出口、壳体等结构）14.根据除尘机理，可将除尘器分为机械式除尘器、______、过滤式除尘器和______四大类。答案：湿式除尘器，静电除尘器15.在旋风除尘器中，气流切向进入后作旋转运动，粉尘颗粒在______力作用下被甩向器壁，从而与气体分离。答案：离心16.某除尘系统管道内风速设计为18m/s，管道直径为0.5米，则该管道的设计处理风量为______m³/h。（π取3.14）答案：12717解析：风量Q=风速v×管道截面积A=18m/s×(3.14×0.25²)m²=18×0.19625≈3.5325m³/s=3.5325×3600≈12717m³/h。17.粉尘的爆炸浓度下限是指能够发生爆炸的______。答案：粉尘最低浓度18.简述影响旋风除尘器效率的主要因素。答案：影响旋风除尘器效率的主要因素包括：①进口风速：在一定范围内，风速增大，离心力增大，效率提高，但阻力也急剧增加，风速过高会导致二次扬尘，效率下降。通常有一最佳范围（12-25m/s）。②除尘器结构尺寸：如筒体直径越小，离心力越大，效率越高；锥体长度适当增加有利于提高效率；排气管直径和插入深度也影响效率。③粉尘性质：粒径大、密度大的粉尘效率高；颗粒形状也有影响。④气体性质：温度影响气体粘度和密度，进而影响效率。⑤运行条件：如灰斗漏风会严重降低效率。19.静电除尘器中，为什么说粉尘比电阻是影响其性能的关键参数？比电阻过高或过低分别会导致什么问题？答案：粉尘比电阻是影响静电除尘器性能的关键参数，因为它决定了粉尘在收尘极板上释放电荷的难易程度，直接影响粉尘的吸附与清灰。比电阻过高（>10^10Ω·cm）：粉尘到达收尘极后，电荷释放缓慢，形成强电场，导致局部击穿，产生反电晕现象。反电晕产生大量与电晕极极性相同的离子，中和了向收尘极运动的带电粉尘，严重干扰正常捕集，导致除尘效率显著下降。比电阻过低（<10^4Ω·cm）：粉尘到达收尘极后，电荷迅速释放，甚至获得与收尘极相同的电荷，从而易于脱离极板，重新被气流带走（二次飞扬），同样导致除尘效率降低。20.袋式除尘器选择滤料时应考虑哪些主要因素？答案：选择袋式除尘器滤料时，主要考虑以下因素：①过滤性能：要求滤料捕集效率高、阻力低、清灰后能较好恢复初始阻力。②机械性能：包括抗拉强度、耐磨性、抗折性等，以满足清灰方式和安装张力的要求。③耐温性：滤料长期工作温度应高于烟气温度，短期需能承受可能的峰值温度。④化学稳定性：需抵抗烟气中酸性、碱性成分、氧化剂、有机溶剂等的腐蚀。⑤粉尘剥离性：表面光滑、经过处理的滤料有利于清灰。⑥经济性：在满足使用要求的前提下，考虑滤料成本及更换周期。此外，还需考虑烟气湿度、是否易燃易爆等特殊工况。21.某水泥厂破碎车间产生粉尘，拟采用除尘系统。已知：①粉尘为常温硅酸盐矿物尘，粒径分布较广，中位径d50约为15μm，真密度2600kg/m³，堆积密度1200kg/m³，无明显粘性。②工艺设备总排风量为30000m³/h。③要求排放浓度低于30mg/m³（标态）。请回答以下问题：（1）从技术适应性角度，分析比较袋式除尘器和静电除尘器用于此工况的优缺点，并推荐一种。（2）若选用脉冲喷吹袋式除尘器，请确定其总过滤面积（假定设计过滤风速取1.0m/min）。（3）计算该除尘器在正常运行（稳定压差阶段）时，若粉尘层平均厚度为1.5mm，孔隙率为0.8，粉尘层平均粒径为10μm，气体动力粘度为1.8×10⁻⁵Pa·s，试估算粉尘层阻力ΔP_d（可按达西公式简化模型ΔP_d=(μ*v*L)/(k)考虑，其中渗透率k可用Kozeny-Carman公式估算：k=(ε^3*d_p^2)/[150*(1-ε)^2]，ε为孔隙率，d_p为粒径，单位需统一为国际单位制）。答案：（1）技术适应性分析比较：袋式除尘器优点：对微细粉尘捕集效率极高，排放稳定且易达到低于30mg/m³的严苛标准；不受粉尘比电阻影响；处理风量范围灵活；结构相对简单，维护直观。缺点：对于高温（但本题常温）、高湿（本题未提及）、腐蚀性气体（本题粉尘为中性）需特殊滤料；压力损失相对较大；滤袋需定期更换。静电除尘器优点：阻力损失小，运行能耗低；可处理高温烟气（本题不需要）；维护工作量相对较小。缺点：对粉尘比电阻敏感，硅酸盐粉尘比电阻可能偏高（尤其在湿度低时），易导致效率不稳定甚至下降；一次性投资通常较高；对于粒径d50为15μm的粉尘，虽然静电除尘器能处理，但达到低于30mg/m³的排放浓度，其效率要求极高，可能需要多电场，成本增加；对运行维护要求高。推荐：鉴于排放浓度要求严格（<30mg/m³），且粉尘性质无特殊不适，从确保稳定达标和投资效益综合考虑，推荐使用脉冲喷吹袋式除尘器。（2）总过滤面积计算：处理风量Q=30000m³/h设计过滤风速v_f=1.0m/min=1.0/60m/s总过滤面积A=Q/(v_f*60)=30000/(1.0*60)=500m²或A=Q/v_f（单位统一：Q取m³/min，v_f取m/min）:Q=30000m³/h=500m³/min,A=500/1.0=500m²。因此，总过滤面积至少为500平方米。（3）粉尘层阻力估算：首先统一单位并计算相关参数。过滤风速v=1.0m/min=1.0/60≈0.01667m/s。粉尘层厚度L=1.5mm=0.0015m。孔隙率ε=0.8。粉尘平均粒径d_p=10μm=10×10⁻⁶m=1.0×10⁻⁵m。气体动力粘度μ=1.8×10⁻⁵Pa·s。计算渗透率k（Kozeny-Carman公式）：k=(ε^3*d_p^2)/[150*(1-ε)^2]=(0.8^3*(1.0×10⁻⁵)^2)/[150*(1-0.8)^2]=(0.512*1.0×10⁻¹⁰)/[150*0.04]=(5.12×10⁻¹¹)/6≈8.533×10⁻¹²m²。估算粉尘层阻力ΔP_d：ΔP_d=(μ*v*L)/k=(1.8×10⁻⁵*0.01667*0.0015)/(8.533×10⁻¹²)先计算分子：1.8×10⁻⁵*0.01667≈3.0006×10⁻⁷；再乘以0.0015得4.5009×10⁻¹⁰。ΔP_d=4.5009×10⁻¹⁰/8.533×10⁻¹²≈52.75Pa。因此，估算的粉尘层阻力约为52.75Pa。实际袋式除尘器总阻力还包括清洁滤料阻力和结构阻力。22.分析题：某钢铁企业烧结机机头烟气除尘原采用四电场静电除尘器，近年来为满足超低排放要求（颗粒物≤10mg/m³），计划进行改造。现有两种主流改造技术路线：①将原静电除尘器改造为低温静电除尘（通过烟气冷却降低比电阻）+高效电源+高频电源等增效技术；②在原静电除尘器后增设湿式静电除尘器（WESP）作为精除尘。请从技术原理、改造难度、运行成本、适用性等方面对这两种技术路线进行分析比较。答案：技术原理比较：路线①（低温静电+增效技术）：核心是通过降温（通常至90℃左右）使高比电阻粉尘（如烧结烟气中的碱金属盐、硫酸雾凝结物等）的比电阻降至适合静电捕集的最佳范围（10^4~10^10Ω·cm），同时结合高效电源（如三相电源、脉冲电源等）和高频电源以提高电晕功率和电压稳定性，增强粉尘荷电与捕集能力，从而提升整体除尘效率。路线②（静电+WESP）：原静电除尘器作为前置粗除尘，去除大部分粉尘。WESP作为终端精处理，其原理是在湿式环境下，通过电晕放电使雾滴和残留微细粉尘荷电，并在电场力作用下被捕集到极板上，被连续或间歇的水膜冲洗带走。WESP对微细粉尘、雾滴、气溶胶有极佳的去除效果。改造难度比较：路线①：改造主要在静电除尘器本体内进行，涉及换热器（降温）、电源系统更换、可能的内部件调整（如极配优化）。改造工程相对集中，但需解决降温带来的腐蚀、积灰、热量回收等问题，对原静电除尘器壳体结构强度及密封性要求高。路线②：需在现有除尘系统和脱硫系统之间（或之后）新增WESP装置及其配套系统（包括水箱、水泵、水处理系统、防腐壳体等）。占地面积大，系统集成复杂，对场地空间和土建基础有要求，管道连接改造量较大。运行成本比较：路线①：主要增加的是降温系统的能耗（如换热器阻力、冷却水循环泵耗），以及高效电源可能略高的电耗。但无水资源消耗和废水处理问题。维护主要是静电除尘器常规检修和换热器清灰。路线②：WESP需连续供水并配套水循环处理系统（中和、沉淀、过滤等），存在水耗、电耗（水泵、水处理）和废水处理成本。其内部在酸性湿烟气环境中腐蚀风险高，极线、极板需采用昂贵防腐材料（如316L、双相钢、导电玻璃钢），维护成本较高。适用性分析：路线①：适用于原静电除尘器有扩容潜力、场地受限、水资源紧张或废水处理困难的企业。其最终排放稳定性受烟气温度、成分波动影响较大，长期稳定达到≤10mg/m³有一定挑战。路线②：除尘效率极高且稳定，对粉尘性质变化不敏感，能有效协同去除SO3酸雾、汞等污染物，是实现超低排放的可靠技术。适用于场地允许、有废水处理能力、对排放要求极其严格且稳定的企业。综合：路线②在保证排放指标上更可靠，但投资和运行成本高，系统复杂。路线①改造相对简单，运行成本较低，但对工况适应性要求高，需精确设计。选择需结合企业具体排放现状、场地条件、资金预算及长期运行维护能力。23.综合应用题：设计一个用于燃煤锅炉烟气（飞灰）的除尘系统流程，并说明主要设备选型原则和关键设计参数。已知条件：锅炉蒸发量220t/h，烟气量280000Nm³/h（标态，干基），排烟温度140℃，飞灰真密度2200kg/m³，排放标准要求颗粒物≤20mg/Nm³。请完成：（1）绘制系统工艺流程图（用文字描述主要设备和流程顺序）。（2）选择除尘器类型并阐述理由。（3）确定该除尘器的主要设计参数（处理风量、过滤面积、室数、滤料选择等，需列出计算过程或确定依据，过滤风速可取0.8m/min）。（4）简述系统中风机、管道、输灰装置的设计要点。答案：（1）系统工艺流程文字描述：燃煤锅炉→省煤器/空气预热器（降温）→除尘器进口烟道→主除尘器（如袋式除尘器）→除尘器出口烟道→引风机→脱硫系统进口→...（后续脱硫、脱硝等）。除尘器灰斗→卸灰阀→刮板输送机/螺旋输送机（或气力输灰系统）→储灰仓→加湿搅拌机或罐车外运。系统设有必要的检测与控制装置（压差、温度、进出口浓度监测等）。（2）除尘器类型选择及理由：选择脉冲喷吹袋式除尘器。理由：①排放标准严苛（≤20mg/Nm³），袋式除尘器能稳定可靠地实现此低排放，且不受粉尘比电阻影响。②烟气温度140℃，在常规滤料（如PPS、P84、PTFE覆膜等）的长期耐受温度范围内。③燃煤飞灰虽有一定磨损性，但通过选择合适滤料（如超细纤维梯度结构、表面处理）和控制过滤风速可有效解决。④与静电除尘器相比，在达到同等低排放水平时，袋式除尘器投资可能更具优势，且改造适应性好。（3）主要设计参数确定：①处理风量：需考虑烟气温度、漏风等因素。标态干基风量Q_nd=280000Nm³/h。实际工况风量需按状态方程换算。假设当地大气压为标准大气压，则工况风量Q=Q_nd*(T/273)*(101.325/P)≈280000*((140+273)/273)≈280000*(413/273)≈280000*1.512≈423360m³/h。考虑除尘器及管道漏风系数α（取1.05~1.1），则除尘器设计处理风量Q_d=Q*α≈423360*1.1≈465696m³/h，取整为466000m³/h。②总过滤面积：设计过滤风速v_f=0.8m/min。总过滤面积A=Q_d/(v_f*60)=466000/(0.8*60)=466000/48≈9708m²。或A=(Q_d/60)/v_f=(466000/60)≈7766.7m³/min,A=7766.7/0.8≈9708m²。③室数确定：采用离线清灰，提高可靠性。假设每个除尘室可独立关闭进行清灰检修。若取单室过滤面积F_s为1