第五章顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)

1、第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)5.1 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準差；2）繪制頻率密度分布曲線。粉塵粒徑dp/01010202040>40質(zhì)量頻率g/%36.919.118.026.0解：在對數(shù)概率坐標紙上作出對數(shù)正態(tài)分布的質(zhì)量累積頻率分布曲線， 讀出d84.1=61.0、d50=16.0、d15。9=4.2。作圖略。5.2 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)概率坐標紙上繪出它們的篩下累積頻率曲線。污染源質(zhì)量中位直徑集合標準差平爐0.36

2、2.14飛灰6.84.54水泥窯16.52.35化鐵爐60.017.65解：繪圖略。5.3 已知某粉塵粒徑分布數(shù)據(jù)（見下表），1）判斷該粉塵的粒徑分布是否符合對數(shù)正態(tài)分布；2）如果符合，求其幾何標準差、質(zhì)量中位直徑、個數(shù)中位直徑、算數(shù)平均直徑及表面積體積平均直徑。粉塵粒徑/02244661010202040>40濃度/0.812.2255676273解：在對數(shù)概率坐標紙上作出對數(shù)正態(tài)分布的質(zhì)量累積頻率分布曲線，讀出質(zhì)量中位直徑d50（MMD）=10.3、d84.1=19.1、d15。9=5.6。按大氣污染控制工程P129（524）；P129（526）；P129（529）。5.4 對于題5

3、.3中的粉塵，已知真密度為1900kg/m3，填充空隙率0.7，試確定其比表面積（分別以質(zhì)量、凈體積和堆積體積表示）。解：大氣污染控制工程P135（539）按質(zhì)量表示P135（538）按凈體積表示P135（540）按堆積體積表示。5.5 根據(jù)對某旋風除塵器的現(xiàn)場測試得到：除塵器進口的氣體流量為10000m3N/h，含塵濃度為4.2g/ m3N。除塵器出口的氣體流量為12000 m3N/h，含塵濃度為340mg/ m3N。試計算該除塵器的處理氣體流量、漏風率和除塵效率（分別按考慮漏風和不考慮漏風兩種情況計算）。解：氣體流量按P141（543）；漏風率P141（544）；除塵效率：考慮漏風，按P1

4、42（547）不考慮漏風，按P143（548）5.6 對于題5.5中給出的條件，已知旋風除塵器進口面積為0.24m2，除塵器阻力系數(shù)為9.8，進口氣流溫度為423K，氣體靜壓為490Pa，試確定該處塵器運行時的壓力損失（假定氣體成分接近空氣）。解：由氣體方程得按大氣污染控制工程P142（545）。5.7 有一兩級除塵系統(tǒng)，已知系統(tǒng)的流量為2.22m3/s，工藝設(shè)備產(chǎn)生粉塵量為22.2g/s，各級除塵效率分別為80%和95%。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。解：按大氣污染控制工程P145（558）粉塵濃度為，排放濃度10（199%）=0.1g/m3；排放量2.22×

5、0.1=0.222g/s。5.8 某燃煤電廠除塵器的進口和出口的煙塵粒徑分布數(shù)據(jù)如下，若除塵器總除塵效率為98%，試繪出分級效率曲線。粉塵間隔/<0.60.60.70.70.80.81.0122334質(zhì)量頻率 /%進口g12.00.40.40.73.56.024.0出口g27.01.02.03.014.016.029.0粉塵間隔/45566881010122030質(zhì)量頻率 /%進口g113.02.02.03.011.08.0出口g26.02.02.02.58.57.0解：按大氣污染控制工程P144（552）（P=0.02）計算，如下表所示：粉塵間隔/<0.60.60.70.70.8

6、0.81.0122334質(zhì)量頻率 /%進口g12.00.40.40.73.56.024.0出口g27.01.02.03.014.016.029.093959091.49294.797.6粉塵間隔/45566881010122030其他質(zhì)量頻率 /%進口g113.02.02.03.011.08.024.0出口g26.02.02.02.58.57.0099.1989898.398.598.2100據(jù)此可作出分級效率曲線。5.9 某種粉塵的粒徑分布和分級除塵效率數(shù)據(jù)如下，試確定總除塵效率。平均粒徑/0.251.02.03.04.05.06.07.08.010.014.020.0>23.5質(zhì)量頻

7、率/%0.10.49.520.020.015.011.08.55.55.54.00.80.2分級效率/%83047.56068.575818689.5959899100解：按大氣污染控制工程P144（554）。5.10 計算粒徑不同的三種飛灰顆粒在空氣中的重力沉降速度，以及每種顆粒在30秒鐘內(nèi)的沉降高度。假定飛灰顆粒為球形，顆粒直徑分別為為0.4、40、4000，空氣溫度為387.5K，壓力為101325Pa，飛灰真密度為2310kg/m3。解：當空氣溫度為387.5K時。當dp=0.4時，應處在Stokes區(qū)域。首先進行坎寧漢修正：，。則，。當dp=4000時，應處于牛頓區(qū)，。，假設(shè)成立。當

8、dp=0.4時，忽略坎寧漢修正，。經(jīng)驗證Rep<1，符合Stokes公式。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。dp=0.4 h=1.41×105×30=4.23×104m；dp=40 h=0.088×30=2.64m；dp=4000 h=17.35×30=520.5m。5.11 欲通過在空氣中的自由沉降來分離石英（真密度為2.6g/cm3）和角閃石（真密度為3.5g/cm3）的混合物，混合物在空氣中的自由沉降運動處于牛頓區(qū)。試確定完全分離時所允許的最大石英粒徑與最小角閃石粒徑的最大比值

9、。設(shè)最大石英粒徑dp1，最小角閃石粒徑dp2。由題意，故。5.12 直徑為200、真密度為1850kg/m3的球形顆粒置于水平的篩子上，用溫度293K和壓力101325Pa的空氣由篩子下部垂直向上吹篩上的顆粒，試確定：1）恰好能吹起顆粒時的氣速；2）在此條件下的顆粒雷諾數(shù)；3）作用在顆粒上的阻力和阻力系數(shù)。解：在所給的空氣壓強和溫度下，。dp=200時，考慮采用過渡區(qū)公式，按大氣污染控制工程P150（582）：，符合過渡區(qū)公式。阻力系數(shù)按P147（562）。阻力按P146（559）。5.13 欲使空氣泡通過濃鹽酸溶液（密度為1.64g/m3，粘度1×104Pa.s），以達到干燥的目的

10、。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。若空氣的體積流量為127L/min，試計算氣流能夠夾帶的鹽酸霧滴的最大直徑。解：圓管面積。據(jù)此可求出空氣與鹽酸霧滴相對速度?？紤]利用過渡區(qū)公式：代入相關(guān)參數(shù)及us=0.27m/s可解得dp=66。，符合過渡區(qū)條件。故能被空氣夾帶的霧滴最大直徑為66。5.14 試確定某水泥粉塵排放源下風向無水泥沉降的最大距離。水泥粉塵是從離地面4.5m高處的旋風除塵器出口垂直排出的，水泥粒徑范圍為25500，真密度為1960kg/m3，風速為1.4m/s，氣溫293K，氣壓為101325Pa。解：粒徑為25，應處于Stokes區(qū)域，考慮忽略坎寧漢修正：。豎直方向上顆粒物運動近似按勻速考慮，則下落時間，因此L=v.t=1.4×122m=171m。5.15 某種粉塵真密度為2700kg/ m3，氣體介質(zhì)（近于空氣）溫度為