大氣污染控制工程課后題

大氣污染控制工程課后題答案大氣污染控制工程課后題答案40/40大氣污染控制工程課后題答案1.1干結(jié)空氣中N2、O2、Ar和CO2氣體所占的質(zhì)量百分數(shù)是多少？解：按1mol干空氣計算，空氣中各組分摩爾比即體積比，故nN2=0.781mol，nO2=0.209mol，nAr=0.00934mol，nCO2=0.00033mol。質(zhì)量百分數(shù)為N2%0.78128.01100%75.51%，O2%0.20932.00100%23.08%；28.97128.971Ar%0.0093439.94100%1.29%，CO2%0.0003344.01100%0.05%。28.97128.9711.2依照我國的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》的二級標準，求出SO、NO、CO三種污染物日平均濃度限值的體積分數(shù)。22解：由我國《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》二級標準查得三種污染物日平均濃度限值以下：33331103SO2：0.15mg/m，NO2：0.12mg/m，CO：4.00mg/m。按標準狀態(tài)下1m干空氣計算，其摩爾數(shù)為22.444.643mol。故三種污染物體積百分數(shù)分別為：SO2：0.151030.052ppm，NO2：0.121030.058ppm6444.6434644.643CO：4.001033.20ppm。2844.6431.3CCl4氣體與空氣混雜成體積分數(shù)為－4的混雜氣體，在管道中流動的流量為3，試確定：1）CCl41.50×1010mN、/s在混雜氣體中的質(zhì)量濃度33（g/mN）和摩爾濃度c（mol/mN）；2）每天流經(jīng)管道的CCl4質(zhì)量是多少千克？解：1）（g/m3N）1.501041541.031g/mN322.4103（mol/m3N）1.501022.410

436.70103mol/m3N。2）每天流經(jīng)管道的CCl4質(zhì)量為1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg1.4成人每次吸入的空襟懷平均為500cm3，若是每分鐘呼吸15次，空氣中顆粒物的濃度為200g/m3，試計算每小時積聚于肺泡內(nèi)的顆粒物質(zhì)量。已知該顆粒物在肺泡中的沉降系數(shù)為0.12。解：每小時積聚量200×（500×15×60×10－6）×0.12g=10.8g1.5設(shè)人體肺中的氣體含CO為2.2×10－4，平均含氧量為19.5%。若是這種濃度保持不變，求COHb濃度最后將達到飽和水平的百分率。解：由《大氣污染控制工程》P14（1－1），取M=210COHbp2.210M210O2HbpO219.510

40.2369，COHbCOHb/O2Hb0.236919.15%COHb飽和度CO1COHb/O2Hb10.2369COHbO2Hb1.6設(shè)人體內(nèi)有4800mL血液，每100mL血液中含20mL氧。從事重體力勞動的人的呼吸量為4.2L/min，受污染空氣中所含CO的濃度為10－4。若是血液中CO水平最初為：1）0%；2）2%，計算血液達到7%的CO飽和度需要多少分鐘。設(shè)吸入肺中的CO全被血液吸取。解：含氧總量為480020960mL。不同樣CO百分含量對應(yīng)CO的量為：2%：9601009602%19.59mL，7%：7%72.26mL98%93%1）最初CO水平為0%時t72.26172.0min；4.21041032）最初CO水平為2%時t72.2619.59125.4min4.21041031.7粉塵密度1400kg/m3，平均粒徑1.4m，在大氣中的濃度為0.2mg/m3，對光的折射率為2.2，計算大氣的最大能見度。解：由《大氣污染控制工程》P18（1－2），最大能見度為2.6pdp2.614001.4Lv2.20.211581.8m。K2.1已知重油元素解析結(jié)果以下：C：85.5%H：11.3%O：2.0%N：0.2%S：1.0%，試計算：1）燃油1kg所需理論空襟懷和產(chǎn)生的理論煙襟懷；）干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度；）當空氣的節(jié)余量為10%時，所需的空襟懷及產(chǎn)生的煙襟懷。解：1kg燃油含：重量（g）摩爾數(shù)（g）需氧數(shù)（g）C85571.2571.25H113－2.555.2527.625S100.31250.3125H2O22.51.250N元素忽略。1）理論需氧量71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg設(shè)干空氣O2：N體積比為1：3.78，則理論空腹量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。即474.12×222.4/1000=10.62m3N/kg重油。煙氣組成為CO271.25mol，H2O55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=374.93mol。理論煙襟懷71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg3重油。即502.99×22.4/1000=11.27mN/kg重油。2）干煙襟懷為502.99－56.50=446.49mol/kg重油。SO2百分比濃度為0.3125100%0.07%，446.4971.25空氣燃燒時CO存在最大濃度100%15.96%。2446.493）節(jié)余空氣為10%時，所需空襟懷為1.1×10.62=11.68m3N/kg重油，產(chǎn)生煙襟懷為11.267+0.1×10.62=12.33m3N/kg重油。2.2一般煤的元素解析以下：C65.7%；灰分18.1%；S1.7%；H3.2%；水分9.0%；O2.3%。（含N量不計）1）計算燃煤1kg所需要的理論空襟懷和SO2在煙氣中的濃度（以體積分數(shù)計）；2）假定煙塵的排放因子為80%，計算煙氣中灰分的濃度（以3mg/m表示）；3）假定用硫化床燃燒技術(shù)加石灰石脫硫。石灰石中含Ca35%。當Ca/S為1.7（摩爾比）時，計算燃煤1t需加石灰石的量。解：有對于碳元素作以下計算：%（質(zhì)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碳故煤的組成為CHSO，0.5840.0100.013燃料的摩爾質(zhì)量（包括灰分和水分）為

100

18.26g/molC。燃燒方程式為n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495

5.4751）理論空襟懷1.1495(13.78)100022.4103m3/kg6.74m3/kg；18.26SO在濕煙氣中的濃度為0.010100%0.174%21.64410.2920.0103.781.1495182）產(chǎn)生灰分的量為18.1100080%144.8g/kg100煙襟懷（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10－3=6.826m3/kg灰分濃度為144.81033436.826mg/m=2.12×10mg/m10001.7%1.7403）需石灰石32.00103.21kg/t煤35%2.3煤的元素解析結(jié)果以下S0.6%；H3.7%；C79.5%；N0.9%；O4.7%；灰分10.6%。在空時令余20%條件下完好燃燒。計算煙氣中SO2的濃度。解：按燃燒1kg煤計算重量（g）摩爾數(shù)（mol）需氧數(shù)（mol）C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875H2O52.8752.940設(shè)干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，所需理論空襟懷為4.78×（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg煤。理論煙襟懷CO266.25mol，SO20.1875mol，H2O15.5625+2.94=18.50molN3.78354.76280.54mol24.78總計66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤實質(zhì)煙襟懷365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤，SO2濃度為

0.1875100%0.043%。436.432.4某鍋爐燃用煤氣的成分以下：H2S0.2%；CO25%；O20.2%；CO28.5%；H213.0%；CH40.7%；N252.4%；空氣含濕量為12g/m3N，1.2，試求實質(zhì)需要的空襟懷和燃燒時產(chǎn)生的實質(zhì)煙襟懷。解：取1mol煤氣計算H2S0.002mol耗氧量0.003molCO20.05mol0CO0.285mol0.143molHCH

2（0.13-0.004）mol0.063mol40.007mol0.014mol共需O20.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。設(shè)干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則理論干空襟懷為0.223×（3.78+1）=1.066mol。取1.2，則實質(zhì)干空氣1.2×1.066mol=1.279mol。空氣含濕量為12g/m3N，即含H2O0.67mol/m3N，14.94L/m3N。故H2O體積分數(shù)為1.493%。故實質(zhì)空襟懷為1.2791.298mol。11.493%煙肚量SO：0.002mol，CO：0.285+0.007+0.05=0.342mol，N：0.223×3.78+0.524=1.367mol，222H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol故實質(zhì)煙襟懷0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol2.5干煙道氣的組成為：CO211%（體積），O28%，CO2%，SO2120×10－6（體積分數(shù)），顆粒物30.0g/m3（在測定狀態(tài)下），煙道氣流流量在700mmHg和443K條件下為5663.37m3/min，水氣含量8%（體積）。試計算：1）過分空氣百分比；2）SO2的排放濃度（g/m3）；3）在標準狀態(tài)下（1atm和273K），干煙道體積；4）在標準狀態(tài)下顆粒物的濃度。解：1）N2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99%由《大氣污染控制工程》P46（2－11）空時令余80.52100%50.5%78.99(80.50.2642)2）在測定狀態(tài)下，氣體的摩爾體積為P1V1T210132522.4443V2T1P227370039.46L/mol；133.32232－63取1m煙氣進行計算，則20×10m，排放濃度為SO1120106(18%)640.179g/m3。39.461033）5663.3722.4(18%)2957mN3/min。39.464）30.039.4652.85g/mN3。22.42.6煤炭的元素解析按重量百分比表示，結(jié)果以下：氫50%；碳75.8%；氮1.5%；硫1.6%；氧7.4%；灰8.7%，燃燒條件為空氣過分20%，空氣的濕度為0.0116molH2O/mol干空氣，并假定完好燃燒，試計算煙氣的組成。解：按1kg煤進行計算重量（g）摩爾數(shù)（mol）需氧數(shù)（mol）C75863.1763.17H40.7520.37510.19S160.50.5H2O83.254.6250需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol設(shè)干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則干空襟懷為73.86×4.78×1.2=423.66mol，含水423.66×0.0116=4.91mol。煙氣中：CO263.17mol；SO20.5mol；H2O4.91+4.625+20.375=29.91mol；N2：73.86×3.78=279.19mol；節(jié)余干空氣0.2×73.86×4.78=70.61mol。實質(zhì)煙襟懷為63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol其中CO63.17100%14.25%；SO0.5100%0.11%；2443.382443.38H2O29.91100%6.74%；N2279.190.7970.61100%75.55%。443.38443.38O270.610.209100%3.33%。443.382.7運用教材圖2－7和上題的計算結(jié)果，估計煤煙氣的酸露點。解：SO含量為0.11%，估計約1/60的SO轉(zhuǎn)變成SO，則SO含量22330.11%11.83105，即PH2SO4=1.83×10－5，lgPH2SO4=-4.737。60查圖2－7得煤煙氣酸露點約為134攝氏度。2.8燃料油的重量組成為：C86%，H14%。在干空氣下燃燒，煙氣解析結(jié)果（基于干煙氣）為：O21.5%；CO600×10－6（體積分數(shù)）。試計算燃燒過程的空時令余系數(shù)。解：以1kg油燃燒計算，C860g71.67mol；H140g70mol，耗氧35mol。設(shè)生成COxmol，耗氧0.5xmol，則生成CO2（71.67－x）mol，耗氧（71.67－x）mol。煙氣中O2量1.5%x。600106總氧量1.5%x0.5x(71.67x)35106.67x，干空氣中N2：O2體積比為3.78：1，則60010624.5含N23.78×（106.67+24.5x）。依照干煙襟懷可列出以下方程：1.5%x71.673.78(106.6724.5x)x60010610600

，解得x=0.3066故CO2%：71.670.306100%13.99%；0.306600106N2%：3.78(24.50.306106.67)100%84.62%0.306600106由《大氣污染控制工程》P46（2－11）空時令余系數(shù)61.070.26484.62(6)3.1一登山運動員在山腳處測得氣壓為1000hPa，登山到達某高度后又測得氣壓為500hPa，試問登山運動員從山腳向上爬了多少米？解：由氣體靜力學(xué)方程式，大氣中氣壓隨高度的變化可用下式描述：dPgdZ（1）將空氣視為理想氣體，即有PVmRT可寫為mPM（2）MVRT將（2）式帶入（1），并整理，獲得以下方程：假定在必然范圍內(nèi)溫度T的變化很小，能夠忽略。對上式進行積分得：lnPgMZC即lnP2gM(Z2Z1)（3）RTP1RT假定山腳下的氣溫為10。C，帶入（3）式得：得Z5.7km即登山運動員從山腳向上爬了約5.7km。3.2在鐵塔上察看的氣溫資料以下表所示，試計算各層大氣的氣溫直減率：1.510，1030，3050，1.530，1.550，并判斷各層大氣牢固度。高度Z/m1.5103050氣溫T/K298297.8297.5297.3T297.8298d，不牢固解：1.510z2.35K/100m101.5T297.5297.81.5K/100m，不牢固1030z3010d3050T297.3297.51.0K/100md，不牢固z5030T297.5298d，不牢固1.530z301.75K/100m1.5T297.3298d，不牢固。1.550z501.44K/100m1.53.3在氣壓為400hPa處，氣塊溫度為230K。若氣塊絕熱下降到氣壓為600hPa處，氣塊溫度變成多少？解：T1(P1)0.288，T0P03.4試用以下實測數(shù)據(jù)計算這一層大氣的冪指數(shù)m值。高度Z/m1020304050風(fēng)速u/m.s－13.04.5解：由《大氣污染控制工程》P80（3－23），uu1(Z)m，取對數(shù)得lgumlg(Z)Z1u1Z1設(shè)lguy，lg(Z)x，由實測數(shù)據(jù)得u1Z1x0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.1761由excel進行直線擬合，取截距為0，直線方程為：y=0.2442x故m＝0.2442。3.5某市郊區(qū)地面10m高處的風(fēng)速為2m/s，估計50m、100m、200m、300m、400m高度處在牢固度為B、D、F時的風(fēng)速，并以高度為縱坐標，風(fēng)速為橫坐標作出風(fēng)速廓線圖。解：u1u0(Z1)0.072(50)0.072.24m/s，u2u0(Z2)0.072(100)0.072.35m/sZ010Z010u3Z3)0.072(2000.072.47m/su4Z4)0.073000.072.54m/su0(Z010)，u0(Z02(10)u5Z5)0.072(4000.072.59m/su0(Z010)。牢固度D，m=0.15u1u0(Z1)0.152(50)0.152.55m/s，u2u0(Z2)0.152(100)0.152.82m/sZ010Z010u3u0(Z3)0.152(200)0.153.13m/s，u4u0(Z4)0.152(300)0.153.33m/sZ010Z010u5Z5)0.152(4000.153.48m/su0(Z010)。牢固度F，m=0.25u1u0(Z1)Z0u3u0(Z3)Z0風(fēng)速廓線圖略。

0.252(500.252.99m/su2u0(Z20.252(1000.253.56m/s10)，Z0)10)0.252(200)0.254.23m/s，u4u0(Z4)0.252(300)0.254.68m/s10Z0103.6一個在30m高度釋放的探空氣球，釋放時記錄的溫度為11.0。C，氣壓為1023hPa。釋放后陸續(xù)發(fā)回相應(yīng)的氣溫平易壓記錄以下表所給。1）估計每一組數(shù)據(jù)發(fā)出的高度；2）以高度為縱坐標，以氣溫為橫坐標，作出氣溫廓線圖；3）判斷各層大氣的牢固情況。測定地址2345678910氣溫/。C9.812.014.015.013.013.0氣壓/hPa10121000988969909878850725700解：1）依照《AirPollutionControlEngineering》可得高度與壓強的關(guān)系為dPgMdzPRT將g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得dz29.21dPT。P當t=11.0。C，氣壓為1023hPa；當t=9.8。C，氣壓為1012hPa，故P=（1023+1012）/2=1018Pa，T=（11.0+9.8）/2=10.4。C=283.4K，dP=1012-1023=－11Pa。所以dz29.2111283.4m89m，z=119m。1018同理可計算其他測定地址高度，結(jié)果列表以下：測定地址2345678910氣溫/。C9.812.014.015.013.013.0氣壓/hPa10121000988969909878850725700高度差/m89991011635362902711299281高度/m119218319482101813071578287731582）圖略3）12T2323z23T3434z34T4545z45T5656z56T7878z78T8989z89T910910z910

T12119.8z121.35K/100md，不牢固；899.8122.22K/100m0，逆溫；9912141.98K/100m0，逆溫；10114150.61K/100m0，逆溫；16315130.37K/100md，牢固；5361312.60.15K/100md，牢固；275K/100md，牢固；12991.60.8d，牢固。2810.28K/100m3.7用測得的地面氣平易必然高度的氣溫數(shù)據(jù)，按平均溫度梯度對大氣牢固度進行分類。測定編號123456地面溫度/。C25.030.025.0高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度/。C26.720.028.0T126.721.11.22K/100m0，故1G10，逆溫；解：G1458z1G2T215.621.10.72K/100m，故2G20.72K/100md，牢固；z2763G3T38.915.61.16K/100m，故3G31.16K/100md，不牢固；z3580G4T45.025.01K/100m，故4G41K/100md，不牢固；z42000G5T520.030.02K/100m，故5G52K/100md，不牢固；z5500G6T628.025.00.43K/100m0，故6G60逆溫。z67003.8確定題3.7中所給的每種條件下的位溫梯度。解：以第一組數(shù)據(jù)為例進行計算：假定地面大氣壓強為1013hPa，則由習(xí)題3.1推導(dǎo)獲得的公式lnP2gM(Z2Z1)，代入已知數(shù)據(jù)（溫度T取兩高度處的平均值）即P1RTlnP2＝－9.80.029458，由此解得P2=961hPa。8.3142971013由《大氣污染控制工程》P72（3－15）可分別計算地面處位平易給定高度處位溫：地面T地面(1000)0.288294.1(1000)0.288293K，P地面10131T1(1000)0.288299.7(1000)0.288303.16K，P19612933032.18K/100m故位溫梯度=4580同理可計算獲得其他數(shù)據(jù)的位溫梯度，結(jié)果列表以下：測定編號123456地面溫度/。C25.030.025.0高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度/。C26.720.028.0位溫梯度/2.22K/100m0.27－0.17－0.02－1.021.423.9若是題3.7中各種高度處的氣壓相應(yīng)為970、925、935、820、950、930hPa，確定地面上的位溫。解：以第一組數(shù)據(jù)為例進行計算，由習(xí)題3.1推導(dǎo)獲得的公式lnP2gM(Z2Z1)，設(shè)地面壓強為P1，代PRT1入數(shù)據(jù)獲得：ln970＝－9.80.029458，解得P1=1023hPa。所以P18.314297同理可計算獲得其他數(shù)據(jù)的地面位溫，結(jié)果列表以下：測定編號123456地面溫度/。C25.030.025.0高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度/。C26.720.028.0地面壓強/hPa102310121002104010061007地面位溫/。C292.2293.1288.4294.7302.5297.44.1污染源的東側(cè)為峭壁，其高度比污染源高得多。設(shè)有效源高為H，污染源到峭壁的距離為L，峭壁對煙流擴散起全反射作用。試推導(dǎo)吹南風(fēng)時高架連續(xù)點源的擴散模式。當吹北風(fēng)時，這一模式又變成什么種形式？解：吹南風(fēng)時以風(fēng)向為x軸，y軸指向峭壁，原點為點源在地面上的投影。若不存在峭壁，則有'(x,y,z,H)Qy2(zH)2(zH)2uyexp(2){exp[22]exp[2]}2z2yz2z現(xiàn)存在峭壁，可考慮為實源與虛源在所關(guān)心點貢獻之和。Qexp(y2(zH)2exp[(zH)2實源1uy22){exp[22]22]}2zyzz虛源2Qexp[(2Ly)2]{exp[(zH)2]exp[(zH)2]}2uyz2y22z22z2所以Qy2(zH)2(zH)2]}+2uyexp(22){exp[22]exp[22zyzz=Qy2(2Ly)2(zH)2(zH)2]}2uyz{exp(2y2)exp[2y2]}{exp[2z2]exp[2z2刮北風(fēng)時，坐標系建立不變，則結(jié)果仍為上式。4.2某發(fā)電廠煙囪高度120m，內(nèi)徑5m，排放速度13.5m/s，煙氣溫度為418K。大氣溫度288K，大氣為中性層結(jié)，源高處的平均風(fēng)速為4m/s。試用霍蘭德、布里格斯（x<=10Hs）、國家標準GB/T13201－91中的公式計算煙氣抬高升度。解：霍蘭德公式vsD2.7TsTaD)13.55(1.52.41828896.16m。H(1.5Ts475)u418布里格斯公式QH2.7TsTavsD22.741828813.55229521kW21000kW9.6103Ts9.6103418且x<=10Hs。此時H0.362QH1/3x2/3u10.362295211/341x2/32.80x2/3。按國家標準GB/T13201－91中公式計算，因QH>=2100kW，Ts－Ta>=130K>35K。（發(fā)電廠位于城市近郊，取n=1.303，n1=1/3，n2=2/3）4.3某污染源排出SO量為80g/s，有效源高為60m，煙囪出口處平均風(fēng)速為6m/s。在當時的氣象條件下，正下風(fēng)2方向500m處的ymm，試求正下風(fēng)方向500m處SO2的地面濃度。35.3,z18.1解：由《大氣污染控制工程》P88（4－9）得4.4解：陰天牢固度等級為D級，利用《大氣污染控制工程》P95表4－4查得x=500m時ymzm。35.3,18.1將數(shù)據(jù)代入式4－8得(500,50,0,60)680exp(25022)exp(6022)0.010mg/m3。35.318.135.3218.14.4在題4.3所給的條件下，當時的天氣是陰天，試計算下風(fēng)向2的地面濃度和地面最大濃度。x=500m、y=50m處SO解：陰天牢固度等級為D級，利用《大氣污染控制工程》P95表4－4查得x=500m時ymm。將35.3,z18.1數(shù)據(jù)代入式4－8得(500,50,0,60)680exp(25022)exp(6022)0.010mg/m3。35.318.135.3218.14.5某一工業(yè)鍋爐煙囪高30m，直徑0.6m，煙氣出口速度為20m/s，煙氣溫度為405K，大氣溫度為293K，煙囪出口處風(fēng)速4m/s，SO2排放量為10mg/s。試計算中性大氣條件下SO2的地面最大濃度和出現(xiàn)的地址。解：由霍蘭德公式求得HvsD(1.52.7TsTaD)200.6(1.52.74052930.6)5.84m，煙囪有效高度為uTs4405HHsH305.8435.84m。由《大氣污染控制工程》P89（4－10）、（4－11）max2Qz時，zH35.8425.34m。uH2ey22取牢固度為D級，由表4－4查得與之相應(yīng)的x=745.6m。此時m21025.343y。代入上式max0.231g/m。50.1435.842e50.14.6地面源正下風(fēng)方向一點上，測得3分鐘平均濃度為3.4×10－3g/m3，試估計該點兩小時的平均濃度是多少？假定大氣牢固度為B級。解：由《大氣污染控制工程》P98（4－31）y2y1(2)qy1(2)0.33.02y1（當1h2100h，q=0.3）10.054.7一條燃燒著的農(nóng)業(yè)荒地可看作有限長線源，其長為150m，據(jù)估計有機物的總排放量為90g/s。當時風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向垂直于該線源。試確定線源中心的下風(fēng)距離400m處，風(fēng)吹3到15分鐘時有機物的濃度。假定當時是明亮的秋天下午4：00。試問正對該線源的一個端點的下風(fēng)濃度是多少？2P22解：有限長線源(x,0,0,H)2QLexp(H1exp(P)dP。2)P2uz2z122第一判斷大氣牢固度，確定擴散參數(shù)。中緯度地區(qū)明亮秋天下午4：00，太陽高度角30～35。左右，屬于弱太陽輻射；查表4-3，當風(fēng)速等于3m/s時，牢固度等級為C，則400m處y43.3,z26.5mm。其次判斷3分鐘時污染物可否到達受體點。由于測量時間小于0.5h，所以不用考慮采樣時間對擴散參數(shù)的影響。3分鐘時，污染物到達的距離xut3360540m400m，說明已經(jīng)到達受體點。2QLH2P2有限長線源(x,0,0,H)exp(22)2uzzP1

1P2exp()dP22；QL90距離線源下風(fēng)向4m處，P1=－75/43.3=－1.732，P2=75/43.3=1.732g/(ms)0.6g/(ms)。150代入上式得(400,0,0,0)

20.6

1.732

1exp(P2)dp5.52mg/m3。2326.5

1.732

22端點下風(fēng)向P1=0，P2=150/43.3=3.46，代入上式得4.8某市在環(huán)境質(zhì)量議論中，劃分面源單元為1000m×1000m，其中一個單元的SO2排放量為10g/s，當時的風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向為南風(fēng)。平均有效源高為15m。試用虛假點源的面源擴散模式計算這一單元北面的周邊單元中心處SO2的地面濃度。解：設(shè)大氣牢固度為C級，當x=1.0km，y99.1m,

1000156.98m。y0232.56m,z04.32.15z61.4m。由《大氣污染控制工程》P106（4－49）4.9某燒結(jié)廠燒結(jié)機的SO的排放量為180g/s，在冬季下午出現(xiàn)下沉逆溫，逆溫層底高度為360m，地面平均風(fēng)速為23m/s，混和層內(nèi)的平均風(fēng)速為3.5m/s。煙囪有效高度為200m。試計算正下風(fēng)方向2km和6km處SO的地面濃度。2DH3602001226.5m解：設(shè)大氣牢固度為C級。z74.42mxD2.152.15當x=2km時，xD<x<2xD，按x=xD和x=2xD時濃度值內(nèi)插計算。x=xD時，y118.26,z74.42mm，代入《大氣污染控制工程》P88（4－9）得221uQexp(H2)3.5180exp(2002)0.050mg/m3x=2xDyz2z118.2674.42274.42時，y221.41,z139.10m，代入P101436）得m（－22Qexp(y22)2180221.410.257mg/m3；uDy2y3.5360經(jīng)過內(nèi)插求解0.050.2570.050(20001226.5)0.181mg/m31226.5當x=6km>2xD時，y474m，21804740.120mg/m33.5360計算結(jié)果表示，在xD<=x<=2xD范圍內(nèi)，濃度隨距離增大而高升。4.10某硫酸廠尾氣煙囪高50m，SO排放量為100g/s。夜間和上午地面風(fēng)速為3m/s，夜間云量為3/10。當煙流全2部發(fā)生熏煙現(xiàn)象時，確定下風(fēng)方向12km處SO2的地面濃度。由所給氣象條件應(yīng)取牢固度為E級。查表4－4得x=12km處，mm。y4277,z87.4H50433.25m，hfH250287.4224.8myfy84278zF(12000,0,0,50)2Q23100433.251.365104g/m3。uhfyf224.84.112排放量為80g/s，煙氣流量為3，煙氣溫度為2某污染源SO265m/s418K，大氣溫度為293K。這一地區(qū)的SO本底濃度為0.05mg/m3，設(shè)z/y0.5，u103m/s，m=0.25，試按《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》的二級標準來設(shè)計煙囪的高度和出口直徑。解：按《大氣污染控制工程》P91（4－23）由P80（3－23）uu10(Z)m3(Hs)0.251.687Hs0.25Z1010按城市及近郊區(qū)條件，參照表4－2，取n=1.303，n1=1/3，n2=2/3，代入P91（4－22）得Hn0QHn1Hsn2u1.303281001/32/323.48Hs5/12。1Hs1.687Hs1/4《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》的二級標準限值為0.06mg/m3（年均），代入P109（4－62）＝2801030.5H3.1422.7181.687(HsH)0.25(0.060.05)106解得HsHHs23.48Hs5/12357.4m于是Hs>=162m。實質(zhì)煙囪高度可取為170m。煙囪出口煙氣流速不應(yīng)低于該高度處平均風(fēng)速的1.5倍，即uv>=1.5×1.687×1700.25=9.14m/s。但為保證煙氣順利抬升，出口流速應(yīng)在20~30m/s。取uv=20m/s，則有D4Qv42654.1m，實質(zhì)直徑可取為4.0m。uv204.12試證明高架連續(xù)點源在出現(xiàn)地面最大濃度的距離上，煙流中心線上的濃度與地面濃度之比值等于1.38。解：高架連續(xù)點源出現(xiàn)濃度最大距離處，煙流中心線的濃度按P88（4－7）Q[1exp[4H21.018Q（由P89（4－11）H2uy]2uyz）z2H2/2z2而地面軸線濃度2max2Qz。uH2ey所以，1/21.018Q/(2Qz)1.018H2e1.018H2e1.018e1.382uyzuH2ey4z2H)224(2得證。5.1依照過去的解析知道，由破碎過程產(chǎn)生的粉塵的粒徑分布吻合對數(shù)正態(tài)分布，為此在對該粉塵進行粒徑分布測準時只取了四組數(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/m0～1010～2020～40>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=61.0m、d50=16.0m、d15。9=4.2m。gd84.13.81。d50作圖略。5.2依照以下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)量中位直徑會集標準差平爐0.362.14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可否吻合對數(shù)正態(tài)分布；2）若是吻合，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/m0～22～44～66～1010～2020～40>40濃度/gm30.812.2255676273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）=10.3m、d84.1=19.1m、d15。9=5.6m。gd84.11.85。d50按《大氣污染控制工程》P129（5－24）lnMMDlnNMD3ln2gNMD3.31m；P129（5－26）lndLlnNMD1ln2gdL4.00m；2P129（5－29）lndsvlnNMD5ln2gdsv8.53m。25.4對于題5.3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、凈體積和積聚體積表示）。解：《大氣污染控制工程》P135（5－39）按質(zhì)量表示Sm63.7103cm2/gdsvPP135（5－38）按凈體積表示SV67.03103cm2/cm3dsvP135（5－40）按積聚體積表示Sb6(1)2.11103cm2/cm3。dsv5.5依照對某旋風(fēng)除塵器的現(xiàn)場測試獲得：除塵器入口的氣體流量為3310000mN/h，含塵濃度為4.2g/mN。除塵器出33口的氣體流量為12000mN/h，含塵濃度為340mg/mN。試計算該除塵器的辦理氣體流量、漏風(fēng)率和除塵效率（分別按考慮漏風(fēng)和不考慮漏風(fēng)兩種情況計算）。解：氣體流量按P141（5－43）QN1(Q1NQ2N)11000mN3/s；2Q1NQ2N2000100%20%；漏風(fēng)率P141（5－44）100%Q1N10000除塵效率：考慮漏風(fēng)，按P142（5－47）12NQ2N0.3401200090.3%1NQ1N1100004.22N不考慮漏風(fēng)，按P143（5－48）11N

0.34091.9%4.25.6對于題5.5中給出的條件，已知旋風(fēng)除塵器入口面積為0.24m2，除塵器阻力系數(shù)為9.8，入口氣流溫度為423K，氣體靜壓為－490Pa，試確定該處塵器運行時的壓力損失（假定氣體成分湊近空氣）。解：由氣體方程PVmRT得mPM(1.01105490)290.832g/LMVRT8.31423按《大氣污染控制工程》P142（5－45）P9.80.83217.921311Pa。25.7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（5－58）粉塵濃度為22.2g/m310g/m3，排放濃度10（1－99%）=0.1g/m3；2.22排放量2.22×0.1=0.222g/s。5.8某燃煤電廠除塵器的入口和出口的煙塵粒徑分布數(shù)據(jù)以下，若除塵器總除塵效率為98%，試繪出分級效率曲線。粉世間隔/m<0.60.6~0.70.7~0.80.8~1.01~22~33~4質(zhì)量頻率入口g12.03.56.024.0/%出口g27.01.02.03.014.016.029.0粉世間隔/m4~55~66~88~1010~1220~30質(zhì)量頻率入口g113.02.02.03.011.08.0/%26.02.02.0出口g解：按《大氣污染控制工程》P144（5－52）i1Pg2i（P=0.02）計算，以下表所示：g1i粉世間隔/m<0.60.6~0.70.7~0.80.8~1.01~22~33~4質(zhì)量頻率入口g12.03.56.024.0/%27.01.02.03.014.016.029.0出口g93959091.49294.797.6粉世間隔/m4~55~66~88~1010~1220~30其他質(zhì)量頻率入口g113.02.02.03.011.08.024.0/%26.02.02.00出口g99.1989898.398.598.2100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)以下，試確定總除塵效率。平均粒徑/m0.251.02.03.04.05.06.07.08.010.014.020.0>23.5質(zhì)量頻率/%20.020.015.011.04.00.80.2分級效率/%83047.56068.575818689.5959899100解：按《大氣污染控制工程》P144（5－54）Tig1i72.86%。5.10計算粒徑不同樣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、4000m，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0.912kg/m3,2.3105。當dp=0.4m時，應(yīng)處在Stokes地區(qū)。8RT88.314387.5532.2m/s，第一進行坎寧漢修正：v3.14228.97103M0.4999.4108m，Kn229.41020.47。則vdp0.4C1Kn[1.2570.4exp(1.101.61，usdp2pgC1.41105m/s。)]18Kn當dp=4000m時，應(yīng)處于牛頓區(qū)，us1.74dp(p)g17.34m/s。Repdpu40001060.91217.342750500，假定建立。2.3105musdp2pgm/s當dp=0.4時，忽略坎寧漢修正，18。經(jīng)考據(jù)Rep<1，吻合Stokes公式?？紤]到顆粒在下降過程中速度在很短時間內(nèi)就十分湊近us，所以計算沉降高度時可近似按us計算。dp=0.4mh=1.41×10－5×30=4.23×10－4m；dp=40mh=0.088×30=2.64m；dp=4000mh=17.35×30=520.5m。5.11欲經(jīng)過在空氣中的自由沉降來分別石英（真密度為2.6g/cm3）和角閃石（真密度為3.5g/cm3）的混雜物，混合物在空氣中的自由沉降運動處于牛頓區(qū)。試確定完好分別時所贊同的最大石英粒徑與最小角閃石粒徑的最大比值。設(shè)最大石英粒徑dp1，最小角閃石粒徑dp2。由題意，1.74dp1p1g1.74dp2p2gdp1p2故dp2p1

3.52.6

1.35。5.12直徑為200m、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，1.205kg/m3,1.81105Pas。dp=200m時，考慮采用過渡區(qū)公式，按《大氣污染控制工程》P150（5－82）：Rep2001061.031.20513.85，吻合過渡區(qū)公式。1.81105阻力系數(shù)按P147（5－62）CP18.53.82。阻力按P146（5－59）Re0p.6Fp1CDApu213.82(200106)21.2051.0327.83108N。5.132241.64g/m3，粘度1×10－4Pa.s），以達到干燥的目的。鹽酸裝在直徑為10cm、欲使空氣泡經(jīng)過濃鹽酸溶液（密度為高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A1d27.85103m2。據(jù)此可求出空氣與鹽酸霧滴相對速度4usQ1271030.27m/s。考慮利用過渡區(qū)公式：A7.8510360代入相關(guān)參數(shù)kg/m3,p1.64103kg/m3,1.82105Pas及us=0.27m/s1.19可解得dp=66m。Rep661061.190.271.171，吻合過渡區(qū)條件。故能被空氣夾帶的霧滴最大直徑為66m。1.821055.14試確定某水泥粉塵排放源下風(fēng)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(fēng)除塵器出口垂直排出的，水泥粒徑范圍為25～500m，真密度為1960kg/m3，風(fēng)速為1.4m/s，氣溫293K，氣壓為101325Pa。解：粒徑為25m，應(yīng)處于Stokes地區(qū)，考慮忽略坎寧漢修正：usdp2pg3.69102m/s。豎直方向上顆粒物運動近似按勻速考慮，則著落時間18tH4.5122s，所以L=v.t=1.4×122m=171m。us3.691025.15某種粉塵真密度為2700kg/m3，氣體介質(zhì)（近于空氣）溫度為433K，壓力為101325Pa，試計算粒徑為10和500m的塵粒在離心力作用下的尾端沉降速度。已知離心力場中顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為200mm，該處的氣流切向速度為16m/s。解：在給定條件下0.815kg/m3,2.5105Pas。當dp=10m，粉塵顆粒處于Stokes地區(qū)：ucdp2put2(1106)227001620.768m/s。18R182.51050.2dp=500m，粉塵顆粒處于牛頓區(qū)：0.55dp2uc21dp3put2。所以6Ruc3.03dpput280.2m/s。經(jīng)考據(jù)，Rep=1307>500，假定建立。R6.1在298K的空氣中NaOH飛沫用重力沉降室收集。沉降至大小為寬914cm，高457cm，長1219cm?？諝獾捏w積流速為1.2m3/s。計算能被100%捕集的最小霧滴直徑。假定霧滴的比重為1.21。解：計算氣流水平速度v0Q1.22.87102m/s。設(shè)粒子處于Stokes地區(qū)，取A9.144.571.82105Pas。按《大氣污染控制工程》P162（6－4）即為能被100%捕集的最小霧滴直徑。6.2直徑為1.09m的單分別相氣溶膠經(jīng)過一重力沉降室，該沉降室寬20cm，長50cm，共18層，層間距0.124cm，氣體流速是8.61L/min，并察看到其操作效率為64.9%。問需要設(shè)置多少層可能獲得80%的操作效率。解：按層流考慮，依照《大氣污染控制工程》P163（6－5）1n1n2n12188022.2，所以需要設(shè)置23層。n264.9216.3有一沉降室長7.0m，高12m，氣速30cm/s，空氣溫度300K，塵粒密度2.5g/cm3，空氣粘度0.067kg/(kg.h)，求該沉降室能100%捕集的最小粒徑。解：0.067kg/(mh1.86105Pas.)dmin18v0H181.861050.3128.410584m100m，吻合層流區(qū)假pgL2.537m109.81設(shè)。6.4氣溶膠含有粒徑為0.63和0.83m的粒子（質(zhì)量分數(shù)相等），以3.61L/min的流量經(jīng)過多層沉降室。給出下列數(shù)據(jù)，運用斯托克斯定律和坎寧漢校正系數(shù)計算沉降效率。L=50cm，1.05g/cm3，W=20cm，h=0.129cm，0.000182g/(cm.s)，n=19層。解：設(shè)空氣溫度為298K，第一進行坎寧漢修正：v8RT88.314298466.6m/s，M3.14228.971030.499v1.821056.6108m，Kn26.61020.210.4991.185466.60.631.102C10.21[1.2570.4e0.21]1.264。故usdppgC1.58105m/s18usLW(n1)1.581050.50.2200.83m粒子的分級效iQ3.61103/600.525。用同樣方法計算可得率為0.864。所以總效率i0.5(0.5250.864)0.6956.5試確定旋風(fēng)除塵器的切割直徑和總效率，給定粉塵的粒徑分以下：平均粒徑范圍/m質(zhì)量百分數(shù)/%

0~11~55~1010~2020~3030~4040~5050~60>6032015201610637已知氣體粘度為2×10－5，顆粒比重為2.9，旋風(fēng)除塵器氣體入口速度為15m/s，氣體在旋風(fēng)除塵器內(nèi)的有效旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為5次；旋風(fēng)除塵器直徑為3m，入口寬度76cm。解：按《AirPollutionControlEngineering》公式1exp[(NVcD2p)]。9Wi令=50%，N=5，Vc=15m/s，332105Pas，代入上式得dc=11.78m。p=2.9×10kg/m，W=0.76m，利用《大氣污染控制工程》P170（6－18）(dpi/dc)2計算各粒徑粉塵分級效率，由此得總效率i1(dpi/dc)2igi55.3%6.6某旋風(fēng)除塵器辦理含有4.58g/m3灰塵的氣流（2.5105Pa90%s），其除塵總效率為。粉塵解析試驗獲得以下結(jié)果。粒徑范圍/m捕集粉塵的質(zhì)量百分數(shù)/%逸出粉塵的質(zhì)量百分數(shù)/%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>4584.01.11）作出分級效率曲線；2）確定切割粒徑。解：依照《大氣污染控制工程》P144（5－53）i（P=0.1）計算分級效率，結(jié)果以下表所示：Pg2i/g3i粉世間隔/m0~55~1010~1515~2020~2525~3030~3535~4040~45>45質(zhì)量捕集g2.02.02.084.0頻率/%出口g276.05.5949.4179.1790.0092.6596.2697.3097.8398.3699.85據(jù)此可作出分級效率曲線。由上表可見，5～10m去除效率為49.41。所以在工程誤差贊同范圍內(nèi)，dc=7.5m。6.7某旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù)為9.9，入口速度15m/s，試計算標準狀態(tài)下的壓力損失。解：據(jù)《大氣污染控制工程》P169（6－13）p1v1219.91.2931521440Pa。22m。6.8欲設(shè)計一個用于取樣的旋風(fēng)分別器，希望在入口氣速為20m/s時，其空氣動力學(xué)切割直徑為11）估計該旋風(fēng)分別器的筒體外徑；2）估計經(jīng)過該旋風(fēng)分別器的氣體流量。解：依照《AirPollutionControlEngineering》P258公式1exp[NVcD2p)]。(9Wi因D2單位1000(p單位取kg/m3)，故D2p＝1000Dpa2；Dpa2pp由題意，當50%,Vc20m/s。取1.82105Pas，N=10，代入上式50%1exp[(1020(1.0106)21000)]，解得Wi=5.5mm。9Wi1.82105依照一般旋風(fēng)除塵器的尺寸要求，D0=4Wi=2.2cm；H＝2Wi=1.1cm。c－33氣體流量Q=A.V=H.W.V=1.21×10m/s6.9含塵氣流用旋風(fēng)除塵器凈化，含塵粒子的粒徑分布可用對數(shù)正態(tài)分布函數(shù)表示，且Dm=20m，1.25。在實質(zhì)操作條件下該旋風(fēng)除塵器的切割直徑為5m，試基于顆粒質(zhì)量濃度計算該除塵器的總除塵效率。解：按《大氣污染控制工程》P170（6－18）(dpi/dc)2(dpi/5)2dpi2；i21(dpi/5)225dpi21(dpi/dc)1dpi2iqddpi252qddpi。00dpidpidpilnln1dg1.79dg=20m，1.25，qexp[)2](20)2](exp[2dpilng2lngdpi0.32代入上式，利用Matlab積分可得1iqddpi96.3%。06.10在氣體壓力下為1atm，溫度為293K下運行的管式電除塵器。圓筒形集塵管直徑為0.3m，L=2.0m，氣體流量0.075m3/s。若集塵板周邊的平均場強E=100kV/m，粒徑為1.0m的粉塵荷電量q=0.3×10－15C，計算該粉塵的驅(qū)進速度w和電除塵效率。解：驅(qū)進速度按《大氣污染控制工程》P187（6－33）wqEp0.310151001030.176m/s。3dp31.811051106AdL0.321.885m23，Q=0.075m/s，代入P188（6－34）i1exp(Awi)1exp(1.8850.176)98.8%。Q0.0756.11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，板高和板長均為366cm，板間距24.4cm，煙氣體積流量2m3/s；操作壓力為1atm，設(shè)粉塵粒子的驅(qū)進速度為12.2cm/s。試確定：1）當煙氣的流速平均分布時的除塵效率；2）當供入某一通道的煙氣為煙氣總量的50%，而其他兩個各供入25%時的除塵效率（參照圖6－27）。解：1）Q’=2/3=0.667m3/s，S=3.662=13.4m2，i1exp(13.40.122)99.3%。0.667/2vmax0.51.5，查圖6－27得Fv=1.752）v1/3故i1(1)Fv1(199.3%)1.7598.8%。6.12板間距為25cm的板式電除塵器的切割直徑為0.9m，使用者希望總效率不小于98%，相關(guān)法規(guī)規(guī)定排氣中33含塵量不得高出0.1g/m。假定電除塵器入口處粉塵濃度為30g/m，且粒徑分布以下：質(zhì)量百分比范圍/%0~2020~4040~6060~8080~100平均粒徑/m3.58.013.019.045.0并假定德意希方程的形式為1ekdp，其中捕集效率；K經(jīng)驗常數(shù)；d顆粒直徑。試確定：1）該除塵器效率可否等于或大于98%；2）出口處煙氣中塵濃度可否滿足環(huán)保規(guī)定；3）可否滿足使用者需要。解：1）由題意0.51exp(k0.9)k0.77dp=3.5m，11exp(0.773.5)93.2%dp=8.0m，21exp(0.778.0)99.8%dp=13.0m，31exp(0.7713.0)100%故0.293.2%0.299.8%10.2398.6%98%2）98.6%12i，則2i=0.42g/m3>0.1g/m3。不滿足環(huán)保規(guī)定和使用者需要。306.13某板式電除塵器的平均電場強度為3.4kV/cm，煙氣溫度為423K，電場中離子濃度為108個/m3，離子質(zhì)量為5×10－26kg，粉塵在電場中的停留時間為5s。試計算：1）粒徑為5m的粉塵的飽和電荷值；2）粒徑為0.2m的粉塵的荷電量；3）計算上述兩種粒徑粉塵的驅(qū)進速度。假定：1）煙氣性質(zhì)近似于空氣；2）粉塵的相對介電系數(shù)為1.5。解：1）由《大氣污染控制工程》P183（6－31）電場荷電為擴散荷電按P184（6－32）計算，與電場荷電對照很小，可忽略。所以飽和電荷值3.04×10－16C。2）電場荷電為擴散荷電與電場荷電對照很小，可忽略，故粉塵荷電量4.86×10－19C。3）取2.5105Pasdp=5m時，qEp3.0410163.4105ms；wdp32.510551063dp=0.2qEp4.8610193.41053.51103m/s。m時，wdp32.51050.210636.14圖6－49匯總了燃煤電廠用電除塵器的捕集性能。對于煤的含硫量為1%、除塵效率為99.5%的情況，試計算有效驅(qū)進速度we。33－1i1exp(A)，解：查圖得集氣板面積約1000m.（1000m/min）。依照wiQ0.995=1－exp（－wi）解得wi=5.30m/min。6.15電除塵器的集塵效率為95%，某工程師介紹使用一種增加劑以降低集塵器上粉塵層的比電阻，預(yù)期可使電除塵器的有效驅(qū)進速度提高一倍。若工程師的介紹建立，試求使用該增加劑后電除塵器的集塵效率。解：1exp(Aw)95%，故exp(Aw)0.05，exp(A2w)0.0025QQQ所以'1exp(A2w)10.002599.75%。Q6.16煙氣中含有三種粒徑的粒子：10m、7m和3m，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除塵效率。解：設(shè)3種粒子的分級效率分別為1、2、3，則所以199.9%，299.0%，386.1%。6.17對于粉塵顆粒在液滴上的捕集，一個近似的表達式為exp[(0.018M0.5R/R0.6R2)]。其中M是碰撞數(shù)的平方根，R=dp/dD，對于密度為2g/cm3的粉塵，相對于液滴運動的初速度為30m/s，流體溫度為297K，試計算粒徑為1）10m；2）50m的粉塵在直徑為50、100、m的液滴上的捕集效率。解：1）粉塵粒徑dp=10mdp2p(upuD)當液滴直徑為50m時，R=0.2；碰撞數(shù)NI366.3，NI19.14。18DC由給出計算公式可得50.3%同理可得液滴直徑為100m、500m時捕集效率為42.6％、10.1%。2）dp=50m用同樣方法計算可得顆粒在直徑為50m、100m、500m的液滴上捕集效率分別為0、10.2%、25.0％。6.18一個文丘里沖洗器用來凈化含塵氣體。操作條件以下：L=1.36L/m3，喉管氣速為83m/s，粉塵密度為0.7g/cm3方程，煙氣粘度為2.23×10－5Pa.s，取校正系數(shù)0.2，忽略Cc，計算除塵器效率。煙氣中粉塵的粒度分布以下：粒徑/m質(zhì)量百分數(shù)/%<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《大氣污染控制工程》P211（6－53）由（6－55）Pi6.1109lgCCdp2f2p0.33dp2exp[2]eg粒徑小于0.1m所占質(zhì)量百分比太小，可忽略；粒徑大于20.0m，除塵效率約為1；所以故1P98.48%。6.19水以液氣比12L/m3的速率進入文丘里管，喉管氣速116m/s，氣體粘度為1.845×10－5Pa.s，顆粒密度為1.789g/cm3，平均粒徑為1.2m，f取0.22。求文丘里管沖洗器的壓力損失和穿透率。解：p1.03103vT2(Ql)1.03103(11600)2121031663cmH2OQg坎寧漢修正CC10.17210.1721.143dp1.26.20設(shè)計一個帶有旋風(fēng)分別器的文丘里沖洗器，用來辦理鍋爐在1atm和510.8K條件下排出的氣流，其流量為7.1m3/s，要求壓降為152.4cmH2O，以達到要求的辦理效率。估計沖洗器的尺寸。解：設(shè)氣液比1L/m3，dp=1.2m，p1.8g/cm3，f=0.25。在1atm與510.K下查得2.99105Pas。由p1.03103vT2(Ql)1.03103v21.0103152.4cmH2O可解得Qgv=121.6m/s。故喉管面積S7.10.058m2，DT=272mm。121.6取喉管長度300mm，通氣管直徑D1=544mm。124，26，則L1D1DTctg1640mm0.64m，L2D2DTctg23.13m2222（取D2=600mm）。6.21直徑為2mm的雨滴以其終末沉降速度穿過300m厚的大氣近地層，大氣中含有粒徑為3m的球形顆粒，顆粒的質(zhì)量濃度為80g/m3。1）每個雨滴下降過程中能夠捕集多少顆粒？2）由于捕集這些顆粒，雨滴的質(zhì)量增加了百分之幾？解：由《AirPollutionControlEngineering》P3009.48式M4DD2zct。t經(jīng)過P293Figure9.18讀取。取p2103kg/m3，雨滴Db=2mm，處于牛頓區(qū)，利用《大氣污染控制工程》P150（5－83）v1.74[2.0103(1.01031.205)9.81/1.205]1/27.0m/s。所以，Nspdp2v2103(3106)27.00.912。從Figure9.18讀出t=0.11（Cylinder）。18Db181.821052103故M=(2103)2300800.110.0083g。4而液滴自己M'1D34.19103g。故質(zhì)量增加了1.98×10－4%。66.22以2.5mm/h的速率發(fā)生了大面積降雨，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0.1，若凈化空氣中90％的懸浮顆粒物，這場雨最少要連續(xù)多長時間？解：由《AirPollutionControlEngineering》公式lnC1.5QLt。代入已知數(shù)據(jù)DDAC0ln2.5103Att12.3h，即需連續(xù)半天左右的時間。2103A6.23安裝一個濾袋室辦理被污染的氣體，試估計某些布袋破碎時粉塵的出口濃度。已知系統(tǒng)的操作條件：1atm，288K，入口處濃度9.15g/m3，布袋破碎前的出口濃度0.0458g/m3，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，系統(tǒng)的壓降1500Pa，破碎的布袋數(shù)為2。解：9.150.0458100%99.5%9.15設(shè)破碎2個布袋后氣體流量分配不變，近似求得出口濃度以下：C'598C0(1)2C00.0761g/m3。所以9.150.0761100%99.2%。6006009.156.24某袋式除塵器在恒定的氣流速度下運行30min。此時期辦理煙氣70.8m3，系統(tǒng)的最初和最后的壓降分別為40Pa和400Pa，若是在最后壓力下過濾器再操作1小時，計算別的的氣體辦理量。解：設(shè)恒定速度v1，則gxfv140，gxfv1gxpv1400。KfKfKp若在400Pa壓降下連續(xù)，則gxfv2gxp1v2gxp2v2400KfKpKp解此微分方程得Q2=90.1m3。6.25利用干凈濾袋進行一次實驗，以測定粉塵的浸透率，氣流經(jīng)過干凈濾袋的壓力損失為250Pa，300K的氣體以1.8m/min的流速經(jīng)過濾袋，濾餅密度1.2g/cm3，總壓力損失與積聚粉塵質(zhì)量的關(guān)系以下。試確定粉塵的浸透率（以22。m表示），若是濾袋面積為100.0cm61266677490099010621152M/kg0.0020.0040.0100.020.0280.0340.042解：當T=300K時，1.86105Pas，v=1.8m/min=0.03m/s。MxpS，xpMMMS1.210310010412pbM1.861050.03/Kp。利用所給數(shù)據(jù)進行線性擬和，12616.51，即Mp13146x1.861050.03/Kp13146，Kp=3.53×10－12m2。126.26除塵器系統(tǒng)的辦理煙襟懷為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，采用滌綸絨布濾料，要求進入除塵器的氣體溫度不高出393K，除塵器壓力損失不高出1200Pa，煙氣性質(zhì)近似于空氣。試確定：1）過濾速度；2）粉塵負荷；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（直徑和長度）和濾袋條數(shù)。解：1）過濾氣速估計為vF=1.0m/min。2）除塵效率為99%，則粉塵負荷WvFCt0.996t5.94tg/m2。3）除塵器壓力損失可考慮為PPtPEPpPt為干凈濾料損失，考慮為120Pa；PESEvF350Pa；PpRpv2Ct9.5125.94t56.43tPa,Rp取9.50Nmin/(gm)；故PPPP35012056.43t(Pa)47056.43t(Pa)。tEp4）因除塵器壓降小于1200Pa，故47056.43t(Pa)1200,t12.9min即最大清灰周期。5）AQ10000393240m2。60vF6012736）取濾袋d=0.8m，l=2m。adl5.03m2，nA47.7，取48條布袋。a6.27據(jù)報道美國原子能委員會曾運用2m深的沙濾床捕集細粒子，卡爾弗特建議用下式估計細粒子的穿透率。P7ZvsDpa2)。其中：Z=在氣流方向上床的長度；vs=氣體的表面流速；Dpa=細粒子的空氣動力學(xué)直徑；exp(9Dc2g沙濾床的孔隙率；Dc=沙濾床的沙粒的直徑；g氣體的粘度。1）若dpa=0.5m，Dc=1.0mm，vs=6cm/s，0.3，試估計沙濾床的捕集效率；2）欲獲得99.9%以上的捕集效率，床的厚度最少應(yīng)多厚？3）推導(dǎo)該效率方程式。解：1）將已知數(shù)據(jù)代入所給公式Pexp[720.06(0.5106)21000]0.0139，98.6%9(1103)20.31.821052）由Pexp(7ZvsDpa2)0.001可得z>=3.23m。9Dc2g3）由《AirPollutionControlEngineering》公式，穿透率PNVcD2p)exp(9Wi取Wi=0.25Dc，而N=0.5Z/Dc，Vc=Vs/，Dpa2D2pa，代入上式Pexp(2ZVsDpa2)exp(7ZVsDpa2279Dc2g9Dc2g)（近似?。?.28圖6－50表示濾料的粉塵負荷和表面過濾氣速對過濾效率的影響。當粉塵負荷為140g/m2時，試求：1）對于圖中顯示的四種過濾氣速，分別求相應(yīng)的過濾效率；2）假定濾餅的孔隙濾為0.3，顆粒的真密度為2.0g/cm3，試求濾餅的厚度；3）當煙氣中含塵初始濃度為0.8g/m3時，對于圖中最低部的曲線，最少應(yīng)操作多長時間才能達到上述過濾效率？解：1）過濾氣速為3.35m/min效率0.80.14100%82.5%0.8過濾氣速為1.52m/min效率

0.80.014100%97.75%過濾氣速為0.61m/min效率過濾氣速為0.39m/min效率

000060.8

100%99.89%100%99.92%2）由2.0×（1－0.3）xp=140×10－4，xp=0.01cm；3）由（0.8－0.0006）×0.39t=140，t=449min=7.5h。7.1某混雜氣體中含有2%（體積）CO2，其他為空氣?；祀s氣體的溫度為30。C，總壓強為500kPa。從手冊中查得30。C時在水中的亨利系數(shù)E=1.88×10－5kPa，試求溶解度系數(shù)H及相平衡常數(shù)m，并計算每100g與該氣體相平衡的水中溶有多少gCO2。解：由亨利定律P*=Ex，500×2%=1.88×105x，x=5.32×10－5。由y*=mx，m=y*/x=0.02/5.32×10－5=376。因x=5.32×10－5很小，故CCO2=2.96mol/m3。100g與氣體平衡的水中約含44×100×5.32×10－5/18=0.013g。7.220。C時O2溶解于水的亨利系數(shù)為40100atm，試計算平衡時水中氧的含量。解：在1atm下O2在空氣中含量約0.21。0.21=4.01×104x解得O2在水中摩爾分數(shù)為x=5.24×10－6。7.3用乙醇胺（MEA）溶液吸取H2S氣體，氣體壓力為20atm，其中含0.1%H2S（體積）。吸取劑中含0.25mol/m3的游離MEA。吸取在293K進行。反應(yīng)可視為以下的瞬時不行逆反應(yīng)：H2SCH2CHCH2NH2HSCH2CHCH2NH3。已知：kAla=108h－1，kAga=216mol/m3.h.atm試求單位時間的吸取速度。解：20》C時H2SE=0.489×105kPa，分壓

－62－62，DAl=5.4×10m/h，DBl=3.6×10m/h。20atm×0.1%=2.03kPa。P*=Ex，x=P*/E=4.15×10－5，故C*H2S=2.31mol/m3。H=C/P*=2.3/（2.03×103）=1.14×10－3mol/（m3.Pa）=115mol/（m3.atm）由1H111510.542,KAl1.85h1。KAlkgkl216108NAKAl(CH*2SCH2S)1.852.314.3mol/(m3h)。7.4在吸取塔內(nèi)用清水吸取混雜氣中的SO2，氣體流量為3占5%，要求SO2的回收率為95%，氣、5000mN/h，其中SO2液逆流接觸，在塔的操作條件下，SO2在兩相間的平衡關(guān)系近似為Y*=26.7X，試求：1）若用水量為最小用水量的1.5倍，用水量應(yīng)為多少？2）在上述條件下，用圖解法求所需的傳質(zhì)單元數(shù)。解：GB=5000×0.95=4750m3N/h。Y1=0.053，Y2(50004750)5%2.63103；4750(LS)minY1Y20.0530.0026325.4。GBXmax00.053/26.753所以用水量Ls=25.4GB×1.5=1.81×10mN/h。由圖解法可解得傳質(zhì)單元數(shù)為5.6。7.5某吸取塔用來往除空氣中的丙酮，吸取劑為清水。入口氣體流量為10m3/min，丙酮含量為11%（摩爾），要求出口氣體中丙酮的含量不大于2%（摩爾）。在吸取塔操作條件下，丙酮－水的平衡曲線（1atm和299.6K）可表示為y0.33xe1.95(1x)2。1）試求水的用量，假定用水量取為最小用水量1.75倍；2）假定氣相傳質(zhì)單元高度（以m計）H0y3.3G0.33L0.33。其中G和L分別為氣、液相的流量（以kg/m2.h表示），試計算所需要的高度。解：GB=10×0.89=8.9m3/min，Y1=0.124，Y2=0.02。作出最小用水時的操作線，xmax=0.068。故(Ls)min0.1240.021.53，Ls=1.53×1.75×8.9=23.8m3/