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1、作业习题及答案1.1根据我国的环境空气质量标准的二级标准，求出 SO、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：1 103算，其摩尔数为算，其摩尔数为22.4 =44.643mol故三种污染物体积百分数分别为:0.12 10SO: 0-15 100.052 10) , NO: 4644.643 =Q Q581Qj64a44.643SO2 0.15mg/nf, NO2 0.12mg/nf, CO 4.00mg/nfo 按标准状态下 1c干空气计4.00 10-3.20 10飞。Co 28 44.6431.2某市2004年3
2、月10日测得空气质量如下：PMb156g/m3N, NO1O5g/m3N, SQ85J g/m3N, CO6g/m3N (最大小时平均)，试计算当天该市的空气污染指数API解： 由空气污染指数的计算公式得：(200100 ) +100 =1030.350 -0.150NO： 0t4507080 JE (100_50 ) +50 =81.250.120 万080SQ： 0T08s=0T(100_50 ) +50 = 67.5 0.150 050CO浓度很小，可忽略。故当天该市的空气污染指数API应为103,主要污染物是PMoo2.1重油元素分析结果如下：C: 82.3% H : 10.3%0 :
3、 2.2% N : 0.4% S :4.8%,试计算：燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量；干烟气中SO的浓度和CO的最大浓度(以体积分数计)； 当空气的过剩量为10%寸，所需的空气量及产生的烟气量。5,vsdA i i ku： Ts-Ta18m/sx 4m 14.9 7 saH, Te J 6m/s(423K - 293K,、 c1 A -P 7 河y Zlm/c 1 K7 RmI423K)(423K - 293K,、 c1 A -P 7 河y Zlm/c 1 K7 RmI423K)Hs2QVneu(Po 一 Pb )32 60 10 mg/s 0.5Y31416x2.718 汉 6m
4、/s E(0.06mg/m 0.04mg/m )那么烟囱实际高度Hs可如下计算, 57.8 = 184.2m取整数得，Hs在185sl 90 m即可另有儿道例题可参见课件_AH,3.142 2.718 1.687(HS： H)a-(0.06 - 0.04) 10解得 Hs： H=Hs23.48Hj2_357.4m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U0=1.5X 1.687X170025=9.14m/SoD乞260 = 4.1m,实际直径可取为4.0moY 叫 5 沃 9.14另在上题中假设条件增加设计风速u=6m/s,那么题目的解
5、法不同：首先判断烟气流速大小，vs2.5u=3u=3 6m/s = 18m/s。3那么烟囱出口直径d空426om/s=4.288m/s,取整数，那么可取d = 4m 兀“8m/s根据霍兰德公式计算烟气抬升高度H,有解:1kg燃油含:重量(g) 摩尔数(mol) 需氧数(mol)82368.5868.5810310325.75SN元素忽略。SN元素忽略。481.51.51)1)理论需氧量68.58+25.75+1.5=95.83mol/kg设干空气0:本积比为1: 3.78,那么理论空气量95.83X4.78=458.0674mol/kg重油。即 458.0674 X 22.4/1000=10.
6、26m3N/kg 重油。烟气组成为 CO68.58mol , H2O25.75 X 2=51.50mol , SO1.5mol, N3.78 X 95.83=362.2374molo理论烟气量 68.58+51.50+1.5+362.2374=483.8174mol/kg 重油。即 483.8174 X22.4/1000=10.8375m3Mkg 重油。2)干烟气量为 483.8174-51.50=432.3174mol/kg 重油。1 5SO百分比浓度为 :100% =0.35%,432.3174空气燃烧时CO存在最大浓度 6g石8 ”00% = 15.86%o432.31743)过剩空气为
7、10%寸，所需空气量为1.1 X10.26=11.286m3Mkg重油，产生烟气量为10.8375+0.1 X 10.26=11.8635 m 3Jkg 重油。2.2普通煤的元素分析如下：C65.7%灰分18.1%; S1.7%H3.2%水分9.0%;02.3% （含N量不计），计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SO在烟气中的浓度（以 体积分数计）。解：相对于碳元素作如下计算：% （质量） mol/100g 煤 mol/mol 碳C 65.75.4751H 3.23.20.584S 1.7S 1.70.0530.010Q 2.30.0720.013灰分 18.13.306g/mol碳水分 9.
8、01.644g/mol碳故煤的组成为CH.584So.010Q.013,燃料的摩尔质量(包括灰分和水分)为，竺二18.26g/molC。燃烧方程式为 5.475CH 3 + n (O2 +3.78N2) T CO2 + 0.292H 20 + 0.01 OSO2 + 3.78nN2n=1+0.584/4+0.010- 0.013/2=1.1495理论空气量 1/495 一(1 二 3.78)000 22.4 10； rw/kg = 6.74nWkg ；18.26SQ在湿烟气中的浓度为 0,010 100% = 0.174%1 6441 0927).010 3.78 1.1495 18将两台除尘
9、装置串联在一起净化烟气中的粉尘，其第一级除尘效率为1=91.9%,第二级除尘效率为2=82%,问该两级串联除尘系统的总除尘效率 为多少?解：按串联除尘效率计算得-2)=1 -(1 -91.9%)(1-82%) =98.54%3.2某粉尘的粒径分布和分级除尘效率如下表所示，试确定总除尘效率平均粒径/ m0.52.04.08.010.014.020.022.5质量频率/%0.47.625.028.016.214.37.41.1分级效率/%10.048.069.079.087.098.099.0100.0解: 按总除尘效率公式可得:T 八 p Di =0.4% 10.0% 7.6% 48.0% 25
10、.0% 69.0% 28.0% 79.0% 16.2% 87.0% 14.3% 98.0% 7.4% 99.0% 1.1% 100.0% = 79.59%4.1有一沉降室长5.0m,高3.0m,气速0.3m/s,空气温度300K,尘粒密度2500kg/m3,空气粘度1.82 x 10 5Pa- s,求该沉降室能100%甫集的最小粒径。18AvoH dmin厂PgL18 1.82 10 033 =4.9 10m = 49m ： ： 1003，符合2.5 109.8 5解: 层流区假设。4.2烟气处理量Q=5000n/h,烟气密度p =1.2kg/m3,允许压力损失为5000姚册16.15000姚
11、册16.1=16.1m/s900Pa ,Z = 5.8o假设选用斯台尔曼型旋风除尘器，试求其主要尺寸。根据斯台尔曼型旋风除尘器的尺寸要求，有2 700h =2.5b,那么 A 25b25田3,故 b = 0.186m, h = 0.465m, D = 5b = 0.93moA =bh =QV4.3假设用板式电除尘器处理含尘气体，集尘板极的间距为300mm假设处理气体量为6000riVh时的除尘效率为95.4%,入口含尘浓度为9.0m3/d,试计算：出口含尘浓度； 假设处理的气体量增加到8600riVh的除尘效率。解：nPo由 二1得，出口含尘浓度 P 2 = (1 -*)= 9.0x (10.
12、954)= 0.414m3/d由于除尘器型号没变，因此有效驱进速度相同。可将 A看做一个整体，那么有A = -Qln(1 -)=60003600In (1 -0.954) =5.13二 1 - exp(3600A8600)=1360086005.13) =0.8834.4除尘系统的处理烟气量为10000mVh (标况下)，初始含尘浓度为6g/m3,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除尘效率99%烟气性质近似于空气。粉尘比阻力系数Rp为9.50N min/(g m),滤袋的尺寸(直径0.8m和长度2m)
13、。试确定：(1)过滤速度；(2)粉尘负荷；(3)除尘器的压力损失(此处不考虑结构压损，假设无此说明，请重新计算，结构压损可取300Pa);(4)最大清灰周期；(5)滤袋面积；(6)滤袋条数。解：(1)过滤气速因采用逆气流反吹清灰，那么可取VF=1.0m/mino(2)粉尘负荷因除尘效率为 99% 贝 U W=mCt=1.0 x 0.99 x6t=5.94t g/m 2(3)除尘器压力损失可考虑P=A Pf+A Pp P为清洁滤料损失，考虑为120Pa；Fp=RpVA Ct=9.5 x 12x 5.94t=56.43tPa , Rp 取 9.50N min/(g m);故Zx P=A Pt+A
14、PP=120+56.43t (Pa) =120+56.43 t ( Pa)(4)最大清灰周期因除尘器压降小于1200Pa,故350+56.43 t (Pa) 1200, t CaSO4 2H2Q CO264 1001721kg xy贝 q 有 64 joo,解得 X = 100 1k9 = 1.563kg,故脱除每 kgSQ 需要 1.563kg 1kgx 64的 CaCQ2） 1吨燃煤含有灰分1t 7.7% = 0.077to吨燃煤含 S1t3.6% =0.036t,转化成 SQ 有 0,036t 90% 64 =0.0648to 进32而计算生成的CaSQ 2HQ量。设生成的CaSQ 2H
15、Q量为y,那么有一 64二”2,解得172 0.0648t64=含 S 污泥量为。% =0.435t0.0648t y最后计算得到每吨燃煤排放的总污泥量为 0.077t 0.435t二0.512t8.1平原地区某污染源SQ排放量为60g/s,烟气流量为260mVs,烟气温度为5/12423K,= 23.48Hs大气温度为H一 _ Z=3（s25=1.687H。25；居,和面曲琮宜由头7 kjc+二击;工值小#徂11m （、10按国标法计算烟气抬升高度，AT423-2934Qh = 0.35PaQv 丁 0.35 1010 260 一二423按城市及近郊区条件，取no=1.3O3, n 1=1/3,2=2/3,得1/32/3U CAU - 1.303 28250 HH =noQAHyu 一1/4，1.687 H s“大气环境质量标准”的二级标准限值为O/mg/m3 （年均），代入Hs2QYneu( P Pb) j2 60 10”0.5