答: (1)选用除尘器必须满足排放标准规定的排放要求; (2)粉尘颗粒物理 性质对除尘器性能具有较大影响; (3)气体含尘浓度; (4)烟气温度和其它性质是选择除尘设备时必须考虑 的因素; (5)选择除尘器时,需考虑收集粉尘处理问题; (6)选择除尘器还必须考虑其它环境、经济等因素 7、写出驰豫时间表达式并说明其物理意义。 由于流体阻力使颗粒的运动速度减小到它的初速度的 1/e 时所需的时间。表达式为:? ? 2 dp ?p 18? 1、地面源正下风方向一点上,测得 3 分钟平均浓度为 6.4×10-3g/m3,试估计该点五小时的平均浓度是多少? 假 设大气稳定度为 B 级。 解:取样时间大于 0.5h时,垂直方向扩散参数 ? z 不变,横向扩散参数为 : ? 5 ? 60 0.3 ? y ? ? y ( 2 )q ? ? y ? ( ) ? 3.98? y1 ?1 3 2 1 1 因此五小时的平均浓度 为: ?( ? 2 x,0,0,0) Q ?u? y ? z 2 ? 6.4 ? 10?3 g / m 3 ? 1.61? 10?3 g / m 3 3.98 2、某厂一锅炉的二氧化硫排放量为 10.8kg/h,其烟囱几何高度为 30m,已知在中性稳定度下,烟羽的抬升高 度为 15m。计算中性稳定度、地面风速 2m/s 情况下,下风向 500m 处二氧化硫轴线地面浓度。 (提示:在中性 情况下,下风向 500m 处:m=0.2,σ y=100m,σ z=90m) (6 分) 解:Q=10.8kg/h=10.8 ? 10 /3600=3000mg/s 6 烟囱排放有效源高为:H = Hs+Δ H = 30+15 = 45(m) u45 = u10( 30 0.2 Z )m = 2 ? ( ) = 2.50(m/s) 10 Z1 ρ = H2 Q exp()= ?u?y?z 2?z 2 3000 452 3 exp()= 0.0375(mg/m ) 2 3.14 ? 2.50 ? 100 ? 90 2 ? 90 3、设计一台电除尘器,处理气体量为 30000m3/min,要求的除尘效率至少要达到 98.5%,设粒子的有效驱进速度 为 10m/min,求集尘板总面积。若板长 6m,板高 5m,计算所需集尘板的数目。 (6 分) 解: 由 ? ? 1 ? exp(? ?A Q ) 得: A ? ? Q ? ln(1 ? ? ) ? ? 30000 ln(1 ? 0.985 ) ? 12599 m 2 10 由于内部的集尘板两面都可以集尘,外面的两块板仅能一面集尘,所以:A=AP(n-1) 其中 n 为集尘板的数目。因此, n ? A 12599 ?1 ? ? 1 ? 211 即所需集尘板数为 211 块。 Ap 5? 6? 2 4、 拟选用逆气流清灰袋式除尘器处理烟气, 过滤风速 1.0 m/min,烟气体积流量 28800m3/h,初始含尘量 5.0g/m3, 除尘后含尘量为 100mg/m3,若每条滤袋的直径为 16cm,长度为 180cm,试计算过滤面积、 滤袋数目及除尘效率。 解:过滤面积 A ? Q 28800 ? ? 480(m 2 ) 60v F 60 ? 1.0 每条滤袋面积 A1=π dL=3.14×0.16×1.8=0.904(m2) 除尘效率η =1-100/5000=98% 滤袋数目 n=A/A1=480/0.904=531(条) 5、比重为 2.0 的球形粒子,粒径为 1μ m,以 10m/s 的速度射入 293K,101325Pa 的空气中,计算粒子在停止前 通过的距离(重力的作用忽略不计) 。空气的密度ρ =1.205kg/m ;μ =1.81 ? 10 Pa ? s。 (5 分) 3 -5 解:弛豫时间: ? ? 2 dp ?p 18? ? 10?12 ? 2000 s ? 6.139? 10?6 s ?5 18? 1.81? 10 C=1+0.165/dp=1+0.165=1.165 在 293K,101325Pa 的空气中,坎宁汉修正系数: 粒子的停留距离 : x ? ?u0C ? 6.139?10?6 ?10?1.165m ? 7.2 ?10?5 m ? 72?m 26、某 2 ? 300 MW 的新建电厂,其设计用煤的硫含量为 3%,热值为 27300kJ/kg,电厂设计热效率为 40%。计 算该厂 SO2 排放达到 1200mg/m3 标准时所需的最小脱硫率。电厂每千瓦机组运行时排放 0.00156m3/s 的烟气 (180℃,101325Pa) ,SO2 排放系数取 0.85。 解: 该电厂煤炭消耗量为 2 ? 300? 103 ? 54.9(kg / s) 27300? 40% SO2 实际排放量为: 54.9 ? 3% ? 0.85 ? (64/32) =2.8(kg/s) 3 折算到标态:936 ? (273/453)=564( mN /s) 该电厂烟气排放量为:2 ? 300 ? 103 ? 0.00156=936(m3/s) 实际 SO2 排放浓度为: 2.8 ? 106 3 ? 4964 .5(m g / mN ) 564 ?? 4964 .5 ? 1200 ? 0.758 ? 75.8% 4964 .5 27、某电厂燃煤量为 62.8kg/s,SO2 的排放量为 4.8kg/s,拟采用石灰石湿法脱硫装置,要求脱硫效率为 90%。问: (1) 钙硫比为 1.2 时,每天消耗多少石灰石?假设石灰石纯度为 96%。 (2) 脱硫剂的利用率是多少? (3) 如果脱硫污泥为含水 60%的浆液,每天产生多少吨脱硫污泥?电厂燃煤含灰 8%。 解: (1)石灰石脱硫的总化学反应式为: SO2+CaCO3+2H2O CaSO3 ? 2H2O+CO2 该电厂的实际 SO2 排放量为 4.8kg/s,则钙硫比为 1.2 时消耗的石灰石量为: 100 ? 1.2 ) ? 96 % =9.375(kg/s)=810t/d 64 100 (2)实际参加反应的石灰石量为: (4.8×90%× )kg/s=6.75kg/s 64 6.75 ? 100 % ? 72 % 则脱硫剂的利用率为: 9.375 ( 4 .8 ? (3)脱硫污泥中 60%为水分,其余 40%包括飞灰、CaSO3 ? 2H2O 和未反应的脱硫剂。 煤炭消耗量为 62.8kg/s ,其中的灰分为 8%,则产生的灰量为 62.8×8%=5.024kg/s=434t/d CaSO3 ? 2H2O 的量为:4.8×90%×(156/64)=10.53kg/s=910t/d 未反应的脱硫剂为:810(1-72%)=226.8t/d 434 ? 910 ? 226 .8 ? 3927 (t / d ) 40% 10、某城市建一小型电厂,拟建 120m 高的烟囱,烟囱内径为 6m,排气量为 80m3/s,排气筒出口 处的烟气温度为 130℃。当地平均气温为 9.2℃,平均风速为 3.9m/s,当地大气压为 813hPa,计算 在 D 级稳定度天气条件下烟气抬升高度(已知 m=0.25,n0=0.292、n1=0.6、n2=0.4) 。 因此脱硫污泥的产生量为: 解:计算烟气热释放率:QH = 0.35Pa ? QV ? 130 ? 9.2 ?T = 0.35 ? 813 ? 80 ? = 6823.55(KW) > 2100KW 130 ? 273 Ts u = u1( 120 0.25 Z )m = 3.9 ? ( ) = 7.26(m/s) 10 Z1 Δ H = n0 QHn1Hsn2u-1 = 0.292 ? 6823.550.6 ? 1200.4 ? 7.26-1 = 54.5(m)