除尘装置习题及答案

原创 2020-08-22 12:56  阅读

  第六章 除尘装置 习题 6.1 在 298K 的空气中 NaOH 飞沫用重力沉降室收集。沉降至大小为宽 914cm,高 457cm,长 1219cm。空 气的体积流速为 1.2m3/s。计算能被 100%捕集的最小雾滴直径。假设雾滴的比重为 1.21。 6.2 直径为 1.09 ? m 的单分散相气溶胶通过一重力沉降室,该沉降室宽 20cm,长 50cm,共 18 层,层间距 0.124cm,气体流速是 8.61L/min,并观测到其操作效率为 64.9%。问需要设置多少层可能得到 80%的操作 效率。 6.3 有一沉降室长 7.0m, 高 12m, 气速 30cm/s, 空气温度 300K, 尘粒密度 2.5g/cm3, 空气粘度 0.067kg/(kg.h), 求该沉降室能 100%捕集的最小粒径。 6.4 气溶胶含有粒径为 0.63 和 0.83 ? m 的粒子(质量分数相等) ,以 3.61L/min 的流量通过多层沉降室。给 出下列数据,运用斯托克斯定律和坎宁汉校正系数计算沉降效率。L=50cm, ? ? 1.05g / cm3 ,W=20cm, g /(cm.s) ,n=19 层。 h=0.129cm, ? ? 0.000182 6.5 试确定旋风除尘器的分割直径和总效率,给定粉尘的粒径分布如下: 平均粒径范围/ ? m 质量百分数/% 0~1 3 - 1~5 20 5~10 15 10~20 20 20~30 16 30~40 10 40~50 6 50~60 3 60 7 已知气体粘度为 2×10 5,颗粒比重为 2.9,旋风除尘器气体入口速度为 15m/s,气体在旋风除尘器内的有 效旋转圈数为 5 次;旋风除尘器直径为 3m,入口宽度 76cm。 6.6 某旋风除尘器处理含有 4.58g/m3 灰尘的气流( ? ? 2.5 ? 10?5 Pa ? s ) ,其除尘总效率为 90%。粉尘分 析试验得到下列结果。 粒径范围/ ? m 0~5 5~10 10~15 15~20 20~25 25~30 30~35 35~40 40~45 45 捕集粉尘的质量百分数/% g3i 0.5 1.4 1.9 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 2.0 84.0 逸出粉尘的质量百分数/% g2i 76.0 12.9 4.5 2.1 1.5 0.7 0.5 0.4 0.3 1.1 1)作出分级效率曲线 某旋风除尘器的阻力系数为 9.9,进口速度 15m/s,试计算标准状态下的压力损失。 6.8 欲设计一个用于取样的旋风分离器,希望在入口气速为 20m/s 时,其空气动力学分割直径为 1 ? m 。 1)估算该旋风分离器的筒体外径;2)估算通过该旋风分离器的气体流量。 6.9 含尘气流用旋风除尘器净化,含尘粒子的粒径分布可用对数正态分布函数表示,且 Dm=20 ? m , ? ? 1.25 。在实际操作条件下该旋风除尘器的分割直径为 5 ? m ,试基于颗粒质量浓度计算该除尘器的总 除尘效率。 6.10 在气体压力下为 1atm,温度为 293K 下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为 0.3m,L=2.0m, - 气体流量 0.075m3/s。若集尘板附近的平均场强 E=100kV/m,粒径为 1.0 ? m 的粉尘荷电量 q=0.3×10 15C, 计算该粉尘的驱进速度 w 和电除尘效率。 6.11 利用一高压电除尘器捕集烟气中的粉尘, 已知该电除尘器由四块集尘板组成, 板高和板长均为 366cm, 3 板间距 24.4cm,烟气体积流量 2m /s;操作压力为 1atm,设粉尘粒子的驱进速度为 12.2cm/s。试确定: 1)当烟气的流速均匀分布时的除尘效率; 2)当供入某一通道的烟气为烟气总量的 50%,而其他两个各供入 25%时的除尘效率(参考图 6-27) 。 6.12 板间距为 25cm 的板式电除尘器的分割直径为 0.9 ? m , 使用者希望总效率不小于 98%, 有关法规规定 排气中含尘量不得超过 0.1g/m3。假定电除尘器入口处粉尘浓度为 30g/m3,且粒径分布如下: 质量百分比范围/% 平均粒径/ ? m 0~20 3.5 20~40 8.0 40~60 13.0 60~80 19.0 80~100 45.0 并假定德意希方程的形式为 ? ? 1 ? e ? kdp ,其中? 捕集效率;K 经验常数;d 颗粒直径。试确定:1)该除 尘器效率能否等于或大于 98%;2)出口处烟气中尘浓度能否满足环保规定; 3)能否满足使用者需要。 6.13 某板式电除尘器的平均电场强度为 3.4kV/cm,烟气温度为 423K,电场中离子浓度为 108 个/m3,离子 - 质量为 5×10 26kg,粉尘在电场中的停留时间为 5s。试计算: 1)粒径为 5 ? m 的粉尘的饱和电荷值;2)粒径为 0.2 ? m 的粉尘的荷电量; 3)计算上述两种粒径粉尘的驱进速度。 假定:1)烟气性质近似于空气;2)粉尘的相对介电系数为 1.5。 6.14 图 6-49 汇总了燃煤电厂用电除尘器的捕集性能。对于煤的含硫量为 1%、除尘效率为 99.5%的情况, 试计算有效驱进速度 we。 6.15 电除尘器的集尘效率为 95%, 某工程师推荐使用一种添加剂以降低集尘板上粉尘层的比电阻, 预期可 使电除尘器的有效驱进速度提高一倍。若工程师的推荐成立,试求使用该添加剂后电除尘器的集尘效率。 6.16 烟气中含有三种粒径的粒子:10 ? m 、7 ? m 和 3 ? m ,每种粒径粒子的质量浓度均占总浓度的 1/3。 假定粒子在电除尘器内的驱进速度正比于粒径,电除尘器的总除尘效率为 95%,试求这三种粒径粒子的分 级除尘效率。 6.17 对于粉尘颗粒在液滴上的捕集,一个近似的表达式为 ? ? exp[?(0.018M 0.5? R / R ? 0.6R 2 )] 。其中 M 是碰撞数的平方根 M ? N I ,R=dp/dD,对于密度为 2g/cm3 的粉尘, 相对于液滴运动的初速度为 30m/s,流体温度为 297K,试计算粒径为 1)10 ? m ;2)50 ? m 的粉尘在直径为 50、100、500 ? m 的液滴上的捕集效率。 6.18 一个文丘里洗涤器用来净化含尘气体。操作条件如下:L=1.36L/m3,喉管气速为 83m/s,粉尘密度为 - 0.7g/cm3 方程,烟气粘度为 2.23×10 5Pa.s,取校正系数 0.2,忽略 Cc,计算除尘器效率。烟气中粉尘的粒 度分布如下: 粒径/ ? m 0.1 0.1~0.5 0.5~1.0 1.0~5.0 5.0~10.0 10.0~15.0 15.0~20.0 20.0 质量百分数/% 0.01 0.21 0.78 13.0 16.0 12.0 8.0 50.0 6.19 水以液气比 12L/m3 的速率进入文丘里管,喉管气速 116m/s,气体粘度为 - 1.845×10 5Pa.s,颗粒密度为 1.789g/cm3,平均粒径为 1.2 ? m ,f 取 0.22。求文丘里管洗涤器的压力损失 和穿透率。 6.20 设计一个带有旋风分离器的文丘里洗涤器,用来处理锅炉在 1atm 和 510.8K 条件下排出的气流,其流 量为 7.1m3/s,要求压降为 152.4cmH2O,以达到要求的处理效率。估算洗涤器的尺寸。 6.21 直径为 2mm 的雨滴以其终末沉降速度穿过 300m 厚的大气近地层, 大气中含有粒径为 3 ? m 的球形颗 粒,颗粒的质量浓度为 80 ?g / m3 。 1)每个雨滴下降过程中可以捕集多少颗粒? 2)由于捕集这些颗粒,雨滴的质量增加了百分之几? 6.22 以 2.5mm/h 的速率发生了大面积降雨,雨滴的平均直径为 2mm,其捕集空气中的悬浮颗粒物的效率 为 0.1,若净化空气中 90%的悬浮颗粒物,这场雨至少要持续多长时间? 6.23 安装一个滤袋室处理被污染的气体,试估算某些布袋破裂时粉尘的出口浓度。已知系统的操作条件: 1atm, 288K, 进口处浓度 9.15g/m3, 布袋破裂前的出口浓度 0.0458g/m3, 被污染气体的体积流量 14158m3/h, 布袋室数为 6,每室中的布袋数 100,布袋直径 15cm,系统的压降 1500Pa,破裂的布袋数为 2。 6.24 某袋式除尘器在恒定的气流速度下运行 30min。此期间处理烟气 70.8m3,系统的最初和最终的压降分 别为 40Pa 和 400Pa,假如在最终压力下过滤器再操作 1 小时,计算另外的气体处理量。 6.25 利用清洁滤袋进行一次实验,以测定粉尘的渗透率,气流通过清洁滤袋的压力损失为 250Pa,300K 的气体以 1.8m/min 的流速通过滤袋,滤饼密度 1.2g/cm3,总压力损失与沉积粉尘质量的关系如下。试确定 粉尘的渗透率(以 m2 表示) ,假如滤袋面积为 100.0cm2。 ?p / Pa M/kg 612 0.002 666 0.004 774 0.010 900 0.02 990 0.028 1062 0.034 1152 0.042 6.26 除尘器系统的处理烟气量为 10000m3/h,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,烟气性质 近似于空气。申博开户网站,试确定: 1)过滤速度;2)粉尘负荷;3)除尘器压力损失;4)最大清灰周期;5)滤袋面积; 6)滤袋的尺寸(直径和长度)和滤袋条数。 6.27 据报道美国原子能委员会曾运用 2m 深的沙滤床捕集细粒子,卡尔弗特建议用下式估算细粒子的穿透 率。 P ? exp(? 2 7 Zv s D pa 9 Dc2 ? g ? ) 。其中:Z=在气流方向上床的长度;vs=气体的表面流速;Dpa=细粒子的空气动 力学直径; ? ? 沙滤床的孔隙率;Dc=沙滤床的沙粒的直径; ? g ? 气体的粘度。 1)若 dpa=0.5 ? m ,Dc=1.0mm,vs=6cm/s, ? ? 0.3,试估算沙滤床的捕集效率; 2)欲获得 99.9%以上的捕集效率,床的厚度至少应多厚? 3)推导该效率方程式。 6.28 图 6-50 表明滤料的粉尘负荷和表面过滤气速对过滤效率的影响。当粉尘负荷为 140g/m2 时,试求: 1)对于图中显示的四种过滤气速,分别求相应的过滤效率; 2)假定滤饼的孔隙滤为 0.3,颗粒的线)当烟气中含尘初始浓度为 0.8g/m3 时,对于图中最低部的曲线,至少应操作多长时间才能达到上述过滤 效率?

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