第六章 除尘装置6
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。 解：
计算气流水平速度v0?Q1.2??2.87?10?2m/s。设粒子处于Stokes区域，取A9.14?4.57??1.82?10?5Pa?s。按《大气污染控制工程》P162（6－4）
即为能被100%捕集的最小雾滴直径。
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。 解：
按层流考虑，根据《大气污染控制工程》P163（6－5）
?1n1?80??n2?n12?18??22.2，因此需要设置23层。 ?2n2?164.96.3 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。 解：
dmin18?v0H18?1.86?10?5?0.3?12?5???8.4?10m?84?m?100?m，符合层流区假设。 3?pgL2.5?10?9.81?76.4 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/cm，W=20cm，h=0.129cm，??0.000182g/(cm.s)，n=19层。 解：
设空气温度为298K，首先进行坎宁汉修正：
3v?8RT??M8?8.314?298?466.6m/s， ?33.142?28.97?102?6.6?10?21.82?10?5?8?0.21 ????6.6?10m，Kn?0.630.499?v0.499?1.185?466.6?C?1?0.21[1.257?0.4e?1.100.21]?1.264。故us?2dp?p18?gC?1.58?10?5m/s
usLW(n?1)1.58?10?5?0.5?0.2?20?i???0.525。用同样方法计算可得0.83?m粒子的分级效
Q3.61?10?3/60率为0.864。
因此总效率 ?i?0.5(0.525?0.864)?0.695
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 20~30 30~40 40~50 50~60 20 16 10 6 3 >60 7 已知气体粘度为2×105，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。 解：
?NVcD2?p按《Air Pollution Control Engineering》公式 ??1?exp[?()]。
9Wi??p=2.9×103kg/m3，??2?10令?=50%，N=5，Vc=15m/s，W=0.76m，
利用《大气污染控制工程》P170（6－18）?i?率???5Pa?s，代入上式得dc=11.78?m。
(dpi/dc)21?(dpi/dc)2 计算各粒径粉尘分级效率，由此得总效
??gii?55.3%
?56.6 某旋风除尘器处理含有4.58g/m3灰尘的气流（??2.5?10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/% 0.5 1.4 1.9 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 2.0 84.0 Pa?s），其除尘总效率为90%。粉尘
逸出粉尘的质量百分数/% 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；2）确定分割粒径。
解：
根据《大气污染控制工程》P144（5－53）?i?示： 粉尘间隔/?m 质量 频率 /% 捕集g3 出口g2 0~5 5~10 10~15 15~20 20~25 25~30 30~35 35~40 40~45 >45 0.5 1.4 1.9 4.5 2.1 2.1 2.1 1.5 2.0 0.7 2.0 0.5 2.0 0.4 2.0 0.3 84.0 1.1 76.0 12.9 ???Pg2i/g3i（P=0.1）计算分级效率，结果如下表所
5.59 49.41 79.17 90.00 92.65 96.26 97.30 97.83 98.36 99.85 据此可作出分级效率曲线。由上表可见，5～10?m去除效率为49.41。因此在工程误差允许范围内，dc=7.5?m。
6.7 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。 解：
据《大气污染控制工程》P169（6－13） ?p?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。 解：
11??v12??9.9?1.293?152?1440Pa。 22?NVcD2?p根据《Air Pollution Control Engineering》P258公式 ??1?exp[?()]。
9Wi??单位1000D22因2?； ?(?p单位取kg/m3)，故D2?p＝1000 Dpa??Dpapp由题意，当??50%,Vc?20m/s。取??1.82?10?5Pa?s，N=10，代入上式
50%?1?exp[?(??10?20?(1.0?10?6)2?10009Wi?1.82?10?5)]，解得Wi=5.5mm。
根据一般旋风除尘器的尺寸要求，D0=4Wi=2.2cm；H＝2 Wi=1.1cm。
－
气体流量Q=A.V=H.W.Vc=1.21×103m3/s
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。 解：
按《大气污染控制工程》P170（6－18）
?i?(dpi/dc)21?(dpi/dc)21??(dpi/5)21?(dpi/5)22dpi?dpi2225?dpi；
????iqddpi??0025?d2piqddpi。
lnexp[?(dpidg)2]?dpidg=20?m，??1.25，q?12?dpiln?g10i2ln?g1.79exp[?(20)2] dpi0.32ln代入上式，利用Matlab积分可得????qddpi?96.3%。
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=0.3×1015C，计算该粉尘的驱进速度w和电除尘效率。 解：
驱进速度按《大气污染控制工程》P187（6－33）
0.3?10?15?100?103w???0.176m/s。 ?5?63??dp3??1.81?10?1?10qEp