除尘装置习题及答案

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1.2m 3/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1.09m μ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/cm 3，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0.83m μ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 ，3/05.1cm g =ρ，W=20cm ，

h=0.129cm ，)./(000182

.0s cm g =μ，n=19层。

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/m 3灰尘的气流（s Pa ⋅⨯=-5105.2μ），其除尘总效率为90%。粉尘分析试验得到下列结果。

1）作出分级效率曲线；2）确定分割粒径。

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。

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1m μ。 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D m =20m μ，

25.1=σ。在实际操作条件下该旋风除尘器的分割直径为5m μ，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0.075m 3/s 。若集尘板附近的平均场强E=100kV/m ，粒径为1.0m μ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 ，板间距24.4cm ，烟气体积流量2m 3/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0.9m μ，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/m 3。假定电除尘器入口处粉尘浓度为30g/m 3，且粒径分布如下：

并假定德意希方程的形式为kdp e --=1η，其中η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/m 3，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5m μ的粉尘的饱和电荷值；2）粒径为0.2m μ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w e 。

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：10m μ、7m μ和3m μ，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

)]6.0/018.0(exp[25.0R R M R --=+η。其中M 是碰撞数的平方根I N M =，R=d p /d D ，对于密度为

2g/cm 3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）10m μ；2）50m μ的粉尘在直径为50、100、500m μ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/m 3，喉管气速为83m/s ，粉尘密度为

0.7g/cm 3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

6.19 水以液气比12L/m 3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/cm 3，平均粒径为1.2m μ，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

7.1m 3/s ，要求压降为152.4cmH 2O ，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3m μ的球形颗粒，颗粒的质量浓度为803/m g μ。

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/m 3，布袋破裂前的出口浓度0.0458g/m 3，被污染气体的体积流量14158m 3/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70.8m 3，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/cm 3，总压力损失与沉积粉尘质量的关系如下。试确定22

6.26 除尘器系统的处理烟气量为10000m 3/h ，初始含尘浓度为6g/m 3，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。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。)97exp(22

ε

μg c

pa

s D D Zv P -

=。其中：Z=在气流方向上床的长度；v s =气体的表面流速；D pa =细粒子的空气动

力学直径；=ε沙滤床的孔隙率；Dc=沙滤床的沙粒的直径；=g μ气体的粘度。 1）若d pa =0.5m μ，Dc=1.0mm ，v s =6cm/s ，=ε0.3，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。