大学生就业率低-大学生就业率低
百度文库
-
让每个人平等地提升自我
大气污染控制工程
（四川大学考研复习笔记）
主要考点分布：
第
3
章
基础知识
第
4
章
机械式除尘器
第
5
章
电除尘器
第
6
章
过滤式除尘器
第
8
章
吸收法净化气态污染物
第
9
章
吸附法净化气态污染物
第
10
章催化法净化气态污染物
题目分布（章）
：
只出计算题：
4
、
5
< br>只出简答题：
3
、
6
、
11
、
15
计算和简答：
8
、
9
、
10
重点章节：
4.1
、
5.4
、
8. 3
、
9.4
、
10.3
难点章节：
8.2
、
8.3
、
9. 4
1
百度文库
-
让每个人平等地提升自我
复习大纲：
全面掌握大气污染的来源、途径和机理（包 括基本概念、基本理
论、基本技能）
、大气污染控制的原理、方法
掌握颗粒物的粒径分布及其他物理性质、净化装置的性能指标
了解除尘器的类型，包括各种干式和湿式除尘器
掌握机械、湿式、电除尘器作原理及区别。
掌
握物理吸收的机理；掌握化学吸收与吸收计算；重点掌握双膜
理论传质计算及填料塔的设
计计算，气态污染物的催化净化。
理解和掌握全球气候变化、臭氧层破坏和酸雨污染问题
（往往会出一道全面型论述题，要求全面把握书本及实践知识，
要求至少全面阅
读教材两遍）
2
百度文库
-
让每个人平等地提升自我
笔记正文
第三章（出简答题或公式推导）
粒径分布的表示方法有表格法、图形法和函数法。
重点：粉尘的粒径和粒径分布、频率分布、筛上频度分布、筛下累计统计。粉尘的物
理性质、粉尘的真密度、堆积密度。
除尘装置的性能、除尘效率（总效率、分级效率）
粉尘粒径和粒径分布
一、粉尘粒径
1
．一般分为两类：
单一粒径：单个粒子的；
球形颗粒：
d=
直径
平均粒径：粒子群的。
一）单一粒径
单一粒径分成
投影径
非球形颗粒
几何当量径
物理当量径
1
．投影径：指颗粒在显微镜下观察到的粒径。
a
．面积等分径（
martine
）
< p>，指颗粒的投影面积二等分的直线长度，其与所取的方向有关，常
采用与底边平行的
线作为粒径。
b
．定向径（
feret
）
，指颗粒投影面上两平行切线间的距离。
3
百度文库
-
让每个人平等地提升自我
c
d
a
b
c
．长径，不考虑方向的最长径。
d
．短径，不考虑方向的最短径。
2
．几何当量径：取颗粒的某一几何量（面积、体积等）相同时的球形颗粒的直径。
a
．
等投影面积径
< p>d
A
：与颗粒投影面积相同的某一圆面积的直径（一下雷同
）
。
b
．
等体积径
d
V
：
c
．
等表面积径
d
S
：
d
．
体积表面积平均 径
d
e
：
3
．物理当量径：取颗粒某一物理量相同时的球形颗粒粒径。
a
．
自由沉降
d
t
：特定气体中，在重力作用下，密度相同的颗粒因自由沉降而达到的
末速度
与球形颗粒所达到的末速度相同时的球形颗粒的直径。
b
．
空气动力径
d
a
：
在静止的空气中颗粒的沉降速度与密度为
1g/cm
3
的圆球的沉降速度相同
< br>时的圆球的直径。单位
?
m
(
< p>g/
cm
)
3
1
2
?
?
m
A
代表
。
c
．
斯托克斯径
(St okes)dst
。
（重点考点）
在层
流区内（对颗粒的雷诺数
Re<2.0
）的空气动力径。
?
18
?
V
t
?
2
d
st
?
?
?
Vt
——颗粒在 流体中的终端沉降速度（
m/s
）
?<
/p>
?
?
?
?
g
?
?
?
p<
/p>
?
d
．
分割粒径
（ 半分离粒径）
d
50
：即分级效率为
的颗粒直径。
（重点考点）
对于一个由大小
和形状不相同的粒子组成的实际粒子群与一个由均一的球形粒子组成的假
想粒子群相比，
若两者的粒径全长相同，则称此球形粒子的直径为实际粒子群的平均粒径。
粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子所占的比例，亦称
粒子的分散度。
表示方法：个数分布：以粒子的个数所占的比例来表示；
表面积分布：以粒子表面积表示；
质量分布：以粒子质量表示。
常见的表示方法
（
1
）频数分布
Δ
R
：它是指粒径
dp
至（
dp+
Δ
dp
）之间的粒子质量占粒子 群总质量的百
分数。见图
a
。
?
R
?
1
?
m
?
100
%
m
0
?
?
R
?
100
%
Δ
R
与选取的粒 径间隔的大小有关。
（
2
）频度分布
f< /p>
：是
Δ
dp=1
μ
m
时粒子质量占粒子群的或单位粒径间隔宽度时的频率分
布百分数。即：
f
?
?
R
dR< /p>
%
其微分定义式：
f
?
dp
?
?<
/p>
?
?
m
?
d
p
d
?<
/p>
dp
?
4
百度文库
-
让每个人平等地提升自我
有计算结果可绘出频度分布<
/p>
f
的直方图，
用粒径间隔中值可绘出频度分布曲线，
见图
b
。
最大频度的粒径
d
om
称为众径。
D
（
%
）
频率
（
%
）
100%
50%
图
a
dp/(
μ
m)
d
50
图
c
dp/(
μ
m)
频
率
密
度
d
om
图
b
dp/(
μ
m)
(3)
筛下累积频率分布
D/%
：指小于某一粒径< /p>
dp
的尘样质量占尘样总质量的百分数。
D
?
dp
?
?
?
dp
d
min
dD
?
dp
d
min
f
?
dp
?
d
?
dp
?
反之为筛上累积分布
R
：
D=1-R < /p>
当
D=R=50%
时的
dp
位中位径
d
50
。
由图可见，< /p>
筛上分布
R
对
dp
之比为负梯度，< /p>
筛下分布
D
对
dp
之比为正 值。因此若已知
R
、
D
，则
f
?
dp
?
?
?
?
dR
d D
或
也
可
这
样
< p>说：
若
粒
径
间
隔
宽
度
?
dp
?
0
即
取
极
限
，
则
：
?
d
?
dp
?
d
?<
/p>
dp
?
?
?
R
?
?
g
?
?
f
?
dp
?< /p>
?
fd
?
dp<
/p>
?
即
f
?
dp
?
?
dp
dp
dp
dD
dR
<
/p>
?
?
d
?
dp
?
d
?
< br>dp
?
即：筛上分布为减函数；筛下分布为增函数。
在除尘技术中，筛上累积分布
R
比使用频度 分布更为方便，所以，在一些国家粉尘标准中
多用
R
表示 粒径分布。
装置效率（重点容易出公式推导）
除尘装置的捕集效率代表装置捕集粉尘效果的重要指标。有以下几种表示：
< /p>
1
．总捕集效率
η
T
：
η
T
指在同一时间内净化装置去除
污染物的量与进入装置的污染物量之百
5
百度文库
-
让每个人平等地提升自我
分比。
见下图：
出口
Ge
λ
0
C
0
Q
0
G
0
m
0
= Q
0
×
C
0
如图：
λ
0
气体流量
Q
0
（
m3/s
）
；污染物流量
G
0
（
g/s
）
；污染物浓度
C
0
（
g/m3
）
。
出口相应的为
Q
e
< br>，
G
e
，
C
e
。
净化装置捕集的污染物流量<
/p>
G
c
（
g/s
）有
G
0
=
G
e
+G
c
?
G
e
?
G
c
?
?
T
?
?
100
%
?
?
1
?
?
?
?
100
%
∵
G=CQ
G
0
G
0
?
?
e
e
∴
?
T
?
?
1
?
?
Q
G
?
?
?
100
%
?
?
Q
G
?
0
0
?
∵
Q
0
,
Q
e
与状态有关，
∴
常换算成标准状态（
0
℃，
1.013
×
10
5
Pa
）下干气体流量表示，并加脚 标“
N
”
eN
eN
?
T
?
?
1
?
?
C
Q
?
?
?
100
%
?
?
C
Q
0
N
?
?
0
N
若装置不漏风，
Q
ON
=Q
eN
eN
1
?
?
T
?
?
?
C
?
?
?
100
%
?
?
C
?
?
0
N
< br>eN
1
?
实际上净化装置常有漏风，
?
T
?
?
?
C
k
?
?
?
100
%
?
?
C
?
?
0
N
k
——漏 风系数
串联使用净化装置：设每一级的捕集效率为
η< /p>
1
、
η
2
、…
η
n
总效率：
?
T
?
?
1
?
?
1
?
?
1
??
1
?
?
2
??
1
?
?
3
?
?
?
?
?
?
?< /p>
?
净化器的性能还可用令一指标表示：即通过率
P
P
?
6
G
e
C
Q
?
100< /p>
%
?
eN
eN
?<
/p>
100
%
?
1
?
?
T
G
0
C
ON
Q
O
N
百度文库
-
让每个人平等地提升自我
2
．除尘装置的分级捕集效率
除尘装置的总除尘效率的高低，往往与粉尘粒径大小由很大关系。为了表示除尘效率
与粒
径间的关系，提出分级效率的概念
?
d
i
。
定义：指除尘装置对某一粒径
Pi
或粒径间隔
d
Pi
至
d
Pi
+
Δ
dp
内粉尘的除尘效率。
?
d
?
?
G
c
< br>?
100
%
< br>?
G
0
a
．
由分级效率求总除尘效率
?
T
?
?
n
d
?
R
?
d
?
?
?
?
< br>i
g
i
Δ
R
为频数分布
i
i
i
i
若分级效率以
?
i
?
?
i
?
dp
?
的函数形式给出，入口粒径分布以累计分布函数（
Di
）或频度分
布
f
i
=
f
i
(dp)
形式给出。
?
??
?
?
i
dD
i
?
?
?
i
f
i
d
?
dp
?
0
0
1
?< /p>
b.
由总效率求分级效率
?
i
?
1
?
G
2
?
R
2
i
?
R
?
R
?
R
?
R
G
?
R
?
G
?
R
?
1
?
P
2
i
?
1
?
?
1
?
?
?
2
i
?
1
?
2
i
< br>?
2
i
?
?
1
1
i
2
2
i
G
1
?
R
1
i
?
R
1
i
?
R
1
i
?
R
1
i
?
R
1
i
G
1
?
R
1
i
?
i
?
s
3
g
3
i
< br>g
s
g
g
f
f
g
?
?
3
i
?
1
?
2
2
i
?
1
?
P
< br>2
i
因为
f
?
同理
?
i
?
?
3
i
?
1
?
P
2
i
s
1
g
1
i
< br>g
1
i
s
1
g
1
i
g
< br>1
i
?
dp
f
1
i
f
1
i
因为
g
1
i
?
?
?
Pg
2
?
?
1
?
?
g
3
i
?
g
3
i
?
i
所以
?
i
?
1
?
P
?
i
g
2
i
?
g
3
i
?
P
?
i
g
2
i
?
g
?
?
1
?
P
i
2
i
?
g
3
i
?
g
3
i
< br>?
g
3
i
?
?
?
?
i
?
1
?
?
g
3
i
?
i
?
?
?
g
3
i
?
Pg
2
i
n
n
?
< p>P
g
2
i
g
3
i
7
百度文库
-
让每个人平等地提升自我
机械式除尘器（出计算题）
4.1
重力沉降室（只在本节出题）
重力沉降室是通过重力从气流中分离尘粒的。其结构如图所示。
W
L
u
u
s
沉降室可能是所有空气污染控制装置中最简单和最粗糙的装置。
就其本身的特 点而论，
有广
泛的用途。
能用于分离颗粒分布中的大颗粒 ，
在某些情况下，
其本身就是能进行适当的污染
控制，它
的主要用途是对更有效的控制装置作为一种初筛选装置。在大颗粒特别多的地方，
沉降室
能除掉颗粒分布中的大量大颗粒，这些颗粒如不除掉，就要堵塞其它控制装置。
(
一
)
原理：利用含尘气体中的颗粒受 重力作用而自然沉降的原理。含尘气流进入沉降室后，
引流动截面积扩大，流速迅速下降
，气流为层流，尘粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
a
．沉降速度
由第三章可知，
悬浮在空气中的尘粒在重力作用下降落时，起初作加速运动，但当空
气的阻力增大到使尘
粒所受的合力为零时，
它就开始作匀速下降，
尘粒的降落速度达到最大
< p>恒定速度，该速度即为沉降速度
u
s
。
层流区：雷诺数
Rep
≤
1
，对球形粒子而言：
H
u
s
?<
/p>
2
?
?
p
?
?
?
g
p
18
?
?
m
/
s
?
< br>
（
6-2
）
2
d
p
?
p
g
当介质为空气时
ρ
p
>>
ρ
则有：
u
s<
/p>
?
2
18
?
?
m
/
s
?
（
6-3
）
由上式可见
Vt
?
d
< p>p
,
若
dp
小，则
Vt
就小，故小颗粒就难分离。
若将雷诺数
Rep=1
代入，可求出尘粒沉降时的临界粒径
d
c
。
R
ep
?
d
p
u
c
?
?
?
1
得
u
c
?
?
d
p
< br>?
?
2
代入（
6 -2
）得：
d
c
?
2
.
63
3
（
6-4
）
?
?
p
?
?
?
?
g
一般说来方程式
6-3
应用于粒径小于
50
μ
m
的球形尘粒，
小于
100
< p>μm
得尘粒误差也不大。
工业粉尘粒径大致为
1
—
100
μ
m
，
粒径小于
5
μ
m
的尘粒实际沉降速度要比
Stocks
定律预示的
大，需修正。故
dp
≤
5
μ
m
的尘粒：
< p>u
s
=c·
u
s<
/p>
·
Stocks
c
为修正系数， 在空气中温度为
20
℃，压强为
1atm
时，
c
?
1
?
0
.
172
d
p
8
百度文库
-
让每个人平等地提升自我
dp
为
μ
m
。
在其它温度下，
Kc
值就变化，
K
c
< br>?
6
.
021
?
1 0
?
T
?<
/p>
1
?
?
4
d
p
（二）
重力沉降室的设计
假设通过重力沉降室断面的水平气流
的速度
V
分布式均匀的，呈层流状态；入口断面上粉
尘分
布均匀（即每个颗粒以自己的沉降末端速度沉降，互不影响）
；在气流流动方向上尘粒
< p>和气流速度相等，就可得到除尘设计的简单模式。
1
．沉降时间和（最小粒径时的）沉降速度
< p>
尘粒的沉降速度为
Vt
，沉降室的长、宽、高分别为
L
、
W
、
H
，要使沉降速度为
Vt
的尘粒
在沉降室内全部去除，气流在沉降室内的停留时间
t
（
t
?
H
L
H
L
）
应大于或等于尘粒从顶部沉降到灰斗的时间（
t
c
?
）
，即：
?
V
t
V
V
t
V
W
ω
s
V
H
L
L
V
Vt
s
W
净气
H
将
V
t
?
2
d
p
?
p
g
18
?
代入上式，可求出沉降室能
100%
捕集的最小粒径
d
min
1
2
d
min
?
18
?
< br>Hu
?
18
?
< br>Q
?
?
?
?
?
p
gL
?
?
g
?
p
LW
?
?
上式是在理想状况下得到的，实际中常出现反混现象，工程上常用
36
代替式中的
18
，这样
理论和实践更接近。室内的气流速
度
u
应根据尘粒的密度和粒径确定。常取
0.3
—
0.5m/s
，
一般取
0.2
< p>—2m/s
。
沉降室的设计：概括
1.
沉降时间
t
?
2
．沉降室尺寸
先按
u
s
?
2
d
p
?
p
g
L
,2.
沉降速度
(
按要求沉 降的最小颗粒
)
V
18
?
算出捕集尘粒的沉降速度
u
s
，在假设沉降室内的气流速度
V
和沉降
室高度
H
（或宽度
W
）
，而后求沉降室的 长度和宽度（或高度）
。
Q=WHV=WLVt
9