四川大学考研复习笔记

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1、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

2、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）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

3、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）,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。C.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dA：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 dV：C. 等表面积径 dS：d. 体积表面积平均径 de：e3.物理当

4、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dt：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da：在静止的空气中颗粒的沉降速度与密度为lg/cm3的圆球的沉降速度相同时的圆球的直径。 单位 pm（g / cm3） r2 = pmA代表。c.斯托克斯径（Stokes）dst。（重点考点）在层流区内（对颗粒的雷诺数Rev2.0 ）的空气动力径。st18RV、鼻 PgVt颗粒在流体中的终端沉降速度（m/s）d.分割粒径（半分离粒径）d50：即分级效率为50%的颗粒直径。（重点考点） 对于一个由大小和形状

5、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AR：它是指粒径dp至（dp+Adp）之间的粒子质量占粒子群总质量的百Am分数。见图a。AR = x 100% 工AR = 100% AR与选取的粒径间隔的大小有关。 m0（2）频度分布f：是Adp=1gm时粒子质量占粒子群的或单位粒径间隔宽度时的频率分A

6、R% /厂dR布百分数。即：f = AT%b m其微分定义式：九）=-有计算结果可绘出频度分布f的直方图，用粒径间隔中值可绘出频度分布曲线，见图b。二 J dpdD =dminmin(dp )mindRd (dp)dD或也可这样说：若粒径间隔宽度Adp T 0即取极限,贝：(3) 筛下累积频率分布D/%：指小于某一粒径dp的尘样质量占尘样总质量的百分数。反之为筛上累积分布R： D=1-R当D=R=50%时的dp位中位径d50o由图可见，筛上分布R对dp之比为负梯度，筛下分布D 对dp之比为正值。因此若已知R、D,贝9dRd (dp)R=乙乏fAdp=i:fd (p 即(dp)=dDdpdp(d

7、p )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：i.总捕集效率nT： nT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分比。见下图Ge如图：妬气体流量Q0 (m3/s)；污染物流量G0 (g/s)；污染物浓度C0 (g/m3)。 出口相应的为 Qe，Ge，Ce。净化装置捕集的污染物流量Gc (g/s)有G0= Ge+GcG=- x 100% =G01 - G Go丿x 100%.

8、G=CQQGeeQG00x 100%* Q0, Qe与状态有关，常换算成标准状态(0C, 1.013X105Pa)下干气体流量表示，并加脚标“N”1-C Q eNN X 100% c Q丿0N 0N若装置不漏风， QON=QeN1-C )曲C丿0Nx100%实际上净化装置常有漏风，耳=(1 -Ceklx 100%TCk漏风系数串联使用净化装置：设每一级的捕集效率为nn2、nn 总效率：n =1 - G -耳)G -耳)G -耳)T123净化器的性能还可用令一指标表示：即通过率pGC QP = J X 100% = eNX 100% = 1 -nGC Qt0ON ON2除尘装置的分级捕集效率除尘

9、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n ,。di定义：指除尘装置对某一粒径dpi或粒径间隔dpi至dpi+Adp内粉尘的除尘效率。n 二 -x 100% d AG0a 由分级效率求总除尘效率n =工n ARz、二工n gAR为频数分布Tdd 丿i iiiii若分级效率以n =nf .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 ii xdp 丿布fi=fi(dp)形式给出。n = f1n dD0 i iJn0 i i dpsgn =亠鸟i s g1 1i因为g =n H所以n = 1p空n ingi1i(1+也

10、 I ng 3丿 n =竺i ng 3i + Pg 2i=1n + P2_g3i3ing Pn g pn g3 i * = 1 P ng3ing3ib. 由总效率求分级效率-G AR、AR4 /AR.ARARGARG ARn =1 _2 =1P2 =1Un 2 =12 +n= _1i 2_2 iG ARARARAR ARG AR1 1i1i1i1i1i1 1i监 =1p 因为=皂 同理=n=1pf -J11s ggAdpi ff1 1i1i1i1i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。沉降室可能是所有空气污染控制装置中

11、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

12、速度达到最大 恒定速度，该速度即为沉降速度us。层流区：雷诺数RepWl,对球形粒子而言:6-2)当介质为空气时ppp则有:6-3)d 2 P g ( / )p p m/s丿18卩由上式可见Vt g d 2,若dp小，则Vt就小，故小颗粒就难分离。p若将雷诺数Rep=1代入，可求出尘粒沉降时的临界粒径dc。d pp（6-4）duR = p c epu 2代入(6-2)得：d = 2.633-c_p/pgp一般说来方程式6-3应用于粒径小于50ym的球形尘粒，小于100gm得尘粒误差也不大。 工业粉尘粒径大致为1100gm,粒径小于5gm的尘粒实际沉降速度要比Stocks定律预示的 大，需修正。

13、故dpW5gm的尘粒：us=cusStocks0.172c为修正系数，在空气中温度为20C，压强为1atm时，c = 1 +ddp 为 /m。在其它温度下，Kc值就变化,6.021 x 10 -4 兀K = 1 +cdp（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 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

14、沉降室内的停留时间LH -VVtH应大于或等于尘粒从顶部沉降到灰斗的时间（=），即: cVt将V = 18岸代入上式，可求出沉降室能100%捕集的最小粒径dmint 18卩mindmin：18pHuP gLp18yQ 2 gP LWp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0.30.5m/s, 一般取 0.22m/s。L沉降室的设计：概括1沉降时间t = v ,2沉降速度（按要求沉降的最小颗粒）2沉降室尺寸d 2P g先按u =七算出捕集尘粒的沉降速度u,在假设沉降室内的气流速度V和沉降 s 18卩s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沉降室长度：L Vt沉降室宽度：W =爲Q为处理气流量，m2/sHV（三）沉降室的结构重力除尘一般是让气流慢慢地通过结构简单而体积较大的除尘室，这样