若在400Pa压降下继续，则
?gxfKfv2??gxp1Kpv2??gxp2Kpv2?400
?360Q2360Q2v240360400v2?v2?v2?400?v2??400 v1v1v1Q1v170.8v1?dQ2dQ2400?30dQ2360?30Q2dQ2??400?169.5?2.15Q?400 270.8dtdtdtdt70.823
解此微分方程得Q2=90.1m。
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，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m表示），假如滤袋面积为100.0cm。
2
23
?p/Pa M/kg 612 666 774 900 990 1062 1152 0.002 0.004 0.010 0.02 0.028 0.034 0.042 解：当T=300K时，??1.86?10?5Pa?s，v=1.8m/min=0.03m/s。
M??xpS，xp?MMM???S1.2?103?100?10?412
?p?b?M?1.86?10?5?0.03/Kp。利用所给数据进行线性拟和， 12M?p?13146x?616.51，即?1.86?10?5?0.03/Kp?13146，K=3.53×10
12p
3
3
－122
m。
6.26 除尘器系统的处理烟气量为10000m/h，初始含尘浓度为6g/m，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。
解：1）过滤气速估计为vF=1.0m/min。 2）除尘效率为99%，则粉尘负荷W3）除尘器压力损失可考虑为?P?vF?Ct?0.99?6t?5.94tg/m2。
??Pt??PE??Pp
?Pt为清洁滤料损失，考虑为120Pa；?PE?SE?vF?350Pa；
?Pp?Rpv2?Ct?9.5?12?5.94t?56.43tPa,Rp取9.50N?min/(g?m)；
故?P??Pt??PE??Pp?350?120?56.43t(Pa)?470?56.43t(Pa)。
4）因除尘器压降小于1200Pa，故470?56.43t(Pa)?1200,t?12.9min即最大清灰周期。5）
A?Q10000?393??240m2。
60vF60?1?2736）取滤袋d=0.8m，l=2m。a??dl?5.03m2，n?A?47.7，取48条布袋。 a6.27 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(?27ZvsDpa9D?g?2c)。其中：Z=在气流方向上床的长度；v=气体的表面流速；D
s
pa
=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。
?0.3，试估算沙滤床的捕集效率；
1）若dpa=0.5?m，Dc=1.0mm，vs=6cm/s，?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。
72?0.06?(0.5?10?6)2?1000]?0.0139解：1）将已知数据代入所给公式P?exp[???32?59(1?10)?0.3?1.82?10，
??98.6%
2）由P?exp(?27ZvsDpa9D?g?2c)?0.001 可得z>=3.23m。
?NVcD2?p) 3）由《Air Pollution Control Engineering》公式，穿透率P?exp(?9Wi?取Wi=0.25Dc，而N=0.5Z/Dc，Vc=Vs/?，Dpa22?ZVsDpa2?D2?pa，代入上式 ) （近似取2??7）
2
P?exp(?9D?g?2c)?exp(?27ZVsDpa9D?g?2c6.28 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/m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，颗粒的真密度为2.0g/cm，试求滤饼的厚度；
3）当烟气中含尘初始浓度为0.8g/m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？
3
3
0.8?0.14?100%?82.5%
0.80.8?0.014过滤气速为1.52m/min 效率???100%?97.75%
0.80.8?0.0009过滤气速为0.61m/min 效率???100%?99.89%
0.80.8?0.0006过滤气速为0.39m/min 效率???100%?99.92%
0.8解：1）过滤气速为3.35m/min 效率??2）由2.0×（1－0.3）xp=140×10，xp=0.01cm； 3）由（0.8－0.0006）×0.39t=140，t=449min=7.5h。
－4
第七章 气态污染物控制技术基础
7.1 某混合气体中含有2%（体积）CO2，其余为空气。混合气体的温度为30C，总压强为500kPa。从手册中查得30C时在水中的亨利系数E=1.88×10kPa，试求溶解度系数H及相平衡常数m，并计算每100g与该气体相平衡的水中溶有多少gCO2。
解：由亨利定律P*=Ex，500×2%=1.88×10x，x=5.32×10。 由y*=mx，m=y*/x=0.02/5.32×10=376。 因x=5.32×10很小，故CCO2=2.96mol/m。
－5
3－5
5
－5
。
－5
。
H?C2.96??2.96?10?4mol/(m3?Pa) *3P500?2%?10－5
。
100g与气体平衡的水中约含44×100×5.32×10/18=0.013g。
7.2 20C时O2溶解于水的亨利系数为40100atm，试计算平衡时水中氧的含量。 解：在1atm下O2在空气中含量约0.21。0.21=4.01×10x 解得O2在水中摩尔分数为x=5.24×10。
7.3 用乙醇胺（MEA）溶液吸收H2S气体，气体压力为20atm，其中含0.1%H2S（体积）。吸收剂中含0.25mol/m的游离
MEA。吸收在
293K
3
－6
4
进行。反应可视为如下的瞬时不可逆反应：
H2S?CH2CHCH2NH2?HS??CH2CHCH2NH3?。
已知：kAla=108h，kAga=216mol/m.h.atm，DAl=5.4×10m/h，DBl=3.6×10m/h。 试求单位时间的吸收速度。
解：20C时H2S E=0.489×10kPa，分压20atm×0.1%=2.03kPa。 P*=Ex，x=P*/E=4.15×10，故C*H2S=2.31mol/m。
H=C/P*=2.3/（2.03×10）=1.14×10mol/（m.Pa）=115mol/（m.atm） 由
3
－3
3
3
－5
3
》
5
－1
3
－62
－6
2
1H11151?????0.542,KAl?1.85h?1。 KAlkgkl216108*3NA?KAl(CH2S?CH2S)?1.85?2.31?4.3mol/(m?h)。
7.4 在吸收塔内用清水吸收混合气中的SO2，气体流量为5000mN/h，其中SO2占5%，要求SO2的回收率为95%，气、液逆流接触，在塔的操作条件下，SO2在两相间的平衡关系近似为Y=26.7X，试求： 1）若用水量为最小用水量的1.5倍，用水量应为多少？ 2）在上述条件下，用图解法求所需的传质单元数。 解：GB=5000×0.95=4750mN/h。 Y1=0.053，Y23
*
3
?(5000?4750)?5%?2.63?10?3；
4750(LSY?Y20.053?0.00263)min?1??25.4。 GBXmax?00.053/26.753
因此用水量Ls=25.4GB×1.5=1.81×10mN/h。 由图解法可解得传质单元数为5.6。
7.5 某吸收塔用来去除空气中的丙酮，吸收剂为清水。入口气体流量为10m/min，丙酮含量为11%（摩尔），要求出口气体中丙酮的含量不大于2%（摩尔）。在吸收塔操作条件下，丙酮－水的平衡曲线（1atm和299.6K）可表示为
3
y?0.33xe1.95(1?x)2。
1）试求水的用量，假设用水量取为最小用水量1.75倍；
2）假设气相传质单元高度（以m计）H0y表示），试计算所需要的高度。
?3.3G0.33L?0.33。其中G和L分别为气、液相的流量（以kg/m.h
2
解：GB=10×0.89=8.9m/min，Y1=0.124，Y2=0.02。作出最小用水时的操作线，xmax=0.068。 故(3
Ls0.124?0.02)min??1.53，L=1.53×1.75×8.9=23.8m/min。 GB0.0683
s
图解法可解得传质单元数为3.1。Hya?3.3?()0.33?2.39m。H=2.39×3.1=7.4m。
Ly
3
7.6 某活性炭填充固定吸附床层的活性炭颗粒直径为3mm，把浓度为0.15kg/m的CCl4蒸汽通入床层，气体速度为5m/min，在气流通过220min后，吸附质达到床层0.1m处；505min后达到0.2m处。设床层高1m，计算吸附床最长能够操作多少分钟，而CCl4蒸汽不会逸出？
?220?0.1K??0解：利用公式??KL??0，将已知数据代入??505?0.2K??0因此?max?K?2850min/m，解得?
??65min?0?2850?1?65?2785min。
3
7.7 在直径为1m的立式吸附器中，装有1m高的某种活性炭，填充密度为230kg/m，当吸附CHCl3与空气混合气时，通过气速为20m/min，CHCl3的初始浓度为30g/m，设CHCl3蒸汽完全被吸附，已知活性炭对CHCl3的静活性为26.29%，解吸后炭层对CHCl3的残留活性为1.29%，求吸附操作时间及每一周期对混合气体的处理能力。 解：K3
?a?b(0.2629?0.0129)?230??95.8min/m ?3V?020?30?10，x ?'?KL?95.8min1 ?aSL?b?(0.2629?0.0129)???12?1?230?45.2kg。
47.8 在温度为323K时，测得CO2在活性炭上吸附的实验数据如下，试确定在此条件下弗罗德里希和朗格谬尔方程的诸常数。
单位吸附剂吸附的CO2体积（cm/g） 30 51 67 81 93 104 解： XT cm/g 30 51 67 81 93 104 33气相中CO2的分压（atm） 1 2 3 4 5 6 P atm 1 2 3 4 5 6 lgXT 1.477 1.708 1.826 1.909 1.969 2.017 lgP 0 0.301 0.477 0.602 0.699 0.778 P/V 0.033 0.039 0.045 0.049 0.054 0.058