內(nèi)蒙科大大氣污染控制工程實驗指導(dǎo)書

1、能源與環(huán)境學(xué)院環(huán)境工程系大氣污染控制工程實驗指導(dǎo)書二九年六月實驗一 除塵器性能效率測定袋式除塵器性能測定一、實驗?zāi)康?、加深對袋式除塵器結(jié)構(gòu)形式和除塵機理的認識；2、掌握袋式除塵器主要性能的實驗方法；3、了解過濾速度對袋式除塵器壓力損失及除塵效率的影響。 二、實驗原理袋式除塵器性能與其結(jié)構(gòu)形式、濾料種類、清灰方式、粉塵特性及其運行參數(shù)等因子有關(guān)。本實驗是在其結(jié)構(gòu)形式、濾料種類、清灰方式和粉塵特性已定的前提下，測定袋式除塵器主要性能指針，并在此基礎(chǔ)上，測定運行參數(shù)Q、vF對袋式除塵器壓力損失（DP）和除塵效率（h）的影響。 三、實驗裝置和儀器（一）實驗裝置 袋式除塵器 （二）實驗儀器 1干濕球溫

2、度計 1支； 2空盒式氣壓表 1個； 3鋼卷尺 2個； 4U型管壓差計 1個； 5傾斜微壓計YYT200型 3臺； 6畢托管 2支； 7煙塵采煙管 2支； 8煙塵測試儀 2臺； 9秒表 2個； 10分析天平 2臺； 11托盤天平 l臺； 12干燥器 2個； 13干燥箱 1臺； 14超細玻璃纖維無膠濾筒 20個。 四、實驗步驟1測量記錄室內(nèi)空氣的干球溫度（即除塵系統(tǒng)中氣體的溫度）、濕球溫度及相對濕度，計算空氣中水蒸氣體積分?jǐn)?shù)（即除塵器系統(tǒng)中氣體的含濕量）。2測量記錄當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫?。記錄袋式除塵器型號規(guī)格、濾料種類、總過濾面積。測量記錄除塵器進出口測定斷面直徑和斷面面積，確定測定斷面分環(huán)數(shù)和測點數(shù)

3、，作好實驗準(zhǔn)備工作。 3將除塵器進出口斷面的靜壓測孔與U型管壓差計連接。4將發(fā)塵工具和濾筒的稱重準(zhǔn)備好。5將畢托管、傾斜壓力計準(zhǔn)備好，待測流速流量用。6清灰7啟動風(fēng)機和發(fā)塵裝置，調(diào)整好發(fā)塵濃度，使實驗系統(tǒng)達到穩(wěn)定。8測量進出口流速和測量進出口的含塵量，進口采樣1分鐘，出口5分鐘。9隔5分鐘后重復(fù)上面測量，共測量三次。10采樣完畢，取出濾筒包好，置人鼓風(fēng)干燥箱烘干后稱重。計算出除塵器進、出口管道中氣體含塵濃度和除塵效率。11實驗結(jié)束。整理好實驗用的儀表、設(shè)備。計算、整理實驗資料，填寫實驗報告。 五、結(jié)果統(tǒng)計和整理1、處理氣體流量和過濾速度 2、壓力損失3、除塵效率4、壓力損失、除塵效率與過濾速度

4、的關(guān)系六、實驗結(jié)果討論1用發(fā)塵量求得的入口含塵濃度和用等速采樣法測得的入口含塵濃度，哪個更準(zhǔn)確些？為什么？2測定袋式除塵器壓力損失，為什么要固定其清灰方式？為什么要在除塵器穩(wěn)定運行狀態(tài)下連續(xù)五次讀數(shù)并取其平均值作為除塵器壓力損失？3過濾速度對袋式除塵器壓力損失和除塵效率有何影響？旋風(fēng)除塵器性能測定一、實驗?zāi)康?學(xué)習(xí)旋風(fēng)除塵器性能測定的主要內(nèi)容和方法，并且對影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素有較全面的了解，同時掌握旋風(fēng)除塵器人口風(fēng)速與阻力、全效率、分級效率之間的關(guān)系以及人口濃度對除塵器除塵效率的影響。通過對分級效率的測定與計算，進一步了解粉塵粒徑大小等因素對旋風(fēng)除塵器效率的影響和熟悉除塵器的應(yīng)用條件。

5、二、實驗原理（一）采樣位置的選擇正確地選擇采樣位置和確定采樣點的數(shù)目對采集有代表性的并符合測定要求的樣品是非常重要的。采樣位置應(yīng)取氣流平穩(wěn)的管段，原則上避免彎頭部分和斷面形狀急劇變化的部分，與其距離至少是煙道直徑的1.5倍，同時要求煙道中氣流速度在5m/s以上。而采樣孔和采樣點的位置主要根據(jù)煙道的大小及斷面的形狀而定。1圓形煙道 2矩形煙道 3拱形煙道 （二）空氣狀態(tài)參數(shù)的測定旋風(fēng)除塵器的性能通常是以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（P=l.013l05Pa，T=273K）來表示的?？諝鉅顟B(tài)參數(shù)決定了空氣所處的狀態(tài)，因此可以通過測定煙氣狀態(tài)參數(shù)，將實際運行狀態(tài)的空氣換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的空氣，以便于互相比較。煙氣狀態(tài)參數(shù)包

6、括空氣的溫度、密度、相對濕度和大氣壓力。煙氣的溫度和相對濕度可用干濕球溫度計直接測的；大氣壓力由大氣壓力計測得；干煙氣密度由下式計算：式中：rg 煙氣密度，kg/m； P 大氣壓力，Pa； T 煙氣溫度，K。 （三）除塵器處理風(fēng)量的測定和計算1煙氣進口流速的計算測量煙氣流量的儀器利用S型畢托管和傾斜壓力計。2除塵器處理風(fēng)量計算 Q = F1v1 m2/s 3除塵器人口流速計算V2 = QF2 （四）煙氣含塵濃度的測定對污染源排放的煙氣顆粒濃度的測定，一般采用從煙道中抽取一定量的含塵煙氣，由濾筒收集煙氣中顆粒后，根據(jù)收集塵粒的質(zhì)量和抽取煙氣的體積求出煙氣中塵粒濃度。為取得有代表性的樣品，必須進行

7、等動力采樣，即指塵粒進入采樣嘴的速度等于該點的氣流速度，因而要預(yù)測煙氣流速再換算成實際控制的采樣流量。 煙塵采樣裝置圖1采樣嘴；2采樣管（內(nèi)裝濾筒）；3手柄；4橡皮管接塵粒采樣儀（流量計+抽氣泵）（五）除塵器阻力的測定和計算 由于實驗裝置中除塵器進出口管徑相同，故除塵器阻力可用靜壓差（扣除管道沿程阻力與局部阻力）求得。DPDH一DShDH一（RLlDPm） （7）式中：DP除塵器阻力，Pa； DH前后測量斷面上的靜壓差，Pa DSh測點斷面之間系統(tǒng)阻力，Pa； RL比摩阻，Pa/m； l管道長度，m； DPm異形接頭的局部阻力，Pa。 將DP換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的阻力DPN（六）除塵器進、出口濃度

8、計算式中：Cj和Cz除塵器進口、出口的氣體含塵濃度，g/m3； Gj和Gs 發(fā)塵量與除塵量，g； Qj和Qz除塵器進口、出口煙氣量，m3/s t 發(fā)塵時間，s。（七）除塵效率計算式中：h除塵效率，%。（八）分級效率計算：式中：hi粉塵某一粒徑范圍的分級效率，%； gsi收塵中某一粒徑范圍的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，； gji發(fā)塵中某一粒徑范圍的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，；三、實驗裝置和儀器（一）實驗裝置 旋風(fēng)除塵器 （二）儀器 1傾斜微壓計 2臺 2U型壓差計5001000mm 2個 3畢托管 2支 4煙塵采樣管 2支 5煙塵濃度測試儀 2臺 6干濕球溫度計 1支 7空盒氣壓計 1臺四、實驗步驟（一）除塵器處理風(fēng)量的測定

9、1測定室內(nèi)空氣干、濕球溫度和相對濕度及空氣壓力，計算管內(nèi)的氣體密度。2啟動風(fēng)機，在管道斷面A處，利用畢托管和傾斜微壓計測定該斷面的靜壓，并從傾斜微壓計中讀出靜壓值（Ps），計算管內(nèi)的氣體流量（即除塵器的處理風(fēng)量），并計算斷面的平均動壓值（Pd ）。（二）除塵器阻力的測定 1用U型壓差計測量B、C斷面間的靜壓差（H）。2量出B、C斷面間的直管長度（l）和異形接頭的尺寸，求出B、C斷面間的沿程阻力和局部阻力3計算除塵器的阻力。 （三）除塵效率的測定濾筒的預(yù)處理。測試前先將濾筒編號，然后在105C烘箱中烘2小時，取出后置于干燥器內(nèi)冷卻20分鐘，再用分析天平測得初重并記錄。把預(yù)先干燥、恒重、編號的濾筒

10、用鑷子小心裝在采樣管的采樣頭內(nèi)，再把選定好的采樣嘴裝到采樣頭上。調(diào)節(jié)流量計使其流量為某采樣點的控制流量，將采樣管插入采樣孔，找準(zhǔn)采樣點位置，使采樣嘴背對氣流預(yù)熱10分鐘后轉(zhuǎn)動180，即采樣嘴正對氣流方向，同時打開抽氣泵的開關(guān)進行采樣。按各點的流量和采樣時間逐點采集塵樣。各點采樣完畢后，關(guān)掉儀器開關(guān)，抽出采樣管，待溫度降下后，小心取出濾筒保存好。采塵后的濾筒稱重。將采集塵樣的濾筒放在l05烘箱中烘兩小時，取出置于玻璃干燥器內(nèi)冷卻20分鐘后，用分析天平稱重。將結(jié)果記錄在表1中。（四）改變調(diào)節(jié)閥開啟程度、重復(fù)以上實驗步驟，確定除塵器各種不同的工況下的性能。 五、結(jié)果計算和處理（一）除塵器處理風(fēng)量的測

11、定實驗時間 年 月 日空氣干球溫度（td） ；空氣濕球溫度（tw） ；空氣相對濕度（中）；空氣壓力（P）一Pa；空氣密度（Pg）一一Kgm。將測定結(jié)果整理成下表表1 除塵器處理風(fēng)量測定結(jié)果記錄表 測定次數(shù)微壓計讀數(shù)微壓計傾斜角系數(shù)靜壓流量系數(shù)管內(nèi)流速風(fēng)管橫截面積風(fēng)量除塵器進口面積初讀終讀實際123表2 除塵器阻力測定結(jié)果記錄表 微壓計讀數(shù)微壓計B、C斷面間的靜壓差比摩阻直管長度管內(nèi)平均動壓管間的總阻力系數(shù)管間的局部阻力除塵器阻力除塵器在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的阻力除塵器進口界面處動壓初讀終讀實際123表3 除塵器效率測定結(jié)果記錄表測定次數(shù)發(fā)塵量發(fā)塵時間除塵器進口氣體含塵濃度收塵量除塵器出口氣體含塵濃度除塵

12、器全效率1234六、實驗結(jié)果討論 1為什么我們采用雙扭線集流器流量計測定氣體流量，而不采用畢托管測定氣體流量？2通過實驗，你對旋風(fēng)除塵器全效率（）和阻力（P）隨入口氣速變化規(guī)律得出什么結(jié)論？它對除塵器的選擇和運行使用有何意義？3實驗裝置對除塵器的運行使用有何意義？實驗二 靜電除塵實驗 一、 實驗?zāi)康?本實驗在實驗室靜電除塵實驗臺上完成，目的是鞏固課堂知識，了解電除塵器的工作原理和靜電除塵技術(shù)。 二、實驗內(nèi)容 粉塵濃度測定和除塵效率測定 三、實驗儀器、設(shè)備及材料 KM9106 綜合煙塵采樣儀，電子天平，濾筒或濾膜。 四、實驗原理 1. 電除塵器的工作原理 靜電除塵器是在兩個曲率半徑相差很大的金屬

13、陽極和陰極上，通過高壓直流電，在兩極間維持一個足以使氣體電離的靜電場。氣體電離后所產(chǎn)生的電子，陰離子和陽離子，附著在通過電場的粉塵上，使粉塵帶電。荷電粉塵在電場力的作用下，便向極性相反的電極運動而沉降在電極上，從而使粉塵與氣體分離。通過清灰過程把附著在電極上的粉塵振落，使其掉入灰斗中。上圖是管式靜電除塵器工作示意圖。在金屬絲的一端施加負極性高壓直流電，該金屬絲位于接地的金屬圓筒的軸線上。當(dāng)外加電壓達到一定值時，在金屬絲的表面上就會出現(xiàn)青藍色的輝光點，并發(fā)出嘶嘶聲，這種現(xiàn)象稱為電暈放電。因此常把放電極線稱為電暈極。此時，若從金屬圓筒底部通入含塵氣體，粉塵就會在電場中與負離子相碰撞而荷電，并在電場

14、力作用下向圓筒極運動而沉降在圓筒的內(nèi)壁上，于是粉塵被捕集。如上圖所示的濾膜測塵裝置，是由濾膜采樣頭、流量計和調(diào)節(jié)裝置及抽氣泵等組成。 當(dāng)抽氣泵開動時，工作區(qū)的含塵空氣通過采樣頭被吸入，粉塵被阻留在夾在采樣頭內(nèi)的濾膜表面上。根據(jù)濾膜在采樣前后增加的質(zhì)量（即被阻留的粉塵質(zhì)量）和采樣的空氣量，就可計算出空氣中的粉塵濃度：五、實驗步驟1. 按圖 2安裝測試系統(tǒng) 2. 濾膜稱重（初重）后，裝進采樣頭。 3. 按等速采樣法確定轉(zhuǎn)子流量計的流量，記錄測定采樣時間（35min） 4. 濾膜稱重（末重）后，由式（2）計算煙氣含塵濃度 5. 由式（3）計算靜電除塵器的效率 六、實驗報告要求 1實驗名稱、學(xué)生姓名、

15、學(xué)號、班號和實驗日期； 2實驗儀器、設(shè)備與材料； 3實驗原理； 4實驗步驟； 5實驗原始記錄； 6實驗數(shù)據(jù)計算結(jié)果； 7實驗結(jié)果分析； 七、實驗注意事項 1. 嚴(yán)格按系統(tǒng)連接設(shè)備和測試儀表 2. 開機后不得接觸電除塵器，以防電擊事故。 八、思考題 1. 如何提高采樣精度； 2. 試分析電極結(jié)構(gòu)對電除塵器除塵效率的影響。實驗三 大氣中氮氧化物的測定一、實驗?zāi)康幕钚蕴课綇V泛應(yīng)用于防止大氣污染|、水質(zhì)污染或有毒氣體進化領(lǐng)域。用吸附法進化NOX尾氣是一種簡便、有效的方法。通過吸附劑的物理吸附性能和大的比表面將尾氣中的污染氣體分子吸附在吸附劑上；經(jīng)過一段時間，吸附達到飽和。然后使吸附質(zhì)解吸下來，達到進

16、化的目的，吸附劑解吸后重復(fù)使用。 二、實驗原理活性炭是基于其較大的比表面（可高達1000m2/g）和較高的物理吸附性能吸附氣體中的NOx?；钚蕴课絅Ox是可逆過程，在一定的溫度和壓力下達到吸附平衡，而在高溫、減壓下被吸附的NOX又被解吸出來，活性炭得到再生。通過實驗明確吸附凈化NOX的影響因素較多，操作條件是否合適直接關(guān)系到方法的技術(shù)經(jīng)濟性。 三、實驗裝置和試劑 （一）實驗裝置 夾套式U型吸附器（二）實驗試劑1、吸附器 硬質(zhì)玻璃，直徑d=15mm，高H=150mm，套管外徑D=25mm，1個。2、活性炭 粒徑200目。3、穩(wěn)定閥 1個。4、蒸氣瓶 5L，1個。5、冷凝器 1只。6、加熱套 5

17、00W，1個。7、吸氣瓶 1個8、儲氣罐 不銹鋼， 400L，最高耐壓P=15kg/cm3, 1個9、空氣壓縮機 排氣量Q=0.1m3/min,壓力P=20kg/cm210、真空泵 抽氣量Q=0.5L/min,轉(zhuǎn)數(shù)N=140r/min, 1臺11、 醫(yī)用注射器 5ml, 2ml, 各1只 12、分光光度計 1臺13、調(diào)壓器 500W， 1臺14、對氨基苯磺酸 分析純1瓶15、鹽酸萘乙二胺 分析純1瓶16、冰醋酸 分析純 1瓶17、氫氧化鈉 分析純 1瓶18、硫酸亞鐵 工業(yè)純 1瓶19、亞硝酸鈉 工業(yè)純 1瓶。 四、實驗方法和步驟1、準(zhǔn)備NO2吸收。 2、檢查管路系統(tǒng)，使閥門e、f和a關(guān)閉，處于

18、吸收系統(tǒng)狀態(tài)。 3、開啟閥門a、b和c，同時記錄開始吸附的時間。 4、運行10min后取樣分析，此后每30 min取樣一次，每次取三個。 5、當(dāng)吸附進化效率低于80%時，停止吸附操作，關(guān)閉閥門a、b和c。 6、開啟閥門e、f和d。置管路系統(tǒng)于解吸狀態(tài)，打開冷卻水管開關(guān)，向吸附器及其保溫夾層通入水蒸氣進行解吸和保溫。 7、當(dāng)解吸液pH值小于6時，停止解吸，關(guān)閉閥門e和f待活性炭干燥以后再停止對吸附其保溫夾層通蒸氣。 8、實驗結(jié)果取樣分析用鹽酸萘乙二胺比色法。 五、實驗結(jié)果與討論 1、活性炭吸附NOX隨時間的增加，吸附進化效率逐漸降低，從吸附原理出發(fā)分析活性炭的吸附容量及操作時間的關(guān)系。2、隨著吸

19、附的溫度的變化，吸附量也發(fā)生變化，根據(jù)等溫吸附原理簡單分析吸附溫度對吸附效率的影響，并解釋吸附過程的理論依據(jù)。實驗四 大氣中SO2濃度的測定一、實驗?zāi)康?、了解填料塔的基本結(jié)構(gòu)及其吸收凈化酸霧的工作原理。2、實驗分析填料塔凈化效率的影響因素。3、了解SO2自動測定儀的工作原理，掌握其測定方法。4、學(xué)會空壓機、轉(zhuǎn)子流量計的使用和調(diào)試。二、實驗原理吸收液從高位液槽通過轉(zhuǎn)子流量計由填料塔上部經(jīng)噴淋裝置進入塔內(nèi)，流經(jīng)填料表面，由塔下部排出，進入受液槽?？諝庥煽諌簷C進入緩沖灌，SO2由SO2鋼瓶進入緩沖灌，經(jīng)緩沖灌混合后的含SO2空氣從塔底進氣口進入填料塔內(nèi)，通過填料層與NaOH噴淋吸收液充分混合、接觸、吸收，尾氣由塔頂排出。吸收過程發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為：2NaOH+SO2Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O2NaHSO31、填料塔在不同噴淋液流量下的吸收效率，分析實驗最佳液氣比；2、測量在對應(yīng)工況下填料塔的壓力損失（壓降）。三、實驗儀器 1、SO2酸霧凈化填料塔 1個2、SO2與空氣混合罐 1個3、轉(zhuǎn)子流量計 4個4、空壓機 1臺5、SO2鋼瓶 1個6、SO2自動測定儀 1臺7、溫度計 2只8、分析純硫酸、30%H2O2、NaOH試劑 各1瓶9、濾紙、控制閥、橡膠聯(lián)結(jié)管若干。四、實驗步驟 1、SO2濃度測定儀中吸收液的配制： 取分