大氣污染控制工程實驗

大氣污染控制工程實驗第1頁/共42頁一、實驗目的1、加深對袋式除塵器結構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。

第2頁/共42頁二、實驗原理袋式除塵器性能與其結構形式、濾料種類、清灰方式、粉塵特性及其運行參數(shù)等因子有關。本實驗是在其結構形式、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，并在此基礎上，測定運行參數(shù)Q、vF對袋式除塵器壓力損失（P）和除塵效率（）的影響。第3頁/共42頁三、實驗裝置和儀器（一）實驗裝置

袋式除塵器

（二）實驗儀器

1．干濕球溫度計1支；

2．空盒式氣壓表1個；

3．鋼卷尺2個；

4．U型管壓差計1個；

5．傾斜微壓計YYT－200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。第4頁/共42頁四、實驗步驟1．測量記錄室內空氣的干球溫度（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數(shù)（即除塵器系統(tǒng)中氣體的含濕量）。2．測量記錄當?shù)氐拇髿鈮毫ΑＳ涗洿匠龎m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)，作好實驗準備工作。

第5頁/共42頁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備好。

5．將畢托管、傾斜壓力計準備好，待測流速流量用。

6．清灰

7．啟動風機和發(fā)塵裝置，調整好發(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分鐘后重復上面測量，共測量三次。10．采樣完畢，取出濾筒包好，置人鼓風干燥箱烘干后稱重。計算出除塵器進、出口管道中氣體含塵濃度和除塵效率。11．實驗結束。整理好實驗用的儀表、設備。計算、整理實驗資料，填寫實驗報告。

第6頁/共42頁五、結果統(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的關系第7頁/共42頁六、實驗結果討論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？第8頁/共42頁實驗二

旋風除塵器性能測定第9頁/共42頁一、實驗目的

學習旋風除塵器性能測定的主要內容和方法，并且對影響旋風除塵器性能的主要因素有較全面的了解，同時掌握旋風除塵器人口風速與阻力、全效率、分級效率之間的關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除塵器效率的影響和熟悉除塵器的應用條件。第10頁/共42頁二、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．拱形煙道第11頁/共42頁（二）空氣狀態(tài)參數(shù)的測定旋風除塵器的性能通常是以標準狀態(tài)（P=l.013l05Pa，T=273K）來表示的。空氣狀態(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)的空氣換算成標準狀態(tài)的空氣，以便于互相比較。煙氣狀態(tài)參數(shù)包括空氣的溫度、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：g——煙氣密度，kg/m；

P——大氣壓力，Pa；

T——煙氣溫度，K。第12頁/共42頁（三）除塵器處理風量的測定和計算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．除塵器處理風量計算

Q=F1v1m2/s

3．除塵器人口流速計算

v2=Q／F2

第13頁/共42頁（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（內裝濾筒）；3—手柄；4—橡皮管接塵粒采樣儀（流量計+抽氣泵）第14頁/共42頁（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。P＝H一h＝H一（RLl＋Pm）（7）式中：P——除塵器阻力，Pa；

H——前后測量斷面上的靜壓差，Pa

h——測點斷面之間系統(tǒng)阻力，Pa；

RL——比摩阻，Pa/m；

l——管道長度，m；

Pm——異形接頭的局部阻力，Pa。將P換算成標準狀態(tài)下的阻力PN第15頁/共42頁（六）除塵器進、出口濃度計算

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

——發(fā)塵時間，s。第16頁/共42頁（七）除塵效率計算式中：——除塵效率，%。（八）分級效率計算：式中：i——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量百分數(shù)，％；

gji——發(fā)塵中某一粒徑范圍的質量百分數(shù)，％；第17頁/共42頁三、實驗裝置和儀器（一）實驗裝置

旋風除塵器

（二）儀器

1．傾斜微壓計2臺

2．U型壓差計500－1000mm2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臺第18頁/共42頁四、實驗步驟（一）除塵器處理風量的測定1．測定室內空氣干、濕球溫度和相對濕度及空氣壓力，計算管內的氣體密度。2．啟動風機，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），計算管內的氣體流量（即除塵器的處理風量），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。

第19頁/共42頁四、實驗步驟（三）除塵效率的測定濾筒的預處理。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冷卻20分鐘，再用分析天平測得初重并記錄。把預先干燥、恒重、編號的濾筒用鑷子小心裝在采樣管的采樣頭內，再把選定好的采樣嘴裝到采樣頭上。調節(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，找準采樣點位置，使采樣嘴背對氣流預熱10分鐘后轉動180，即采樣嘴正對氣流方向，同時打開抽氣泵的開關進行采樣。按各點的流量和采樣時間逐點采集塵樣。各點采樣完畢后，關掉儀器開關，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冷卻20分鐘后，用分析天平稱重。將結果記錄在表1中。（四）改變調節(jié)閥開啟程度、重復以上實驗步驟，確定除塵器各種不同的工況下的性能。第20頁/共42頁五、結果計算和處理（一）除塵器處理風量的測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Kg／m。將測定結果整理成下表第21頁/共42頁測定次數(shù)微壓計讀數(shù)微壓計傾斜角系數(shù)靜壓流量系數(shù)管內流速風管橫截面積風量除塵器進口面積初讀終讀實際123表1除塵器處理風量測定結果記錄表第22頁/共42頁微壓計讀數(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準狀態(tài)下的阻力除塵器進口界面處動壓初讀終讀實際123表2除塵器阻力測定結果記錄表第23頁/共42頁表3除塵器效率測定結果記錄表測定次數(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器全效率1234第24頁/共42頁六、實驗結果討論

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，你對旋風除塵器全效率（η）和阻力（△P）隨入口氣速變化規(guī)律得出什么結論？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？第25頁/共42頁實驗三

活性炭吸附氣體中的氮氧化物實驗第26頁/共42頁一、實驗目的活性炭吸附廣泛應用于防止大氣污染|、水質污染或有毒氣體進化領域。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；經過一段時間，吸附達到飽和。然后使吸附質解吸下來，達到進化的目的，吸附劑解吸后重復使用。

第27頁/共42頁二、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系到方法的技術經濟性。

第28頁/共42頁三、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500W，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。第29頁/共42頁第30頁/共42頁四、實驗方法和步驟1、準備NO2吸收。

2、檢查管路系統(tǒng)，使閥門e、f和a關閉，處于吸收系統(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30min取樣一次，每次取三個。

5、當吸附進化效率低于80%時，停止吸附操作，關閉閥門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，向吸附器及其保溫夾層通入水蒸氣進行解吸和保溫。

7、當解吸液pH值小于6時，停止解吸，關閉閥門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、實驗結果取樣分析用鹽酸萘乙二胺比色法。

第31頁/共42頁五、實驗結果與討論

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系。2、隨著吸附的溫度的變化，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)。第32頁/共42頁實驗四SO2吸收凈化實驗第33頁/共42頁一、實驗目的1、了解填料塔的基本結構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、學會空壓機、轉子流量計的使用和調試。第34頁/共42頁二、實驗原理吸收液從高位液槽通過轉子流量計由填料塔上部經噴淋裝置進入塔內，流經填料表面，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，經緩沖灌混合后的含SO2空氣從塔底進氣口進入填料塔內，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)生的主要化學反應為：2NaOH+SO2——Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O——2NaHSO31、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、測量在對應工況下填料塔的壓力損失（壓降）。第35頁/共42頁三、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)結管若干。第36頁/共42頁三、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)結管若干。第37頁/共42頁五、實驗步驟

1、SO2濃度測定儀中吸收液的配制：取分析純硫酸27.8ml，慢慢滴入去離子水中稀釋至