大气污染控制工程实验

大气污染控制工程实验 指导讲义 专 业：环境工程 指导教师：李 平 实验一实验一 大气中总悬浮颗粒物的测定大气中总悬浮颗粒物的测定 一、实验目的和要求实验目的和要求 1.掌握中流量重量法测定空气中总悬浮颗粒物的原理和方法。 2.了解监测区域的环境质量；了解大气中总悬浮颗粒物的来源和有关分析方法。 二、实验原理与方法二、实验原理与方法 目前测定空气中 TSP 含量广泛采用重量法，其原理基于：以恒速抽取定量体积的空气， 使之通过采样器中已恒重的滤膜，则 TSP 被截留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及 采气体积计算 TSP 的浓度。该方法分为大流量采样器法和中流量采样器法。本实验采用中 流量采样器法。 三、实验仪器三、实验仪器 1中流量采样器； 2中流量孔口流量计：量程 70160 L/min； 3U 型管压差计：最小刻度 0.1 kPa； 4X 光看片机：用于检查滤膜有无缺损； 5分析天平：称量范围10g，感量 0.1mg； 6恒温恒湿箱：箱内空气温度 1530可调，控温精度1；箱内空气相对湿度控 制在(505)%； 7玻璃纤维滤膜； 8镊子、滤膜袋(或盒)。 四、实验方法和步骤四、实验方法和步骤 1用孔口流量计校正采样器的流量； 2滤膜准备：首先用 X 光看片机检查滤膜是否有针孔或其他缺陷，然后放在恒温恒 湿箱中于 1530任一点平衡 24 h，并在此平衡条件下称重(精确到 0.1 mg)，记下平衡 温度和滤膜重量，将其平放在滤膜袋或盒内。 3采样：取出称过的滤膜平放在采样器采样头内的滤膜支持网上(绒面向上)，用滤 膜夹夹紧。以 100 L/min 流量采样 1 小时，记录采样流量和现场的温度及大气压。用镊子 轻轻取出滤膜，绒面向里对折，放入滤膜袋内。 4称量和计算：将采样滤膜在与空白滤膜相同的平衡条件下平衡 24 h 后，用分析天 平称量(精确到 0.1 mg)，记下重量(增量不应小于 10 mg)，按下式计算 TSP 含量： TSP 含量(g/m3)= 式中：W1采样后的滤膜重量(g)； W0空白滤膜的重量(g)； Q采样器平均采样流量(L/min)； T采样时间(min)。 五、实验数据记录与处理五、实验数据记录与处理 1、数据记录 Tsp 测定数据表 测定 次数 采样流量 L/min 采样时间 /min 采样体积/L滤膜质量前滤膜质量后 Tsp浓度 mg/m3 1 2 3 4 5 2、结果处理 (一) 根据 TSP 的实测日均浓度、污染指数分级浓度限值及污染指数计算式，计算污 染物的污染分指数。 (二) 分析布点、采样和污染物测定过程中可能影响监测结果代表性和准确性的因素。 六、实验结果讨论六、实验结果讨论 1、测定 TSP，为什么要测定室外温度和压力？对实验有什么干扰因素。 七、注意事项七、注意事项 1、滤膜在使用前后需要烘干湿度。 2、精密仪器在使用安装过程中，要保障设备安全。 实验二实验二 布袋过滤除尘器压力损失测定布袋过滤除尘器压力损失测定 一、实验目的一、实验目的 袋式除尘器利用织物过滤含尘气体使粉尘沉积在织物表面上以达到净化气体的目的， 它在工业废气除尘方面应用广泛的高效除尘器，本实验主要研究这类除尘器的性能。袋式 除尘器的除尘效率和压力损失必须由实验测定。 通过本实验，学生可进一步提高对袋式除尘器结构形式和除尘机理的认识；掌握袋式 除尘器主要性能的实验研究方法；了解过滤速度对袋式除尘器压力损失及除尘效率的影响； 提高对除尘技术基本知识和实验技能的综合应用能力，以及通过实验方案设计和实验结果 分析，加强创新能力的培养。 二、实验原理与方法二、实验原理与方法 袋式除尘器性能与结构型式、滤料种类、清灰方式、粉尘特性及其运行参数等因数有 关。本装置在结构、滤料种类、清灰方式和粉尘特性已定的前提下，测定袋式除尘器性能 指标并在此基础上，测定运行参数QS、VF对除尘器压力损失（P）和除尘效率（）的影响。 1、气体温度和含湿量的测定、气体温度和含湿量的测定 由于系统吸入的是室内空气，所以近似用室内空气的温度和湿度代表管道内气流的温 度 ts和湿度 yw。由挂在室内的干湿球温度计测量的干球温度和湿度温度，可查得空气的相 对湿度，由干球温度可查得相应的饱和水蒸气压力Pv，则空气所含水蒸气的体积分数： （式 1） a v w P P y 式中：Pv饱和水蒸气压力，kPa；Pa当地大气压力，kPa。 2、管道中各点气流速度的测定、管道中各点气流速度的测定 当干烟气组分同空气近似，露点温度在 35-55之间，烟气绝对压力在 0.99105- 1.03105Pa 时，可用下列公式计算烟气管道流速： （式PTKP77 . 2 0 2） 式中：烟气管道流速，m/s；KP毕托管的校正系数，KP0.84； 0 T烟气温度，；各动压方根平均值，Pa。P （式 3） n PPP P n . 21 式中：任一点的动压值，Pa；n动压的测点数。 n P 3、管道中气体流量的测定、管道中气体流量的测定 气体流量计算公式： （式 4） 0 AQs 式中 A管道横断面积，m2。 测定袋式除尘器处理气体量（Qs） ，应同时测出除尘器进、出口连接管道中的气体流量， 取其平均值作为除尘器的处理气体流量。 （式 5） 2 21ss s QQ Q 式中Qs1、Qs2 分别为袋式除尘器进、出口连接管道中的气体流量，m3/s 除尘器漏风率（）按右式计算：= 100 % （式 6) 1 21 s ss Q QQ 一般要求除尘器的漏风率小于5%。 4、过滤速度、过滤速度 VF的计算的计算 VF = （m/min） （式 7） F Qs60 式中F袋式除尘器总过滤面积，m2。 5、压力损失的测定和计算、压力损失的测定和计算 袋式除尘器压力损失（P）由通过清洁滤料的压力损失（Pf）和通过颗粒层的压力 损失（Pp）组成。袋式除尘器的压力损失（P）为除尘器进、出口管中气流的平均全压 之差。当袋式除尘器进、出口管的断面面积相等时，则可采用其进、出口管中气体的平均 静压之差计算，即: P=P1-P2 (式 8) 式中 P1 除尘器入口处气体的全压或静压，Pa； P2 除尘器出口处气体的全压或静压，Pa。 袋式除尘器的压力损失与其清灰方式和清灰制度有关。当采用新滤料时，应预先发尘 运行一段时间，使新滤料在反复过滤和清灰过程中，残余粉尘基本达到稳定后再开始实验。 考虑到袋式除尘器在运行过程中，其压力损失随运行时间产生一定变化。因此，在测 定压力损失时，应每隔一定时间，连续测定（一般可考虑 5 次） ，并取其平均值作为除尘器 的压力损失（P） 。 6、除尘效率的测定和计算、除尘效率的测定和计算 除尘效率采用质量浓度法测定，即用等速采样法同时测出除尘器进、出口管道中气流 平均含尘浓度p1和p2，按下式计算。 =100 % （式 9） 11 22 1 S S Q Q 由于袋式除尘器效率高，除尘器进、出口气体含尘浓度相差较大，为保证测定精度， 可在除尘器出口采样中，适当加大采样流量。 7、压力损失、除尘效率与过滤速度关系的分析测定、压力损失、除尘效率与过滤速度关系的分析测定 机械振打袋式除尘器的过滤速度的调整，可通过改变风机入口阀门开度。当然，应要 求在各组实验中，保持除尘器清灰周期固定，除尘器进口气体含尘浓度（p1）基本不变。 为保持实验过程中p1基本不便，可根据发尘量（S） 、发尘时间（t）和进口气体流量 （Qs1） ，按下式估算出入口含尘浓度（p1） p1=(g/m3) （式 10） 1s tQ S 三、实验装置和仪器三、实验装置和仪器 1、实验装置与流程、实验装置与流程 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 图图 1 袋式除尘器性能实验流程图袋式除尘器性能实验流程图 1、高压离心风机 2、风量调节阀 3、取样口 1 4、动压测口 1 5、静压测口 1 6、出风管 7、U 型管压差计 1 8、布袋 9、振打电机 10、滤室 11、取样口 2 12、动压测口 2 13、静压测口 2 14、粉尘布灰斗 15、喇叭形均流管 16、进风管 17、U 型管压差计 2 本除尘器共 6 条滤袋，总过滤面积为 0.26m2 ，滤料选用 208 工业涤纶绒布。在实验 过程中能定量地连续供给粉尘，处理气体流量和过滤速度，方便控制发尘浓度。 2、实验装置主要技术数据、实验装置主要技术数据 （1）气体流动方式为内滤逆流式，动力装置布置为负压式。 （2）气体进风管：直径 75mm 气体出风管：直径 75mm （3）装置共有 6 个滤袋，滤袋直径为 140mm,滤袋高度为 600mm （4）滤袋材料为 208 涤纶绒布。规格：透气性 10m3/m2min、厚度 2mm、克重 550g/m2 （5）过滤面积：0.26 m2 （6）装置总高 1650mm 装置总长 1960mm 装置总宽 550mm （7）振打频率 50 次/分钟 （8）主要材质：壳体由有机玻璃制 （9）风机电源电压：三相 380V （10）振打电机电压：220V/25W 3、实验仪器、实验仪器 （1）干湿球温度计 1 支 （2）标准风速测定仪 1 台 （3）空盒式气压表 1 个 （4）秒表 1 个 （5）钢卷尺 1 个 （6）光电分析天平（分度值 1/1000g） 1 台 （7）倾斜式微压计 3 台 （8）托盘天平（分度值为 1g） 1 台 （9）毕托管 2 支 (10) 干燥器 2 个 （11）烟尘采样管 2 支 （12）鼓风干燥箱 1 台 （13）烟尘测试仪 2 台 （14）超细玻璃纤维无胶滤筒 10 个 四、实验方法和步骤四、实验方法和步骤 1、实验准备工作、实验准备工作 测量记录室内空气的干球温度(即除尘系统中气体的温度)、湿球温度及相对湿度，计 算空气中水蒸气体积分数(即除尘系统中气体的含湿量)；测量记录当地大气压力；记录袋 式除尘器型号规格、滤料种类、总过滤面积；测量记录除尘器进、出口测定断面直径和断 面面积，确定测定断面分环数和测点数，求出各测点距管道内壁的距离，并用胶布标志在 皮托管和采样管上。 2、实验步骤、实验步骤 （1）将除尘器进、出口断面的静压测孔与倾斜微压计连接，作好各断面气体静压的测 定准备。 （2）启动风机，调整风机入口阀门，使之达到实验要求的气体流量，并固定阀门。 （3）在除尘器进、出口测定断面同时测量记录各测点的气流动压。 （4）计算并记录各测点气流速度、各断面平均气流速度、除尘器处理气体流量(Qs)、 漏风率()和过滤速度(VF)。 （5）用托盘天平称好一定量尘样(S)，作好发尘准备。 （6）启动风机和发尘装置，调整好发生浓度(p1)，使实验系统运行达到稳定（1min 左 右） 。 （7）测量进、出口含尘浓度。进口采样 3min，出口采样 15min。 （8）在进行采样的同时，测定记录除尘器压力损失。压力损失亦应在除尘器处于稳定 运行状态下，每间隔 3min，连续测定并记录 5 次数据，取其平均值作为除尘P 器的压力损失。 （9）采样完毕，取出滤筒包好，置入鼓风干燥箱烘干后称重。计算出除尘器进、出口 管道中气体含尘浓度和除尘效率。 （10）停止风机和发尘装置，进行清灰振动 10 次。 （11）改变入口气体流量，稳定运行 1min 后，按上述方法，测取共 5 组数据。 （12）实验结束。整理好实验用的仪表、设备。 五、实验数据记录与处理五、实验数据记录与处理 1、压力损失、压力损失 按表 1 记录整理数据。按式（8）计算压力损失，并取 5 次测定数据的平均值（P） 作为除尘器压力损失。 表表 1 1 除尘器压力损失测定记录表除尘器压力损失测定记录表 静压差测定结果/Pa 1(3min)2(6min)3(9min)4(12min)5(15min) 测定 次数 每个 间隔 时间 t/min P1P2PP1P2PP1P