第8章粉尘浓度测量

1、第八章第八章 粉尘浓度的测量粉尘浓度的测量 8.1 概述概述 粉尘浓度测量的意义粉尘浓度测量的意义 环境保护 减少材料浪费 文明生产 空气流中粉尘浓度表示：粉尘浓度 v定义：空气流中单位体积所含固体颗粒的量. 粉尘浓度单位：g/m3； g/Nm3； mg/m3 测量粉尘浓度的方法：取样称重法和在线测量法，以 取样称重法为主。光散射法是一种具有良好前景的在 线测量法，有Lambert-beer消光法和Mie散射法。 8.2 取样管法测定粉尘浓度取样管法测定粉尘浓度 8.2.1 粉尘浓度测定装置粉尘浓度测定装置 （1）取样管）取样管 三根管子组成。三根管子组成。 取样管：取样管： 中间粗铜管；中间

2、粗铜管； 静压管：静压管： 二边二边二根小铜管二根小铜管。 一根通至取样管前端取样嘴的圆锥套管内；另一一根通至取样管前端取样嘴的圆锥套管内；另一 根通至取样嘴的圆柱套管中部，以反映取样管外部根通至取样嘴的圆柱套管中部，以反映取样管外部 （管道）的气体静压。（管道）的气体静压。 （2）收尘器）收尘器 1）旋风收尘器）旋风收尘器（管（管 道外滤尘）道外滤尘） 主要组成部分：主要组成部分： 带弯管的盖子、带进带弯管的盖子、带进 气管的锥形下灰斗、气管的锥形下灰斗、 圆盘形挡灰盘。圆盘形挡灰盘。 盖子和下灰斗用铁卡子夹紧，为防止漏气，中间加橡皮垫层。盖子和下灰斗用铁卡子夹紧，为防止漏气，中间加橡皮垫层

3、。 使用时，在挡灰盘和盖子间垫有绒布或玻璃棉，使用时，在挡灰盘和盖子间垫有绒布或玻璃棉， 注意：注意： a. 滤筒含有少量有机粘合剂，在高温气体中使滤筒含有少量有机粘合剂，在高温气体中使 用时质量会减轻，所以，取样环境温度用时质量会减轻，所以，取样环境温度200时，时， 使用前须于使用前须于300300烘箱中热处理烘箱中热处理1h1h，除去其中大部，除去其中大部 分有机物质。分有机物质。 2）滤筒（管道内滤尘时用）滤筒（管道内滤尘时用） 有机粘合剂与玻璃纤维胶合而成的微孔筒。气体通有机粘合剂与玻璃纤维胶合而成的微孔筒。气体通 过时，所含尘粒被过滤下来，根据滤筒过滤前后的过时，所含尘粒被过滤下来

4、，根据滤筒过滤前后的 质量差，即可确定气体的含尘量。质量差，即可确定气体的含尘量。 1-取样嘴；2-锁紧盖；3-压环；4-滤筒；5-滤尘罐；6-滤尘管 b. 这种滤筒仅用于这种滤筒仅用于400 以下气体含尘量的测定，以下气体含尘量的测定， 若气体温度高于若气体温度高于400 ，应采用氧化铝陶瓷质滤筒，应采用氧化铝陶瓷质滤筒， 其作用温度可达其作用温度可达800800以上。以上。 3）气体流量计：气体流量计：孔板、湿式、转子流量计孔板、湿式、转子流量计 4）抽气设备：）抽气设备： a. 真空泵真空泵 进真空泵的气体须经净化和去湿。进真空泵的气体须经净化和去湿。 b. 喷射器：喷射器： 压缩空气吹

5、入喷射器，喷压缩空气吹入喷射器，喷 射器出口处高速气流造成射器出口处高速气流造成 负压产生吸力，从吸气管负压产生吸力，从吸气管 中抽取气体，然后在混合中抽取气体，然后在混合 扩散管中混合后排出。扩散管中混合后排出。 8.2.2 测定原理及操作方法测定原理及操作方法 旋风除尘器旋风除尘器:当取样管二静压管所反映的静压相等时， 取样管内与管道内气体流速相等。测量结果较准确。 若管内气流速度高于管道内气流速度若管内气流速度高于管道内气流速度，较粗颗，较粗颗 粒因惯性作用沿原运动方向向前流动不进入取样嘴，粒因惯性作用沿原运动方向向前流动不进入取样嘴， 细颗粒则随气流被吸入，细颗粒则随气流被吸入，含尘浓

6、度测定值低于实际含尘浓度测定值低于实际 浓度浓度； 若管内气流速度低于管道内气流速度若管内气流速度低于管道内气流速度，部分细，部分细 颗粒在取样嘴处改变方向不进入取样管，气流中的颗粒在取样嘴处改变方向不进入取样管，气流中的 粗颗粒因惯性作用进入取样嘴内，进入取样嘴内的粗颗粒因惯性作用进入取样嘴内，进入取样嘴内的 粉尘并不随进入的气体量按比例减小，粉尘并不随进入的气体量按比例减小，含尘浓度测含尘浓度测 定值高于实际情况。定值高于实际情况。 此外，取样嘴应对准气流，否则也会影响测量结果。此外，取样嘴应对准气流，否则也会影响测量结果。 6 10 60 管 抽 w V d （mm） 抽气量m3/min

7、 注意：注意： 若气体中水分较大，收尘器应置入保温箱中若气体中水分较大，收尘器应置入保温箱中 以防止水气在收尘器内凝结、灰尘堵塞管道。以防止水气在收尘器内凝结、灰尘堵塞管道。 取样嘴直径确定：取样嘴直径确定： 滤筒：滤筒：取样时，滤筒置入一特制滤筒夹内。取样时，滤筒置入一特制滤筒夹内。 滤筒夹锁紧盖前端有一滤筒夹锁紧盖前端有一900短弯管，管一端有短弯管，管一端有 内螺纹，根据取样点风速配不同直径的取样嘴。内螺纹，根据取样点风速配不同直径的取样嘴。 滤筒不需保温或加热装置。开始时使采样嘴背滤筒不需保温或加热装置。开始时使采样嘴背 对气流方向，用烟气加热对气流方向，用烟气加热5min后，即可按规

8、程进行后，即可按规程进行 取样。取样。 旋风除尘器原理：旋风除尘器原理： 管道中含尘气体受喷射器的管道中含尘气体受喷射器的 抽力作用进入取样嘴并沿取样管进入旋风收尘器抽力作用进入取样嘴并沿取样管进入旋风收尘器 中进行分离，粗颗粒落入集灰瓶中，细颗粒则被中进行分离，粗颗粒落入集灰瓶中，细颗粒则被 收集在绒布或玻璃棉上。收尘后的气体流过孔板收集在绒布或玻璃棉上。收尘后的气体流过孔板 时产生压差，由微压计读出压差后可计算出气体时产生压差，由微压计读出压差后可计算出气体 流量。抽取气体的速度由喷射器管上的阀门来调流量。抽取气体的速度由喷射器管上的阀门来调 节，以使微压计读数在零点，达到等速取样。节，以

9、使微压计读数在零点，达到等速取样。 该测量系统适用于管道内气流较稳定情形。该测量系统适用于管道内气流较稳定情形。 如果管道内气流速度变化较大，则难以保证等速如果管道内气流速度变化较大，则难以保证等速 取样。取样。 8.2.3 计算方法计算方法 (1) 通过孔板流量计的流量通过孔板流量计的流量 （2）换算成标况流量）换算成标况流量 t p V 抽 (m3/h) Pa 孔板流量孔板流量 系数，系数， 00 23600FC 通过孔板流量计的通过孔板流量计的 烟气密度，烟气密度，kg/m3 抽 计 V t V 273 273 0 通过孔板流量计的烟气温度 （3）工况下管道内气体流量）工况下管道内气体流

10、量 0 273 273 V t Vt 管 管道内气体温度，管道内气体温度， （4）时间）时间(min)内抽取的气体量内抽取的气体量 或或 0 273 273 V t Vt 管 (m3) （5）气体含尘量）气体含尘量 60 0 0 VV(mn3) 0 0 V M C (g/mn3) t t V M C (g/m3)或或 总收尘量（总收尘量（g） 影响因素： （1）取样嘴位置和方向：平均风速点上；与气流方）取样嘴位置和方向：平均风速点上；与气流方 向完全相对：向完全相对： （2）仪器设备和连接管道漏气、收尘器收尘效率）仪器设备和连接管道漏气、收尘器收尘效率 （3）气流稳定性）气流稳定性 （4）取样

11、嘴静压差：保持管内负压稍大于管外负压）取样嘴静压差：保持管内负压稍大于管外负压 （ 50Pa） 8.2.4 不稳定气流中含尘浓度的测定不稳定气流中含尘浓度的测定 测量系统：测量系统： （1）测量原理：）测量原理： 含尘气体受抽力进入取样嘴，经收尘器收尘后，含尘气体受抽力进入取样嘴，经收尘器收尘后， 洁净气体通入盛水冷凝器中，水汽被冷凝留在瓶中，洁净气体通入盛水冷凝器中，水汽被冷凝留在瓶中， 干气体则进入湿式流量计测出流量。干气体则进入湿式流量计测出流量。 气体压力及温度分别由流量计上的气体压力及温度分别由流量计上的U形管压力计形管压力计 和温度计显示。和温度计显示。 为使水汽得到充分冷凝，使冷

12、却水保持流动状态。为使水汽得到充分冷凝，使冷却水保持流动状态。 （2）计算方法）计算方法 1）将流量计显示的气体体积换算为标况气体）将流量计显示的气体体积换算为标况气体 体积：体积： 101325273 273 0 pp V t V a 计 计 （mn3） 大气压力，大气压力，Pa 通过流量计的气体压力通过流量计的气体压力 若系统有漏风，被抽干气体量为若系统有漏风，被抽干气体量为 2）将水汽体积换算为干气体体积：）将水汽体积换算为干气体体积： 804. 0 1 2931 0 x x V。 V 水汽 （mn3） 气体湿含量（气体湿含量（kg水气水气/kg 干气）干气） n VV V 1 0水气

13、干漏风系数，漏风系数，% （ma3） 3）含尘浓度计算：）含尘浓度计算： 干 V M C 0（g/mn3） 273 273 管 t V M C t t （g/m3） （3）操作注意事项：）操作注意事项： 1）测定前先调好湿式流量计的水平位置及瓶内）测定前先调好湿式流量计的水平位置及瓶内 部水面高度；部水面高度； 2）每隔）每隔35min记录一次负压和温度值，以便正记录一次负压和温度值，以便正 确计算气体量；确计算气体量； 3）测定开始时，抽气阀门慢慢开大，以免）测定开始时，抽气阀门慢慢开大，以免U型型 管中水银倒吸入流量计中；管中水银倒吸入流量计中； 4）计算冷凝后废气的湿含量时，近似利用空气

14、）计算冷凝后废气的湿含量时，近似利用空气 的的1-x图，同时近似利用空气密度计算其质量并求得图，同时近似利用空气密度计算其质量并求得 V水气 水气，误差不大。 ，误差不大。 8.3 烟尘浓度测定仪烟尘浓度测定仪 1、2、3组成取样器组成取样器 4、5、6、7组成烟气流量测定仪组成烟气流量测定仪 测量时，取样器与烟气流量仪配用测量时，取样器与烟气流量仪配用D-2型抽风机，以橡胶管连接。型抽风机，以橡胶管连接。 烟气由取样头进入取样管和滤尘管，粉尘颗粒留于其中，烟气由取样头进入取样管和滤尘管，粉尘颗粒留于其中，4去掉水去掉水 分，分，5变成非饱和干燥气体，变成非饱和干燥气体，7测量流量，测量流量，

15、8排出。排出。 组成：组成：取样头、取样管、水气分离器、温度计、转子流量计取样头、取样管、水气分离器、温度计、转子流量计 取样头、取样管和滤尘器组合成一套取样器。滤尘罐内装取样头、取样管和滤尘器组合成一套取样器。滤尘罐内装 有滤尘器。汽水分离器、电加热器与温度计、转子流量计组合有滤尘器。汽水分离器、电加热器与温度计、转子流量计组合 安装于一个箱体内，构成烟气流量测定仪。安装于一个箱体内，构成烟气流量测定仪。 测定步骤：测定步骤： (1) 取样器与烟气流量测定仪配用抽风机以橡胶管连接。取样器与烟气流量测定仪配用抽风机以橡胶管连接。 (2) 根据气体流速、温度，按等速取样原则选择取样头尺寸，根据气

16、体流速、温度，按等速取样原则选择取样头尺寸， 抽气量。抽气量。 (3) 含尘气体由取样头经取样管进入滤尘罐，粉尘颗粒沉积含尘气体由取样头经取样管进入滤尘罐，粉尘颗粒沉积 于取样管和滤尘罐中。净化后的气体经橡皮管进入水气分离器，于取样管和滤尘罐中。净化后的气体经橡皮管进入水气分离器， 凝结水被分离于瓶中。饱和状态气体再进入加热器升温，变成凝结水被分离于瓶中。饱和状态气体再进入加热器升温，变成 非饱和的干燥气体，经转子流量计由抽风机热电排出。非饱和的干燥气体，经转子流量计由抽风机热电排出。 (4) 将取样管及滤尘罐内粉尘收集后取出，准确称量。将取样管及滤尘罐内粉尘收集后取出，准确称量。 (5) 计

17、算含尘浓度。计算含尘浓度。 计算方法：计算方法： 流量计前不设干燥器时湿气体量计算：流量计前不设干燥器时湿气体量计算： 式中，式中，d取样嘴直径取样嘴直径, mm； w 管道中气流速度，管道中气流速度，m/s； t计 计流量计温度， 流量计温度， ； t t管 管管道中气体温度， 管道中气体温度， ； p pa a 大气压力， 大气压力，Pa； p p管管管道内静压， 管道内静压，Pa； p p计 计流量计压力， 流量计压力，Pa。 计 管 管 计 湿 pp pp t t w d V a a 273 273 10004 2 （m3/S） 流量计前设干燥器时，干气体量计算：流量计前设干燥器时，干气体量计算： 100 100AV V