大气污染控制工程实验指导书5月

1、大气污染控制工程实验指导书王德雷 编东南大学环境工程实验室二O一0年五月第一部分 粉尘性质的测定实验一 粉尘真密度测定一、 实验目的1. 掌握液相置换法测定粉尘真密度的原理和过程。2. 进一步了解粉尘真密度的概念及其作用。二、测试仪器和实验粉尘1. 比重瓶；2. 三通开关；3. 分液漏斗；4. 缓冲瓶；5. 真空表6 干燥瓶；7. 温度计；8. 抽气泵；9. 被测粉尘；10. 蒸馏水三、实验原理粉尘真密度是指密实粉尘单位体积的真实质量，即设法将吸附在尘粒表面及间隙中的空气排除后测得的粉尘自身的真实密度。粉尘真密度代表了单一粉尘颗粒的动力学特征，在研究粉尘颗粒在气流中的运动特性时，是一个重要的参

2、数。测定粉尘真密度一般采用比重瓶法，粉尘试样的质量可用天平称量。由于粉尘堆积时尘粒表面和粒子间存在有大量气体，故粉尘的真实体积测量采用浸润排液真空排气置换法，使浸液充分充填各空隙及粉尘的空洞，才能测得粉尘物质的真实体积。四、测试步骤1. 称量干净烘干的比重瓶，然后装入约1/3之一体积的粉尘,称得连瓶带尘重量。2. 接好各仪器，组成真空抽气系统，将比重瓶接入抽气系统中，打开三通开关使比重瓶与抽气泵联通，启动抽气泵抽气约30分钟（注意：抽气泵不能直接连入大气，否则会将泵内润滑油抽出）。3. 轻轻转动三通开关使分液漏斗与比重瓶联通（注意：不能将分液漏斗与抽气系统联通以免水进入抽气泵中），此时由于比重

3、瓶中真空度很高，分液漏斗中的水会迅速地流入比重瓶中。注意只能让水注入瓶内2/3处，不能注满。4. 转动三通开关，再使比重瓶与抽气泵联通，启动抽气泵，轻轻振动比重瓶，这时可以看见粉尘中有残留气泡冒出，待气泡冒完后，停止抽气。5. 取下比重瓶，加满蒸馏水至刻度线，将瓶外檫干净后称其重量。6. 洗净比重瓶中粉尘，装满蒸馏水称其重量。7. 根据实验数据计算实验用粉尘的真密度。 式中： 比重瓶自重；（比重瓶+粉尘）重；（比重瓶+粉尘+水）重；（比重瓶+水）重；测定温度下水的密度；粉尘的真密度；五、测定记录粉尘名称： 粉尘来源： 液体名称：液体密度： 测定温度： 测定日期：序号瓶重（）(瓶+尘)重（）（瓶

4、+尘+水）重（）（瓶+水）重（）粉尘真密度平均真密度： 六、思考题：1. 此法与先加水后抽气测真密度相比有什么不同，为什么？2. 粉尘的真密度与堆积密度有何区别，各用于那些场合？实验二 粉尘粒径分布测定一、 实验目的1. 了解离心沉降法分离粉尘颗粒的原理和过程，掌握测定方法。2. 根据实验结果分别作出实验粉尘的筛上累计分布曲线，筛下累计分布曲线及频度分布曲线。3. 计算实验粉尘的质量分散度。4. 根据粉尘的粒径分布曲线求出实验粉尘的中位径、众径。二、测试仪器和实验粉尘1. YFJ(Bahco)离心式粉尘分级仪；2. 已知重量的称纸；3. 千分之一分析天平；4. 实验粉尘。三、测试装置原理YFJ

5、离心式粉尘分级仪主要由试料容器、旋转圆盘和电动机等部件组成，见图。 工作时，粉尘样品由安装有振导器的加尘漏斗经小孔缓慢而均匀地被送到旋转圆盘的中心处，电动机以30003500的高速带动圆盘旋转，粉尘样品在离心力的作用下进入分级室。同时电动机带动辐射叶片（风机叶片）旋转，使气流从仪器下部环缝吸入，经节流片、均流片、分级室从上部边缘排出。因此，粉尘在受到惯性离心力作用的同时，还受到空气阻力的作用。当粉尘所受到的离心力大于空气阻力时，粉尘便落入收尘室成为筛上物，当尘粒受到的离心力小于空气阻力时，被空气携带通过叶片沉积于外旋转圆盘的周边上，成为筛下物。在适合于区域的范围内可写出： 式中： 分级室的半径

6、； 粉尘在分级室的切线速度； 空气的回流速度；可根据从环缝进入的空气量计算而得： 式中： 进入分级室的空气量； 分级室的高度；将代入前式并简化计算可得到对应于进气量的分离粒径： 实验时仪器的旋转速度、被测尘粒的真密度一定，当通过分级室的风量一定时，空气的阻力一定，因此大于某一粒径的粒子成为筛上物，小于某一粒径的粒子成为筛下物。通过分级室的风量可以由分级仪所带的一套大小不等的节流片来调节，因此，依次更换节流片就可将粉尘样品按一定的粒径逐级分离出来。把每一级分离后残留尘粒（筛上物）仔细地收集起来称重，就可以算出每一粒径段的粉尘质量百分比及累计百分比。四、测试步骤1. 称量经过烘干的10左右粉尘。将

7、粉尘放在已知重量的称纸上，在天平上称出“纸+粉=10+纸重” 即可，注意粉尘可以是10左右，但必须要称至0.001。2. 松开档环螺母7，插入对应于最小颗粒粒径（最小风量）的最大节流片。3. 用调节螺钉旋下给料器的滑动遮板，使之严密关闭。4. 用调节螺钉调节给料斗的高度，使其头部对准给料小孔，二者之间的距离为23。5. 把称好的粉尘放在给料斗的金属筛网上，金属筛网将大于40的颗粒筛出。6. 开动电机，当其达到全速后开动电导器。7用调节螺钉调整滑动遮板，使粉尘薄薄地以每分钟12克的速度经过条缝喂入加尘漏斗，当粉尘完全漏入后拿掉金属筛网，刷下留在容器或漏斗壁上的粉尘。8. 切断电源开关9. 搬开活

8、动支架，用三角扳手逆时针松开挡环螺母7。10. 用固定手柄垂直提起叶轮（风机叶片）10，把它放在干净纸上，轻轻敲击，使大部分粘在附于边缘上的粉尘松散以便收集。11.旋转、卸下储尘容器（收尘室）。12. 刷下粘附于容器底部和边缘的粉尘。13. 仔细收集操作步骤10、11、12所得的粉尘，称重得到，这部分粉尘加上筛网预先筛剩的粗粒子,构成一次筛上物，相当于粒径大于最小粒径极限的粒尘。14. 换用下一号节流片。将由步骤10、11、12收集下来的粉尘倒入试料容器（此时不再需用金属筛网），按照步骤613重复操作，得出粒径大于节流片对应的粒径的筛上物重量，构成二次筛上物。15. 依次换用不同节流片（,）及

9、不加节流片，得出相应的粉尘筛上物重量。16. 清扫。仪器使用完毕后，先用毛刷接转盘护圈13及风扇叶片上各部分粘附的粉尘清扫下来，再用纱布醮水及醮酒精各擦一遍。最后开启离心机用空气吹干，将各部复原。五、数据整理由于调节风量用的节流片所能分离的理论粒径极限是用真密度为l的球形粒子粉尘在电压为380/220V的工频电源情况下标定出来的，而实际实验的颗粒往往其真密度不等于l且是非球形粒子，因此需用下式进行修正。 式中： 实验粉尘实际粒径；理论粒径；实验粉尘真比重实验数据记录粉尘种类：电厂飞灰 粉尘真密度： 尘样重量: g 测试人员：节流片编论粒径4.39.420.226.63

10、7.845.451.2实际粒径筛上重量（）筛下重量（）筛上累计百分比（）筛下累计百分比（）六、实验数据处理1. 根据实验数据记录结果： 作出、曲线目视估计所测粉尘中位径。 作出曲线，用最小二乘法回归出直线方程，根据该方程计算中位径，并与结果进行比较。2. 根据实验数据记录结果： 计算所测粉尘样品的质量分散度。30302020885522 作出频率密度分布曲线（），利用该曲线确定所测粉尘样品的众径。3. 对所分析的粉尘样品的粒度分布情况进行说明。七、思考题1. 尘粒在巴柯分级仪中的运动规律与那种除尘器中的运动规律相似？为什么？2. 讨论分析所得的结果，产生误差的主要原因，操作中应注意的事项。实验

11、三 粉尘比电阻测定一、 实验目的1. 了解和掌握粉尘比电阻的测试原理和方法。2. 在实验条件下测定实验粉尘在不同温度时的比电阻值，并作出温度为横坐标比电阻值为纵坐标的曲线。二、 测试仪器和实验粉尘1. 比电阻测试箱2. 电压表(、表)3. 电流表（、检流计）检流计最小刻度：2.110-10A（对应于1档）。2.110-9A（对应于0.1档）；2.110-8A（对应于0.01档）,60读数相当于1.26微安。4. 温控仪（0499 ）5. 电子交流稳压器6. 自偶调压器7. 高压直流发生器8. 实验粉尘三、 测试装置原理根据欧姆定律，导体的电阻和所加的电压及产生的电流之间存在如下关系： 粉尘的比

12、电阻是恒量粉尘导电性能的一个重要参数，是指电流通过单位面积（1）单位高度（1）的粉尘层时所受到的阻力。定义为： 式中： 粉尘比电阻； 外加电压；通过粉尘层的电流；主电极底表面面积 ；粉尘层厚度。粉尘的导电性能之所以用比电阻表示，是因为粉尘的这种导电性与很多条件有关，如环境气体的温度、湿度、成分、粉尘粒径、成分、堆积状态以及电流、电压条件等因素。因此，粉尘比电阻是一种仅可以相互比较的表观电阻率。影响粉尘比电阻测试的因素很多，要同时满足非常困难，目前的测试方法有：实验室法（可模拟温度、湿度，但不能模拟实际烟气条件）、工况法（在实际烟气条件下进行测试）。测试装置主要由供电部分和测试部分组成（见上图）

13、。供电部分由交流电子稳压器自偶变压器和直流高压发生器组成，负责提供高压直流电，测试部分由测试箱，测试电表，温控仪组成。高压电源通过绝缘瓶由测试箱的侧壁引进，直接送到测试箱内侧试盘的高压电极（即样品盘）上，测试电极（即主电极）和导电环由耐高温并套有绝缘瓷管的细镍铬丝线引出箱体外，与测试电表和地线相连。这样，通过电压表和电流表读数，即可按照欧姆定律计算出粉尘比电阻值。五、测试步骤1. 将粉尘经80目箱子进行筛选后，放入烘箱在50温度下烘一小时，然后放进干燥器内冷却至室温。2. 采用人工装灰法将粉尘放入样品测试盘，用仪器所带的压块压实（注意压实时压块不要有重力加速度）、刮平。将样品测试盘放入测试箱中

14、金属托盘上，把连接在绝缘板上的主电极和导电环放在尘样表面，关闭测试箱。3. 打开电源，过5分钟进行常温下击穿电压测定，慢慢调节电压到1，2，3，直至击穿，对应每一个电压值读出相应的电流值。4. 拉断电源，打开测试箱，将料盘内击穿的粉尘样品换掉，重新装上样品，放好主电极，关闭测试箱。5. 取击穿电压的70%80%作为高温下的比电阻测试电压，然后调节温度至每一设定温度，对应于每一温度将电压调节至测试电压，读出相应的电流，计算出每一温度下的比电阻值。6. 将测定四个样品的实验数据的平均值作为该温度点的比电阻值（有的样品盘内粉尘可能会有杂质，故会产生数据偏离和过早击穿现象，计算时舍去）。7. 拉断电源

15、，打开测试箱，将样品倒入指定的容器内，清扫样品盘。注意：1. 测定过程中有些粉尘会由于温度升高产生极化，电压会自然升高，此时可调节电压至设定值。2. 比电阻测试是在高温高压下进行的，故必须注意安全，测试完毕后立即拉掉电源。稍等后方可接近测试设备，若测试中发生故障，必须切断电源，然后才能进行处理。六、数据整理根据所测数据，在坐标纸上绘出曲线。七、思考题 1. 温度对比电阻有何影响？其机理是什么？2. 电压对比电阻有何影响？3粉尘样品上所受压力对比电阻有何影响？ 4. 适用于电除尘器正常运行的粉尘比电阻范围是多少？ 实验数据记录测定方法：APC标准测定法 圆盘面积F= 5 cm2 粉尘厚度H= 0

16、.5 cm 计算公式：= (V/I)(F/H)109 -cm F/H=10粉尘名称： 粉尘来源： 室内温度： 测定日期： 测定人员：室温测定：（确定击穿电压）电 压 （KV）电 流 (A)比 电 阻 （-cm）高温测定：电 压 （KV）温 度 ()电 流 一 (A)电 流 二 (A)电 流 三 (A)电 流 四 (A)平均电流 (A)比电阻 （-cm）东 南 大 学 环 境 工 程 实 验 室粉尘比电阻测试报告测定方法：采样APC标准测定法计算公式：= (V/I)(F/H)109 -cm F/H=10粉尘名称： 室内温度： 室内湿度：温 度 (C)电 压 （KV）电 流 (A)比 电 阻 -c

17、m测定 审核 测定日期第二部分 除尘装置性能的测定实验四 除尘装置性能测定一、 实验目的1. 了解和掌握除尘器风量、阻力损失、漏风量、总效率、分级效率等性能参数的测试原理和方法。2. 通过本次实验了解旋风除尘器进口风速与除尘效率、阻力损力的关系特征；布袋除尘器脉冲反吹清灰周期与除尘效率的关系特性等。二、 实验原理1. 风量的测定用毕托管测出管内某点动压便可计算出该点的流速： 式中： 气体密度 ； 毕托管校正系数，无量纲。 标准毕托管只能用于不含尘的气流测试，若气体中含有粉尘，标准毕托管孔口易于堵塞。本实验用S型毕托管是智能型采用仪所附的，与采样管集成为一体。 管道中断面平均流速可取断面上各点流

18、速的平均值即： 计算出管道断面平均流速后，即可计算出通过管道的气体流量： 式中： 管道截面积； 管道截面平均流速。在测出气体的温度、湿度和压力后即可求出各种状态下（包括标准状态下）的气体流量。在除尘器进口流量与出口流量测定之后，就可计算出除尘器的漏风率： 2除尘器压力损失的测定 除尘器压力损失P是除尘器进出口全压之差。 3 等速采样的原理等速采样系指含尘气体通过采样咀进口的速度（即采样速度）等于管道中该点的气体流速，这样得到的样品才有代表性，否则若采样速度大于管道中的气流速度时，则从采样咀边缘吸入的气流中的大尘粒因惯性作用不能随气流进入采样咀，从而使测得的气体含尘浓度值小于管道中的实际浓度值；

19、反之，若采样速度小于气流速度时，处于采样咀边缘的大尘粒因惯性作用不能绕过采样咀进入采样咀内，从而致使测得的浓度值大于实际值；只有当采样速度等于管道气流速度，即实际等速采样时，含尘浓度测定值才能等于实际值。维持等速采样的办法有预测流速法，静压平衡法与动压平衡法。（1）静压平衡法静压平衡法是采用一种特殊结构的静压平衡型等速采样管，其采样咀内壁与外壁上皆开有静压空孔，采样时通过调节流量的大小使采样咀内外壁上静压孔接受的静压相等（与之相连的微压计指示为零），从而达到了采样速度等于管道中的气流速度，实现等速采样。仪器上的转子流量计仅作为参考，整个采样过程所采的气体量可从仪器上的累计流量中读出。静压平衡法

20、操作简单，准确，且适用于管道中流速变化较大的场合，缺点是当管道中粉尘浓度过大时，其静压孔易被堵塞。(2) 预测流速法预测流速法是先预测出管道中各采样点的气流速度，再根据各点流速和使用的采样咀直径计算出等速采样流量。 若选择的采样咀内径为,管道中某点的气流速度为,则所需等速采样的流量应为: 而控制采样速度是借助于控制瞬时流量计（转子流量计）的读数来实现的，由于管道中的压力，温度,与流量计前压力,温度不相同，故与也不相同。 式中： 采样咀内径；管道中某点流速；当地大气压；管道中相对压力；管道中烟气温度；流量计前温度；流量计前相对压力；烟气中水气体积百分数%。（3）自动跟踪法 由于静压平衡法与预测流

21、速法操作需要人工控制，并且误差较大，因此利用电脑技术发展了自动跟踪法，本实验使用的智能型采样仪可以自动跟踪烟道里的静压，自动调整采样流量从而达到等速采样的目的。并且可在仪器的显示屏上同时读出烟气流量，动压、静压、采样瞬时流量及累计流量等数据。4. 测点布置本实验系统中管道直径分别为(进口)、（出口）, 由于，故测点数只取2个即可，在进口断面上2各测点距管壁距离分别为,；在出口断面上2个测点距管壁距离分别为,。三、实验装置及仪器1. 除尘实验台（如图） 2. WJ-60B型毕托管平行全自动烟尘采样仪两台3. 秒表、钢卷尺等四、实验步骤1. 滤筒称重将滤筒编号（可用签字笔在滤筒上写上号码），然后在天平上称重。 2.