大气污染控制工程实验指导书要点

大气污染控制控制工程实验指导书（环境工程专业用）编者：刘晖明彩兵刘洁萍仲恺农业技术学院教材科印2013年9月大气实验指导书1目录实验一粉尘真密度的测量--------------------------------------------2实验二旋风除尘器除尘效率的测量--------------------------------5实验三袋式除尘器除尘效率的测量-------------------------------10实验四填料塔液相传质系数的测定-------------------------------37实验五用化学法测量室内甲醛浓度的测量----------------------44实验六用仪器法测量室内甲醛浓度的测量----------------------48实验七TVOC的测量-------------------------------------------------54实验八光催化剂的制备实验---------------------------------------58实验九利用光催化法去除有机污染物-----------------------------59大气实验指导书2时间：地点：学校英东楼415环保室测量人：班级：学号：指导老师：评分：实验一粉尘真密度的测量一、实验目的(1)通过本实验进一步了解粉尘真密度的物理意义。(2)熟悉真空装置的连接及使用。二、实验原理及装置：密度是粉尘的重要物理性质之一。所谓真密度是指在密实状态下，单位体积粉尘的质量。它区别于粉尘的堆积密度。由于细粉尘的颗粒与颗粒内部存在许多孔隙。因此同样质量的粉尘，它们实际古有的体积比密实状态下占有的体积大。粉尘的真密度直接影响粉尘在空气中韵沉降与悬浮，它是设计和选用性能优良的除尘器的一个重要依据。本实验就是要通过排除孔隙中空气的影响求得密实状态下粉尘的真密度，准确掌握测定粉尘真密度的方法。在装满液体的容量瓶中加入_定的粉尘，瓶中的液体就必然有一部分被粉尘所排出，这一部分液体在瓶中所占有的体积显然由粉尘所取代。因此我们就可以根据它们的体积相等的原理来测定粉尘的真密度，其测定原理可由下图表示：(Mp+M01)十(M1+M02)=(M2+M01)+(ML+M02)由此我们可以求出粉尘排出的液体的质量ML：ML=Mp+M1—M2(1)又因为：Vp十50m1=50ml+VL，所以：VP=VL．即：粉尘质所占有的体积等于排出的液体质量ML所占有的体积：所以：Mp／P=ML／L(2)大气实验指导书3将上式(1-1)代入(1-2)．即可得到粉尘的真密度ρpP=Mp*L／(Mp+Ml—M2)(3)式中：3L3PLPL21P0201m/g——m/g——ml——Vml——Vg——Mg——Mg——Mg——Mg——Mg——M液体的密度粉尘真密度排除液体的体积粉尘的体积被粉尘排出的液体重重粉尘液体容量瓶重液体容量瓶粉尘的重量第一个容量瓶的重量第一个容量瓶的重量三、实验试剂及仪器(1)试剂：硅藻土(滑石粉)蒸馏水(2)仪器：药物天平分析天平50ml。容量瓶温度计干燥箱真空干燥器真空泵四、实验步骤：(1)取500克的硅藻土(或滑石粉)筛选后，105℃以上烘2小时，冷却至室温。(2)将容量瓶编号，洗净，烘干至室温，待用。(3)取二个容量瓶分别称取其实际的重量，即M01，M02。(4)称取3克左右的滑石粉，用漏斗加入第1个容量瓶中，称重，即为(Mp+M01)求取Mp。(5)将另一个容量瓶中加入抽过真空的蒸馏水空刻度处，称重量，即为(M1+M02)，求取M1，(6)将第二个容量瓶中的水少许的润湿第一个容量瓶的滑石粉后，再加水至容量瓶的三分之一处，轻轻摇动，使之充分润湿。(7)将第一个容量瓶放置真空干燥器内，慢慢打开阀门，开始抽真空15分钟。(8)将第二个容量瓶中的水注满第一个容量瓶，称出(瓶+水+尘)的重量(M2+M01)，求出M2。(9)用温度计测水温并查出此温度之下的密度ρL。(10)将结果填入表格，按公式(3)计算出粉尘的真密度ρp。(11)另取1个容量瓶，实验的步骤基本相同，但省略步骤(7)，即不用放入真空干燥器中抽真空。五、实验注意事项：（1）步骤（5）中请将容量瓶外部和内壁的水用纸巾去掉。（2）步骤（8）中注意加入水时不要超过容量瓶的刻度，否则实验前功尽弃，须重新进行。（3）步骤（8）中注意请将容量瓶外部和内壁的水尽可能地去除再用分析天平称量。六、实验记录及数据整理大气实验指导书4测定次数1（抽真空15分钟）2（不抽真空）第一个瓶质量（g）01M第二个瓶质量（g）02M(瓶+尘)质量（g）01MMP尘质量（g）PM(瓶+水)质量（g）021MM50ml水质量（g）1M(瓶+尘+水)质量（g）012MM(尘+水)质量（g）2M剩下的水的质量（g）21MMMMpL水温C0水的密度(kg/m3)L粉尘密度(kg/m3)P=Mp*L／ML七、思考题1硅藻土的真密度是多少？本实验是否在其，并请分析误差的来源。2．两种测量方法测定的真密度哪一个值偏大?哪一个结果更加接近实际值?为什么?大气实验指导书5时间：地点：学校英东楼504环保室测量人：班级：学号：同组同学的学号指导老师：评分：实验二旋风除尘器的性能研究一、实验要素实验目的本实验的目的是为了了解旋风除尘器的除尘原理以及影响除尘效果的因素，并学会测量烟道气的流量和浓度，从而计算出除尘器的效率。二、实验原理旋风除尘器是工业上应用最为广泛的除尘设备之一，它具有除尘效率高，设备简单，一次投资较少等优点。它主要是利用气体在除尘器中旋转多圈，由于粉尘粒子所受到的离心力远远大于气体，因此粉尘撞击在除尘器的内壁，从而降落在灰斗中，干净的气体从排气管排出。三、实验装置1、XLP/A型旋风除尘器；2、风机；3、皮托管平行烟尘烟气测试仪；4、多功能采样管。除尘装置如图：四、实验步骤1、确定采样位置：在采集尘粒样品时，尽可能将采样位置放在管道中气流平稳的管段，距阀门、接头和其它变径管段的下游方向大于6倍管径，或在起上游倍管径处，不得小于管道直径的1.5倍。大气实验指导书6圆形的管道，采样的个数随管道的直径而变化。对于直径小于0.5米，取两个测量点，距离管道内壁分别为0.146D，0.853D，本实验只取管道内壁为0.5D的情况进行实验。如下图所示：对于矩形的管道，当面积小于1时，将矩形分成四小块，取中间四个点，如下图所示：2、气体流量的测定：测定气体流量时采用烟气动压法，即先测得气体的动压，算出气体的速度，再计算气体的流量。由于计算时需要气体的密度，所以同时必须测量全压，计算静压。气体全压的测量主要用皮托管，将一个迎气流的皮托管接口与U型压力计连接，读得的压力数值即为管道的全压（注意数值的正负），如图所示：大气实验指导书7气动压的测量也用皮托管，将迎气流的接口与烟气测试仪的“+”级连接，将背气流的接口与烟气测试仪的“-”级连接，管道连接图如下：测得动压后，根据公式a)管道的静压Ps=P-Pd×Kp2b)式中：P——管道的全压，PaPd——管道的动压，PaPs——管道的静压，PaKp——皮托管的修正系数，取0.84；注意：测量管道的全压时注意读数的正负值和单位。管道的动压须待读数稳定时进行读取。（2）烟气的密度r=1.34×[273/(273+ts)]×[(Ba+Ps)/101325]式中：ts——烟气的温度，0CBa——大气的压力，Pa（3）烟气的流速公式Vs=1.414×Kp×(Pd/r)1/2大气实验指导书8式中：Vs——烟气的流速，m/s（4）测定状态烟气的流量Q=3600×Vs×F式中：Q——烟气的流量，F——管道的截面积m2，；此处的管径为150mm，即0.01767m2；3、尘样的浓度测量：此处用采样器测量。将已经称量好重量的滤筒放入采样管的滤筒夹内，采样管伸入管道，开机运行一段时间，记录大气压力，采样器的指示压力Pr，温度tr，按照等速采样的公式计算此时的流量，公式如下：（1）等速采样的流量Q1=0.047×d2×Vs×[（Ba+Ps）/(273+ts)]×[（273+tr）/(Ba+Pr)]式中：Q1——等速采样的流量，L/mind——采样嘴的直径，mmtr——采样器上温度计的温度，0CPr——采样器压力表的压力，Pa注意：读取Pr时注意采样器压力表的单位和正负值。（2）调节采样嘴的大小和流量计，近量使流量Q1在20~30L/min的范围。（3）称量起始的滤筒重量g1。同时称量加入的粉尘重量M，按每次5g投加，每20s投加一次，共实验5min。（4）开动机器，定时均匀地加入粉尘，正式开始实验，采样5分钟，记录总流量，称量此时滤筒的重量g2。（5）根据下面的公式计算粉尘浓度：C=(g2-g1)/(Q1×t)式中：g2——滤筒采样后的重量，gg1——滤筒采样前的重量，gt——采样的时间，min管道的连接图如下：（6）从除尘器出气的粉尘流量G2根据G2=C×Q计算。（7）除尘器的进气的粉尘流量G1按15g/min换算成kg/h来进行计算（8）计算除尘器的效率。大气实验指导书9η=(1-G2/G1)×100%式中：G1——除尘器进口的粉尘流量，kg/hG2——除尘器出口的粉尘流量，kg/h五、实验记录测量点：测量时间：当地大气压力：Ba=（表1）原始数据测量尘指标读数动压PdKpa流速m/s烟气温度Ts(℃)采样嘴的直径d(mm)湿度（%）滤筒采样前的重量g1g滤筒采样后的重量g2g进气的粉尘流量G1g/min表2纪录数据测量指标读数备注编号跟踪率时间地点滤筒号标况体积(Qr’nd*t)NdLNdL即为化成标况下的L标干流量QsndNdm³/hNdm³/h即为化成标况下的m³N/h动压Pa静压KPa全压KPa流速m/s烟温℃截面m²大气压KPa含湿量%采样嘴mm采样时间min滤筒采样前的重量g1g滤筒采样前的重量g2g粉尘的投加量G1g/min大气实验指导书10表3计算数据测量尘指标读数化成标准单位出气的粉尘浓度Cg/Lg/L出气的粉尘流量G2g/hKg/h进气的粉尘流量G1g/minKg/h除尘效率（%）%等速采样的粉尘浓度C=(g2-g1)/(Qr’nd*t)从除尘器出来的粉尘根据G2=C×Qsnd计算，注意G2单位为kg/h。计算除尘器的效率：η=(1-G2/G1)×100%进除尘器的粉尘流量G1为投加量*次数/5min，即kg/h六、数据处理1、计算出表2所列的项目。2、实验中出现了等速采样的流量和烟气的流量两个流量值，它们有什么不同？为什么要将等速采样的流量计算出来再正式开始实验？3、将全班各组的实验数据进行汇总，分别做出除尘器的除尘效率与进气流量Q的曲线并分析影响旋风除尘器效率的因素。大气实验指导书11时间：地点：学校英东楼504环保教研室测量人：班级：学号：同组同学的学号指导老师：评分：实验三袋式除尘器的性能研究一、实验目的：了解袋式除尘器的除尘机理，以及影响除尘效率的因素。二、实验原理：（略）三、实验装置：1、简易袋式除尘器；2、WJ-60B型皮托管平行全自动烟尘采样器；3、多功能采样管。四、实验步骤：2.打开电源开关。3.设置参数4.工况测量4.1.压力校零4.2.烟气温度的测量4.3.烟气湿度的测量5.选嘴6.正式开始采样设置好时间，开始正式实验。五、实验记录：测量点：测量时间：当地大气压力：Ba=（表1）原始数据测量尘指标读数动压PdKpa流速m/s烟气温度Ts(℃)采样嘴的直径d(mm)湿度（%）滤筒采样前的重量g1g滤筒采样后的重量g2g进气的粉尘流量G1g/min大气实验指导书12表2纪录数据测量指标读数备注编号跟踪率时间地点滤筒号标况体积(Qr’nd*t)NdLNdL即为化成标况下的LN标干流量QsndNdm³/hNdm³/h即为化成标况下的m³N/h动压Pa静压KPa全压KPa流速m/s烟温℃截面m²大气压KPa含湿量%采样嘴mm采样时间min滤筒采样前的重量g1g滤筒采样前的