大气污染控制工程实验共44页文档

实验1 粉尘真密度的测定 【实验目的】1．了解测定粉尘真密度的原理并掌握真空法测定粉尘真密度的方法。

2．了解引起真密度测量误差的因素及消除方法。

【实验原理】粉尘的真密度是指将粉尘颗粒表面及其内部的空气排出后测得的粉尘自身的密度。

真密度是粉尘的一个基本物理性质，是进行除尘理论汁算和除尘器选型的重要参数。

在自然状态下，粉尘颗粒之间存在着空隙，有的粉尘尘粒具有微孔，由于吸附作用，使得尘粒表面被一层空气所包围。

在此状态下测量出的粉尘体积，空气体积占了相当的比例，因而并不是粉尘本身的真实体积，根据这个体积数值计算出来的密度也不是粉尘的真密度，而是堆积密度。

为了排除空气，测量出粉尘的真实体积，可以采用比重瓶液相置换法。

比重瓶液相置换法是将一定质量的粉尘装入比重瓶中，并向瓶中加入液体浸润来粉尘，然后抽真空以排除尘粒表面及间隙中空气，使这些部分被液体所占据，从而求出粉尘的真实体积。

根据质量和体积即可算出粉尘的真密度。

粉尘真密度测定原理如图2-1所示。

图1 测定粉尘真密度原理示意图若比重瓶质量为m 0，容积为Vs ，瓶内充满已知密度为s ρ的液体，则总质量m 1为：s s V m m ρ+=01当瓶内加入质量为m c 、体积为V c 的粉尘试样后，瓶中减少了V c 体积的液体，故比重瓶的总质量m 2为：c c s s m V V m m +-+=)(02ρ根据上述两式可得到粉尘试样真实体积V c 为：scc m m m V ρ+-=21所以粉尘试样的真密度c ρ为：sc s c s c c c c m m m m m m V m ρρρ=-+==21 式中：m c －粉尘质量，gV c －粉尘真实体积，cm 3 m 1－比重瓶＋液体的质量，g m 2－比重瓶＋液体＋粉尘的质量，g m s －排出液体的质量，g s ρ－液体的密度，g/cm 3【主要仪器及试剂】1．比重瓶：25ml ，3只 2．分析天平：0.1mg ，1台 3．真空干燥器：300mm ，1个 4．真空泵：真空度 > 0.9×105Pa ，1台 5．烘箱：0～150℃，1台 6．滴管：1支 7．烧杯：250ml ，1只8．滑石粉试样，蒸馏水，滤纸若干。

《大气污染控制工程》课程实验指导书实验一 移液管法测定粉体粒径分布一、实验目的掌握液体重力沉降法(移液管法)测定粉体粒径分布的方法。

二、实验原理液体重力沉降法是根据不同大小的粒子在重力作用下，在液体中的沉降速度各不相同这一原理而得到的。

粒子在液体(或气体)介质中作等速自然沉降时所具有的速度，称为沉降速度，其大小可以用斯托克斯公式表示。

2()18ρρμ-=P L pt gd v 且p d =式中 v t — 粒子的沉降速度，cm/s ； μ — 液体的动力粘度，Pa ·s； ρp — 粒子的真密度，g/cm 3；ρL — 液体的真密度，取水的密度：1 g/cm 3； g — 重力加速度，cm/s 2；d p — 粒子的直径，cm 。

这样，粒径便可以根据其沉降速度求得。

但是，直接测得各种粒径的沉降速度是困难的，而沉降速度是沉降高度与沉降时间的比值，以此替换沉降速度，使上式变为：p d =且218()p L pHt gd μρρ=- (1-3)式中 H — 粒子的沉降高度，cm t — 粒子的沉降时间，s粒子在液体中沉降情况可用下图表示。

图1-1 粒子在液体中的沉降示意图粉样放入玻璃瓶内某种液体介质中，经搅拌后，使粉样均匀地扩散在整个液体中，如图中状态甲。

经过t 1后，因重力作用，悬浮体由状态甲变为状态乙。

在状态乙中。

直径为d 1的粒子全部沉阵列虚线以下，由状态甲变到状态乙，所需时间为t 1。

12118()μρρ=-p L Ht gd同理， 直径为d 2的粒子全部沉降到虚线以下(即到达状态丙)所需时间为：22218()μρρ=-p L Ht gd 直径为d 3的粒子全部沉降到虚线以下（即到达状态丁)所需时间为：32318()μρρ=-p L Ht gd根据上述关系，将粉体试样放在一定液体介质中，自然沉降，经过一定时间后，不同直径的粒子将分布在相同高度的液体介质中。

根据这种情况，在不同沉降时间，不同沉降高度上取出一定量的液体，称量出所含有的粉体质量，便可以测定出粉体的粒径分布。

实验1 光学法测定粉尘粒径一、实验目的粉尘粒径的大小与除尘效果有着极其密切的关系，因此粉尘粒径大小的测定在通风除尘技术中是不可缺少的重要组成部分。

通过本实验应达到以下目的：1．掌握光学法测定粉尘粒径的基本原理及实验方法。

2．了解光学显微镜的操作方法。

3．学会数据处理及分析的方法。

二、实验内容(一) 粉尘样品光片的制备1．滴入半滴至一滴松节油于裁玻片，然后用钳子取少量粉尘样品，将粉尘均匀洒在载玻片的松节油中。

2．待粉尘在松节油中分散均匀后，在载玻片上面加上盖玻片。

在加盖玻片时，应先将盖玻片的一边置于载玻片上，然后轻轻地向下按以免产生气泡影响粉尘粒径的观察和测定。

(二)光学显微镜的操作1．装卸镜头2．调节照明3．调节焦距(三)显微镜下粉尘投影径的测定1．目镜刮皮尺每格所代表尺寸的测定将物台微尺置于物台上，准焦。

然后转动物台，使微尺与目镜刻度尺平行再移动微尺使两零点对齐。

仔细观察两小尺上的分格在什么地方再重合，数出两尺子在这段长度内各自的格子数。

例如目镜度尺为50格，物台微尺为48格，则目镜刻度尺的每小格相当于物台微尺的48／50格，再乘以物台微尺每小格所代表的长度，即48／50×0．01mm ＝0.0096mm，就是该放大倍数下目镜刻度尺的实际长度。

显微镜的放大倍数不同，目镜中刻度尺每格所代表的尺寸也不同。

2．粉尘粒径的测定在一定放大倍数下目镜刻度尺每格所代表的尺寸测定以后，将物台微尺取下，将粉尘样品光片置于物台上，依一定的顺序测定光片中粉尘投影粒径的大小。

将所测得的数据记录下来。

三、实验数据的记录及处理(一)原始数据的记录1．放大倍数为的显微镜中目镜刻度尺每格所代表的长度为um。

2．将粉生粒子投影径大小的测定结果列于表格中。

(二)实验数据的处理1．按教材中所述的粉尘粒径分布的计算方法将数据整理成表。

2．根据上述表整理的数据画出粒径分布的直方图。

3．按教材中的计算方法得出粉尘的特征数，整理成表。

大气污染控制工程实验指导讲义专业：环境工程指导教师：李平实验一大气中总悬浮颗粒物的测定一、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1．中流量采样器；2．中流量孔口流量计：量程70～160 L/min；3．U型管压差计：最小刻度0.1 kPa；4．X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15～30℃可调，控温精度±1℃；箱内空气相对湿度控制在(50±5)%；7．玻璃纤维滤膜；8．镊子、滤膜袋(或盒)。

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15～30℃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(μg/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)。

实验一总悬浮颗粒物TSP的测定实验一总悬浮颗粒物TSP的测定一、目的和要求1. 学习和掌握质量法测定大气中颗粒物的方法；2. 掌握大流量TSP采样器基本技术及采样方法。

二、原理测定总悬浮颗粒物的方法是基于重力原理制定的，国内外广泛采用称量法，即通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取一定体积的空气，通过已恒重的滤膜，空气中粒径小于100 µm的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前、后滤膜质量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的质量浓度。

滤膜经处理后，可进行组分分析。

三、仪器与材料1.大流量TSP(PM10)采样器（流量1.05m3/min） 1台；2.X光看片机 1台，用于检查滤膜有无破损；3.温度计 1个；4.气压计 1个；5.滤膜储存袋若干，用于存放采样后对折的滤膜；6.滤膜保存盒若干，用于保存运送滤膜，保证滤膜在采样前处于平展、不受折状态；7.恒温恒湿箱一个，要求温度在15～30℃之间，温度变化±1℃，相对湿度应控制在（50±5）％；8.镊子 1把；9.分析天平1台；称量范围≥10g，感量 0.1 mg，再现性（标准差）≤0.2mg；10.超细玻璃纤维滤膜，根据采样器托盘大小选择合适的滤膜，不允许过大或过小。

四、实验步骤1.采样（1）每张滤膜使用前均需检查，不得使用有针孔或有任何缺陷的滤膜采样。

（2）采样滤膜在称量前需在恒温恒湿箱内平衡24h，然后在规定条件下迅速称量，读数准确至0.0001g，记下滤膜的编号和质量，将滤膜平展地放在光滑洁净的滤膜保存盒内备用。

采样前，滤膜不能弯曲或折叠。

（3）采样时，将已恒重的滤膜用小镊子取出，“毛”面向上．将其放在采样夹的网托上（网托事先用纸擦净），放上滤膜夹，对正，拧紧，使不漏气，安好采样器顶盖，然后开机采样，调节采样流量为1.05m3／min。

（4）采样开始后 5 min 和采样结束前 5 min 记录一次流量。

采样时间45min。

大气污染控制工程实验指导书环境工程实验室第一部分粉尘性质的测定实验一、粉尘真密度测定一、目的粉尘真密度是指密实粉尘单位体积的重量，即设法将吸附在尘粒表面及间隙中的空气排除后测的的粉尘自身密度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，而粉尘物体的体积测量则由于粉尘吸附的气体及粒子间的空隙占据大量体积，故用简单的浸润排液的方法不能直接量得粉尘体积，而应对粉尘进行排气处理，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。

二、测试仪器和实验粉尘比重瓶、三通开关、分液漏斗、缓冲瓶、真空表、干燥瓶、温度计、抽气泵、被测粉尘、蒸馏水三、测试步骤1. 称量干净烘干的比重瓶mO然后装入约1/3之一体积的粉尘，称得连瓶带尘重量mS2. 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。

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mSe6. 洗净比重瓶中粉尘，装满蒸馏水称其重量mep D m s m。

------------ «Pe g/cm 3（、ms-m。

）*”-mb式中：m。

比重瓶自重g；mS （比重瓶+粉尘）重g;mSe（比重瓶+粉尘+水）重g；me （比重瓶+水）重g;Pe测定温度下水的密度；Pp粉尘的真密度g/cm3四、测定记录粉尘名称电厂锅炉飞灰粉尘来源电厂液体名称自来水液体密度1 g/cm3 测定温度16 °C 测定日期2010/5/21平均真密度2.241 g/cm3五、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? 答：先加水后抽气测定真密度的结果会略小于该法。

大气污染控制工程实验
大气污染已成为世界范围内的一个严重问题，对环境的破坏和人类健康的危害越来越严重。

因此，对大气污染的监测和控制已成为保护环境和人类健康的紧迫任务。

本次实验旨在介绍大气污染控制技术和方法，并通过实验课程使学生掌握各种污染控制技术的原理和应用，提高学生的实践操作能力和解决实际问题的能力。

本实验教学采用了综合性实验，包括污染源监测、大气污染控制技术实验、大气污染分析实验等方面内容，旨在通过手工测量、仪器监测、软件计算等方式来掌握大气污染物的测量方法和控制技术，理解污染物在大气中的传输和扩散规律，了解各种大气污染控制器的工作原理、结构和工作经验。

本次实验的主要内容包括（一）空气污染分析实验（二）空气污染监测实验（三）空气污染控制技术实验等方面。

实验过程中，学生们不仅能够了解到大气污染的危害和污染源的种类，还能够亲自实验体验到大气污染控制技术的应用效果，提高学生们在环境保护领域的综合素质和实践操作能力。

根据本实验教学的特点，我们需要具备以下的技能人才：
1. 具备污染源监测和大气污染控制技术实验的基本操作技能；
2. 熟悉大气污染物的主要来源和传输机理，掌握大气污染物的分析和监测方法；
3. 具备分析和评估大气污染治理技术和措施的能力，并掌握大气污染控制器的工作原理和结构。

正如实验教学的主旨所在，“实践出真知”，在本次实验中，同学们将深入了解到大气污染治理技术的应用与发展，全方位、多角度地提高学生成才率、就业竞争力。

大气污染控制工程实验三颗粒活性炭吸附净化气体中的乙酸乙酯1、实验目的和意义活性炭吸附广泛用于大气污染、水质污染和有毒气体的净化领域。

通常情况下，吸附法净化气态污染物系利用活性炭巨大比表面积所形成的良好物理吸附性能将废气中的污染气体分子吸附在活性炭表面，从而达到净化气体的目的。

通过变温吸附操作，可实现吸附剂的再生并可得到浓集污染物的气体以利于后续的回收或进一步处理。

本实验采用固定床吸附器，用颗粒活性炭作为吸附剂、吸附净化浓度约为3000~5000mg/m3的模拟乙酸乙酯废气，通过一定工况条件下的吸附穿透曲线的测定可计算出动态吸附量、不同床层高度下的保护作用时间、传质区高度和不饱和度等参数，增加对吸附放热过程的认识。

同时，通过热空气吹脱脱附实验可加深同学对变温吸附过程的认识。

通过实验应达到以下目的：1）深入理解吸附法净化有害废气的原理和特点。

2）加深对吸附传质过程和穿透曲线的理解。

3）掌握通过实验手段获得吸附床设计参数的方法。

4）加深对热脱附过程的理解。

2、实验原理活性炭通常是基于其较大的比表面积所形成的物理吸附性能来吸附气体中的乙酸乙酯的，产生物理吸附作用的力主要是分子间的引力。

含污染物气流通过颗粒活性炭床层后，由于吸附速率的因素，形成一个传质吸附区，在形成相对稳定的传质区后，传质区基本上沿气流方向向前恒速推进。

床尾出口气流浓度一开始保持不变，达到破点后，逐渐升高直到接近进口浓度。

本实验通过穿透曲线的测定和数据处理可加深对吸附传质过程的理解，通过对吸附床温度监测可增加对吸附放热的认识，同时，通过对床层热气体脱附过程的观察，加深对变温脱附过程的认识。

3实验装置、流程3.1实验流程实验流程及装置如图3.1 所示。

包括气体发生和计量系统，吸附柱（含底部加热）系统，采样及分析系统等。

1．主气流流量计2，3. 配气流量计；4. 配气混合装置；5.鼓泡气体发生器；6. 混合缓冲器；7.吸附塔；8. 再生加热器；9. 配气气泵；10主气泵；a, b, c, d，e，f ，g阀门；T1，T2，T3.T4，T5温度传感器系统不同阶段的阀门开闭状态情况：起始阶段配气（为方式配气过程中的气体发生吸附作用，设置旁路）：关闭阀门a，d，f打开b，c，e，g吸附阶段：打开阀门b，d，e，f，g；关闭阀门a，c脱附阶段：打开阀门a，c，d，g；关闭阀门b，e，f图3.1 乙酸乙酯吸附台架实验装置本实验采用鼓泡法配制一定浓度的乙酸乙酯气体。

大气污染控制工程实验指导讲义专业：环境工程指导教师：李平实验一大气中总悬浮颗粒物的测定一、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1．中流量采样器；2．中流量孔口流量计：量程70～160 L/min；3．U型管压差计：最小刻度0.1 kPa；4．X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15～30℃可调，控温精度±1℃；箱内空气相对湿度控制在(50±5)%；7．玻璃纤维滤膜；8．镊子、滤膜袋(或盒)。

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15～30℃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(μg/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)。

实验一大气气象要素的测定一、实验目的和意义从污染源排放到大气中的污染物，需要经过大气介质进行传输，因此大气的气象条件与污染物的运移和扩散有关。

这些影响千差万别，有时候是有利的，有时候也存在不利的一面；因此为了准确有效的对大气污染进行控制，必须对不同的气象条件下污染物质的运移、扩散规律进行研究，也就提出了对气象状态进行测定和描述的要求。

气象要素是气象学中用以描述大气状态的的物理量，主要的气象要素包括气温、气压、气湿、风向、风速、云况和能见度等。

本次实验应达到如下目的：1.掌握测定大气气温、气压、风速的基本方法；2.掌握干湿温度计的工作原理和操作方法；3.掌握使用风速计算风力等级；3u (Km/h)02.3F4.可以通过实地观测对云量的定义有感官认识；5.通过对当地工厂某时的烟囱排放的烟羽形状逆向判断当时的大气温度层结；二、实验原理1.气象要素测定原理上述气象要素均为观测中直接获得。

2.手摇动干湿表的工作原理手摇干湿表的示意图如左图所示。

它由表板、温度刻度、干球温度计和湿球温度计（较长的一支），链环、手把和包裹在湿球温度计水银球的脱脂纱布组成。

当脱脂纱布中浸没在液体中的时候，液体相当于置放在一定温度和湿度的气流中，如果气、液两相温度不等，液体表面上的湿份蒸汽压与气流中湿份的蒸汽压不等，则液体于气体之间将发生传热和传质。

当液体温度低于气体温度较多，而气体又未饱和时，则气体传热给液体，液体在表面汽化。

液体蒸汽压由液面向气相传递；由于气量相对于液量来说很大，认为气体的温度和气体的湿度都不变，最初气体与液体间的温差大，气体给液体的传热，除供给液体汽化以外，多余的热供给液体升温。

随着液体升温，一方面因气液间温差逐渐减小，传热速率也减小；另一方面液体饱和蒸汽压升高，使得传质推干湿球温度计示意图动力增大，一段时间后，当传热速率和液体汽化的吸热速率相等的时候，液体就达到稳定的温度，这样的稳定温度就称为气体的湿球温度。