大气污染控制工程

1、大气污染控制工程实验指导书苏州科技学院环境科学与工程学院中心实验室二零壹叁年叁月学生实验守则本实验目的在于将书本上所学的理论知识，通过实验验证增强动手能力、掌握操作技能、测量方法和培养分析实验数据、整理实验成果及编写实验报告的能力。进行实验必须遵守：一、遵守上课时间，不得迟到及无故缺课。因故不能上课者必须及时请假并进行补课；二、实验课前必须预习实验讲义中有关内容，了解本次实验的目的、要求、仪器设备、实验原理、实验步骤、记录表格等；三、进入实验室内必须严肃认真、不得喧哗。不得乱动其它与本实验无关的仪器设备；四、开始实验之前，要先对照实物了解仪器设备的使用方法，弄清实验步骤，做好实验前的准备工作，

2、然后再进行实验。实验小组成员应互相配合，精心操作、细心观察、认真进行数据测量；五、实验过程中应按照教师要求及时对所测量的数据进行认真整理，以便检验实验的正确性；六、爱护仪器设备和其它公共财物，如有损坏，应查清责任，立即向指导教师报告，视损失情况酌情赔偿；七、实验完毕应报告指导教师，经许可后将仪器设备恢复原状后，方可离开实验室；八、实验报告应力求书写工整，图表清晰，成果正确。并写上同实验小组成员的名称，以便教师检验。如有不符合要求者，应重做；目 录实验一 粉尘真密度测定实验实验二 布袋式除尘实验实验三 活性碳气体吸附实验实验四 筛板塔气体吸收实验实验一 粉尘真密度测定实验实验目的通过本实验掌握测

3、定真密度方法之一比重瓶法实验原理真密度是指将吸附在尘粒表面的内部的空气排除以后测得的粉尘自身的密度。本实验采用抽真空方式，使在比重瓶液面下粉尘所含气体得以赶出，从而达到测定目的。仪器50mL比重瓶 二只 电子天平 一台干燥器 一只 抽真空装置 一套滤纸 若干 恒温水浴 一套测定步骤将比重瓶洗净、烘干，用天平称至恒重G1；将粉样放在10010的烘箱中，烘干1小时，然后置于干燥器中冷却到室温，取10g左右烘干的粉样加到比重瓶中，用滤纸擦去瓶外粉尘，用天平称重得粉尘与比重瓶重G2，而实际加入的粉尘样品重量为G3，G3=G2-G1；向装有粉尘样品的比重瓶内慢慢注入蒸馏水，至比重瓶一半高度，然后按图所示

4、接入抽气系统；抽气系统开始工作，先把三通阀门旋到放空一侧，启动真空泵，然后把三通阀门慢慢地旋到接通比重瓶的一侧，开始抽气，轻轻地摇动比重瓶，赶走粉尘间夹带的气体，但不要摇得过急，以防尘粒从比重瓶内飞出；抽到比重瓶内的气泡渐渐减少，直至基本消失后，停止摇动，慢慢地旋动三通阀门，使比重瓶与大气接通，让空气慢慢的送入比重瓶内，关闭真空泵电门，然后取下比重瓶；再向比重瓶内加入蒸馏水，直到加满，盖上比重瓶塞，放入恒温水浴内约30分钟，恒温条件随室温而变，一般调节恒温水浴温度高出室温5左右；取出比重瓶，用滤纸擦干瓶外水滴，放在天平中称重得G4；将比重瓶中粉尘倒出，然后洗净比重瓶，将蒸馏水加入比重瓶，直到加

5、满，盖上瓶塞，放入恒温水浴内约20分钟，然后称重得G5，恒温条件如6条。计算式中：尘粒真密度（kg/m3） V 恒温水浴温度下的蒸馏水密度（g/cm3），可查表 G1比重瓶重（g） G2比重瓶加粉尘样品的重量（g） G3比重瓶内粉尘样品的实际重量（g） G4比重瓶加粉尘样品加水的重量（g） G5比重瓶加水的重量（g）不同温度下蒸馏水的密度温度（）1520253035蒸馏水密度0.99910.99820.99710.99570.9941六、注意事项1、在做本实验前，应复习下电子天平的操作方法。2、由于抽气管道是玻璃材料制成，因此，在操作过程中应用微力摇动比重瓶，既要赶走粉尘间的气体，又要分配保护

6、装置。七、记录格式比重瓶编号1#2#恒温水浴温度（）V （g/cm3）G1 （g）G2 （g）G3 （g）G4 （g）G5 （g）V0 （kg/m3）测定平均值实验二 布袋式除尘实验一、实验目的通过实验掌握布袋式除尘器的结构形式及运行操作，进一步提高对除尘器除尘机理的认识。二、原理、用途及特点：此装置为布袋除尘器，它是过滤式除尘器的一种，是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置。这种装置主要采用纤维织物作滤料，常用在工业尾气的除尘方面。它的除尘效率一般可达99%以上。虽然它是最古老的除尘方法之一，但由于它效率高、性能稳定可靠、操作简单、因而获得越来越广泛的应用。其主要原理是：含尘气流从进气

7、管进入，从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集与滤料上，透过滤料的清洁气体由排气管排出。沉积在滤料上的粉尘，可在振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。因为滤料本身网孔较大，因而新鲜滤料的除尘效率较低，粉尘因截流、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。滤布只不过起着形成粉层初层和支撑它的骨架作用，但随着粉尘在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把有些已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率显著下降。另外，若除尘器阻力过高，还会使除尘系统的处理气量显著下降，影响生产系统的排风效果。因此，除尘

8、器阻力达到一定数值后，要及时清灰。三、主要技术参数及指标：气体流动方式为逆流内滤式，动力装置布置为负压式。处理气量 100m3/h，过滤速度为1m/min环境温度：540设备净化效率大于99%设备压损：8001200Pa四、实验设备系统组成和作用机械振打布袋除尘器实验系统如图所示，从右向左说明如下：透明有机玻璃进气管段1付，配有动压测定环，与微压计配合使用可测定进口管道流速和流量；自动粉尘（实验所用粉尘为医用级滑石粉）加料装置(采用调速电机)，用于配置不同浓度的含灰气体；入口管段采样口，用于入口气体粉尘采样；也可利用比托管和微压计在此处测定管道流速；布袋除尘器入口、出口测压环，与U型压差计一道

9、用来测定布袋除尘器的压力损失；有机玻璃制布袋除尘器（含涤纶针刺毡覆膜滤袋、振动清灰电机及卸灰斗）；出口管段采样口，用于出口气体粉尘采样；也可利用比托管和微压计在此处测定管道流速；风量调节阀，用于调节系统风量；高压离心通风机，为系统运行提供动力；仪表电控箱，用于系统的运行控制。五、操作步骤：1、首先检查设备系统外况和全部电气连接线有无异常（如管道设备无破损，U型压力计内部水量适当、卸灰装置是否安装紧固等），一切正常后开始操作；2、打开电控箱总开关，合上触电保护开关；3、在风量调节阀关闭的状态下，启动电控箱面板上的主风机开关；4、调节风量调节开关至所需的实验风量；（即调节连接入口端动压测定环的微压

10、计显示的动压值，动压值可按试验时的温度和湿度和所需的试验入口风速计算而得，也可通过比托管测定入口管段的动压和流速、流量）5、用托盘天平称出发尘量G1，将G1加入到自动发尘装置灰斗，然后启动自动发尘装置电机，并可调节转速控制加灰速率；6、当U型压差计显示的除尘器压力损阻上升到1000Pa时，先可在主风机正常运行的情况下启动振打电机2min进行清灰即可，振打电机的启动频率取决于入口气流中的粉尘负荷；（如在处理风量较大的运行工况以上方式清灰后设备压降仍继续上升到1500Pa以上时，则须关闭风机、停止进气，振打滤袋5min，使布袋黏附粉尘脱落、下落到灰斗。然后重新开启风机进气，使袋式除尘器重新开始工作

11、）7、实验完毕后依次关闭发尘装置、主风机，然后启动振打电机进行清灰5min，待设备内粉尘沉降后，清理卸灰装置。8、称出布袋除尘器的收尘量GS；9、按下式计算出除尘器的去除效率；式中： 除尘效率，%10、关闭控制箱主电源；11、实验结束，检查设备状况，整理好实验用的仪表、设备，计算、整理实验数据，没有问题后离开。六、注意事项：必须熟悉仪器的使用方法；注意及时清灰；长期不使用时，应将装置内的灰尘清干净，放在干燥、通风的地方。如果再次使用，要先将装置内的灰尘清干净再使用；滤袋使用到一定时间，要进行更换。七、设备与附件的组成： 1、自动发尘加料装置 1套2、有机玻璃喇叭型进灰均流管段 1套、3、振打装

12、置(调速电机及调速器1套)、 1套4、有机玻璃制布袋除尘器 (800 mm600 mm)： 1套5、滤袋材质为：涤纶针刺毡覆膜滤袋、滤袋过滤面积、160700 mm、滤袋6个、6、粉尘卸灰装置、接灰斗 1套、7、监测口 2组、8、连接管段、 1套9、进出口风管 1套、10、高压离心风机1套、1.5KW电机 1台、11、风量调节阀 1套、12、排灰管道 1付、12、仪表电控箱 1只、13、漏电保护开关 1套、14、按钮开关 2只、15、电压表 1只16、电源线 1批17、不锈钢支架等组成。 1套、八、实验记录和处理分别记录除尘器进口和出口的灰尘量，并结合进灰时间和风量，计算出该除尘器的进灰浓度以

13、及除尘效率。实验三 活性碳气体吸附实验一、实验意义和目的在石油、化工、印刷、喷漆及军工等某些生产过程中，常排放（或逸散）出含有不同浓度的有机废气，都是对人体健康危害极为严重的有机污染物。活性碳吸附法治理低浓度有机废气是工业上较为常用的方法，应用此法治理高浓度废气时，要考虑活性碳吸附剂的容量及其再生循环使用的经济效果。二、实验原理吸附是利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物，使混合气体中所含的一种或数种组分富集于固体表面上，以达到和气体中其它组分分离的目的。产生吸附作用的力可以是分子间的引力，也可以是表面分子与气体间的化学键力，前者称为物理吸附，后者称为化学吸附。在用吸附法净化有机废气时，在多数情况

14、下发生的是物理吸附。吸附了有机组份的吸附剂，在温度、压力等条件改变时，被吸附组份可以脱离吸附剂表面，利用这一点，使吸附剂得到净化而能重复使用。本实验以颗粒活性碳为吸附剂，吸附低浓度有机废气。三、实验流程、仪器和试剂（一）实验流程实验流程如下图所示。该流程可分为如下几部分：如图所示，从左向右系统情况如下：1、SO2气体钢瓶1套（或有机气体发生装置），与小转子流量计一道用于配制入口气体； 2、风机一台，为实验系统提供动力；3、主气流流量计，用于实验主气流的计量；4、气体混合缓冲装置，用于使试验气体混合均匀稳定；5、配气污染物检测采样口，用于实验准备阶段配气的采样分析；6、气体管路三通及阀门，用于气

15、体流量的调节和试验配气准备阶段与吸附试验阶段的气流切换；7、活性炭吸附塔，包括可拆卸有机玻璃塔体，不锈钢支架，气体采样口、压降测口等，根据实验的需要可自行确定装炭层数和高度；8、U型压差计，用于活性炭床压降的测定；9、排气管。（二）主要技术指标及参数1、实验气量512m3/h，2、对有机物的净化效率大于95%。3、吸附塔尺寸 1001000 mm4、实验台架外型总尺寸 12004001800 mm 四、操作步骤1、首先检查设备系统外况和全部电气连接线有无异常（如管道设备无破损，U型压力计内部水量适当，活接均已紧固到位等），一切正常后开始操作；2、实验用吸附塔的活性炭的装填，根据实验要求装填一定

16、高度的活性炭（考虑到每次实验时间的限制，通常装填炭的总高度不超过150mm）3、在完成活性炭吸附塔的装填连接好后，小流量计入口阀关闭的情况下启动风机，在吸附塔入口阀（水平安装）关闭情况下调节旁路阀（垂直安装）至使主气流流量计指示到所需的试验流量。4、入口气体的配制。SO2气体的配制：在SO2钢瓶减压阀关闭的前提下小心拧开SO2钢瓶主阀门，再慢慢开启减压阀，通过调节小转子流量计阀门观察小转子流量计刻度读数和配气污染物检测采样口处SO2测定仪所指示的气体SO2浓度至所需的入口浓度。（通常SO2的入口浓度设定在1000-3000mg/Nm3，若改用有机气体作为目标气体通常的浓度范围在800-6000

17、mg/m3。入口浓度高时穿透时间会缩短，可节约实验所需时间，但需注意控制传质区长度不大于装炭高度）5、打开气路管道上吸附塔入口阀同时关闭旁路阀，然后调节吸附塔入口阀保证主气流流量计刻度仍为所需设定流量，观察小转子流量计刻度读数（如有变化需通过流量计阀调回上一步地刻度），开始吸附试验。6、吸附试验可在吸附开始后的不同时刻采集测定各采样口的气体浓度，在所有浓度测定工作结束前通过U型压差计测定吸附床层压降。7、可通过调节气体组分和浓度和空塔气速进行实验（需更换活性炭或沸石吸附剂）。8、实验操作结束后，先关闭SO2气瓶主阀，待压力表指数回零后关闭减压阀。（对于有机气体，关闭水浴电源，关闭小流量计入口气

18、阀）。然后关闭切断风机的外接电源。9、检查设备状况，记录尾气处理设施的使用时间，没有问题后离开。五、注意事项：1、吸附塔出口务必通过管道连接排放到室外；2、SO2气瓶的使用应严格按实验室的相关安全规程运行管理。六、实验数据记录和整理实验记录活性碳重量碳层高度吸附管直径C1读数C2读数气体流量空塔速度进气浓度通气一定时间内出口浓度 min min min min七、维护与保养：吸附塔设备应该放在通风干燥的地方；平时经常检查设备，有异常情况及时处理。系统较长时间不用时，清空尾气吸收、吸附罐。实验四 筛板塔气体吸收实验一、实验目的通过本实验了解筛板塔的构造，及其对有害气体的吸收原理和效果，加深对吸收

19、法去除大气污染物技术的掌握。二、原理 、用途及特点：筛板塔为逐级接触式气液传质设备，能够实现蒸馏和吸收两种分离操作，广泛应用于化工、石油化工、石油等行业中。在筛板塔内，气体保持一定的速度上升，流体沿降液管流下后，进而沿筛板水平流动与上升的气流充分接触，从而完成两相间的传质过程。筛板塔空塔速度较高，因而生产能力大，塔板效率高，操作弹性大，造价低，检修、清理方便。 三、技术指标及参数：气体流量=300m3/h 循环液流量0.11m3/h 2、塔径250 mm3、塔高1500 mm4、碱液对SO2吸收效率80%以上四、实验装置构成和作用： 如图所示，从左向右系统情况如下：透明有机玻璃进气管段1付，配

20、有动压测定环，与微压计配合使用可测定进口管道流速和流量；SO2气体钢瓶1套，与玻璃转子流量计配合用于配制所需浓度的入口SO2气体； 入口管段采样口，用于入口气体SO2浓度测定采样；也可利用比托管和微压计在此处测定管道流速；筛板式吸收塔入口、出口测压环，与U型压差计一道用来测定吸收塔的压力损失；筛板（网）式吸收塔，包括有机玻璃塔体，塔板，溢流堰，降液管，吸收液布液装置和除雾段，是发生气液传质的场所；吸收液循环槽系统，包括储液槽；进水口及阀；吸收液注加口（D50）及阀；溢流口、放空口加上管道和阀门组成的排液系统；不锈钢水泵（通过控制箱面板按钮控制运行）、控制阀、流量计组成的循环液系统。该系统用来准

21、备吸收液，储存、循环吸收液。出口采样口，用于出口气体SO2浓度测定采样；电器控制箱，用于系统的运行控制；风量调节阀，用于调节系统风量；风机，为系统提供动力，通过控制箱按钮控制运行。五、操作步骤：1、首先检查设备系统外况和全部电气连接线有无异常（如管道设备无破损，U型压力计内部水量适当等），一切正常后开始操作；2、打开电控箱总开关，合上触电保护开关；3、当储液槽内无吸收液时，打开吸收塔下方储液槽进水开关，确保关闭储液箱底部的排水阀并打开排水阀上方的溢流阀。如需要采用碱液吸收，则先从加料口阀门加入一定量吸收剂的浓溶液，然后通过进水阀进水稀释至适当浓度。当贮水装置水量达到总容积约3/4时，启动循环水

22、泵。通过开启回水阀门可将储液箱内溶液混合均匀；通过开启联接流量计阀门可形成喷淋水循环，使喷淋器正常运作，通过阀门调节可控制循环液流量。待溢流口开始溢流时，关闭储液箱进水开关；4、在关闭调风阀的情况下通过控制箱启动风机，然后调节调风阀至所需的风量（即调节联接入口端动压测定环的微压计显示的动压值，动压值可按试验时的温度和湿度和所需的试验入口风速计算而得）进行实验；5、在主风机运行的情况下，首先确保SO2钢瓶减压阀处于关闭状态、然后小心拧开SO2钢瓶主阀门，再慢慢开启减压阀，通过观察转子流量计刻度读数和入口处SO2测定仪所指示的气体SO2浓度调节阀门至所需的入口浓度开始实验（通常SO2的入口浓度设定

23、在1000-3000mg/Nm3）。入口和出口气体中的SO2浓度可通过采样口测定或进行样品采集。通过U型压力计可读出各工况下的吸收设备压降；6、可通过循环回路所设阀门调节循环液流量进行不同液气比条件下的吸收试验。也可通过调节吸收液的组分和浓度进行实验；7、吸收实验操作结束后，先关闭SO2气瓶主阀，待压力表指数回零后关闭减压阀，然后依次关闭主风机、循环泵的电源。在较长不用的情况下，打开储液箱底部的排水阀排空储液箱；8、关闭控制箱主电源；9、检查设备状况，没有问题后离开。10、注意：如加药最好加NaOH氢氧化钠或NaCO3碳酸钠。吸收液浓度控制在0.5-2%（重量）。五、维护与保养：设备应该放在通

24、风干燥的地方；平时经常检查设备，有异常情况及时处理。六、实验数据记录与处理： 对筛板塔进口和出口的气体含量进行测量，计算出其去除效率，并加以分析。附录：二氧化硫分析方法甲醛溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺比色法(一) 原理 空气中二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲基磺酸，加碱后，与盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色化合物，比色定量。(二) 试剂(1) 吸收液(甲醛邻苯二甲酸氢钾缓冲液)储备液：称量2.04g邻苯二甲酸氢钾和0.364g乙二胺四乙酸二钠(EDTA2Na)溶于水中，移入1L容量瓶中，再加入5.30ml37%甲醛溶液，用水稀释至刻度。储于冰箱，可保存一年。使用溶液：临用时，将上述吸收储

25、备液用水稀释10倍。(2) 2mol/L氢氧化钠溶液 称取8.0g氢氧化钠溶于100ml水中。(3) 3g/L氨磺酸钠溶液 称取0.3g氨磺酸钠，加入3.0ml2mol/L氢氧化钠溶液，用水稀释至100ml。(4) 4.5mol/L磷酸 量取307ml磷酸(优级纯，201.69g/ml)，用水稀释至1L(5) 0.25g/L盐酸副玫瑰苯胺(PRA)溶液 称取0.025gPRA溶于100ml 4.5mol/L磷酸溶液中。(6) 二氧化硫标准溶液 称取0.20g亚硫酸钠(Na2SO3)及0.01g乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA2Na)溶于200ml新煮沸并冷却的水中。此溶液每毫升含320400g二氧

26、化硫。溶液需放置23h后用碘量法标定其准确浓度。标定方法：取二只250ml碘量瓶，分别标上“A”和“B”，各瓶中分别加入50ml 0.010mol/L碘使用溶液，“A”瓶中准确加入25ml亚硫酸钠标准储备液(标液滴定)，“B”瓶中加入25ml水(空白滴定)，混匀后，静置5min，分别用0.0100mol/L硫代硫酸钠标准使用溶液滴定至淡黄色，加1ml 0.5%淀粉指示剂，继续滴定至蓝色刚刚消失，即为终点。分别记录硫代硫酸钠溶液的用量。标液滴定和空白滴定各重复做一次，两次滴定所用硫代硫酸钠溶液的体积误差不超过0.05ml。用下式计算二氧化硫的浓度：式中A标液滴定所用硫代硫酸钠溶液体积，ml；B空

27、白滴定所用硫代硫酸钠溶液体积，ml；M硫代硫酸钠的浓度，mol/L；25亚硫酸钠标准贮备溶液体积，ml；320001m1 1mol/L的硫代硫酸钠溶液相当于二氧化硫的g数。标定后立即用吸收液稀释成1.00ml含5g二氧化硫的标准溶液。 (7) 二氧化硫渗透管 用重量法校准渗透管，渗透率范围为0.12.0g/min，不确定度为2%。(三) 采样1. 3060min采样用一个内装8ml吸收液的普通型多孔玻板吸收管，以0.5L/min流量，采气1530L。2. 24h采样用一个内装50ml吸收液的直筒型气泡吸收管，以0.2L/min流量，采气288L。采样期间应避免日光照射样品。吸收液温度保持在30

28、以下。记录采样时的温度和大气压力。(四)分析步骤1.标准曲线的绘制 用标准溶液绘制标准曲线 取6个25ml具塞比色管，按下表制备标准色列管。 于标准色列各管中分别加入1.0ml 3g/L氨磺酸钠溶液，0.5ml2.0mol/L氢氧化钠溶液，1ml水，充分混匀后，再用可调定量加液器将2.5m1 0.25g/LPRA溶液快速射入混合溶液中，立即盖塞颠倒混匀(如无可调定量加液器，也可采用倒加PRA溶液：将加入氨磺酸钠溶液，氢氧化钠溶液和水的混合溶液混匀后，再倒入事先装有2.5ml0.25g/LPRA溶液的另一组比色管中，立即盖塞颠倒混匀)，放入恒温水浴中显色。此时可根据不同季节的室温从表111中选择

29、最接近室温的显色温度和时间。用10mm比色皿，以水作参比，在波长570nm处，测定各管吸光度。以二氧化硫含量(g)为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，并计算回归线的斜率。以斜率的倒数作为样品测定的计算因子Bs(g)。表111显色温度与时间2.样品测定 将吸收液全部移入比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并样品溶液使总体积为10ml，然后按用标准溶液绘制标准曲线的操作步骤测定吸光度。在每批样品测定的同时，用未采样的吸收液作试剂空白的测定。(五)计算用标准溶液制备标准曲线时，空气中二氧化硫浓度计算。式中c空气中二氧化硫浓度，mg/m3；A样品溶液的吸光度；A0试剂空白溶液的吸光度；Bs用标准溶液

30、制备标准曲线得到的计算因子，g；D分析时样品溶液的稀释倍数；V0换算成标准状况下的采样体积，L。(六)说明(1)方法灵敏度 10ml吸收液中含有1g二氧化硫，吸光度值为0.0340.003(减空白值)。(2) 方法检出限为0.015mg/m3。测定范围为10ml样品溶液中含120g二氧化硫。若用10ml吸收液，以0.5L/min采样60min(30L)，可测浓度范围为0.030.67mg/m3；若用50ml吸收液，以0.2L/min采样24h(288L)，可测浓度范围为0.0170.35mg/m3。 (3)方法精密度和准确度 用标准溶液制备标准曲线时，各浓度点重复测定的平均相对标准差为4.5%；5g/10ml的标准样品，重复测定的相对标准差小于5%；标准气的浓度为100200g/m3时，测定值与标准值的相对误差小于20%。样品加标回收率为101%(n13)。(4)干扰及排除加入氨磺酸钠溶液可消除氮氧化物的干扰，采样后放置一段时间可使臭氧自行