大气污染控制工程实验资料

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mS

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。

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mSe

6. 洗净比重瓶中粉尘，装满蒸馏水称其重量me

p 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。本实验中先将粉尘抽真空，使得粉尘内部的空气大部分被排除，打开阀门后，液体（水）很快浸入到粉尘的空隙中。而如果先加水后抽气，则液体不易浸入粉尘内部的空隙中，不利于空气的排除，会使实验结果偏小。

2. 粉尘的真密度与堆积密度有何区别，各用于那些场合？答：单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度，单位为kg/m

3或g/cm 3。若所指的粉尘体积不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，而是粉尘自身所占的真实体积，则以此真实体积求得的密度称为粉尘的真密度；呈堆积状态存在的粉尘，它的堆积体积包括颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，以此堆积体积求得的密度称为粉尘的堆积密度。

粉尘的真密度用在研究尘粒在气体中的运动、分离和去除等方面，堆积密度用在贮仓或灰斗的容积及粉尘输送系统的确定等方面。

3 误差分析。答：本实验在测定时，比较重要的一步是要将测定瓶中的空气抽干净。若真空时间未达到要求，瓶

中还存在其气泡，定容用蒸馏水含有气泡都会对实验造成误差。

另外，在步骤3 时，加水不可过多，如果加入的水过多，在后面抽真空时，会把水以及水中的粉尘一起抽出，对实验造成较大误差。

实验二、粉尘粒径分布测定

1. 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. 在对数坐标纸上作出粉尘粒径分布曲线。

3. 根据粉尘的粒径分布曲线求出中位径。

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 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，尘粒样品从由振导器的实验容器加入缓 慢而均匀地被送到旋转圆盘的中心处，电动机以

3000~3500mpm 的高速带动圆盘旋转，尘粒样品在离心 力的作用下进入分级室。同时电动机带动辐射叶片旋 转，使气

流从仪器下部吸入，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 落入储尘器成为筛上物，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圈的周边上， 成为筛下物，当旋转速度、尘粒比重和通过分级室的 风量一定时，被气流吹出分级室的尘粒粒径也是不等 的。由于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

可将尘粒按一定的粒径逐级分离出来。把每一级分离后残留尘粒仔细地收集起来称重，就可以算出

每一粒组的粉尘累计百分数。

四、测试步骤

1. 称出经过烘干的10g 左右粉尘。将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

10g 左右，但必须要称至 0.001g 。

2. 插入对应于最小颗粒的最大节流片

No.17。

3. 用调节螺钉6旋下滑动遮板5使之严密关闭。

4. 用调节螺钉2调节给粒斗8的高度使其头部对准给料孔，二者之间的距离为 2~3mm

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卩m 的颗粒筛出。

6. 开动电机，当其达到全速后开动电导器

7.

7 ?用调节螺钉6调整滑动遮板5使粉尘薄薄地以每分钟

1~2克的速度经过条缝喂入漏斗

8,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. 搬开活动支架1用三脚扳手逆时针松开挡环

11.

希纹斗Hh 孔4我尘重5-shi^Efi 炖蚩 HI 匡卜书證片百噌液謹阶期1叶片

10. 用固定手柄垂直提起叶轮9，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11.

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获得的粉尘，称重得到G,这部分粉尘加上筛网预先筛剩的

粗粒子Gt,构成一次残留物，相当粒度超过最低粒度极限的粒尘。

R 亠Rt

重量百分数G11100%

1G

则小于等于最小颗粒级尘粒的重量百分数应为：S=1-R1

14. 换用下一号节流片NO16.

将由步骤10、11、12收集下来的尘粒G倒入试料容器（此时不再需用金属筛网），按照步骤1~13 重复操作，得出颗粒大于NO17的重量百分数艮以及小于该颗粒的重量百分数S2.

15. 依次换用不同节流片（NO16,NO14,NO12,NO8,NO）及不加节流片，的出相应的％R4……及

S3,S4 …

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:

由于调节风速用的节流片所能分离的理论粒径极限是用真比重为lg/cm 3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比重不等于lg/cm 3且是非球形粒子，因此需用下式进行修正。

d dt

Ft

d实验粉尘实际粒径

dt理论粒径卩

3

p t实验粉尘真比重g/cm

将实验数据填入表1:

六、实际结果

1. 根据表1的结果将颗粒实际d和相应的筛余重量百分数R绘在对数概率坐标纸上，纵坐标表示R, 横坐标表示d，

用目视法或最小儿乘法得出回归直线绘于图上。

S —

粒径曲线图

粒径

2 p 5卩 8 p 20 p 30 p S 0.02 0.2 0.32 0.72 0.88

>30 p 30~20p 20~8 p 8~5 p 5~2 p <2 p 0.12

0.16

0.40

0.12

0.18

0.02

2.

根据曲线求得中位径11.8 pm

2.利用直线查出有关粒径的相应累计筛余百分数，即尘粒的重量分散度，填入表

如上图，可以得出中位径为12.5

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？答：与在旋风除尘器中的运动规律相

似。在旋风除尘器中尘粒也是同时受到气流摩擦阻力和离心力，并且在这两个力的共同作用下运动，达到尘粒去除的目的。

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。答：在该实验中，筛上粉尘的收集会造成比较

大的误差，在收集时要格外小心，并且应用小扫将粉尘都扫入进行称量。