大气污染控制工程实验

环境工程专业大气污染控制实验部分一、课程管理学院：化学与环境工程学院二、课程管理教研室：环境工程教研室三、本课程教学目的与教学基本要求：1课程目的：使高等院校环境工程专业学生全面掌握大气污染物扩散的基本知识，掌握典型大气污染物的净化及控制对策，使学生具有解决大气污染控制工程问题的基本能力。

2课程基本要求：掌握与实验相关的基本理论知识，预习实验原理、实验装置、流程；熟练掌握实验内容、方法和步骤，认真进行实验前的准备工作；按规定和要求进行实验操作；填好实验原始记录及进行数据处理；进行讨论；写好提交实验报告。

四、其他说明(前需后续课程、考核方式等)前需课程：本实验前需课程包括：高等数学、普通化学、分析化学、化工原理、工程制图、机械设计基础、流体力学等。

考核方式：实验考勤、实验报告，加上抽查提问，对成绩进行综合评定。

重点了解学生对所学知识的掌握、理解和综合运用能力。

五、教材、指导书及参考书目指导书：自编。

参考书：黄学敏,张承中主编.大气污染控制工程实践教程[M].北京:化学工业出版社,2003.六、实验项目一览表实验室名称：环境工程实验室；实验总学时：32实验1 粉尘样品分取及安息角的测定一、实验内容与目的本实验的内容包括粉尘样品的分取和用注入法、排出法、斜箱法和回转圆筒法测定分取后的粉尘样品的安息角。

目的在于掌握粉尘样品的分取方法和安息角的测定方法。

二、实验仪器设备漏斗、长方形容器，方形厚纸报（或铁板），分格转动圆盘，圆形台板，测角器、直尺、带孔圆形容器，透明圆筒等。

三、实验方法与步骤1、粉尘样品的分取测定粉尘的特性时，为了使所测粉尘具有一定的代表性，对于从尘源收集来的粉尘，要经过随机分取处理，通常我们采用圆锥四分法、流动切断法和回转分取法对粉尘进行样品分取。

（1）圆锥四分法：如（图1-1）所示，将粉尘经漏斗下落在水平板上堆积成圆锥体，再将圆锥体分成a、b、c、d，四等份，舍去对角a、c 两份，而取另一角上b、d 两份，混合后重新堆积成圆锥体再分成四份进行分取，如此依次重复2-3 次，最后取其任意对角两份作为测试用的粉尘样品。

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。

大气污染控制工程实验指导书实验一雷诺实验一、实验目的1、观察液体在不同流动状态时的流体质点的运动规律。

2、观察液体由层流变紊流及由紊流变层流的过渡过程。

3、测定液体在园管中流动时的上临界雷诺数Rec1和下临界雷诺数Rec2。

二、实验要求1、实验前认真阅读实验教材，掌握与实验相关的基本理论知识。

2、熟练掌握实验内容、方法和步骤，按规定进行实验操作。

3、仔细观察实验现象，记录实验数据。

4、分析计算实验数据，提交实验报告。

三、实验仪器1、雷诺实验装置（套），2、蓝、红墨水各一瓶，3、秒表、温度计各一只，4、卷尺。

四、实验原理流体在管道中流动，有两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。

在实验过程中，保持水箱中的水位恒定，即水头H 不变。

如果管路中出口阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均流速u ，这时候如果微启带色水阀门，带色水就会和无色水在管路中沿轴线同步向前流动，带色水成一条带色直线，其流动质点没有垂直于主流方向的横向运动，带色水线没有与周围的液体混杂，层次分明的在管道中流动。

此时，在速度较小而粘性较大和惯性力较小的情况下运动，为层流运动。

如果将出口阀门逐渐开大，管路中的带色直线出现脉动，流体质点还没有出现相互交换的现象，流体的运动成临界状态。

如果将出口阀门继续开大，出现流体质点的横向脉动，使色线完全扩散与无色水混合，此时流体的流动状态为紊流运动。

雷诺数：γdu ⋅=Re 连续性方程：A •u=Q u=Q/A流量Q 用体积法测出，即在时间t 内流入计量水箱中流体的体积ΔV 。

t VQ ∆= 42d A ⋅=π式中：A-管路的横截面积 u-流速 d-管路直径 γ-水的粘度五、实验步骤1、连接水管，将下水箱注满水。

2、连接电源，启动潜水泵向上水箱注水至水位恒定。

3、将蓝墨水注入带色水箱，微启水阀，观察带色水的流动从直线状态至脉动临界状态。

4、通过计量水箱，记录30秒内流体的体积，测试记录水温。

5、调整水阀至带色水直线消失，再微调水阀至带色水直线重新出现，重复步骤4。

中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：专业知识，课程性质：必修一、课程介绍1.课程描述：大气污染控制工程实验是环境工程专业的一门实践性必修课程。

它是大气污染控制工程课程的实践部分，是对理论课程的有益补充，通过本课程的实验环节，为学生将来从事大气污染控制工程的设计、科研及技术管理等相关工作打下基础。

Air Pollution control Engineering Experiment is a practical compulsory course for students majored in environmental engineering. It is a practical part of air pollution control engineering and a useful supplement to the theoretical course. Through the study of the experimental part of this course, it may lay a solid foundation for the students to involve in the engagement in the design, scientific research and technical management of air pollution control engineering in future.二、课程目标本课程实验由4项实验组成，通过本课程的学习学生应掌握以下几个方面的知识和技能：课程目标1：通过多次多种类型的实验，验证所学的理论知识，进一步巩固和加强对大气污染控制工程基本理论和知识的理解；课程目标2：能正确使用仪器设备，掌握实验方法、手段和操作技能；课程目标3：掌握正确的数据处理和曲线绘制方法，正确分析实验结果。

为今后在生产实践和科学研究中解决实际问题打下牢固的基础。

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)。

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P D .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 。

Pe mm m m mm P seeOSOSD •-+--=)(` g/cm3式中：mO 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 16o C 测定日期 2010/5/21平均真密度 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。

粉尘粒径分布测定实验意义和目的：1、熟悉激光粒度分析仪的原理、操作和应用技术；2、掌握粉尘粒度的激光粒度分析方法。

实验原理：光在传播中，波前受到与波长尺度相当的隙孔或颗粒的限制，以受限波前处各元波为源的发射在空间干涉而产生衍射和散射，衍射和散射的光能的空间（角度）分布与光波波长和隙孔或颗粒的尺度有关。

用激光做光源，光为波长一定的单色光后，衍射和散射的光能的空间（角度）分布就只与粒径有关。

对颗粒群的衍射，各颗粒级的多少决定着对应各特定角处获得的光能量的大小，各特定角光能量在总光能量中的比例，应反映着各颗粒级的分布丰度。

按照这一思路可建立表征粒度级丰度与各特定角处获取的光能量的数学物理模型，进而研制仪器，测量光能，由特定角度测得的光能与总光能的比较推出颗粒群相应粒径级的丰度比例量。

采用湿法分散技术，机械搅拌使样品均匀散开，超声高频震荡使团聚的颗粒充分分散，电磁循环泵使大小颗粒在整个循环系统中均匀分布，从而在根本上保证了宽分布样品测试的准确重复。

实验设备1.标准筛（40至200目）；2.Rise-2008型激光粒度分析仪。

主要技术参数1、测量范围：0.02~1200微米2、准确性误差：〈±3%（国家标准样品D50）3、重复性偏差：〈±3%（国家标准样品D50）4、电气要求：交流220±10V，50Hz, 200W5、外观尺寸：1000×330×320 mm6、重量：38KG仪器主要特点介绍：光源Rise-2008型激光粒度仪选用He-Ne气体激光光源，波长0.6328微米，波长短，线宽窄，稳定性好，使用寿命大于15000小时，能够很好的为系统提供稳定的激光源信号。

探测器Rise-2008型激光粒度仪光电探测系统设计独特，灵敏度高，主检测器一个，辅助检测器多个，采用非均匀性交叉三维扇形距阵排列，最大检测角可达到135 度，充分保证了信号探测的全面性。

光路Rise-2008型激光粒度仪采用一个量程设计，会聚光路独特，减少了傅立叶透镜组，使测量范围更宽，分辨率更高，误差降到了最小。

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)。