大气污染控制工程 - 实验课

大气污染控制工程 - 实验课

赵文昌

常州大学环境与安全工程学院Tel ： 13685223968Email ： [email protected]地址：江苏省常州市武进区滆湖路 1 号邮编： 213164

实验一旋风除尘器除尘性能实验


实验目的 • 通过本实验掌握旋风除尘器性能测定的主要内容和方法。并且

对影响旋风除尘器性能的主要因素有较全面的了解。

管道中各点流速和气体流量的测定；旋风除尘器的压力损失和阻力系数的测定；旋风除尘器的除尘效率的测定。


含尘空气由除尘器的进口切线方向进入

除尘器的内外筒之间，由上向下作旋转运动（形成

外涡旋），逐渐到锥体底部。气流中的灰尘在离心

力的作用下被甩向外壁，由于重力作用以及向下气

流的带动而落入底部集尘斗。向下的气流到达锥体

的底部后，沿除尘器的轴心部位转而向上，形成旋

转上升的内涡旋，并由除尘器的出口排出。

实验原理原理示意

图


a

1- 喇叭形入口； 2- 管道； 3- 测孔； 4- 压损测定断面； 5- 旋风除尘器； 6- 闸板阀； 7- 风机

实验设备旋风除尘器除尘性能试验装

置系统图


实验仪表

• 本试验采用质量法测定旋风除尘器的除尘效率。实验用仪器如下：

倾斜微压计： 2 台； U 形压差计： 1 个；毕托管： 2 支；干湿球温度计： 1 支；空盒气压计： 1 台；托盘天平（分度值 1g ）： 1 台；秒表： 2 块；钢卷尺： 2 个。


实验数据测定与计算• 气体温度和含湿量的测定

a

vw p

py

式中： pv—— 饱和水蒸气压力， kPa ； pa—— 当地大气压力， kPa 。

由于除尘系统吸入的是室内空气，所以近似用空气的温度和湿度代表管道内气流的温度 ts 和湿度 yw 。由挂在室内的干湿球温度计

测量的干球温度和湿度温度，可查得空气的相对湿度 φ ，由干球温度可查得相应的饱和水蒸气压力 pv ，则空气所含水蒸气的体积分数

由下式计算：


管道中各点气流速度的测定

K

p

pKv

2

实验数据测定与计算

式中： Kp—— 皮托管的校正系数； Pk—— 各点气流的动压， Pa ； ρ—— 测定断面上气流的密度， kg/m3 。

本实验用皮托管和倾斜微压计测定管道中各测点的动压 pK 和静压 ps 。各点的流速按下式计算。

(m ／ s)


• 气流的密度计算

s

sww T

pyy

]804.0)1(293.1[696.2


式中 : p’s—— 测定断面上气流的平均静压（绝对压力）， p’s = ps+ pa ，

kPa ； ps—— 气流的平均静压（相对压力）， kPa ；

Ts—— 气体（即室内空气）温度， K 。

(Kg/m3)


• 管道中气体流量的测定


根据断面平均流速计算，根据各点流速可求出断面平均流速，

则气体流量为

Q =A V （ m3/s ）

式中： A— 管道横断面积， m2 。


• 旋风除尘器压力损失和阻力系数的测定

)Pa(0ssi ppp


本实验采用静压法测定旋风除尘器的压力损失。由于本实验装置中除尘器进、出口接管的断面积相等，气流动压相等，所以除尘器压力损失等于进、出口接管断面静压之差，即

测出旋风除尘器的压力损失后，便可计算出旋风除尘器的阻力系数

式中： v1—— 旋风除尘器进口风速， m/s 。

2/21v

p


• 除尘系统中气体含尘浓度的计算

if

i Q

GC

00 Q

GGC

sf

旋风除尘器入口前气体含尘浓度的计算

旋风除尘器出口后气体含尘浓度的计算

式中： Ci ， C0—— 除尘器进、出口的气体含尘浓度， g/m3 ； Gf—— 发尘量与收尘量， g ； Qi ， Q0—— 除尘器进、出口的气体量， m3/s ； τ—— 发尘时间， s 。



• 除尘效率的测定与计算

%100f

s

G

G

质量法测出同一时段进入除尘器的粉尘质量 Gf （ g ）和除尘

捕集的粉尘质量 Gs （ g ），则除尘效率



实验步骤测定室内空气干球和湿球温度、大气压力、计算空气湿度。测量管道直径，确定分环数和测点数，求出各测点距管道内壁的距离，

并用胶布标志在皮托管上。测定各点流速和风量。用倾斜微压计和皮托管测出各气流的动压和静压，

以及均流管处气流的静压，求出气体的密度、各点的气流速度、除尘器前后的风量。

用托盘天平称好一定量的尘样。测定除尘效率：启动风机后开始发尘，记录发尘时间和发尘量。观察除

尘系统中的含尘气流和粉尘浓度的变化情况。关闭风机后，收集旋风除尘器灰斗中捕集的粉尘，然后称量，用式计算除尘效率。

改变系统风量，重复上述试验，确定旋风除尘器在各种工况下的性能。


实验数据的记录与整理空气干球温度（ td） ℃；

空气湿球温度（ tv ） ℃；

空气相对湿度（ φ） % ；

空气压力（ p ） Pa ；

空气密度（ ρ ） kg/m3 ；

计算旋风除尘器的处理气体量，并将测定及计算结果记入表中；

计算旋风除尘器在各种工况下的压力损失和阻力系数并记入表中；

计算旋风除尘器在各种工况下的除尘效率并记入表中。


讨论

用静压法测定和计算旋风除尘器的压力损失有何优缺点？你能提出改进方法吗？

旋风除尘器的除尘效率和压力损失随处理气体量的变化规律是什么？它对旋风除尘器的选择和运行控制有何意义？

你认为实验中还存在什么问题？应如何改进？

实验二袋式除尘器除尘性能实验


一、实验目的

• 1.通过本实验，进一步提高对袋式除尘器结构形式和除尘机理的认识；

• 2.掌握袋式除尘器主要性能的实验方法；

• 3.了解过滤速度对袋式除尘器压力损失及除尘效率的影响。


二、实验原理袋式除尘器性能与其结构形式、滤料种类、清灰方式、粉尘特性及其运行参数等因子有关。本实验是在其结构形式、滤料种类、清灰方式和粉尘特性已定的前提下，测定袋式除尘器主要性能指针，并在此基础上，测定运行参数 Q、 vF对袋式除尘器压力损失（ P）和除尘效率（）的影响。


袋式除尘器的除尘机理

主要靠粉尘初层的过滤作用，滤布只对粉尘过滤层起支撑作用。

袋式除尘器除尘机理


袋式除尘器的工作原理( 二 ) 捕集机理

– 1.筛滤作用– 2.惯性碰撞– 3.散作用 – 4.拦截作用– 5.静电作用– 6.重力沉降作用

上述各种捕集机理，对一尘粒来说并非都同时有效，起主导作用的往往只是一种机理，或二、三种机理的联合作用。其主导作用要根据尘粒性质、滤料结构、特性和运行条件等实际情况确定。

袋式除尘器的捕集机理


袋式除尘器的工作原理

• 含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上

• 沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中

• 粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层初层


• 新鲜滤料的除尘效率较低

• 粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率

• 随着粉尘在滤袋上积聚，滤袈两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降

除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰

清灰不应破坏粉尘初层

含尘气体粉尘层清洁气体

中间层

流线流线

厚度


实验原理相关问题• 1.什么是静压、动压和全压？ • 2.皮托管的测压机理是什么？使用中要

注意什么？


• 袋式除尘器性能实验流程图• 1一粉尘定量供给装置；2一粉尘分散装置；3—喇叭形均流管；4一静压测孔；5一除尘器进口测定断面；6－袋式除尘器；7一微压计；

三、实验设备和仪器


• 实验仪器• 1 ．微压计 1 个；• 2 ．倾斜微压计 YYT － 200型 3

台；• 3 ．毕托管 2 支；• 4 ．秒表 2 个；• 5 ．托盘天平分度值为 1g l台；• 6 ．干燥器 2 个；• 7 ．超细玻璃纤维无胶滤筒 20个。


• 1.运行除尘器，测进口和出风口的静压和管径中心的动压；• 2.称量 500g滑石粉，在进风口处 5min内均匀送尘完毕后，

测进风口和出风口的平均静压和管径中心处动压，然后振打清灰，收集灰斗处粉尘质量，计算除尘效率。

• 3.称量 1000g滑石粉，重复步骤 2 ，并计算在该条件下的除尘效率。

四、实验步骤


• 按下表整理实验数据。

实验记录表

项目粉尘量 (g)

进口处出口处

静压(Pa)

动压(Pa)

全压(Pa)

静压(Pa

)

动压(Pa)

全压(Pa)

粉尘捕集量(g)

除尘效率(%)

0

500

1000


五、思考题 • 1. 试分析袋式除尘器压力损失，流量和除尘效率之间的关系？ • 2.除尘器除尘效率高，就能说明除尘器除尘性能好吗？为什么？

实验三

高效液相介质除尘脱硫一体化装置的模拟实验


一实验意义和目的 •通过本实验应达到以下目的：

• （ 1 ）了解高效液相介质除尘脱硫一体化装置的组成及运行过程；

• （ 2 ）掌握高效液相介质除尘脱硫一体化装置的工作原理；• （ 3 ）掌握采用烟气采样仪测定烟气中烟尘和二氧化硫浓度

的方法；


二实验原理 • 高效液相介质除尘脱硫过程是以水、气、固三相工艺技术组成的一个系统，如何增大水、气、固的接触面积将直接影响除尘脱硫效果。

• 此装置采用三级净化处理技术：• （ 1 ）初级净化• （ 2 ）深度净化• （ 3 ）洗涤净化：


三、实验设备和仪器

图新型高效液相介质除尘脱硫一体化装置（ 1- 进气管； 2- 筛网； 3- 补液管； 4- 筒体

； 5- 溢流管； 6- 弧形碎液盘；7- 锥体； 8- 滚动体； 9- 回流挡液板； 10- 溢

流管）


• 1 、滤筒的预处理：测试前先将滤筒编号，然后在 105℃烘箱中烘 2h ，

取出后置于干燥器内冷却 20min ，再用分析天平测得初重 G1 并记录。• 2 、检查 TH-880Ⅳ型微电脑烟尘平行采样仪干燥筒内的硅胶干燥剂，

保证其呈兰色，清洗瓶内装入 3% 的 H2O2150ml ，仔细阅读该装置的说明及线路连接图，连接线路。然后打开电源开关，预热 20~30 分钟。

• 3 、启动风机：风机启动应在无负荷或负荷很低的情况下，否则会烧坏电机。因此要在风机前的阀门处于全闭的情况下启动风机，待运行正常打开阀门。

• 4 、启动微型自吸泵，为系统供水，通过压力表控制压力在 0.1Kg 左右。• 5 、在烟气进口配备粉尘吸入送尘装置。• 6 、实验装置性能测试• 7 、测试完毕，整理实验室。

四、实验步骤


五实验记录（ 1 ）测定日期　　测定烟道

大气压力 /kpa

大气温度/℃

烟气温度/℃

烟道全压 /Pa

烟道静压 /Pa

烟气干球温度 /℃

烟气湿球温度 /℃

烟气含湿量 χsw

烟气进口

烟气出口

（ 2 ）烟道断面积 m2 测点数

采样点编号

动压 /Pa

烟气流速/(m·s-1)

采样嘴直径 /mm

采样流量 /(L·min-

1)

采样时间 /min

采样体积 /L

换算体积 /L

滤筒号滤筒初重 /g

滤筒总重 /g

烟尘浓度 /(mg·L-

1)

123…（ 3 ）计算除尘脱硫一体化装置的除尘效率

烟道断面平均流速(m/s)

烟道断面流量(m3/s)

平均烟尘浓度 (mg/L) 除尘器的除尘效率（％）

烟气进口

烟气出口

赵文昌赵文昌常州大学环境与安全工程学院常州大学环境与安全工程学院

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