环境工程实验指导讲义（自编）大气污染控制工程旋风除尘器性能实验一、实验目的通过本实验，希望达到以下目的：（1）掌握旋风除尘器性能测定的主要内容和方法，并对影响旋风除尘器性能的主要因素有较全面的了解。（2）掌握旋风除尘器的除尘原理，观摩除尘器内颗粒物的运动轨迹。（3）通过测定不同风速（流量）条件下，旋风除尘器的压力损失和除尘效率，熟悉除尘器的应用条件。二、实验装置与设备1.试验装置本试验装置如图所示，含尘气体由双扭线集流器流量计进入系统，通过旋风除尘器将粉尘从气体中分离，净化后的气体由风机经过排气管排入大气。所需含尘气体的浓度由发尘装置配置。排气n4因105f11一发尘装置；2一进气口：3一进气管：4一旋风除尘器：5一灰斗：6一排气管2.仪器（1）烟气分析仪（带采样探头）2台（2）U形压差计2个（3）毕托管2支（4）干湿球温度计1支（5）空盒气压计1台（6）托盘天平（分度值1g）1台（7）秒表2块（8）钢卷尺2个（9）组合工具；1套。三、实验原理：普通旋风除尘器是由进气管、筒体、发尘装置和排气管等组成，含尘气流进入除尘器后，- 1 -
- 1 -. 环境工程实验指导讲义（自编） 大气污染控制工程 旋风除尘器性能实验 一、实验目的 通过本实验，希望达到以下目的： （1）掌握旋风除尘器性能测定的主要内容和方法，并对影响旋风除尘器性能的主要因素有 较全面的了解。 （2）掌握旋风除尘器的除尘原理，观摩除尘器内颗粒物的运动轨迹。 （3）通过测定不同风速（流量）条件下，旋风除尘器的压力损失和除尘效率，熟悉除尘器 的应用条件。 二、实验装置与设备 1.试验装置 本试验装置如图所示，含尘气体由双扭线集流器流量计进入系统，通过旋风除尘器将粉 尘从气体中分离，净化后的气体由风机经过排气管排入大气。所需含尘气体的浓度由发尘装 置配置。 1－发尘装置；2—进气口；3－进气管；4－旋风除尘器；5－灰斗；6－排气管 2. 仪器 （1）烟气分析仪（带采样探头） 2 台 （2）U 形压差计 2 个 （3）毕托管 2 支 （4）干湿球温度计 1 支 （5）空盒气压计 1 台 （6）托盘天平（分度值 1g） 1 台 （7）秒表 2 块 （8）钢卷尺 2 个 （9）组合工具；1 套。 三、实验原理： 普通旋风除尘器是由进气管、筒体、发尘装置和排气管等组成，含尘气流进入除尘器后
沿外壁由上向下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域，当旋转气流的大部分达到锥体部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排气管排出。气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下，逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下，沿壁面落入灰斗。四、实验步骤（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）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要的风档：正确连接毕托管和烟气分析仪，记录该工况下的旋风除尘器的动压值、静压值和管内气体的流速，并通过U型压差计录下该工况下的旋风除尘器压力损失。（5）将一定量的粉尘加入到自动发尘装置灰斗，调节试验所需的气体流量，然后启动自动发尘装置电机，并可调节转速控制加灰速率，记录发尘时间。（6）调节不同的气体流量可通过计量加入的粉尘量和捕集的粉尘量（卸灰装置实验前后的增重）来估算除尘效率。（7）根据发尘时间、粉尘加入量、以及除尘效率，对除尘器进出口气流中的含尘浓度进行计算。（8）改变不同流量按（3）～（7）重复测量和计算4次。（9）实验完毕后依次关闭发尘装置、主风机，并清理卸灰装置。（10）关闭控制箱主电源。（11）检查设备状况，没有问题后离开。五、实验结果整理1、除尘系统中气体含尘浓度的计算（1）旋风除尘器入口前气体含尘浓度的计算C,=(1)Q,t（2）旋风除尘器出口后气体含尘浓度的计算C-So-G(2)Qot式中：C,C。一一除尘器进、出口的气体含尘浓度，g/m2；G,、G,一一发尘量与收尘量，g;Q,Q一一除尘器进、出口的气体量，m/s;T——发尘时间，S。2、除尘效率的测定与计算（1）质量法测出同一时段进入除尘器的粉尘质量G（g）和除尘捕集的粉尘质量G（g），则除尘效率G×100%(3)n=G- 2 -
- 2 -. 沿外壁由上向下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域，当旋转气流的大部分 达到锥体部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排气管排出。气流作旋转运动时，尘粒在离心 力作用下，逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下，沿壁面落入灰斗。 四、实验步骤 （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）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要的风档：正确连接毕托管和烟气分析仪，记录该工况下的 旋风除尘器的动压值、静压值和管内气体的流速，并通过 U 型压差计录下该工况下的旋风 除尘器压力损失。 （5）将一定量的粉尘加入到自动发尘装置灰斗，调节试验所需的气体流量，然后启动自动 发尘装置电机，并可调节转速控制加灰速率，记录发尘时间。 （6）调节不同的气体流量可通过计量加入的粉尘量和捕集的粉尘量（卸灰装置实验前后的 增重）来估算除尘效率。 （7）根据发尘时间、粉尘加入量、以及除尘效率，对除尘器进出口气流中的含尘浓度进行 计算。 （8）改变不同流量按（3）～（7）重复测量和计算 4 次。 （9）实验完毕后依次关闭发尘装置、主风机，并清理卸灰装置。 （10）关闭控制箱主电源。 （11）检查设备状况，没有问题后离开。 五、实验结果整理 1、除尘系统中气体含尘浓度的计算 （1）旋风除尘器入口前气体含尘浓度的计算 i f i Q G C = （1） （2）旋风除尘器出口后气体含尘浓度的计算 0 f s 0 Q G G C − = （2） 式中： Ci C0 , ——除尘器进、出口的气体含尘浓度，g/m3； Gf 、Gs ——发尘量与收尘量，g； Qi Q0 , ——除尘器进、出口的气体量，m3 /s； ——发尘时间，s。 2、除尘效率的测定与计算 （1）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 100% G G f s = （3）
（2）浓度法用等速采样法测出除尘器进口和出口管道中气流含尘浓度c.C。mg/g，则除尘效率C,o.(4)x100%=co3、试验数据记录表除尘器处理风量测定结果记录表测定次烟气分析仪烟气分析仪烟气分析除尘器进口截除尘器的压力损数的静压读数的动压读数仪流速读面积f/m2失Ap/Pap/Pa数v/m/sps/Pa除尘器效率测定结果记录表△p为纵坐标，以v，为横坐标，n为纵坐标，将上述实验结果绘成曲线。以V,为横坐标、除尘器出口除尘器除测定次数发尘量G1/g发尘时间除尘器进口收尘量含尘浓度含尘浓度尘效率Gz/gt/sP,(g.m")p, (g.m")n/%4.技术性能示意表达实验用的除尘器规格：D=mm实验粉尘：滑石粉dpm=um实验环境：气温t=℃，相对湿度Φ=dpkg/m空气密度：P.=六、实验结果讨论（1）通过实验，从旋风除尘器效率n与运行阻力△p随入口气速V，变化的规律中可得到什么结论？它对旋风除尘器的选择和运行有何意义？（2）对目前关注的PM10的净化，分析旋风除尘器能否达到较好的净化效率？- 3 -
- 3 -. （2）浓度法 用等速采样法测出除尘器进口和出口管道中气流含尘浓度 Ci C0 , mg/g3，则 除尘效率 100% C Q C Q 1 i i 0 0 = − （4） 3、试验数据记录表 除尘器处理风量测定结果记录表 测定次 数 烟气分析仪 的静压读数 ps/Pa 烟气分析仪 的动压读数 ps/Pa 烟气分析 仪流速读 数 v/m/s 除尘器进口截 面积 f/m2 除尘器的压力损 失 p / Pa 除尘器效率测定结果记录表 以 1 v 为横坐标、 p 为纵坐标，以 1 v 为横坐标， 为纵坐标，将上述实验结果绘成曲线。 4.技术性能示意表达 实验用的除尘器规格：D= mm 实验粉尘：滑石粉 dpm = m 实验环境： 气温 t = ℃ ,相对湿度 = %， 空气密度： g = kg/m3 六、 实验结果讨论 （1）通过实验，从旋风除尘器效率 与运行阻力 p 随入口气速 1 v 变化的规律中可得到 什么结论？它对旋风除尘器的选择和运行有何意义？ （2）对目前关注的 PM10 的净化，分析旋风除尘器能否达到较好的净化效率？ 测定次数 发尘量G1/g 发尘时间 /s 除尘器进口 含尘浓度 /( . ) 3 1 g m 收尘量 G2/g 除尘器出口 含尘浓度 /(g.m ) -3 2 除尘器除 尘效率 / %
吸收法净化气体中的二氧化硫一、实验目的本实验采用填料吸收塔，分别用清水和5%的NaOH或NaCO3溶液吸收SO2。通过实验，可初步了解用填料塔吸收净化有害气体的实验研究方法，同时有助于加深理解物理吸收和化学吸收过程的基本原理以及填料塔内气、液接触状况。通过本实验，拟达到以下目的：(1)了解用吸收法净化废气中SO2的效果。(2)改变气流速度，观察填料塔内气液接触状状和液泛现象。(3)掌握填料吸收塔的吸收效率以及压降的测定方法。(4)加深对物理吸收体系（清水吸收）与化学吸收体系（碱液吸收SO2）的区别的印象。二、实验原理含有SO2的气体可通过吸收净化。由于SO2在水中溶解度不高，常采用化学吸收方法。本实验进行物理吸收和化学吸收性能的比较。化学吸收的吸收剂种类较多，本实验采用NaOH或NaCO3溶液作为吸收剂，吸收过程的主要化学反应如下：2NaOH+SO2→Na2CO3+H20ONazCO3+SO2 → Na2SO3+CO2Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3实验过程中通过测定填料吸收塔进、出口气体中SO2的含量，可近似计算出吸收塔的平均净化效率，进而了解吸收效果。实验中通过U形管压差计测出一段高度填料塔静压差，从而确定填料塔的压降。通过对比清水吸收和碱液吸收SO2，可根据实验数据认识物理吸收和化学吸收的差异。三、实验装置与设备1.实验装置实验装置如下图所示。吸收液经泵提升后通过转子流量计，由填料塔上部经喷淋装置进入塔内，流经填料表面，由塔下部排出，回到液体槽或排放。空气从涡轮气泵输出后，进入混合缓冲器，并与SO2气体相混合，配制成一定浓度的混合气，SO2来自钢瓶，并经过流量计量后进入混合缓冲器。含SO2的气体通过转子流量计计量从塔底进气口进入填料塔内，通过填料塔层后，尾气由塔顶排出。51，3.转子流量计2.气泵4.SO02钢瓶5.缓冲器6.吸收塔2.实验设备和仪器仪表(1)涡轮气泵：压力0.016Mpa，气量6~60m2/h，1台。(2)液体SO2钢瓶：1瓶。(3)有机玻璃填料塔：D=100mm，H=800mm，1座。(4) 填料：直径约8mm的聚乙烯环，若干。(5）泵：扬程4.2m，流量1000L/h，1台。- 4 -
- 4 -. 吸收法净化气体中的二氧化硫 一 、实验目的 本实验采用填料吸收塔，分别用清水和 5%的 NaOH 或 NaCO3 溶液吸收 SO2。通过实 验，可初步了解用填料塔吸收净化有害气体的实验研究方法，同时有助于加深理解物理吸收 和化学吸收过程的基本原理以及填料塔内气、液接触状况。通过本实验，拟达到以下目的： （1） 了解用吸收法净化废气中 SO2 的效果。 （2） 改变气流速度，观察填料塔内气液接触状状和液泛现象。 （3） 掌握填料吸收塔的吸收效率以及压降的测定方法。 （4） 加深对物理吸收体系（清水吸收）与化学吸收体系（碱液吸收 SO2）的区别的印象。 二 、实验原理 含有 SO2 的气体可通过吸收净化。由于 SO2 在水中溶解度不高，常采用化学吸收方法。本 实验进行物理吸收和化学吸收性能的比较。化学吸收的吸收剂种类较多，本实验采用 NaOH 或 NaCO3 溶液作为吸收剂，吸收过程的主要化学反应如下： 2 NaOH+SO2 Na2CO3+H2O Na2CO3+SO2 Na2SO3+CO2 Na2SO3+ SO2+H2O 2NaHSO3 实验过程中通过测定填料吸收塔进、出口气体中 SO2 的含量，可近似计算出吸收塔的平均 净化效率，进而了解吸收效果。 实验中通过 U 形管压差计测出一段高度填料塔静压差，从而确定填料塔的压降。 通过对比清水吸收和碱液吸收 SO2，可根据实验数据认识物理吸收和化学吸收的差异。 三、实验装置与设备 1. 实验装置 实验装置如下图所示。吸收液经泵提升后通过转子流量计，由填料塔上部经喷淋装置进 入塔内，流经填料表面，由塔下部排出，回到液体槽或排放。空气从涡轮气泵输出后，进入 混合缓冲器，并与 SO2 气体相混合，配制成一定浓度的混合气，SO2 来自钢瓶，并经过流 量计量后进入混合缓冲器。含SO2的气体通过转子流量计计量从塔底进气口进入填料塔内， 通过填料塔层后，尾气由塔顶排出。 1，3. 转子流量计 2. 气泵 4. SO2 钢瓶 5. 缓冲器 6.吸收塔 2. 实验设备和仪器仪表 （1） 涡轮气泵：压力 0.016Mpa，气量 6~60m3 /h，1 台。 （2） 液体 SO2 钢瓶：1 瓶。 （3） 有机玻璃填料塔：D=100 ㎜，H=800 ㎜，1 座。 （4） 填料：直径约 8 ㎜的聚乙烯环，若干。 （5） 泵：扬程 4.2m,流量 1000L/h ,1 台
(6)塑料混合缓冲罐：0.5m，1个。(7)受液槽：500mm*400mm*600mm，1个。(8)转子流量计（水）：LZB-40，10～100L/h，1只。(9)转子流量计（气）：LZB-40，6～60m/h，1只。（10）S02气体流量计：60～600ml/min，1个。（11）U形管压力计：200mm，1支。（12）温度计：0～100℃，1支。（13）空盒大气压力计：DYM3，1只。（14）烟气分析仪：1台。四、实验步骤（1）按图正确连接实验装置，并检查系统是否漏气（肥皂水检漏）。将三通阀旋至旁通管线接通位置，并在液槽中注入配制好的5%NaCO3溶液。（2）打开循环泵9，并调节液体流量，使液体均匀喷撒，并沿填料表面缓慢流下，以充分润湿填料表面，当液体由塔底流出后，将液体流量调到低于35L/h。（3）关闭打开吸收塔的采样阀，将三通切换到洗涤塔管线连通的位置，开启风机，并逐渐通过调节a、c阀调节空气流量，使得塔内出现液泛现象，仔细观察此时的气、液接触状况并记录液泛时的气速（由空气流量计计算）。（4）逐渐减小气体流量，消除液泛现象，确定出工况的气体流量后，在该气体流量下，在吸收塔的采样阀e的情况下，通过三通切换和调节阀门g使得两条平行管线间的阻力系数基本相等。（5）在三通阀为旁通管路情况下，开启SO2气瓶并调节其流量，使空气中的SO2含量为100ppm~400ppm。（6）切换三通阀至吸收塔管线，正常工作数分钟，待塔内操作完全稳定后，按表1，表2的要求开始测量并记录有关数据。（7）在液体流量不变且空气中SO2浓度大致相同的情况下，改变空气的流量，按上述方法，测取2～4组数据。（8）实验完毕后，先关掉SO2气瓶，待12min后再停止供液，最后停止鼓入空气（9）采用清水（自来水）进行清洗，待流出液PH基本接近中性时，开启SO2气瓶并调节其流量，使空气中SO02的含量为100ppm～400ppm。（10）重复步骤（5）～（7），进行清水介质的吸收实验，按表1、表2记录。五、实验结果整理1.实验数据处理（1）吸收塔的平均净化效率可由下式近似求出：(1)n=1-P×100%P.式中一一P吸收塔进口处气体中SO2浓度，mg/m（标准状态下)；P,吸收塔出口处气体中SO2浓度，mg/m（标准状态下)；（2）吸收塔的压降计算：(2)Ap= P,- P2式中一一p,吸收塔进口处气体静压，Pa；- 5 -
- 5 -. （6） 塑料混合缓冲罐：0.5m3 ,1 个。 （7） 受液槽：500 ㎜*400 ㎜*600 ㎜，1 个。 （8） 转子流量计（水）：LZB-40 ，10～100L/h，1 只。 （9） 转子流量计（气）：LZB-40，6～60m3 /h,1 只。 （10） SO2 气体流量计：60～600ml/min，1 个。 （11） U 形管压力计：200 ㎜，1 支。 （12） 温度计：0～100℃，1 支。 （13） 空盒大气压力计：DYM3，1 只。 （14） 烟气分析仪： 1 台。 四 、 实验步骤 （1）按图正确连接实验装置，并检查系统是否漏气（肥皂水检漏）。将三通阀旋至旁通管线 接通位置，并在液槽中注入配制好的 5%NaCO3 溶液。 （2）打开循环泵 9，并调节液体流量，使液体均匀喷撒，并沿填料表面缓慢流下，以充分润 湿填料表面，当液体由塔底流出后，将液体流量调到低于 35 L/h。 （3）关闭打开吸收塔的采样阀，将三通切换到洗涤塔管线连通的位置，开启风机，并逐渐 通过调节 a、c 阀调节空气流量，使得塔内出现液泛现象，仔细观察此时的气、液接触状况， 并记录液泛时的气速（由空气流量计计算）。 （4）逐渐减小气体流量，消除液泛现象，确定出工况的气体流量后，在该气体流量下，在 吸收塔的采样阀 e 的情况下，通过三通切换和调节阀门 g 使得两条平行管线间的阻力系数 基本相等。 （5）在三通阀为旁通管路情况下，开启 SO2 气瓶并调节其流量，使空气中的 SO2 含量为 100ppm～400ppm。 （6）切换三通阀至吸收塔管线，正常工作数分钟，待塔内操作完全稳定后，按表 1，表 2 的 要求开始测量并记录有关数据。 （7）在液体流量不变且空气中 SO2 浓度大致相同的情况下，改变空气的流量，按上述方法， 测取 2～4 组数据。 （8）实验完毕后，先关掉 SO2 气瓶，待 1～2min 后再停止供液，最后停止鼓入空气。 （9）采用清水（自来水）进行清洗，待流出液 PH 基本接近中性时，开启 SO2 气瓶并调节 其流量，使空气中 SO2 的含量为 100ppm～400ppm。 （10）重复步骤（5）～（7），进行清水介质的吸收实验，按表 1、表 2 记录。 五、实验结果整理 1.实验数据处理 （1）吸收塔的平均净化效率可由下式近似求出： 1 100% 1 2 = − （1） 式中—— 1 吸收塔进口处气体中 SO2 浓度，mg/m3 (标准状态下)； 2 吸收塔出口处气体中 SO2 浓度，mg/m3 (标准状态下)； （2）吸收塔的压降计算： p = p1 − p2 （2） 式中—— 1 p 吸收塔进口处气体静压，Pa；
P,吸收塔进口处气体静压，Pa:（3）仪器测定的气体中SO2体积分数n*10-6与质量浓度的转化关系：(3)64p=xn22.4式中一一p气体中SO2质量浓度，mg/m（标况下）：64——-SO2相对分子质量。（4）以浓度差为推动力的体积吸收系数（Kya）可通过下式计算：(4)Q(y, -y.)K.(kmol.m"h")=hAAy..(5)AV. =-yIny2Q-通过填料塔的空气流量，kmo1/h；h-填料层高度，mA--填料塔的截面积，m；进出填料塔气体中SO2比摩尔分率：Yr y2对数平均推动力：Ay..3.实验结果记录液泛速度m/s根据实验结果，以孔塔气速为横坐标、分别以吸收效率和压降为纵坐标，绘制曲线。六、实验结果讨论（1）从清水河碱液吸收的实验结果所绘制的曲线，你可得出那些结论？（2）通过实验，你有什么体会？- 6 -
- 6 -. 2 p 吸收塔进口处气体静压，Pa； （3）仪器测定的气体中 SO2 体积分数 n*10-6 与质量浓度的转化关系： n 22 4 64 = . （3） 式中—— 气体中 SO2 质量浓度，mg/m3 (标况下)； 64——SO2 相对分子质量。 (4) 以浓度差为推动力的体积吸收系数（KYa）可通过下式计算： ( ) ( ) m 3 1 1 2 Ya hA y Q y y K kmol m h − = − − . . （4） 2 1 1 2 m y y ln y y y − = （5） Q———通过填料塔的空气流量，kmol/h； h———填料层高度，m A———填料塔的截面积，㎡； y1 y2———进出填料塔气体中 SO2 比摩尔分率； m y ————对数平均推动力； 3. 实验结果记录 液泛速度 m/s 根据实验结果，以孔塔气速为横坐标、分别以吸收效率和压降为纵坐标，绘制曲线。 六、实验结果讨论 （1）从清水河碱液吸收的实验结果所绘制的曲线，你可得出那些结论？ （2）通过实验，你有什么体会？
表1实验系统测定结果记录表及数据处理表空气流量液体SO2流量气体状态塔前后气体中SO2浓度填料层高塔截面测流量体积流体积流温度(mm)积A/摩尔流量摩尔流量压力Pa塔前质量浓度P，塔前质量浓度P量(L/hm量量度℃/kmol.h-l1/kmol.h-t次i/h)1/h/mg/m/mg/m数测量次数液体流量/kmol.h-液气比L/m空塔气速（m/s）碱液体积吸收系数KG/kmol.m压降△P/Pa吸收效率%3.h'Par!-7-
- 7 -. 表 1 实验系统测定结果记录表及数据处理表 测 量 次 数 液 体 流 量 （L/h ） 空气流量 SO2 流量 气体状态 塔前后气体中 SO2 浓度 填料层高 度（㎜） 塔截面 积 A/ ㎡ 体积流 量 / m 3 /h 摩尔流量 /kmol.h-1 体积流 量 / m 3 /h 摩尔流量 /kmol.h-1 温 度℃ 压力 Pa 塔前质量浓度 1 /mg/m3 塔 前 质 量 浓 度 2 /mg/m3 测量次数 液体流量/ kmol.h-1 液气比 L/m3 空塔气速（m/s） 碱液体积吸收系数 KGa/kmol.m- 3 .h-1Pa-1 吸收效率 % 压降△P/Pa
粉尘真密度的测定一、实验目的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，在除尘系统的设计中有着重要作用。真密度对于以重力沉降、惯性沉降和离心沉降为主要除尘机制的除尘装置的除尘性能影响很大，是进行除尘理论计算和除尘器选型的重要参数。测定粉尘真密度，可为除尘器的选择和除尘系统的设计提供必要的参数。通过本实验应达到以下目的。1.了解测定粉尘真密度的原理及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，进一步提高实验技能。二、实验原理粉尘的真密度是指粉尘的干燥质量与其真体积（总体积与其中空隙所占体积之差）的比值，单位为g/cm。在自然状态下，粉尘颗粒之间存在着空隙，有些种类粉尘的尘粒具有微孔，另外由于吸附作用，使得尘粒表面为一层空气所包围。在此状态厂测出的粉尘体积，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。用真空法测定粉尘的真密度，是使装有一定量粉尘的比重瓶内造成一定的真空度，从而除去粒子间及粒子本体吸附的空气，用一种已知真密度的液体充填粒子问的空隙，通过称量，计算出真密度的方法。称量过程中的数量关系如下图所示。粉体比重瓶+液体比重瓶+液体+粉体液体(M)(w)(R)(G)图2-1粉尘真密度测定中数量关系实验用粉尘真密度计算公式为：MM-MMp,PR=V--M+W-M+W-RPLPL式中M一粉尘尘样的质量，g；W一比重瓶加液体的总质量，g：R一比重瓶加剩余液体加粉尘的总质量，g；G一排出液体的质量，g；V一粉尘的真体积，cm；- 8 -
- 8 -. 粉尘真密度的测定 一、实验目的 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，在除尘系统的设计中有着重要作用。 真密度对于以重力沉降、惯性沉降和离心沉降为主要除尘机制的除尘装置的除尘 性能影响很大，是进行除尘理论计算和除尘器选型的重要参数。测定粉尘真密度， 可为除尘器的选择和除尘系统的设计提供必要的参数。通过本实验应达到以下目 的。 1．了解测定粉尘真密度的原理及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，进一步提高实验技能。 二、实验原理 粉尘的真密度是指粉尘的干燥质量与其真体积(总体积与其中空隙所占体积 之差)的比值，单位为 g/cm 3。 在自然状态下，粉尘颗粒之间存在着空隙，有些种类粉尘的尘粒具有微孔， 另外由于吸附作用，使得尘粒表面为一层空气所包围。在此状态厂测出的粉尘体 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。 用真空法测定粉尘的真密度，是使装有一定量粉尘的比重瓶内造成一定的真 空度，从而除去粒子间及粒子本体吸附的空气，用一种已知真密度的液体充填粒 子问的空隙，通过称量，计算出真密度的方法。称量过程中的数量关系如下图所 示。 图 2-1 粉尘真密度测定中数量关系 实验用粉尘真密度计算公式为： L p L L M M M M V M W R G M W R = = = = + − + − 式中 M 一 粉尘尘样的质量，g ； W — 比重瓶加液体的总质量，g； R — 比重瓶加剩余液体加粉尘的总质量，g； G — 排出液体的质量，g； V — 粉尘的真体积，cm 3；
P一液体的密度，g/cm；pp一粉尘的真密度，g/cm。三、仪器设备和试剂1.仪器设备(1)带有磨口毛纫管塞的比重瓶3一4个，(2）分析天平（分度值为0.0001g）1台：(3)恒温水浴（能保持20土0.5℃的恒温）1台；(5)电烘箱1台；(6)干燥器1个；(7)烧杯1个；(8)抽真空装置1套2.试剂滑石粉，蒸馏水和滤纸等。中#1-真空缸、2-比重瓶、3-贮液缸、4-橡皮塞、5-干燥瓶、6-U型压力计、7-真空泵、8，9，10-活塞图2-2真空法测定粉尘真密度装置示意图四、实验步骤（1）把比重瓶清洗干净，放人电烘箱内烘干，然后在干燥器中自然冷却至室温；(2）取有代表性的粉尘试样3-5g，记为M，放人电烘箱内，在（110土5）℃下烘1h重，然后在干燥器中自然冷却至室温（如果是三个实验瓶，应取三个3-5g试样）；（3）取3-4个干燥过的比重瓶，分别放在天平上称量，以Mo表示；（4）将比重瓶加蒸馏水至刻度线，擦干瓶外面水再称重量，记下瓶和水的质量，W;(5)将比重瓶中的水倒掉，加入粉尘M，瓶中粉尘3-5g；(6)用滴管向装有粉尘的比重瓶中加入蒸馏水至瓶体积的一半左右，入真空干燥器内，开启真空泵维持真空度在0.1atm，15-20min，以便把粉尘间的空气排除掉，同时去除蒸馏水中的气泡。（7）停止抽气，通过放气阀向真空干于燥器中缓慢的放入空气，待真空表恢复- 9 -
- 9 -. ρL — 液体的密度，g/cm 3； ρP — 粉尘的真密度，g/cm 3。 三、仪器设备和试剂 1．仪器设备 (1)带有磨口毛纫管塞的比重瓶 3—4 个， (2) 分析天平(分度值为 0.0001g) 1 台； (3)恒温水浴(能保持 20 土 0.5℃的恒温) 1 台； (5)电烘箱 1 台； (6)干燥器 1 个； (7)烧杯 1 个； (8)抽真空装置 1 套 2．试剂 滑石粉，蒸馏水和滤纸等。 1-真空缸、2-比重瓶、3-贮液缸、4-橡皮塞、5-干燥瓶、6-U 型压力计、7-真空泵、 8，9，10-活塞 图 2-2 真空法测定粉尘真密度装置示意图 四、实验步骤 (1) 把比重瓶清洗干净，放人电烘箱内烘干，然后在干燥器中自然冷却至室 温； (2) 取有代表性的粉尘试样 3-5g，记为 M，放人电烘箱内，在(110 土 5)℃ 下烘 1h 重，然后在干燥器中自然冷却至室温（如果是三个实验瓶，应取三个 3- 5g 试样）； (3) 取 3-4 个干燥过的比重瓶，分别放在天平上称量，以 M0表示； (4) 将比重瓶加蒸馏水至刻度线，擦干瓶外面水再称重量，记下瓶和水的质 量，W； (5)将比重瓶中的水倒掉，加入粉尘 M，瓶中粉尘 3-5g； (6)用滴管向装有粉尘的比重瓶中加入蒸馏水至瓶体积的一半左右，入真空 干燥器内，开启真空泵维持真空度在 0.1atm，15-20min，以便把粉尘间的空气排 除掉，同时去除蒸馏水中的气泡。 (7)停止抽气，通过放气阀向真空干燥器中缓慢的放入空气，待真空表恢复
常压以后打开真空干燥器，取出比重瓶和蒸馏水，将蒸馏水加至比重瓶的刻度线处，擦干瓶外表面水以后程重，记下质量为R。注意：实验过程中取三个试样的实验结果的平均值作为粉尘真密度的报告值，三个试样测定的绝对误差不超过+0.02g/cm3。将实验数据代入公式中，即可求得粉尘的真密度。比重比重瓶质比重瓶加水比重瓶加粉尘粉尘真密度/瓶编粉尘质量MJg量Mo/g(kg.m2)质量M/g和水质量M2/g号平均- 10 -
- 10 -. 常压以后打开真空干燥器，取出比重瓶和蒸馏水，将蒸馏水加至比重瓶的刻度线 处，擦干瓶外表面水以后程重，记下质量为 R。 注意：实验过程中取三个试样的实验结果的平均值作为粉尘真密度的报告值，三个试 样测定的绝对误差不超过±0.02g/cm3。 将实验数据代入公式中，即可求得粉尘的真密度。 比重 瓶编 号 粉尘质量 Mc/g 比重瓶质 量 M0/g 比重瓶加水 质量 M1/g 比重瓶加粉尘 和水质量 M2/g 粉尘真密度/ （kg.m3） 平均