脱硫脱硝技术课程实验
更新时间:2023-09-24 09:51:01 阅读量: IT计算机 文档下载
实验一 烟气分析
一、实验意义和目的
大气污染主要来源是工业污染源排出的废气,其中烟道气造成的危害极为严重,因此,烟道状态参数的测定是大气污染源监测的基本操作。其中烟气的温度、压力、含湿量是计算烟气流速、流量等烟气参数的主要因素,因而在大气评价及准确获取SO2、NOx等污染性气体浓度,验证烟气脱硫脱硝装置的功效等方面起到了不可低估的作用。
通过本实验,要求达到以下目的:
1.了解测量烟道气的温度、压力、含湿量等参数的原理,学会测量以上参数的全过程。
2.掌握各种测量仪器的使用方法及注意事项。 3.掌握各种烟气参数的计算方法。 二、实验原理 (一)温度的测量
对于直径大、温度高的烟道,一般用热电偶测温毫伏计测量,测温原理是将两根不同的金属导线连成闭合回路,当两接点处于不同温度环境时,便产生热电势,两接点温差越大,热电势越大。如果热电偶一个接点温度保持恒定(称为自由端),则热电偶的热电势大小便完全决定于另一个接点的温度(称为工作端),用毫伏计测出热电偶的热电势,可得知工作端所处的环境温度。测量原理见图4.1-1。
图4.1-1 热电偶测温原理
1.工作端;2.热电偶;3.自由端;4.测温毫伏计
(二)压力的测定
压力的测定可以采用标准皮托管及与U形压力计。 全压pt:气体在管道中流动具有的总能量;
静压ps:单位气体所具有的势能,即气体在各个方向上作用于器壁的压力; 动压pv:单位气体所具有的动能,即气体流动的压力。 三者关系:pt?ps?pv
从U形压力计上读出液面差,或从微压计上读出斜管液柱长度,按相应公式计算测得压力。图4.1-2、4.1-3为标准皮托管及与U形压力计测量烟气压力的连接方法。U形压力计是一个内装工作液体(如水、乙醇、汞等,视被测压力范围选用)的U形玻璃管。使用时,将两端或一端与测压系统连接,测得压力p用下式计算:
p???g?h (4.1-1)
式中:ρ——工作液体的密度,kg/m3;
g——重力加速度,m/s2; h——两液面高度差,m。
式中压力为Pa,但在实际工作中,常用毫米汞柱表示压力,这样,p=ρ.g。U形压力计的误差可达1~2 mm水柱,不适宜测量微小压力。
图4.1-2 标准皮托管
1.全压测孔;2.静压测孔;3.静压管接口;4.全压管;5.全压管接口
图4.1-3 标准皮托管与U型压力管连接方法
1.全压测孔;2.静压测孔;3.动压测孔;4.皮托管;5.烟道;6.橡胶管
(三)含湿量的测定
含湿量的测定方法有重量法、冷凝法、干湿球法等。本实验选用常用的重量法。从烟道采样点抽取—定体积的烟气,使之通过装有吸收剂的吸收管,则烟气中的水蒸气被吸收剂吸收,吸收管的增重即为所采烟气的水蒸气质量。其测定装置如图4.1-4所示。
图4.1-4 重量法测定烟气含湿量装置
1.过滤器;2.保温或加热器;3.吸湿管;4.温度计;5.流量计;6.冷却器;7.压力计;8.抽气泵
烟气中的含湿量按(4.1-2)式计算:
Xw?1.24Gw?100% (4.1-2)
Pa?Pt273Vd???1.24Gw273?t1101.3式中:Xw——烟气中水蒸气的体积百分含量,%;
Gw——吸湿管采样后增重,g; Vd——测量状态下抽取干烟气体积,L; t1——流量计前烟气温度,℃; pa——大气压力,kPa; pt——流量计前烟气表压,kPa;
1.24——标准状态下1 g水蒸气的体积,L。 (四)流速和流量的测定 1.流速
在测出烟气的温度、压力等参数后,按(4.1-3)式计算各测点的烟气流速(vs):
vs?KP?式中:vs——烟气流速,m/s;
KP——皮托管校正系数; pv——烟气动压,Pa; ρ——烟气密度,kg/m3。
2pv? (4.1-3)
烟道断面上各采样点烟气平均流速的计算式(4.1-4)如下: 平均流速vs为:
vs?v1?v2???vn (4.1-4)
n2.流量
测量状态下的烟气流量按(4.1-5)式计算:
Qs?3600vs?A (4.1-5)
QNd?Qs(1?Xw)?pa?ps273? (4.1-6)
101325273?ts式中:A——断面的横截面积,m2;
vs——烟气平均流速,m/s;
Qs——实际状态下烟气流量,m/h QNd——标准状态下烟气流量,m/h;
33
ps——烟气静压,Pa;
pα——大气压力,Pa;
Xw——含湿量体积百分数,%;
ts——烟气温度,℃。 三、实验仪器和试剂 1.器材
(1)热电偶,K型;
(2)测温毫伏计,EFT110型; (3)标准皮托管,S型; (4)U型差压计 (5)流量计,转子型; (6)抽气泵 2.试剂
(1)酒精,分析纯,500 mL。 四、实验方法和步骤 (一)采样位置的选择
采样孔和采样点的位置主要根据烟道的大小及断面的形状而定。下面说明不同形状烟道采样点的布置。
1.采样位置
气流分布均匀稳定的垂直、平直管段,采样断面阻力构件下游方向大于6倍管道直径处,或者阻力构件上游方向大于3倍管道直径处。(至少不小于管道直径的1.5倍)。流速要求大于5 m/s。
2.采样点数目
图4.1-5 圆形烟道布点
图4.1-6 矩形烟道布点
(1)圆形烟道:采样点分布如图4.1-5。将烟道的断面划分为适当数目的等面积同心圆环,各采样点均在等面积的中心线上,所分的等面积圆环数由烟道的直径大小而定。
(2)矩形烟道:将烟道断面分为等面积的矩形小块,各块中心即采样点见图4.1-6。
(二)烟气温度的测定
实验中采用热电偶及便携式测温毫伏计联合进行测温。将热电偶的热端(工作端)伸入被测的烟气中(按预先测定好的位置),将热电偶冷端置于不变的温度中,一般放在保持0℃的恒温器中,从测温毫伏计指针偏转可得知烟气的温度。如果冷端不是0℃,应采用修正方法。修正如下公式计算:
E(t,t0)?E(t,t1)?E(t1,t0) (4.1-7)
式中:t——被测烟气的实际温度,℃;
t1——冷端温度,即测试点的环境温度,℃; t2——0℃。
测温毫伏计与热电偶的技术数据、热电偶型号、种类、测量范围及外接电阻必须匹配。
(三)烟气压力的测定
测量烟气压力的仪器利用S型皮托管和倾斜压力计。S型皮托管适用于含尘
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