《大气污染控制工程》实验指导

实验1 光学法测定粉尘粒径

一、实验目的

粉尘粒径的大小与除尘效果有着极其密切的关系，因此粉尘粒径大小的测定在通风除尘技术中是不可缺少的重要组成部分。

通过本实验应达到以下目的：

1．掌握光学法测定粉尘粒径的基本原理及实验方法。

2．了解光学显微镜的操作方法。

3．学会数据处理及分析的方法。

二、实验内容

(一) 粉尘样品光片的制备

1．滴入半滴至一滴松节油于裁玻片，然后用钳子取少量粉尘样品，将粉尘均匀洒在载玻片的松节油中。

2．待粉尘在松节油中分散均匀后，在载玻片上面加上盖玻片。在加盖玻片时，应先将盖玻片的一边置于载玻片上，然后轻轻地向下按以免产生气泡影响粉尘粒径的观察和测定。

(二)光学显微镜的操作

1．装卸镜头

2．调节照明

3．调节焦距

(三)显微镜下粉尘投影径的测定

1．目镜刮皮尺每格所代表尺寸的测定

将物台微尺置于物台上，准焦。然后转动物台，使微尺与目镜刻度尺平行再移动微尺使两零点对齐。仔细观察两小尺上的分格在什么地方再重合，数出两尺子在这段长度内各自的格子数。例如目镜度尺为50格，物台微尺为48格，则目镜刻度尺的每小格相当于物台微尺的48／50格，再乘以物台微尺每小格所代表的长度，即48／50×0．01mm ＝0.0096mm，就是该放大倍数下目镜刻度尺的实际长度。显微镜的放大倍数不同，目镜中刻度尺每格所代表的尺寸也不同。

2．粉尘粒径的测定

在一定放大倍数下目镜刻度尺每格所代表的尺寸测定以后，将物台微尺取下，将粉尘样品光片置于物台上，依一定的顺序测定光片中粉尘投影粒径的大小。将所测得的数据记录下来。

三、实验数据的记录及处理

(一)原始数据的记录

1．放大倍数为的显微镜中目镜刻度尺每格所代表的长度为um。

2．将粉生粒子投影径大小的测定结果列于表格中。

(二)实验数据的处理

1．按教材中所述的粉尘粒径分布的计算方法将数据整理成表。

2．根据上述表整理的数据画出粒径分布的直方图。

3．按教材中的计算方法得出粉尘的特征数，整理成表。

四、思考题

1．在显微镜下测定粉尘的投影径时会产生哪些误差?应如何避免?

2．在调节显微镜焦距时应注意些什么?

3．在显微镜下会不会观察到比别的粒子大很多的颗粒？这是由什么原因引起的?在光片的制作中应如何尽量避免这种情况的发生。

实验2 烟气中S02浓度的测定

一、实验目的和意义

从烟道排出的废气中，引起人们注意的污染物之一是S02，其排放量多、腐蚀性强、危害大，故监测S02对检验其是否将合国家现行排放标准、净化设备效果、控制大气污染等有重要的实际意义。作此实验要达到下列目的：

1．通过实验使学生掌握从烟道气中采集S02气的方法。

2．了解碘量法测定S02的原理，学会试剂的配制及S02浓度的分析、计算。

二、实验原理

用抽气泵从烟道气中抽出的S02气体被氨基磺酸铵和硫酸铵混合吸收液吸收后，用碘量法即用碘溶液标定，按滴定量计算出S02浓度。测定范围为50~2000ppm、140~5700mg／m3。

主要反应式：

SO2 + 2H + I2 = H2SO4 + 2HI

过量I2遇淀粉显蓝色指示终点。

三、实验装置、流程、仪路设备和试剂

(一)采样系统

采样系统包括：

1．采样管

采用耐腐蚀材料（不锈钢管、石英）制成，其长度以能达到烟道中心部位为标准．其周围有加热元件（加热丝）。采样前需预热采样管，因热烟气遇冷的采汁管易冷凝而积水，积水吸收S02造成测定结果偏低，若长时间吸收S02冷凝液流进吸收瓶又会造成测定结果偏高。加热采样管则可避免测值不准，在采样管的进口处装有滤料一般为无硫玻璃棉或石棉以防止尘粒或末燃尽物质吸入吸收瓶引起干扰。

2．吸收瓶

用250ml的多孔玻板吸收瓶（两个串联）。玻板孔径为40~50um，内装75ml已配好的吸收液（氨基磺酸铵＋硫酸铵）。旁路串联两个洗涤瓶，装75ml 20%的NaOH液。

3．干燥器

—般使用硅胶为干燥剂。

4．测量装置

转子流量计、温度计、压力计，分别测量采样时的流量，温度和压力。在采样开始和结束时各测一次．测量结果取两次两次的平均值。

5 油气泵

用薄膜泵，流量为3L／min，压力为13332.2Pa

（二）实验仪器

滴定管 10ml 2个

25ml 2个

250ml 的三角挠瓶 4个

(三)试剂（部分有误，详见固定污染源排气中二氧化硫的测定）

I ．吸收液

取11g 氨基磺酸铵， 7g 硫酸铁加入少量水，搅拌使其溶解。继续加水至1升， 以0.05mol ／L 硫酸和0.1moI ／L 氨水调pH 至5.4。

2．0.01moL ／L 碘溶液

取100ml 0.1mol ／L 碘溶液．放入1升的容量瓶中，加水至刻度线，将溶液倒入棕色瓶内，保存于暗处。

3．0.1mo1／L 碘溶液

取40 g 碘化钾，加入25ml 水溶解，并取12.7g 的碘加入该溶液中溶解，加蒸馏水配制成1升，加盐酸3滴，将此溶液盛入棕色瓶，放暗处。

标定：取0.1mo1／L 碘溶液25m1，以0.05mo1／L 硫代硫酸钠滴定，溶液出棕色变为淡黄色后加0.5％（重量体积百分比）淀粉液5m1，则颜色变为蓝色，继续滴定．直到碘淀粉的蓝色恰好消失为止，记下滴定量。化学反应式为：

2Na 2S 2O 3 + I 2 = 2NaI + Na 2S 4O 6

碘溶液系数由下式计算：

2523222V

C C O S Na I =

式中： 2I C ——碘溶液浓度，mo1／L ；

V ——0.05mol ／L 硫代硫酸钠溶液的用量，m1；

2

322O S Na C ——硫代硫酸钠浓度，mo1／L 。

4. 0.05mol ／L 硫代硫酸钠溶液：取硫代硫酸钠（5水盐）26g 和碳酸钠（无水）0.2g 溶于1升水中，加异戊醇l0ml ，充分搅拌混合，盖上塞放置两天。

标定：将碘酸钾（标准试剂）在120~140℃下干燥1.5~2小时后，放在硫酸干燥器中冷却。称取0.9~1.1g （精确到0.1mg ）然后加250ml 水使其溶解。取此溶液25ml 放在三角瓶

中．加硫酸（1.5）5ml 和碘化钾2g ，盖上塞轻轻摇动，然后置于暗处5分钟，以0.05mol ／L 硫代硫酸钠滴定，溶液由棕色变为淡黄色后加0.5%的淀粉5ml ，继续滴定，直到淀粉的蓝色恰好消失为止，记下滴定量。以同样的条件进行空白试验后由下式计算系数

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