大氣污染控制工程實驗

前言

“大氣污染控制工程實驗”課程作為環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，一直受到廣泛的關(guān)注。課程涉及大氣污染控制的基本理論、各種控制過程的基本原理、典型控制設(shè)備的基本構(gòu)造等，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決大氣污染控制問題的能力，為學(xué)生進行大氣污染控制工程的設(shè)計、科研及技術(shù)管理打下必要的基礎(chǔ)。課程主要目的是通過實驗手段培養(yǎng)學(xué)生對大氣污染控制過程的理解和分析能力，配合理論課程掌握當代大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域的基本概念和基本原理，學(xué)習(xí)與大氣污染控制工程相關(guān)的常用技術(shù)、方法、儀器和設(shè)備，學(xué)習(xí)如何用實驗方法判斷過程的性能和規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生了解實驗手段在大氣污染控制工藝與設(shè)備研究、開發(fā)過程中所起的作用，使學(xué)生獲得采用實驗技術(shù)和方法來研究大氣污染控制新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備的獨立工作能力，進一步培養(yǎng)學(xué)生正確和良好的實驗習(xí)慣和嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。 隨著課程教學(xué)改革的不斷深入，《大氣污染控制工程實驗》教材的建設(shè)、合理選擇與使用顯得尤為重要。近年來，由于出版和信息產(chǎn)業(yè)的國際化，許多國外關(guān)于大氣污染控制工程領(lǐng)域的著名教材也被引進和吸納到國內(nèi)的課程教學(xué)中來，這對國內(nèi)此領(lǐng)域的教學(xué)改革和人才培養(yǎng)起到了積極的促進作用。習(xí)慣上，“大氣污染控制工程實驗”課程與理論課“大氣污染控制工程”課程相配套?！按髿馕廴究刂乒こ獭闭n程是環(huán)境工程專業(yè)的核心課程，近幾年來，隨著環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科教學(xué)與研究學(xué)術(shù)梯隊的形成和不斷發(fā)展，取得了不少教學(xué)和研究成果。為了進一步豐富該課程的教學(xué)內(nèi)容，促進教學(xué)質(zhì)量的提高，以配套和完善“大氣污染控制工程”課程的建設(shè)和發(fā)展，我們編著了《大氣污染控制工程實驗》教材。教材呈現(xiàn)專業(yè)基礎(chǔ)實驗綜合實驗研究型實驗的系統(tǒng)化實驗教學(xué)平臺，滿足學(xué)生進行自主實驗設(shè)計、發(fā)揮其研究潛力和創(chuàng)新能力的要求。 教材以“市場導(dǎo)向、學(xué)科前沿”的觀點和“大氣氣象”專業(yè)特色的原則，確定《大氣污染控制工程實驗》教材的內(nèi)容；借鑒國內(nèi)外著名大學(xué)相關(guān)課程和教材的經(jīng)驗，形成知識體系完善、內(nèi)容前沿新穎、手段多樣先進、方法開放創(chuàng)新、與“大氣污染控制工程”課程相配套的工科教材。教材堅持研究與開放式內(nèi)容相結(jié)合的方式，體現(xiàn)和鼓勵學(xué)生參與科研，提高學(xué)生動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。采用啟發(fā)式和開放式課堂實驗，研究式專題實驗，以學(xué)生自由結(jié)合的形式，設(shè)置實驗內(nèi)容，增強教材的新穎性。 本教材的緒論、第一和四章以及附錄由陸建剛編著，第二和三章由張慧編著，樊；花愛春和嵇艷參加了部分章節(jié)的編寫工作，陳敏東和許正文進行統(tǒng)稿和審稿工作。 由于編者水平有限，缺點與疏漏在所難免，敬請讀者提出批評和建議，以便加以修正，使教材的內(nèi)容得到進一步提高和完善。 編者 2012年1月

內(nèi)容概要

本書是編著者在多年教學(xué)和科研經(jīng)驗的基礎(chǔ)上編寫而成的實驗教材。書中介紹了現(xiàn)代新型儀器、裝置和測量方法等，內(nèi)容包括緒論、基本知識、基本操作、基本技術(shù)、性能測試實驗、大氣固態(tài)污染物實驗、大氣氣態(tài)污染物實驗等七大類，共46個實驗項目。在新技術(shù)開發(fā)、探索性研究型實驗上具有一定的新穎性。此外，考慮到各個院校在安排教學(xué)實驗時的差異性，實驗設(shè)立了可根據(jù)自身條件、選擇性開設(shè)的實驗項目。本教材將理論與實踐相結(jié)合，科研與教學(xué)相結(jié)合，強化實驗過程和學(xué)生動手能力，使學(xué)生能夠建立大氣污染控制的全面立體化印象，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論解決實際工程問題的能力。
 本書可作為高等院校環(huán)境工程及其相關(guān)專業(yè)實驗用書，也可供從事環(huán)境科學(xué)研究及管理的人員參考。

書籍目錄

緒論
　一、大氣污染控制工程實驗的目的和要求
　二、大氣污染控制工程實驗學(xué)習(xí)方法
　三、大氣污染控制工程實驗成績的評定
　四、大氣污染控制工程實驗規(guī)則
　五、學(xué)生實驗守則
　六、實驗室意外事故的處理
第一章　基本知識、基本操作、基本技術(shù)
　一、實驗室常用儀器
　二、實驗基本操作及其過程
　三、實驗結(jié)果的處理和表達
　四、實驗誤差及其處理
　五、實驗室安全知識
第二章　性能測試實驗
　實驗一系統(tǒng)的壓力和真空度的測定
　實驗二煙氣參數(shù)（溫度、壓力、含濕量、密度、流速及流量）的測定
　實驗三軸流風(fēng)機性能測試實驗
　實驗四文丘里及孔板流量計流量系數(shù)的測定
第三章　固態(tài)污染物實驗
　實驗五區(qū)域環(huán)境空氣中總懸浮顆粒物的測定
　實驗六粉塵樣品的分取及安息角的測定
　實驗七煙氣含塵濃度的測定
　實驗八粉塵真密度的測定（真空法）
　實驗九光學(xué)法測定粉塵粒徑
　實驗十移液管法測定粉塵粒徑分布
　實驗十一沖擊法測定粉塵粒徑分布
　實驗十二粉塵比電阻的測定
　實驗十三旋風(fēng)除塵器性能的測定
　實驗十四袋式除塵器性能的測定
　實驗十五濕式文丘里除塵器性能的測定
　實驗十六電除塵器除塵效率的測定
　實驗十七電除塵器伏安特性測定
　實驗十八交通源顆粒物排放因子的測定
第四章　氣態(tài)污染物控制實驗
　實驗十九奧氏氣體分析儀測定煙氣組分(CO2、CO、O2、N2)
　實驗二十填料塔反應(yīng)器回收煙氣中CO2
　實驗二十一膜吸收法捕集煙氣中CO2
　實驗二十二濕壁柱吸收空氣中CO2
　實驗二十三鼓泡反應(yīng)器吸收空氣中CO2
　實驗二十四大氣環(huán)境中SO2濃度的測定
　實驗二十五大氣環(huán)境中氮氧化物濃度的測定
　實驗二十六煙氣中二氧化硫污染物的凈化
　實驗二十七吸收法凈化煙氣中氮氧化物
　實驗二十八吸附法凈化氣體中的氮氧化物
　實驗二十九活性炭吸附含苯有機廢氣
　實驗三十高濃度有機廢氣的凈化(冷凝法)
　實驗三十一高濃度有機廢氣的凈化(冷凝?吸收組合法)
　實驗三十二還原法處理煙氣中氮氧化物
　實驗三十三催化燃燒法凈化廢氣中有機污染物
　實驗三十四室內(nèi)空氣污染物甲醛含量的測定(分光光度法)
　實驗三十五室內(nèi)空氣污染物甲醛含量的測定(離子色譜法)
　實驗三十六空氣中污染物苯系物含量的測定
　實驗三十七空氣中污染物氨含量的測定
　實驗三十八機動車尾氣污染物的檢測
　實驗三十九餐飲業(yè)煙氣油煙凈化器性能測定
　實驗四十濕法煙氣脫硫（氧化鎂法）
　實驗四十一生物質(zhì)型煤成型實驗
　實驗四十二生物質(zhì)型煤燃燒過程脫硫?qū)嶒?br />　實驗四十三催化轉(zhuǎn)化法去除汽車尾氣中氮氧化物
　實驗四十四光催化氧化法凈化VOC
　實驗四十五生物洗滌降解法凈化VOC
　實驗四十六脈沖電暈等離子體法脫除煙氣中SO2和NOx
附錄
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：4.氣體樣本的采集與保存在大氣污染控制工程實驗中，氣體樣本的采集與保存尤為重要，采樣方法不正確或不規(guī)范，即使操作者再細心、實驗室分析再精確、實驗室的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制再嚴格，也不會得出準確的測定結(jié)果。采樣的原則：樣品必須均勻，有代表性；必須保持樣品原有的穩(wěn)定性。根據(jù)氣體樣本中所測污染物的不同性質(zhì)，污染物分為氣態(tài)、氣溶膠態(tài)和混合態(tài)，樣品的采集與保存有所不同。下面介紹呈氣態(tài)、氣溶膠態(tài)和混合態(tài)的氣體樣本常用采樣方法。（1）氣態(tài)污染物采樣方法，①直接采樣法此法適用于大氣中被測組分濃度高或者所用的分析方法靈敏度較高的情況，直接采取少量樣本就可以滿足分析需要。a.注射器采樣：在現(xiàn)場直接用100mL注射器連接一個三通活塞抽取空氣樣本，密封進樣口，帶回實驗室分析。采樣時，先用現(xiàn)場空氣抽洗3～5次，然后抽樣，將注射器進氣口朝下，垂直放置，使注射器內(nèi)壓力略大于大氣壓。b.塑料袋采樣：用一種與所采集的污染物既不起化學(xué)反應(yīng)，也不吸附、不滲漏的塑料袋。使用前進行氣密性檢查，充足氣后，密封進氣口，，將其置于水中，不冒氣泡即為達到氣密性要求。使用時用現(xiàn)場空氣沖洗3～5次后，再充進現(xiàn)場空氣，夾封裝口，帶回實驗室分析。此法具有經(jīng)濟和輕便的特點，使用前事先對塑料袋進行樣本穩(wěn)定性實驗。c.固定容器法：此法適用于采集少量空氣樣本。具體方法有兩種：一種是將真空采氣瓶抽真空至133Pa左右，如瓶中事先裝好吸收液，可抽至溶液冒泡為止，將真空采氣瓶攜帶至現(xiàn)場，打開瓶塞，被測空氣即充進瓶中。關(guān)閉瓶塞，帶回實驗室分析，采氣體積即為真空采氣瓶的體積。也可以將真空采氣瓶抽真空后拉封，到現(xiàn)場后從斷痕處折斷，空氣即充進瓶內(nèi)，完成后蓋上橡皮帽，帶回實驗室分析。另一種方法是使用采氣管，通過置換法采集被測空氣。在現(xiàn)場用二聯(lián)球打氣，使通過采氣管的空氣量至少為管體積的6～10倍，完全置換采氣管中原有的空氣，然后封閉兩端管口，帶回實驗室分析，采樣體積即為采氣管容積。②動力式采樣法大氣中污染物含量往往很低，需要采用一定的方法將大量空氣樣本進行濃縮，使之滿足分析方法靈敏度的要求，動力式采樣法適應(yīng)這種需求。此方法具體操作如下：采用抽氣泵抽取空氣，將空氣樣本通過收集器中的吸收介質(zhì)，使氣體污染物濃縮在吸收介質(zhì)中，從而達到濃縮采樣的目的。根據(jù)吸收介質(zhì)的不同，可以分為溶液吸收法、填充柱采樣法、低溫冷凝濃縮法等。動力式采樣法采樣時間一般比較長，測得結(jié)果代表采樣時段的平均濃度，更能反映大氣污染的真實情況。a.溶液吸收法：此方法采用一個氣體吸收管，內(nèi)裝吸收液，后接抽氣裝置，以一定的氣體流量，通過吸收管抽入空氣樣本，當空氣通過吸收液時，被測組分被吸收在溶液中。取樣后采集吸收液，分析其中被測物的含量，根據(jù)測得結(jié)果及采樣體積計算大氣中污染物的真實濃度。吸收液的選擇按照一定的原則進行篩選，關(guān)鍵點是對被采集的物質(zhì)溶解度大、化學(xué)反應(yīng)速率快、污染物在其中有足夠的穩(wěn)定時間。

編輯推薦

《大氣污染控制工程實驗》是普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材之一。

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