凝变湿电烟气净化复合技术的研究及应用

发布时间：2020-11-09 14:14

　　 随着火电超低排放技术的大范围应用,大部分火电机组实施超低排放改造后已能实现粉尘浓度不超过5mg/Nm3的排放限值要求。然而,针对我国火电机组主要采用的湿法脱硫技术特点,尾端烟气为过饱和且含大量细微液滴和气溶胶的特性,导致火电机组排放烟气中还含有大量对环境有极大危害的可溶性物质,如SO42-、石膏、Cl-、NH4+、重金属等。为进一步降低火电机组尾端烟气中可溶性污染物对环境危害,部分机组已在尾端加装湿式静电除尘器。然而,根据己实施湿除改造机组的测试报告,湿式静电除尘器对2μm以下的微细颗粒物的脱除效率有限,湿式环境中的高压静电场难以捕捉该尺寸范围下的微细颗粒。本论文运用换热凝变与颗粒碰撞聚并原理,研究了湿式凝变技术;针对火电机组尾端烟气特征,研发了采用改性氟塑料为材质的高耐腐和高换热系数的换热器件;为进一步提高湿式高压静电场对微细颗粒物的捕集效率,开发了特种专用湿除阴极线。并通过在火电机组现场建立中试试验台,研究了凝变湿电烟气净化复合技术对火电机组尾端烟气中微细颗粒物的捕集性能。结果表明,采用改性氟塑料的换热管件因具有较薄的壁厚和较大的换热面积,可具有与金属材质相关的换热效率,并且因材料自身特点展现出了较好的抗腐蚀和耐结垢特性,完全满足火电机组尾端烟气环境的应用要求。同时通过改变吸热介质流速控制相变度,以及考虑装置运行的技术经济性,在烟气管间流速控制在6m/s以内,冷却水流速控制在0.4m/s以上时,可实现凝聚、收水效率70%,整套装置展现出了较好的微细颗粒物捕集效率,证明了湿式凝变技术能够显著提高湿电对颗粒物的综合脱除效率。在中试试验的基础上,本论文在某630MW大型火电机组湿除改造项目中增加湿式凝变器,完成了国内首台套凝变湿电复合烟气净化装置的全套设计和建造工程。该项目运用湿式凝变技术促使烟气中微细颗粒物团聚长大,而湿式凝变器特有的温度梯度场及毛细管整流作用提高了湿除入口烟气流场的均匀性,因此整套凝变湿电复合烟气净化装置相比常规湿除装置具有更高的PM2.5、气溶胶、SO3、可溶性盐、汞等重金属脱除效果,同时,该项目通过将烟气降温2℃,实现回收水量～15t/h,具有较好的节水效果。经测试,该装置针对火电机组尾端烟气中总尘和PM2.5的捕集效率高于80%,对S03和液滴的捕集效率高于75%。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X773
【部分图文】：

目前，由燃烧引起的颗粒物的总体控制思路是对燃烧源颗粒物的控制［１５］，??控制途径包括在燃烧前对煤进行处理，煤在燃烧中采取措施降低颗粒物的形成以及治??理燃烧后的排出烟气［１６］，如图１．１所示。针对当前通用除尘设备存在的问题，新的除尘??技术和设备不断被开发出来，某些除尘技术在实验室条件下和工业现场都获得了良好??的效果，而湿式静电除尘技术就是近几年应用较为广泛、技术较成熟的末端尾气治理??技术。??３??

使得总传热系数远低于纯蒸汽冷凝的总传热系数。??由于在实际换热过程中，会以膜状凝结为主，因此湿烟气在换热器中的凝结与对流??换热可米用Ｃｏｌｂｕｍ－Ｈｏｕｇｅｎ模型进行分析，如图２．３所示。在图中管壁面右侧为高温湿??烟气，管壁面左侧为冷却水；Ｔｇ、Ｔｌｆ、Ｔ。、乃、Ｔｗ分别指的是烟气温度、烟气侧液膜表??１０??

却水侧水边界层，２－管壁，３－烟气侧冷凝液膜，４－烟气侧混合气体边界低于烟气中水蒸气露点温度时，水蒸气发生冷凝，管表面被润为烟气侧冷凝液膜边界层。在冷凝液膜边界层之外，我们假设，并且在该边界层上发生对流传热和传质的过程。在此边界层ｇ降低到界面温度Ｔｉｒ，同时水蒸气的分压从主流Ｐｖ降低到界面Ｐｌｆ，（温度差），（Ｐｖ－Ｐｌｆ）是传质的推动力（压力差）。??蒸气通过不凝性气体边界层扩散到管壁面上冷凝。对流换热而潜热，通过此边界层以及管壁上的冷凝液膜边界层传给管壁。Ｐｌ，考虑到水蒸气凝结过程时，在冷凝液膜界面处处于饱和状Ｔｌｆ所对应的饱和分压力。??外壁面温度，乃是冷凝管内壁面温度，冷却流体侧也同样存在水膜，温度由冷凝管内壁面温度乃降低到管内温度１＾，我们可中温度分布也为线性分布。??凝液边界层外侧微元面积设为ｄＡ，水蒸气通过不凝性气体边界
【参考文献】

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本文编号：2876545