烟气气体成分对静电除尘器放电及脱除效率影响的研究
发布时间：2021-06-18 20:48
随着中国经济的飞速发展,社会对于能源的需求量日益增大。由于我国能源分布格局,使我国的能源结构中煤炭长期占据着主导地位,然而煤炭燃烧产生的大量颗粒物给大气环境带来了严重的污染。火电行业作为我国煤炭消耗量最大的行业是节能减排的重要目标,日益严格的环保标准对火力发电的颗粒物排放提出了更高要求。目前火电厂多采用静电除尘器作为其主要除尘设备,而烟气成分是影响静电除尘器工作效率的重要因素之一。因此,探究不同烟气成分对静电除尘器放电和脱除特性的影响规律和机制,对进一步提高颗粒物脱除效率有重要意义。本文通过实验和数值模拟方法,研究了主要烟气成分对静电除尘器放电伏安特性和放电反应的影响规律,探究和讨论烟气成分对颗粒物荷电和脱除效率的影响。首先,使用COMSOL软件建立了模拟烟气的电晕放电模型,分析研究了烟气中O2、H2O、CO2浓度变化对负电晕放电特性影响机理。研究结果表明,在N2/O2放电体系中,O2浓度增大,电子数密度减小,正离子中O2+...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
015到2017年城市年均PM2.5分布情况[13]
浙江大学硕士学位论文第一章绪论2图1-12015到2017年城市年均PM2.5分布情况[13]现有研究表明，PM2.5对人体健康有严重危害[15]，PM2.5由于粒径较小，具有更大的比表面积，因此更容易成为大量有毒有害物质的携带体，其同时具有大气中输送距离远、滞留时间长的特点。PM2.5由于粒径较小，进入人体后不仅能沉积在肺部引发呼吸系统疾病，一部分颗粒能通过肺泡进入血液循环系统，从而引发心脑血管、神经系统等疾病[16-17]。因此，过量PM2.5会对人体健康造成严重的威胁[18]。据统计，PM2.5浓度每升高10μg/m3，人群死亡率、肺癌和心肺疾病的死亡率分别增大4%、8%和6%[19]。除了健康影响外，PM2.5形成的雾霾会严重影响交通安全，影响人们日常出行。PM2.5对光的散射作用使雾霾天气能见度低，严重威胁地面交通安全和航班的正常起降[20]。研究表明，当车速和车流量固定不变时，雾霾等级每升高一级，发生交通事故的概率增大17%，当雾霾等级大于等于4级时，交通事故的发生频率明显增大[21]。图1-2雾霾前后能见度对比[22]
浙江大学硕士学位论文第一章绪论7下正离子和中性分子的核心反应。TomoyukiMurakami等人[59]研究了含有湿空气的大气压氦氧等离子体的化学动力学和活性组分，并给出了相关反应和动力学参数。Cenian等人[60]研究了CO2激光气体混合物中等离子体化学反应的模型。图1-3电晕放电示意图1.2.3.颗粒物脱除及荷电的研究颗粒物的脱除效率受到粉尘比电阻、气体湿度、烟尘浓度、气体流量和温度、除尘器结构等多种因素的影响[61]。目前研究者针对这些影响因素进行了大量实验和数值模拟研究。朱唯卓等人[62]研究了温度对颗粒物脱除效率的影响，结果表明温度升高脱除效率增大。尹连庆等人[63]研究了粉尘比电阻对颗粒物脱除效率的影响，结果表明比电阻过高或过低都会使静电除尘器的脱除效率降低。Nouri等人[64]研究了相对湿度对静电除尘器脱除效率的影响，结果表明相对湿度增大使静电除尘器脱除效率提高。颗粒物荷电量的大小是直接影响其脱除效率的关键因素，静电除尘器工作的许多环境参数都是通过影响颗粒物荷电量从而影响其脱除效率。因此，研究者针对不同情况下颗粒物的荷电量进行了大量实验和数值模拟方面的研究。江建平等人[65]针对细颗粒物脉冲荷电及其凝并特点进行了研究，研究表明，在脉冲放电中，颗粒存在异极性荷电，小颗粒带正电，大颗粒带负电。这为使用脉冲电进行颗粒团聚提供了良好的基矗同时，使用电凝并技术后，颗粒物脱除效率显著提高。Jian-PingZhang等人[66]通过二维线板式静电除尘器模型研究扩散荷电对PM10收集效率的影响，同时研究了电压、气流速度和颗粒分布对扩散荷电和收集效率的影响。涂功铭等人[67]使用ELPI仪器，对带电颗粒在流动过程中的荷电量损失进行了测量，研究表明颗粒电荷的损失机制主要是空气中离子对颗
【参考文献】：
期刊论文
[1]电除尘器内部流动特性的数值模拟[J]. 裴艺凯,杨振民,黄超,孙岩,王佳豪. 应用能源技术. 2019(11)
[2]PM2.5分析方法、组分特征及来源研究进展[J]. 姜洪进,解静芳. 环境卫生工程. 2019(02)
[3]光电离速率影响大气压空气正流注分支的机理研究[J]. 涂婧怡,陈赦,汪沨. 物理学报. 2019(09)
[4]300MW燃煤电站化学团聚强化飞灰细颗粒物排放控制的研究[J]. 郭沂权,赵永椿,李高磊,张军营. 中国电机工程学报. 2019(03)
[5]低低温电除尘技术适用性及污染物减排特性研究[J]. 刘含笑,姚宇平,郦建国,何毓忠,陈招妹. 动力工程学报. 2018(08)
[6]燃煤电厂颗粒物超低排放技术路线选择[J]. 孙雪丽,朱法华,王圣,李辉. 环境工程技术学报. 2018(02)
[7]基于贝叶斯模型的雾霾天高速公路交通事故发生机理研究[J]. 刘志强,王玲,张爱红,倪捷. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(01)
[8]湍流与化学团聚耦合促进燃煤细颗粒物的清除[J]. 于洋,孙德帅,颜培玲,申贤坤. 环境工程学报. 2017(11)
[9]电凝并强化电袋复合除尘器除尘性能研究[J]. 闫东杰,玉亚,黄学敏,张仕鼎,罗应博. 中国电机工程学报. 2017(22)
[10]SO3对高湿静电场中电晕放电的影响机制研究[J]. 张雪峰,杨正大,李响,常倩云,王毅,苏秋凤,邱坤赞,郑成航,高翔. 中国环境科学. 2017(09)
博士论文
[1]高温气体中细颗粒物静电捕集研究[D]. 许希.浙江大学 2016
[2]电除尘器内细颗粒物的运动规律及其除尘效率研究[D]. 沈欣军.浙江大学 2015
[3]细颗粒物脉冲荷电机理及凝并脱除方法研究[D]. 江建平.浙江大学 2015
[4]脉冲电晕放电烟气中细微颗粒物协同氮氧化物脱除研究[D]. 赵磊.浙江大学 2013
[5]静电场中水对颗粒物脱除增强机理与过程[D]. 王晓华.清华大学 2013
[6]声波团聚及联合其他方法脱除燃煤飞灰细颗粒的研究[D]. 王洁.浙江大学 2012
硕士论文
[1]中国PM2.5时空分布特征与污染风险评估[D]. 刘孟琴.西南交通大学 2018
[2]新型电除尘器数学模型的建立及仿真研究[D]. 刘诗雯.江苏大学 2016
[3]燃煤烟气细颗粒物荷电凝并行为研究[D]. 吕韩雷.华北电力大学(北京) 2016
[4]燃煤电厂湿式电除尘技术研究及应用[D]. 卢元明.华北电力大学 2015
[5]静电除尘器除尘效率影响因素的研究[D]. 陈鹏.东北大学 2009
[6]线管式静电除尘器性能模拟[D]. 黄钊.中南大学 2007
[7]火电厂输煤系统除尘机理的研究与除尘系统设计[D]. 李忠奎.华北电力大学（北京） 2006
本文编号：3237359
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
015到2017年城市年均PM2.5分布情况[13]
浙江大学硕士学位论文第一章绪论2图1-12015到2017年城市年均PM2.5分布情况[13]现有研究表明，PM2.5对人体健康有严重危害[15]，PM2.5由于粒径较小，具有更大的比表面积，因此更容易成为大量有毒有害物质的携带体，其同时具有大气中输送距离远、滞留时间长的特点。PM2.5由于粒径较小，进入人体后不仅能沉积在肺部引发呼吸系统疾病，一部分颗粒能通过肺泡进入血液循环系统，从而引发心脑血管、神经系统等疾病[16-17]。因此，过量PM2.5会对人体健康造成严重的威胁[18]。据统计，PM2.5浓度每升高10μg/m3，人群死亡率、肺癌和心肺疾病的死亡率分别增大4%、8%和6%[19]。除了健康影响外，PM2.5形成的雾霾会严重影响交通安全，影响人们日常出行。PM2.5对光的散射作用使雾霾天气能见度低，严重威胁地面交通安全和航班的正常起降[20]。研究表明，当车速和车流量固定不变时，雾霾等级每升高一级，发生交通事故的概率增大17%，当雾霾等级大于等于4级时，交通事故的发生频率明显增大[21]。图1-2雾霾前后能见度对比[22]
浙江大学硕士学位论文第一章绪论7下正离子和中性分子的核心反应。TomoyukiMurakami等人[59]研究了含有湿空气的大气压氦氧等离子体的化学动力学和活性组分，并给出了相关反应和动力学参数。Cenian等人[60]研究了CO2激光气体混合物中等离子体化学反应的模型。图1-3电晕放电示意图1.2.3.颗粒物脱除及荷电的研究颗粒物的脱除效率受到粉尘比电阻、气体湿度、烟尘浓度、气体流量和温度、除尘器结构等多种因素的影响[61]。目前研究者针对这些影响因素进行了大量实验和数值模拟研究。朱唯卓等人[62]研究了温度对颗粒物脱除效率的影响，结果表明温度升高脱除效率增大。尹连庆等人[63]研究了粉尘比电阻对颗粒物脱除效率的影响，结果表明比电阻过高或过低都会使静电除尘器的脱除效率降低。Nouri等人[64]研究了相对湿度对静电除尘器脱除效率的影响，结果表明相对湿度增大使静电除尘器脱除效率提高。颗粒物荷电量的大小是直接影响其脱除效率的关键因素，静电除尘器工作的许多环境参数都是通过影响颗粒物荷电量从而影响其脱除效率。因此，研究者针对不同情况下颗粒物的荷电量进行了大量实验和数值模拟方面的研究。江建平等人[65]针对细颗粒物脉冲荷电及其凝并特点进行了研究，研究表明，在脉冲放电中，颗粒存在异极性荷电，小颗粒带正电，大颗粒带负电。这为使用脉冲电进行颗粒团聚提供了良好的基矗同时，使用电凝并技术后，颗粒物脱除效率显著提高。Jian-PingZhang等人[66]通过二维线板式静电除尘器模型研究扩散荷电对PM10收集效率的影响，同时研究了电压、气流速度和颗粒分布对扩散荷电和收集效率的影响。涂功铭等人[67]使用ELPI仪器，对带电颗粒在流动过程中的荷电量损失进行了测量，研究表明颗粒电荷的损失机制主要是空气中离子对颗
【参考文献】：
期刊论文
[1]电除尘器内部流动特性的数值模拟[J]. 裴艺凯,杨振民,黄超,孙岩,王佳豪. 应用能源技术. 2019(11)
[2]PM2.5分析方法、组分特征及来源研究进展[J]. 姜洪进,解静芳. 环境卫生工程. 2019(02)
[3]光电离速率影响大气压空气正流注分支的机理研究[J]. 涂婧怡,陈赦,汪沨. 物理学报. 2019(09)
[4]300MW燃煤电站化学团聚强化飞灰细颗粒物排放控制的研究[J]. 郭沂权,赵永椿,李高磊,张军营. 中国电机工程学报. 2019(03)
[5]低低温电除尘技术适用性及污染物减排特性研究[J]. 刘含笑,姚宇平,郦建国,何毓忠,陈招妹. 动力工程学报. 2018(08)
[6]燃煤电厂颗粒物超低排放技术路线选择[J]. 孙雪丽,朱法华,王圣,李辉. 环境工程技术学报. 2018(02)
[7]基于贝叶斯模型的雾霾天高速公路交通事故发生机理研究[J]. 刘志强,王玲,张爱红,倪捷. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(01)
[8]湍流与化学团聚耦合促进燃煤细颗粒物的清除[J]. 于洋,孙德帅,颜培玲,申贤坤. 环境工程学报. 2017(11)
[9]电凝并强化电袋复合除尘器除尘性能研究[J]. 闫东杰,玉亚,黄学敏,张仕鼎,罗应博. 中国电机工程学报. 2017(22)
[10]SO3对高湿静电场中电晕放电的影响机制研究[J]. 张雪峰,杨正大,李响,常倩云,王毅,苏秋凤,邱坤赞,郑成航,高翔. 中国环境科学. 2017(09)
博士论文
[1]高温气体中细颗粒物静电捕集研究[D]. 许希.浙江大学 2016
[2]电除尘器内细颗粒物的运动规律及其除尘效率研究[D]. 沈欣军.浙江大学 2015
[3]细颗粒物脉冲荷电机理及凝并脱除方法研究[D]. 江建平.浙江大学 2015
[4]脉冲电晕放电烟气中细微颗粒物协同氮氧化物脱除研究[D]. 赵磊.浙江大学 2013
[5]静电场中水对颗粒物脱除增强机理与过程[D]. 王晓华.清华大学 2013
[6]声波团聚及联合其他方法脱除燃煤飞灰细颗粒的研究[D]. 王洁.浙江大学 2012
硕士论文
[1]中国PM2.5时空分布特征与污染风险评估[D]. 刘孟琴.西南交通大学 2018
[2]新型电除尘器数学模型的建立及仿真研究[D]. 刘诗雯.江苏大学 2016
[3]燃煤烟气细颗粒物荷电凝并行为研究[D]. 吕韩雷.华北电力大学(北京) 2016
[4]燃煤电厂湿式电除尘技术研究及应用[D]. 卢元明.华北电力大学 2015
[5]静电除尘器除尘效率影响因素的研究[D]. 陈鹏.东北大学 2009
[6]线管式静电除尘器性能模拟[D]. 黄钊.中南大学 2007
[7]火电厂输煤系统除尘机理的研究与除尘系统设计[D]. 李忠奎.华北电力大学（北京） 2006
本文编号：3237359
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