燃煤细颗粒在高湿环境中长大特性研究
发布时间：2021-09-18 11:43
目前,燃煤电厂的常规除尘设备未能实现对烟气中细颗粒物的高效脱除,大量细颗粒物进入大气环境造成了严重的污染。本论文采用水汽相变凝结预处理技术和湍流团聚预处理技术促进细颗粒长大,从而实现对燃煤烟气中飞灰细颗粒的高效脱除。首先,根据燃煤电站湿法脱硫净烟气湿度较高的特点,通过向脱硫净烟气中添加饱和水蒸汽构建出燃煤烟气中细颗粒物发生相变凝结长大所需的过饱和水汽环境条件。数值分析了脱硫净烟气和水蒸汽的参数对过饱和水汽环境的影响。结果表明:脱硫净烟气相对湿度越高、温度越低,越利于过饱和水汽环境的构建。其次,基于分子运动学异质核化理论,建立过饱和水汽分子在燃煤飞灰细颗粒表面异质核化模型。数值预测了水汽温度、过饱和度和宏观接触角等对成核参数的影响。预测结果表明:考虑多种因素的分子运动学异质核化模型与实验结果更接近;水汽过饱和度和温度越高、颗粒表面润湿性越好,异质核化现象越易发生。再次,建立过饱和水汽在飞灰细颗粒表面凝结动力学模型,数值探究了长大时间、水汽过饱和度、水汽温度和颗粒数目浓度对细颗粒长大效果及颗粒群分布的影响。结果表明:细颗粒能在过饱和水汽环境中迅速长大,长大过程大约在50ms内完成,长大后的...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１我国近年煤炭消耗总量??１??
?第１章绪论???煤炭的大量消耗引发了严重的环境污染问题。煤炭在燃烧过程产生了??大量飞灰细颗粒、酸性气体（Ｓ０Ｘ、ＮＯｘ）、重金属等等多种污染物，这??些污染物中尤其是燃煤飞灰细颗粒给大气环境带来严重污染［７－９］。??图１．２为２０１９年我国城市空气中ＰＭ２．５浓度月平均值。图中的全国城??市平均值包括全国３４４个地级以上城市，重点区域城市是指包括京津冀及??周边地区５４个城市、长三角地区４１个城市、汾渭平原２２个城市、成渝??地区１１个城市、长江中游城市群２２个城市以及其他省会城市及单列城市??１５个城市。从图中可以看出重点区域城市和全国城市平均空气中ＰＭ２．５??含量随月份的变化趋势大致相同，其中１月份、２月份、１２月份（冬季）??空气中ＰＭ２．５浓度较高，细颗粒物污染较严重；６月份、７月份、８月份空??气中ＰＭ２．５浓度较低（夏季），空气质量较佳。从图中还可以看出，重点??区域城市２０１９年有６个月空气ＰＭ２．５含量超过了国家的排放标准，全国??城市平均也有５个月ＰＭ２．５含量在国家排放标准以上，因此我国空气质量??状况堪忧，控制颗粒物的排放行动刻不容缓。??９０－｜???〇〇＿?＼?一？一重点城市区域??＇?．?＼?＋全国城市平均??＿〇?＿?＇?—▲￣国家丨非故标准??１?：?＼?／??３〇??２０－?＾——＾??１０?ｊ?１?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?＇?ｉ?１?ｉ??０?２?４?６?８?１０?１２??爿份??图１．２空气ＰＭ２．５含量平均值??我国煤炭消耗中有相当大一部分用于燃煤电站，据有关数据显示我国??的燃煤电站向大气
?第１章绪论???加了太阳光穿过大气层抵达地球表面过程中的能量损耗，因而最终能够到??达地球表面的能量减少，大气层的温度升高。??因此为了改善人类的生存环境，提升人们的生活质量，我们必须保护??好大气环境，严格控制细颗粒物向大气环境的排放，还子孙后代一片碧海??蓝天，一片青山绿水。??１００?－Ｉ?—］??８０＼?々??＼?呼吸系统ｙ?ｙ??Ｉ６０；?＼?／乂丨丨因??０?－?■?■?＿?■?■?？?｜?■今．?＊?■?■?￣１?￣１?＊?■?ｊ?■?＇?＊?１?￣■?■?■?■??０．０１?０．１?１?１０??颗粒粒後（Ｊｉｍ）??图１．３颗粒物对人体呼吸系统的危害??１．２颗粒物团聚技术??传统的除尘设备主要包括干式静电除尘器、布袋除尘器、旋风分离器、??除雾器等。目前干式静电除尘器在我国燃煤电厂中所使用的比例在９０％??以上这是由于静电除尘器的质量除尘效率很高，其对燃煤烟气中颗??粒物的质量脱除效率在９９％以上，但受核电机理的限制（穿透窗口），??对细颗粒物的捕集效率却很低，有研究指出以数量计算有超过９０％的??ＰＭ２．５被排入至大气中［２１１。可见我国最常用的静电除尘器虽然质量脱除效??率很高，但未能实现对细颗粒物的高效捕集，从而造成大量细颗粒随烟气??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]湍流团聚中不同尺度涡耦合促进燃煤细颗粒团聚与脱除研究[J]. 孙宗康,杨林军,陈帅,吴新. 中国电机工程学报. 2020(06)
[2]促进我国能源高质量发展的思考[J]. 谢秋野. 煤炭经济研究. 2019(07)
[3]“十三五”电力煤控中期评估及展望[J]. 张凯,袁家海. 中国能源. 2019(07)
[4]烟道凝聚器流场及细颗粒凝聚特性研究[J]. 刘含笑,陈招妹,崔盈,刘志波,郭高飞,孟银灿,刘美玲. 发电技术. 2019(03)
[5]水汽相变促进湿法脱硫净烟气中细颗粒物脱除的研究?[J]. 杨希刚,周磊,杨林军. 高校化学工程学报. 2019(02)
[6]我国能源结构优化研究现状及展望[J]. 杨英明,孙建东,李全生. 煤炭工程. 2019(02)
[7]不同粒径分布颗粒声波团聚联合喷雾实验研究[J]. 沈国清,黄晓宇,何春龙,徐媛媛,吴瑞鹏,张世平,安连锁,王亮,陈彦桥,李永生. 燃烧科学与技术. 2018(06)
[8]化学团聚对燃煤细颗粒物的脱除[J]. 杨晓媛,肖立春,张萌,王雨川,王新. 环境工程. 2018(11)
[9]增湿耦合湍流促进PM2.5团聚技术[J]. 张德君. 环境工程. 2018(11)
[10]蒸汽相变作用下不可溶PM10增长性能的数值模拟[J]. 刘定平,秦方博,黄俊钦,罗伟乐. 环境工程学报. 2018(04)
博士论文
[1]燃煤PM2.5在水汽条件下的核化长大特性研究[D]. 徐俊超.东南大学 2018
[2]基于低碳经济的我国能源结构优化研究[D]. 王韶华.哈尔滨工程大学 2013
硕士论文
[1]撞击流中细颗粒团聚的研究[D]. 陈润果.南昌大学 2019
[2]湿法电凝并脱除燃煤细颗粒物过程的研究[D]. 代显超.哈尔滨工业大学 2018
[3]冷却法构建过饱和水汽氛围的研究[D]. 孟强.东南大学 2016
[4]燃煤细颗粒水汽相变长大特性实验研究[D]. 周璐璐.东南大学 2015
[5]燃煤烟气细颗粒物湍流团聚的研究[D]. 李云飞.哈尔滨工业大学 2014
[6]长沙市大气颗粒物PM2.5化学组分特征及来源解析[D]. 杨天智.中南大学 2010
[7]蒸汽相变促进细颗粒物脱除的实验研究[D]. 辛成运.中北大学 2010
本文编号：3400076
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１我国近年煤炭消耗总量??１??
?第１章绪论???煤炭的大量消耗引发了严重的环境污染问题。煤炭在燃烧过程产生了??大量飞灰细颗粒、酸性气体（Ｓ０Ｘ、ＮＯｘ）、重金属等等多种污染物，这??些污染物中尤其是燃煤飞灰细颗粒给大气环境带来严重污染［７－９］。??图１．２为２０１９年我国城市空气中ＰＭ２．５浓度月平均值。图中的全国城??市平均值包括全国３４４个地级以上城市，重点区域城市是指包括京津冀及??周边地区５４个城市、长三角地区４１个城市、汾渭平原２２个城市、成渝??地区１１个城市、长江中游城市群２２个城市以及其他省会城市及单列城市??１５个城市。从图中可以看出重点区域城市和全国城市平均空气中ＰＭ２．５??含量随月份的变化趋势大致相同，其中１月份、２月份、１２月份（冬季）??空气中ＰＭ２．５浓度较高，细颗粒物污染较严重；６月份、７月份、８月份空??气中ＰＭ２．５浓度较低（夏季），空气质量较佳。从图中还可以看出，重点??区域城市２０１９年有６个月空气ＰＭ２．５含量超过了国家的排放标准，全国??城市平均也有５个月ＰＭ２．５含量在国家排放标准以上，因此我国空气质量??状况堪忧，控制颗粒物的排放行动刻不容缓。??９０－｜???〇〇＿?＼?一？一重点城市区域??＇?．?＼?＋全国城市平均??＿〇?＿?＇?—▲￣国家丨非故标准??１?：?＼?／??３〇??２０－?＾——＾??１０?ｊ?１?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?１?ｉ?＇?ｉ?１?ｉ??０?２?４?６?８?１０?１２??爿份??图１．２空气ＰＭ２．５含量平均值??我国煤炭消耗中有相当大一部分用于燃煤电站，据有关数据显示我国??的燃煤电站向大气
?第１章绪论???加了太阳光穿过大气层抵达地球表面过程中的能量损耗，因而最终能够到??达地球表面的能量减少，大气层的温度升高。??因此为了改善人类的生存环境，提升人们的生活质量，我们必须保护??好大气环境，严格控制细颗粒物向大气环境的排放，还子孙后代一片碧海??蓝天，一片青山绿水。??１００?－Ｉ?—］??８０＼?々??＼?呼吸系统ｙ?ｙ??Ｉ６０；?＼?／乂丨丨因??０?－?■?■?＿?■?■?？?｜?■今．?＊?■?■?￣１?￣１?＊?■?ｊ?■?＇?＊?１?￣■?■?■?■??０．０１?０．１?１?１０??颗粒粒後（Ｊｉｍ）??图１．３颗粒物对人体呼吸系统的危害??１．２颗粒物团聚技术??传统的除尘设备主要包括干式静电除尘器、布袋除尘器、旋风分离器、??除雾器等。目前干式静电除尘器在我国燃煤电厂中所使用的比例在９０％??以上这是由于静电除尘器的质量除尘效率很高，其对燃煤烟气中颗??粒物的质量脱除效率在９９％以上，但受核电机理的限制（穿透窗口），??对细颗粒物的捕集效率却很低，有研究指出以数量计算有超过９０％的??ＰＭ２．５被排入至大气中［２１１。可见我国最常用的静电除尘器虽然质量脱除效??率很高，但未能实现对细颗粒物的高效捕集，从而造成大量细颗粒随烟气??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]湍流团聚中不同尺度涡耦合促进燃煤细颗粒团聚与脱除研究[J]. 孙宗康,杨林军,陈帅,吴新. 中国电机工程学报. 2020(06)
[2]促进我国能源高质量发展的思考[J]. 谢秋野. 煤炭经济研究. 2019(07)
[3]“十三五”电力煤控中期评估及展望[J]. 张凯,袁家海. 中国能源. 2019(07)
[4]烟道凝聚器流场及细颗粒凝聚特性研究[J]. 刘含笑,陈招妹,崔盈,刘志波,郭高飞,孟银灿,刘美玲. 发电技术. 2019(03)
[5]水汽相变促进湿法脱硫净烟气中细颗粒物脱除的研究?[J]. 杨希刚,周磊,杨林军. 高校化学工程学报. 2019(02)
[6]我国能源结构优化研究现状及展望[J]. 杨英明,孙建东,李全生. 煤炭工程. 2019(02)
[7]不同粒径分布颗粒声波团聚联合喷雾实验研究[J]. 沈国清,黄晓宇,何春龙,徐媛媛,吴瑞鹏,张世平,安连锁,王亮,陈彦桥,李永生. 燃烧科学与技术. 2018(06)
[8]化学团聚对燃煤细颗粒物的脱除[J]. 杨晓媛,肖立春,张萌,王雨川,王新. 环境工程. 2018(11)
[9]增湿耦合湍流促进PM2.5团聚技术[J]. 张德君. 环境工程. 2018(11)
[10]蒸汽相变作用下不可溶PM10增长性能的数值模拟[J]. 刘定平,秦方博,黄俊钦,罗伟乐. 环境工程学报. 2018(04)
博士论文
[1]燃煤PM2.5在水汽条件下的核化长大特性研究[D]. 徐俊超.东南大学 2018
[2]基于低碳经济的我国能源结构优化研究[D]. 王韶华.哈尔滨工程大学 2013
硕士论文
[1]撞击流中细颗粒团聚的研究[D]. 陈润果.南昌大学 2019
[2]湿法电凝并脱除燃煤细颗粒物过程的研究[D]. 代显超.哈尔滨工业大学 2018
[3]冷却法构建过饱和水汽氛围的研究[D]. 孟强.东南大学 2016
[4]燃煤细颗粒水汽相变长大特性实验研究[D]. 周璐璐.东南大学 2015
[5]燃煤烟气细颗粒物湍流团聚的研究[D]. 李云飞.哈尔滨工业大学 2014
[6]长沙市大气颗粒物PM2.5化学组分特征及来源解析[D]. 杨天智.中南大学 2010
[7]蒸汽相变促进细颗粒物脱除的实验研究[D]. 辛成运.中北大学 2010
本文编号：3400076
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