脱硫废水烟道蒸发协同水雾荷电促进颗粒团聚的试验研究

发布时间：2020-07-12 20:33

【摘要】：为应对日益严峻的环境问题,我国提出了燃煤烟气污染物超低排放的要求,以湿法脱硫与干式静电为典型组合的烟气污染物控制技术在高效脱除烟气中S02与颗粒物的同时,也存在脱硫废水难处理、干式静电脱除细颗粒效率低等问题。脱硫废水烟气蒸发是实现脱硫废水处理的有效途径,而且还能够促进烟气中细颗粒的团聚,提高干式静电脱除细颗粒的效率,实现脱硫废水处理与干式静电增效的双重目的。然而,由于蒸发烟气温度比较低,脱硫废水不易蒸干,容易引起烟道的腐蚀、结垢与堵塞,限制了技术的推广应用。为解决上述问题,本文在前期荷电水雾促进细颗粒物团聚研究的基础上,提出脱硫废水荷电蒸发促进细颗粒物团聚增效静电除尘技术,利用脱硫废水中离子可以促进液滴荷电、荷电液滴易于破碎促进蒸发、电荷迁移促进细颗粒团聚等过程,协同实现脱硫废水的快速蒸发与细颗粒的高效团聚,提高细颗粒物的脱除效率。基于此,本文通过建立脱硫废水荷电蒸发协同细颗粒团聚热态试验系统,采用CaCl2溶液模拟通过“三联箱”预处理后的脱硫废水,以电称低压冲击器(ELPI)为主要测试仪器,首先研究了不同条件下脱硫废水的荷电蒸发特性、干燥产物的粒径分布与荷电量变化;然后,通过添加飞灰模拟烟气中的细颗粒物,研究了不同条件下脱硫废水荷电蒸发对细颗粒物团聚规律与电荷迁移特性的影响,并对团聚颗粒的形貌进行了分析,主要研究结论如下:不同条件下脱硫废水的荷电蒸发特性、干燥产物的粒径分布与荷电量变化研究表明:脱硫废水中由于CaCl2等盐分的存在导致其蒸发速度变慢,提高荷电电压、增大雾化气压以及降低蒸发水量,均有利于提高脱硫废水的蒸发速度;受荷电后液滴蒸发破碎机制与ELPI测试下限的影响,提高荷电电压,测量范围内的粒子数减少,但提高雾化压力,测量范围内的粒子数增加,两者对蒸发过程中液滴的二次破裂机制不同;脱硫废水荷电蒸发后,液滴所带的部分电荷能够迁移到干燥后的颗粒。不同条件下脱硫废水荷电蒸发对细颗粒物团聚规律研究表明:在实验范围内,不论对于脱硫废水还是清水,液滴荷电后,都有利于促进烟气中细颗粒物的团聚,而且荷电电压越高,对于颗粒物的团聚作用越明显;与清水荷电相比,除粒径为0.04μm这一级外,脱硫废水荷电后粒子数减少更加明显;提高雾化压力,有利于促进细颗粒的团聚,但雾化水量对细颗粒的团聚影响相对较小;随着C1-浓度的增加,脱硫废水荷电蒸发对细颗粒的团聚作用减弱;进一步分析团聚后的颗粒形貌发现,脱硫废水荷电蒸发对细颗粒的团聚作用明显,不同粒径颗粒彼此粘附在一起,形成形状不规则的颗粒群。不同条件下脱硫废水荷电蒸发后电荷的迁移变化研究表明:试验条件下,当颗粒粒径大于1μm时,单个颗粒的平均电荷量随着粒径的增大而变化很大;随着荷电电压、脱硫废水中Cl-浓度的升高和雾化压力的降低,产物中单个颗粒的平均电荷量均增加;单个颗粒的平均电荷量随着蒸发水量的增加呈增大的趋势。上述研究结论为脱硫废水荷电蒸发协同促进细颗粒物团聚增效静电除尘技术的工业应用提供了基础数据与理论支撑,对于脱硫废水低成本高效处理与干式静电协同增效具有重要意义。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X773
【图文】：

第１章绪论逡逑的电荷。其中感应荷电因为耗电量小、电源简单、控制容易在相关研究中使用逡逑１－丨所示为水雾感应荷电原理，在喷嘴前放置一个连接高压电源的电极环，在逡逑与喷嘴之间产生静电场，根据感应原理，静电场的作用会使喷嘴与液面接触处逡逑厚的偶电层，由雾化喷嘴喷出的液滴群会带上大量的电荷，电荷的极性与电极逡逑相反，与电极环极性相同的电荷回归接地极，实现水雾的感应荷电。逡逑３逡逑

山东大学硕士学位论文逡逑、铅等重金属离子，向反应池中加入有机硫化试剂，使重金属离子形成难溶的硫化逡逑沉淀；３）悬浮物絮凝：在絮凝池中的脱硫废水里加入絮凝剂，使废水中的悬浮物逡逑中和、沉淀过程生成的难溶物凝聚成大颗粒物，依靠重力作用对其进行沉降；４）逡逑清：己经以上处理的脱硫废水排入澄清池静置，等上清液满足排放标准后排放，污逡逑进入浓缩池再进行浓缩处理。化学沉淀法可以很好的去除废水中大部分金属和悬浮逡逑，但是无法去除废水中氯离子等可溶性盐分，对重金属离子的去除率也不高，而且逡逑资运行费用高，处理成本昂贵。逡逑

图１－３脱硫废水的烟道蒸发系统逡逑

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