填料式空气加湿型烟气冷凝余热回收与净化系统实验研究

发布时间：2020-06-29 09:02

【摘要】：中国是世界上最大的能源消费国,虽然能源生产量逐年上升,但由于经济的快速发展,能源自给率却逐年下降。同时为解决燃煤采暖导致大气污染问题,北京市又全面推行燃气采暖。大规模的燃气应用导致了“气荒”。小型集中供热系统使用的常规燃气锅炉,排烟温度高,氮氧化物排放高。烟气中含有的大量潜热,如能加以利用,可提高锅炉效率,减少燃气消耗。因此对这类燃气锅炉进行烟气余热回收和减排研究,具有重要价值。进行锅炉清洁改造时除可采用烟气再循环的方案外,还可采用空气加湿的方案降低氮氧化物排放。利用直接喷淋进行烟气余热回收和空气加湿的方法,需要增加两套管线和循环泵,管线复杂,且流量调整比较困难。本文针对以上问题,提出利用重力自流布水至填料上的方法对空气进行加湿,利用直接喷淋的方法对烟气进行余热回收的技术。填料系统所需的更大的设备空间,可利用锅炉或检修道上部空间吊顶安装。因此设计了一套填料式空气加湿型烟气冷凝余热回收与净化系统,总结设计要点。利用一台58kW的立式锅炉搭建了填料式空气加湿型烟气冷凝余热回收与净化系统实验台并对其性能进行实验研究。针对不同回水温度和不同液气比时系统的性能进行了实验。实验结果表明,在较低的回水温度下,液气比越高,余热回收效果越好。当热网回水温度为45℃,喷淋液气比7时,可降低烟气温度至露点以下,回收热量4.23kW,提高锅炉效率8.3%。当回水温度较高时,液气比增大,余热回收量先增大后减小。锅炉烟气氮氧化物浓度与热网回水温度无关,与空气含湿量有关。在一定的液气比下,空气含湿量越高,烟气氮氧化物浓度越低。当助燃空气含湿量为54g/Nm~3时,过量空气系数1.25时,氮氧化物排放可达26mg/Nm~3。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU995;X70
【图文】：

能源生产,消费量,北京第一热电厂,调峰锅炉

图 1-1 中国历年能源生产消费量Fig. 1-1 China's energy production and consumption over th国家建设，兴建北京第一热电厂起，北京开始了集电联产和调峰锅炉共同保障北京供热的基本思路和供电需求持续增加，北京地区燃煤量快速增加，煤热电中心，承担北京的基础供热能力。

能源消费量,分项,历年

图 1-2 历年分项能源消费量Fig. 1-2 Sub-item energy consumption over the years一次最早出现于 2004 年 6 月 29 日见于当日的《北京日雾霾成为与夏季沙尘暴同等重要的环境问题，影响华北华北地区雾霾颗粒的主要成分是硫酸盐[3]。颗粒物浓度高的情况，颗粒物结合水含量迅速上升，二氧化氮和二成的且反应量大大增加。颗粒物是城市地区消光的主要地区甚至达到 95%，其中粒径大小与光波波长相近的细1 年 10 月 8 日至 12 月 7 日的观测，出现雾霾时，能见度度不足 5 千米的时间占总观测时间的 40%以上，细颗粒小时最高小时平均浓度分别达到 416.0 和 17. 87 微克每立重影响，且干扰了正常的工作。其中，京津冀地区巨大全国面积的 7.2%的面积上，消耗了 33%的煤炭，污染面积为全国的四倍[3]。明，华北地区 PM2.5 重污染天气不仅对本地区人民的区域也造成巨大影响。华北地区是 PM2.5 的富集地，并

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