应用化学团聚增强细颗粒物脱出的试验研究

发布时间：2020-06-02 10:39

【摘要】：雾霾污染已成为我国突出的大气环境问题,燃煤PM2.5排放是造成雾霾天气的重要原因。由于PM2.5具有比表面积大,易富集有毒有害物质,且常规除尘技术对其难以有效脱除等特点,增强现有污染物控制设施对PM2.5的脱除,已成为当前能源与环境领域研究的热点。其中,利用化学团聚类技术是增强现有污染控制设施脱除PM2.5的有效措施之一。本文结合电除尘和湿法脱硫系统,开展了应用烟气调质、化学团聚促进烟气中细颗粒物脱除的研究。试验考察了增湿调质对粉尘特性的影响及其对电除尘脱除细颗粒物的促进效果,并研究了低低温电除尘对污染物的协同脱除效果及其与增湿调质耦合促进污染物脱除的功效。结果表明,增湿调质可提高电除尘对细颗粒物的脱除效果,且脱除效果随细颗粒浓度的增加而上升;在相同电除尘入口烟温下,增湿量越大,增湿调质效果越好。低低温烟气环境下,SO3凝结附着在燃煤飞灰上,使得细颗粒物团聚性能增加;增湿调质协同低低温电除尘器可促进SO3和细颗粒物的协同脱除。采用燃煤热态试验系统,考察了化学团聚剂添加前后细颗粒物性的变化、典型工况下的化学团聚增强电除尘促进细颗粒脱除的效果,并进行了团聚剂筛选及影响因素试验研究。结果表明,电除尘入口烟道喷入化学团聚剂后,细颗粒物数量浓度峰值粒径由0.15μm增至0.4 μm,添加润湿剂后峰值粒径增大。典型工况下,化学团聚可使电除尘对细颗粒物的脱除效率提高40%以上。由于分子链长、有效基团多,有机高分子团聚剂化学团聚效果优于无机团聚剂;通过组合不同团聚剂,并添加润湿剂和降比电阻剂,可增进化学团聚效果。化学团聚效果随团聚剂浓度增加而升高,pH值影响高分子链中有效基团的赋存形态导致化学团聚效果发生改变;烟温过高影响团聚剂性能,烟温过低不利液滴蒸发,适宜烟温范围为140～160℃。在此基础上,开展了采用脱硫废水配制化学团聚剂溶液以协同增强细颗粒物脱除与脱硫废水零排放的研究;首先测试了脱硫废水蒸发处理后细颗粒物物性的变化,考察了典型工况下脱硫废水蒸发处理对电除尘器脱除细颗粒物的促进效果,并分析了化学团聚协同脱硫废水蒸发处理对细颗粒物脱除的增强作用及其影响因素。结果表明,脱硫废水雾化液滴可以黏附细颗粒物,促进细颗粒物长大,典型工况下脱硫废水蒸发处理可以促进电除尘对细颗粒物的脱除,出口浓度降低10～25%。化学团聚协同脱硫废水蒸发处理后,雾化液滴团聚性能有较大改善,可以显著增强电除尘脱除细颗粒物的性能,电除尘器出口细颗粒物浓度降低20～40%。脱硫废水高含盐量会降低团聚协同促进效果,部分团聚剂性能大幅减弱;团聚剂高分子链上的有效基团部分被雾化液滴中固体析出物所占据,相同团聚剂浓度下,化学团聚协同脱硫废水蒸发处理效果要弱于化学团聚效果。根据湿法烟气脱硫系统中细颗粒物来源及产生特点,开展了应用化学团聚降低WFGD系统细颗粒物排放的研究,利用模拟湿法脱硫试验台研究了化学团聚抑制脱硫过程中细颗粒物形成的效果及其影响因素,并进一步在燃煤热态试验台进行了脱硫浆液中添加化学团聚剂的试验研究。结果表明,,脱硫液中添加化学团聚剂可使脱硫系统出口细颗粒物浓度降低40%左右,对脱硫性能没有不利影响。其作用机理一方面是促进脱硫浆液中石膏晶粒粒度增大,同时提高脱硫液液滴对细颗粒的润湿性能,增强洗涤补集效果。脱硫浆液温度、浓度、pH值和杂质离子含量对团聚效果有影响,这些因素一方面影响脱硫浆液中石膏晶体的粒度分布,一方面影响团聚剂的性能。
【图文】：

工艺流程图,电除尘技术,电除尘器,澳大利亚

特点：降低粉尘比电阻，提高粉尘脱除效率；降低烟气量，提高电场击穿电压；大幅度逡逑减少了邋ｓ0ｄＤＰＭ２．５排放；节能效果显著，降低了运行费用。低低温电除尘器技术工艺逡逑流程如图１－２所示，根据烟气处理的根据工况条件及环保节能要求的不同，低低温烟气逡逑处理工艺主要采取如下２套布置方案：方案一：以烟气降温为核心的电除尘增效、节能逡逑综合技术方案，即在电除尘器前布置换热器来降低烟温至酸露点以下（一般９０？９５°Ｃ邋），逡逑回收余热用于加热汽机冷凝水系统，，从而减少汽机抽气量来减少煤耗。方案二：以烟气逡逑降温为核心的电除尘增效、节能、烟V攴栏醋酆霞际醴桨福丛诘绯酒髑昂屯蚜蛭义鲜账蟾鞑贾靡惶谆蝗绕鳎酒髑盎厥盏挠嗳扔糜谕蚜蚝笱涛碌脑偃龋诮谀艿耐义鲜苯饩鲅檀逊栏烟狻ｅ义希垩唐鴜U：讲，］［ｙ＾ｍ＾ａｏｏ－９０＾］逦嶀要求逡逑脱硝逦＼逦＼逡逑＾逦邋＾逡逑锅炉逦脱硝装置邋空预器低温省煤器低低温电除尘器引风机逦吸收塔再加热器烟囱逡逑脱销系统逦低低温电除尘系统逦烟气脱硫系统逡逑逦Ｊ逡逑图１－２低低温电除尘技术工艺流程图逡逑早在２０世纪７０年代，９０°Ｃ运行的电除尘器在澳大利亚Ｌｉｄｄｅｌｌ电厂得到首次运用，逡逑在处理燃用低硫煤种的烟气时表现出良好的性能；此后在丹麦Ｅｎｓｔｅｄ电厂进行烟气治理逡逑改造中将电除尘入口烟气温度降到１０５°Ｃ左右，结果表明，降温后电除尘器的除尘性能逡逑更好［２６］。２０世纪９０年代

示意图,声波团聚,示意图

提高了除尘器的除尘效率。目前国内外正在研宄开发的、化学团聚等，研宄表明这些外场作用均对细颗粒物进技术为；ｐｍ２．５的脱除提供了新的思路，部分技术已经用外加高能量密度声场，改变颗粒物在烟气中的运动粒物团聚长大的过程。声波团聚早在２０世纪４０年代就０世纪７０年代后能源危机后才得到重视，美国、西班牙研宄。国内于２０００年以后，在９７３计划的自助下，东校在声波团聚的机理、模拟和试验等方面展开了研究，有研宄者开始探索声波与其它作用联合脱除细颗粒物［４，但声波团聚存在能耗高、噪音污染、聚并效率较低等以及重要性问题还没有得到解决，使得声波团聚在实际
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X773

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