燃煤锅炉电除尘器及湿法脱硫对微细颗粒物控制与排放特性的应用研究
发布时间：2020-07-05 07:42
【摘要】：新环保标准《火电厂大气污染物排放标准》的实施与执行,要求重点地区燃煤锅炉烟尘颗粒物排放质量浓度20mg/m3,期间我国燃煤机组绝大部分现役除尘器都需要进行升级改造;为促进燃煤锅炉颗粒物排放的控制技术与装备的研发,并加大对其科研力度,国家高技术研究发展计划(863计划)设立“重点行业PM_(2.5)过程控制与减排技术与装备”项目。在此背景下,本论文主要针对燃煤锅炉,在国内60多台燃煤机组上进行了实地采样测试与原始数据采集,对电除尘器和湿法脱硫微细颗粒物的排放特点进行了系统分析和研究。论文对燃煤锅炉颗粒物排放特性的研究主要采用的是“低温省煤器+电除尘器+湿法脱硫”技术路线,研究方法为在相同或相似的运行工况条件下,通过实验测试分析单一因素的变化对电除尘器或湿法脱硫微细颗粒物排放的影响特点,对于电除尘指数方程的研究则采用基于数据数学拟合的方法,实验测试主要采用以ELPI为核心的恒温、稀释采样测试方法。本论文研究的主要内容为基于实验室电除尘平台,研究了电除尘器比收尘面积和电场强度这两个因素与电除尘器效率之间的关系,给出实验室条件下电除尘指数方程;基于工业燃煤机组,首先研究了电除尘指数方程在工业电除尘器中的适用性,同时研究了电除尘器运行过程的单一工况因素对排放的影响特点,最后研究了湿法脱硫前后PM_(10)粒径分布变化以及湿法脱硫系统对PM_(10)捕集特性的影响因素。论文研究意义在于为工业电除尘器的选型设计提供指导或参考,对电除尘器实际运行提供较为科学的过程优化与控制方法,同时对于电除尘器协同湿法脱硫控制微细颗粒物超低排放的技术体系,为燃煤锅炉颗粒物超低排放提供借鉴。论文主要结论如下:1)足够的选型容量和合理的过程控制同为电除尘器达标排放的必要条件。电除尘器在合理的过程控制与优化的基础上,电除尘器对PM_(10)颗粒物的捕集效率或排放与电除尘器运行功率和比收尘面积的关系可满足电除尘指数方程:lg1-η/βE=-aEEaEpS 或者ln/βpM= -apPS。2)对燃煤锅炉电除尘器PM_(10)排放影响较大的过程因素主要为烟气温度、末电场电流密度和振打。烟气温度110 ℃条件下,降低烟气温度对降低电除尘器PM_(10)排放作用显著,烟气温度110 ℃条件下,烟气温度变化对电除尘器PM_(10)排放影响不明显,电除尘器对PMo.1～1捕集效率降低;末电场需根据该电场颗粒物浓度将板电流密度限制在0.1 mA/m2～0.3 mA/m2运行,末电场运行过高的二次电流可提高电除尘器排放;振打对排放的影响主要体现在不合理的振打周期引起的二次扬尘和反电晕,二者均会提高电除尘器排放。3)基于论文选取的样本电厂实验数据统计分析,湿法脱硫对PM_(10)的捕集效率平均值约为51.39%,对PM_(2.5)的捕集效率约16.88%。在采用相同型式除雾器的条件下,影响湿法脱硫对PM_(10)捕集效率的主要因素为脱硫进口烟气温度和脱硫进口烟尘浓度。4)基于论文选取的样本电厂实验数据统计分析,电除尘器出口,即脱硫进口 PM_(2.5)质量浓度占PM_(10)的平均比例约为17.38%,分布范围为6.5%～28.74 %;脱硫出口 PM_(2.5)质量浓度占PM_(10)的比例平均约为28.74%,分布范围为17.38 %～64 %。5)电除尘器出口和湿法脱硫出口的PM1排放均呈单峰分布。电除尘器出口,峰值粒径主要集中在为0.2μm～0.5μm;而湿法脱硫出口,峰值粒径分布较广,0.1μm～1μm粒径范围内均有出现质量浓度峰值。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X773
【图文】：
图１－１近十年以雾霾为关键词的论文数量［２１］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｐａｐｅｒ邋ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ邋ｗｉｔｈ邋ｋｅｙ邋ｗｏｒｄ邋ｏｆ邋ｈａｚｅ邋ｉｎ邋ｒｅｃｅｎｔ邋ｔｅｎ邋ｙｅａｒｓ逡逑庸置疑，当今雾霾频发、程度之重与工业污染源一次颗粒物的排放密切相关，建材行业、化工行业、冶金行业更等是一次颗粒物排放的工业大户［３２￣３９］。我煤炭资源为主，到２０２０年煤炭在一次能源中的消费比例仍将超过６０％，其煤约占全国煤炭消耗总量的４３邋％［４Ｑ］。通过对北京、上海、广州３个城市雾据表明，来自燃煤锅炉的比例分别为２１％、１７％和２０％［４１４７１。燃煤锅炉主和燃煤电站锅炉。我国现有燃煤工业锅炉约４８万台，k文旰拿毫吭嘉叮匆谖锱欧帕吭嘉常罚低蚨郑伎帕Ｎ锱欧抛芰康模矗担玻ィ郏矗福荨Ｈ欢夜ひ倒跛健⒐ひ丈璞嘎浜螅蠖嗍捎玫ネ病⒍喙苄绯酒鳌⑹ǔ酒鳎矗梗抗蛞跃驳绯酒骱痛匠酒魑饕欧趴刂剖侄危郏担椋浚担担荨ｅ义隙迤诩湮俳济汗帕Ｎ锱欧诺目刂萍际跤胱氨傅难蟹ⅲ⒓哟蠖云
本文编号：2742312
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X773
【图文】：
图１－１近十年以雾霾为关键词的论文数量［２１］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｐａｐｅｒ邋ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ邋ｗｉｔｈ邋ｋｅｙ邋ｗｏｒｄ邋ｏｆ邋ｈａｚｅ邋ｉｎ邋ｒｅｃｅｎｔ邋ｔｅｎ邋ｙｅａｒｓ逡逑庸置疑，当今雾霾频发、程度之重与工业污染源一次颗粒物的排放密切相关，建材行业、化工行业、冶金行业更等是一次颗粒物排放的工业大户［３２￣３９］。我煤炭资源为主，到２０２０年煤炭在一次能源中的消费比例仍将超过６０％，其煤约占全国煤炭消耗总量的４３邋％［４Ｑ］。通过对北京、上海、广州３个城市雾据表明，来自燃煤锅炉的比例分别为２１％、１７％和２０％［４１４７１。燃煤锅炉主和燃煤电站锅炉。我国现有燃煤工业锅炉约４８万台，k文旰拿毫吭嘉叮匆谖锱欧帕吭嘉常罚低蚨郑伎帕Ｎ锱欧抛芰康模矗担玻ィ郏矗福荨Ｈ欢夜ひ倒跛健⒐ひ丈璞嘎浜螅蠖嗍捎玫ネ病⒍喙苄绯酒鳌⑹ǔ酒鳎矗梗抗蛞跃驳绯酒骱痛匠酒魑饕欧趴刂剖侄危郏担椋浚担担荨ｅ义隙迤诩湮俳济汗帕Ｎ锱欧诺目刂萍际跤胱氨傅难蟹ⅲ⒓哟蠖云
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