低比电阻颗粒的高温静电脱除实验研究

发布时间：2017-10-07 05:36

  本文关键词：低比电阻颗粒的高温静电脱除实验研究

  更多相关文章： 静电除尘 高温 电晕放电 除尘效率 低比电阻 调质

【摘要】：随着经济社会的发展和人民生活水平的不断提高,日益增长的能源需求一方面对我国的能源供给提出了严峻挑战,另一方面能源的生产利用过程排放的污染物也造成了严重的大气污染问题。火电、冶金、建材、化工等作为我国重点工业能耗行业,是污染物排放的主要源头。高温除尘是实现重点耗能行业的节能减排的关键技术之一,静电除尘技术由于压降小、运行稳定、适应性强等技术优点已在工业上得到广泛的应用,如何通过静电作用实现高温条件下颗粒的高效捕集并实现工业应用亟需开展系统的研究。本文围绕高温静电除尘技术,主要研究了90℃-450℃温度范围内静电除尘器的放电特性及除尘特性,系统对比分析了不同运行参数以及颗粒性质下的颗粒静电脱除效果并提出颗粒调质的增效方法,以达到强化高温下颗粒静电脱除的目的。首先,研究温度90℃-4500C条件下静电除尘器的放电特性及除尘特性,分析温度、工作电压、烟气流速及颗粒浓度等关键参数对于颗粒静电脱除效率的影响。结果表明,当温度从90℃上升至450℃,在比收尘面积为46.5m2/(m3/s),粉尘初始浓度约为750mg/Nm3的工况下,颗粒脱除效率均可达到98%以上。随着电压升高,除尘效率不断提高,但其升高趋势逐渐变缓。在相同电压下,随着温度的上升,电晕电流显著增大,强化颗粒荷电,颗粒的脱除效率提高；而在相同电流下,高温下较低的空间场强使得颗粒的驱进速度减小,导致颗粒脱除效率下降。烟气流速提高降低了颗粒的脱除效率,PM1.0受烟气流速的影响较PM10更为明显。颗粒初始浓度的上升增强了颗粒的碰撞及团聚作用,在一定程度上有利于增强颗粒的脱除效果。其次,对沉积粉尘后的电晕放电特性变化规律进行了相关研究。在极板沉积粉尘之后,电晕放电电流与粉尘比电阻以及积灰厚度成反比。粉尘颗粒比电阻及厚度的增加均会使得沉积粉尘层电荷释放速度变缓,粉尘层产生电压降增大,其对电晕放电的抑制作用增强。随着温度的不断增加,粉尘比电阻快速下降,粉尘层电荷积累产生的电压降减小,对电晕放电的抑制作用减弱。再次,通过研究对比燃煤电厂灰样、玻璃炉窑灰样、煤炭热解炉窑灰样三种不同性质颗粒脱除效率变化规律可得,在低于250℃的温度段,三种飞灰颗粒在峰值电压下均能达到近98%以上的较高的脱除效率；至350℃C的高温段后,煤炭热解炉窑灰样因其较低的比电阻值及颗粒粘附性造成颗粒返混严重,玻璃炉窑灰样因其低比电阻特性以及高温下热解的不稳定性质,脱除效率均存在明显的下降。针对煤炭热解炉窑灰样等低比电阻性质粉尘高温下脱除效率下降的问题,提出了颗粒混合调质的增效方法,以细碳酸钙粉末为调质剂,对煤炭热解炉窑灰样进行颗粒性质调节,以提高原灰样的比电阻、增强颗粒粘附性。在350℃对应工况下,颗粒脱除效率从93.5%大幅提高至99.2%。随着颗粒调质比例的增大,颗粒脱除效率不断提高,达到一定调质比例值后继续增加调质比例对脱除效率的增效作用不明显。最后,对某玻璃炉窑高温静电除尘器进行了增效工程试验研究。增效改造引入了颗粒调质的方法,通过添加钙基化合物作为调质剂,在30kg/h的颗粒调质剂量的条件下,出口颗粒质量浓度从从103 mg/Nm3大幅下降至39 mg/Nm3,除尘器的除尘效率得到明显提高,显著减小了颗粒物的排放浓度,达到了除尘器增效改造的要求。
【关键词】：静电除尘 高温 电晕放电 除尘效率 低比电阻 调质
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X701.2
【目录】：

• 致谢5-7
• 摘要7-9
• Abstract9-15
• 1 绪论15-25
• 1.1 研究背景15-17
• 1.2 高温除尘概况17-20
• 1.2.1 旋风除尘技术17
• 1.2.2 颗粒床除尘技术17-18
• 1.2.3 过滤除尘技术18-19
• 1.2.4 静电除尘技术19-20
• 1.3 高温静电除尘研究现状20-21
• 1.4 粉尘颗粒特性研究现状21-23
• 1.5 本文研究内容23-25
• 2 实验系统与方法设置25-37
• 2.1 高温静电除尘实验系统及方法25-31
• 2.1.1 高温烟气发生装置26
• 2.1.2 多级电磁振动给料装置26-27
• 2.1.3 静电除尘器本体装置27-28
• 2.1.4 高压供电系统28
• 2.1.5 颗粒采样测量系统28-30
• 2.1.6 实验方法30-31
• 2.2 沉积粉尘层电晕放电实验系统及方法31-33
• 2.2.1 高压供电及控制测量系统31-32
• 2.2.2 电晕放电结构设置32
• 2.2.3 温度控制系统32-33
• 2.2.4 实验方法33
• 2.3 粉尘颗粒特性表征方法33-37
• 2.3.1 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)33-34
• 2.3.2 X射线荧光光谱分析(XRF)34
• 2.3.3 激光粒度测试(PSD)34-35
• 2.3.4 比电阻测试(Resistivity)35-37
• 3 运行参数对颗粒静电脱除特性的影响规律研究37-49
• 3.1 前言37
• 3.2 实验结果与分析37-48
• 3.2.1 工作电压对颗粒静电脱除效率的影响39-42
• 3.2.2 温度对颗粒静电脱除效率的影响42-45
• 3.2.3 烟气流速对颗粒静电脱除效率的影响45-47
• 3.2.4 初始浓度对颗粒静电脱除效率的影响47-48
• 3.3 本章小结48-49
• 4 颗粒性质对颗粒静电脱除特性影响的实验研究49-69
• 4.1 前言49-50
• 4.2 沉积粉尘层放电特性研究50-55
• 4.2.1 沉积粉尘特性对放电特性的影响50-52
• 4.2.2 沉积粉尘厚度对放电特性的影响52-55
• 4.3 不同特性颗粒除尘特性研究55-66
• 4.3.1 飞灰颗粒的特性55-58
• 4.3.2 不同特性颗粒脱除效率58-64
• 4.3.3 颗粒混合调质强化颗粒脱除64-66
• 4.4 本章小结66-69
• 5 某玻璃炉窑高温静电除尘器增效工程试验研究69-81
• 5.1 高温静电除尘器概况69-74
• 5.1.1 设计参数及运行现状69-71
• 5.1.2 粉尘特性测试分析71-74
• 5.2 问题分析及整改建议74-80
• 5.3 本章小结80-81
• 6 结论与展望81-84
• 6.1 本文研究内容与结论81-82
• 6.2 本文创新点82
• 6.3 进一步工作展望82-84
• 参考文献84-93
• 作者简历93

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本文编号：987244