低低温电除尘技术对PM2.5及SO3的脱除性能

为了较全面地表征低低温电除尘技术的污染物减排特性,采用实验室研究及工程实测相结合的手段,对低低温电除尘器的PM_(2.5)及SO_3减排情况进行测试。实验研究发现,当烟气温度从100℃降低至90℃时,不同工况下电除尘器对TSP脱除的提效幅度分别为54.78%、 54.42%, PM_(2.5)脱除的提效幅度分别为43.44%、42.37%,SO_3脱除的提效幅度分别为88.92%、84.17%,且细颗粒物存在明显的团聚现象;工程实测发现,低低温电除尘器对TSP、PM_(2.5)、SO_3脱除的提效幅度分别为36.54%～42.86%、14.29%～37.93%、73.30%～86.46%,提效规律与实验室实验一致。通过分析可知,低低温电除尘技术对PM_(2.5)及SO_3均具有较好的脱除效果,为该技术的大规模推广应用提供了借鉴。     

火电厂节能减排 发展袋式除尘器的可行性

随着环境保护要求的日渐提高,按照GB13223—2003火电厂大气污染物排放标准,电除尘设备已不能满足火电厂锅炉烟尘排放浓度的要求。因此,在全国火电厂推广应用的环保领域中高效袋式除尘设备,已成＂十一五＂节能减排的重要课题。文中根据火电厂循环流化床锅炉飞灰的特点,对电除尘器和布袋除尘器进行了技术经济比较,阐述了火电厂发展袋式除尘器设备的可行性。     

烧结机头电除尘器的数值模拟及现场实测验证

为提高某600 m~2烧结机头电除尘器的实际工程应用效果,使用商业CFD软件进行数值模拟,分别采用k-ε模型、电磁流体模型(MHD)和离散相模型(DPM)模拟流场、电场和颗粒运动轨迹。结果表明:经气流分布优化后,计算得到电除尘器进口烟气量分配偏差为±1.5%、颗粒相质量流量偏差为±0.7%,电除尘器本体两侧阻力分别为127.1 Pa和123.7 Pa,电场截面气流分布均匀性相对均方根差分别为0.129和0.133,均优于标准JB/T7671-2017要求;得到电场内电势分布及颗粒运动规律,电除尘效率与供电电压、颗粒粒径具有相关性。经现场实测验证,各参数的实测值与模拟值一致性较好,实测电除尘器出口烟尘浓度为25.8 mg·m~(-3),除尘效率达99.20%,优于设计值;烟尘颗粒在0.03～10μm的分级除尘效率为80.35%～98.69%。0.1～1μm的颗粒段存在穿透窗口,其分级除尘效率仅为80.35%～91.81%。本研究结果可为烧结烟气的烟尘超低排放提供参考。     

公路隧道空气颗粒物净化实验研究

研制了窄极距双区电除尘公路隧道空气颗粒物净化系统,研究了粉尘浓度、粉尘粒度、工作电压及电场风速等主要因素对其净化性能的影响。结果表明,该技术方案可行,颗粒物净化效率随粉尘浓度及电场风速增大而降低,随工作电压及粉尘粒径增高而提高。     

燃煤颗粒物电除尘器内相互作用模拟

由燃煤电站导致的大气颗粒物污染问题日益严峻,运用颗粒团聚技术实现除尘器内部细颗粒的高效捕集是未来除尘技术发展的重要趋势。为了实现除尘器尾部细颗粒的减排,本模拟对燃煤颗粒物在电除尘器内部不同团聚机理下细颗粒的相互作用进行了研究,基于Fluent软件,利用颗粒群平衡模型(PBM),通过自定义函数(UDF)功能导入团聚核函数分别就细颗粒在热团聚、湍流团聚、电团聚下的团聚情况进行计算。研究结果表明,细颗粒在电场团聚作用下团聚效果最佳,热团聚和湍流团聚效果次之。     

燃煤电厂SO3排放特征及其脱除技术

通过现场实测和文献调研相结合的方式,对目前燃煤电厂SO_3排放特征进行较全面的表征,排放浓度为0.3～22.7 mg·m~(-3),按10 mg·m~(-3)和5 mg·m~(-3)排放限值考核,达标率分别为89.8%、66.7%。对现有除尘、脱硫设备及新技术的SO_3脱除能力进行定量分析,常规电除尘器对SO_3脱除率仅为10%～20%;低低温电除尘技术可达95%以上;电袋复合除尘器可达80%以上;常规石灰石石膏湿法脱硫技术多在30%～60%,采用旋汇耦合、双托盘等技术后,SO_3脱除率可达90%以上;金属板式湿式电除尘器多在50%～80%,导电玻钢管式湿式电除尘器多在60%～90%;碱基干粉或溶液喷射技术均可达到80%以上的SO_3脱除效果;烟气冷凝相变凝聚技术在消除有色烟羽的同时,也具有一定的SO_3脱除效果。根据不同SO_3脱除技术对比结果,碱基喷射技术不仅可以实现较高SO_3脱除效果,还可有效解决空预器的腐蚀、堵塞等问题,将是未来解决高浓度SO_3问题的主流技术方向。     

湿式电除尘器的高压恒流源供电及其能效分析

湿式电除尘器电场的放电状态变化大、干扰因素多,尤其是导电玻璃钢阳极管内壁材料的特殊性,必须尽量减少火花放电,防止电极灼伤甚至起火,保证设备安全、稳定运行。为了深入研究湿式电除尘器的电源供电特性及污染物脱除性能,搭建了湿式电除尘器实验系统,并开展不同类型电源的对比实验。实验结果表明:湿式电除尘器喷淋系统开启,工频恒流源运行相对平稳,出口烟尘浓度变化不大,但恒压源则存在一个电源参数振荡区,出口烟尘浓度增加了约147%,因此,湿式电除尘器应优先考虑抗干扰能力强的恒流源;高频恒流源的运行参数更高,污染物脱除性能更强,与工频相比,高频恒流源不同供电电耗时烟尘、SO_3的减排幅度分别为46.30%～78.69%、42.86%～66.67%。通过对实际工程项目的深度测试及节能优化实验,定量分析了湿式电除尘器的比电耗与污染物脱除性能关系。工程实践表明:随机组负荷的降低,湿式电除尘器的污染物脱除性能有所提升,但高压供电比电耗也大幅增加,从满负荷到50%负荷,比电耗从2.41×10~(-4) kWh·m~(-3)升至4.57×10~(-4) kWh·m~(-3),有较大的节能空间;经节能优化,控制湿式电除尘器出口烟尘浓度在4～5 mg·m~(-3),50%负荷的比电耗下降达84.68%。根据该节能优化思路,对其他3个工程项目实施运行优化,控制烟尘排放浓度在4.5 mg·m~(-3)以内,比电耗下降幅度分别为32.65%、27.15%、41.64%。以上研究结果可为后续湿式电除尘器的性能提升及节能优化提供参考。     

双极电袋复合除尘器的增效减阻效应

为提高现有电袋复合除尘器的除尘效率,降低压力损失,改进清灰效果,设计出一种线管式双极电袋复合除尘器,并对其增效减阻作用和单极电袋复合除尘器进行了对比研究。在硅微粉中位径1.74μm、过滤风速3 m·min~(-1)、入口粉尘浓度2 500 mg·m~(-3)的实验条件下,双极电袋复合除尘器比单极电袋复合除尘器的粉尘透过率、压力损失分别降低25%、27%以上。为分析双极荷电粉尘的静电凝并增效作用,测定了滤料表面沉积粉尘层的粒度分布,发现单极荷电和双极荷电沉积尘的中位径分别为1.83μm和1.92μm,表明双极荷电粉尘具有较好的静电凝并作用,所形成的较粗团聚颗粒物不易透过滤料,使除尘效率提高。为阐明双极荷电粉尘的减阻作用,采用自然堆积法测出双极荷电粉尘的堆积密度小于单极荷电粉尘,证明粉尘双极荷电后会在滤料表面形成较蓬松的粉尘层,这将有助于降低压力损失、提高清灰效果。     

流化床中煤与稻秆混烧污染物排放特性

在自主设计的流化床上开展煤与稻秆混烧的实验。通过对燃烧过程中烟气成分及飞灰含碳量的分析,研究了质量掺混比、燃烧温度、流化风速及二次风率对混烧的影响。实验结果表明,掺混稻秆有效改善了煤的燃烧特性,随着质量掺混比的增加,NO_x、SO_2及CO的排放浓度降低,飞灰含碳量降低。当掺混比由0%增加至30%、温度为850℃时,NO_x排放浓度由506.25 mg·m-3降低至404.33 mg·m~(-3),SO_2排放浓度由762.86 mg·m~(-3)降低至522.86 mg·m~(-3)。随着燃烧温度的增加,NO_x与SO_2排放浓度增加,而CO排放浓度和飞灰含碳量降低。随着流化速度的增加,NO_x与SO_2排放浓度增加,CO排放浓度和飞灰含碳量先降低后增加,并分别在流化速度0.234 m·s~(-1)和0.26 m·s~(-1)时达到最低。随着二次风率的增加,SO_2排放浓度与飞灰含碳量降低,NO_x排放浓度与CO排放浓度先减小后增加,均在20%二次风率时达到最低。     

燃煤电厂电除尘采用高频电源供电的实验研究

为改善燃煤电厂电除尘效果,在1.8 m2工业性实验电除尘器上进行了高频供电实验研究。研究结果表明:在供电电压相同时,高频供电的电流和除尘效率均低于普通可控硅电源供电,但高频电源的最高供电电压可达普通可控硅电源的1.3倍,最高供电电流比普通可控硅电源高40%以上,最高除尘效率高于可控硅电源,可降低烟尘排放40.2%。建议燃煤电厂电除尘选用高频电源时,应选用比普通可控硅电源电压等级高的电源。     

电袋复合除尘器阻力特性研究

利用电袋复合除尘器试验平台,探讨了清洁滤料过滤阻力特性、电场与过滤风速对过滤阻力的影响及本体阻力与测试风量的关系。结果表明:清洁滤料过滤阻力与过滤风速成线性关系,滤料阻力系数为5.39×10~7 m~(-1);无电场作用下,过滤阻力增长率为2.31Pa/min;而65kV电场作用下,过滤阻力增长率仅为0.63Pa/min,主要因为在电场作用下,颗粒层渗透率增大,且荷电粉尘在滤料表面排列疏松,空隙较多,过滤阻力增加慢,可以有效延长喷吹时间,减少喷吹过程对滤袋的冲刷;过滤阻力增长率随过滤风速的增加而增加,过滤风速由0.65m/min增加到0.97m/min,过滤阻力增长率由0.13Pa/min增加到0.63Pa/min;电袋复合除尘器本体阻力(ΔP,Pa)和测试风量(Q,m~3/s)的拟合方程为ΔP=72.15Q~2+25.07Q。     

基于新标准的燃煤机组电除尘器提效改造性能试验研究

《电除尘器性能试验方法》(GB/T 13931—2017)已正式发布,替代已执行15a的《电除尘器性能试验方法》(GB/T13931—2002)。为了执行新标准、探索建立新的电除尘器试验方案、评价"低低温电除尘器、凝聚器加高频电源改造"这一技术改造路线的效果,开展了1 000 MW级燃煤机组电除尘器改造后的性能试验研究。结果表明:新标准在技术上的主要修订能有效实现烟尘低排放浓度测试,同时提升了电除尘器评估技术指标的完整性;在燃用现有煤种条件下,提效改造后电除尘器出口烟尘质量浓度能够稳定在20mg/m3(标态、干基、6%O2(体积分数))以下,除尘效率接近99.90%。这对于改进电除尘器性能试验、选择电除尘器改造技术方案、构建设备评估指标体系具有一定借鉴意义。     

表面活性剂底喷填料塔的氯化铵微粒脱除增效作用

为高效去除微细颗粒物和减少水雾排放,设计了一种底喷式填料塔,利用表面活性剂能降低水的表面张力的原理,对比分析饮用水、SDBS、AEO-9、A-7对粒径小于1μm的氯化铵微粒的净化效果。结果表明,当底喷填料塔入口氯化铵微粒质量浓度为124.9～194.3 mg·m~(-3)时,饮用水洗涤液的微粒脱除效率仅在40%左右,出口氯化铵微粒质量浓度70 mg·m~(-3);当采用SDBS和AEO-9表面活性剂洗涤液后,微粒脱除效率大幅提高。AEO-9的提效作用较明显,当AEO-9浓度增至0.004%时,脱除效率达到74.8%,氯化铵微粒出口浓度为26.5 mg·m~(-3);当采用浓度为0.3%的A-7洗涤液时,脱除效率为89%,此时氯化铵微粒出口浓度仅为15 mg·m~(-3)。通过分析可知,表面活性剂洗涤液对微细颗粒物的脱除有提效作用。     

喷射量对预混合丁醇/柴油复合燃烧排放的影响

基于一台轻型高压共轨柴油机增加一套低压共轨系统实现气道定差压丁醇喷射,并控制进气温度不低于110℃以形成均质预混合气。研究了3 350 r·min~(-1)不同负荷条件下小比例丁醇喷射量对柴油机的气体排放物和颗粒物排放数量浓度、质量浓度及颗粒数量浓度粒径分布特性的影响。结果表明,在中小负荷范围内的HC和CO排放随丁醇喷射量几乎呈线性增加;在大负荷HC排放增加,但是CO排放略微减小。在小负荷工况soot质量比排放和NO_x排放随丁醇喷射量增大而降低,不存在折衷关系;在中大负荷工况soot质量比排放随丁醇喷射量增大而降低但NO_x排放随丁醇喷射量增大而升高。丁醇可明显降低各个负荷的大粒径颗粒物的数量浓度,但是会增加小粒径颗粒的数量浓度。丁醇可降低各个负荷下颗粒物的总数浓度。     

土壤电场和机械组成对土壤磷迁移的影响

土壤磷随水迁移是土壤侵蚀和农田面源污染发生的重要因素之一。本研究通过电解质浓度和类型(Na⁺和K⁺)调节土壤电场,通过加入直径为2～3 mm的石英砂颗粒来调节土壤的机械组成,探究土壤电场和机械组成对土壤磷迁移的影响。结果表明：1)土壤磷迁移主要以颗粒态磷为主,例如,在浓度为0.01 mol·L^-1的Na⁺体系中,颗粒态磷迁移量是溶解态磷迁移量的31倍;2)与Na⁺相比,K⁺能显著降低土壤电场,减少土壤颗粒态磷而增加溶解态磷的迁移;3)土壤颗粒态磷和溶解态磷的迁移量均随电解质浓度增加而降低,电解质浓度增加降低土壤电场强度和作用力程,土壤团聚体稳定性增强,从而有利于土壤磷的保持;4)添加石英砂后改变了土壤机械组成,能够显著改变土壤磷的迁移规律,且与离子类型有关;5)土壤电场和机械组成共同作用控制着土壤磷的迁移。本研究可为土壤磷迁移以及农田面源污染防控提供一定理论参考。     

基于非稳态静电收尘理论的电除尘器运行参数的研究

为了进一步提高电除尘器的收尘效率,满足国家新的烟尘排放标准,依据研究建立的非稳态静电收集理论,提出了电除尘器供电电压及振打周期的优化措施.非稳态静电收尘理论研究与实验研究表明,收尘效率对供电电压存在一最大值,且此最佳供电电压是随极板沉积粉尘层比电阻、粉尘层厚度等动态变化的;振打周期的长短与粉尘层比电阻有关.据此提出的运行参数优化结果表明,对于比电阻不同的粉尘,电除尘器收尘效率最高时对应的供电电压随粉尘层比电阻的增大而降低,对于同一粉尘,最佳供电电压随粉尘层厚度的增长而提高;粉尘层比电阻低于1011Ω·cm时,一般保持极板粉尘层厚度在3～5 mm以内为佳,对于高比电阻粉尘应寻求适宜的清灰方式保障极板处于清洁状态.     

燃煤电厂典型超低排放除尘技术组合下的尘排放特性

为研究典型超低排放除尘技术组合下的尘排放特性,梳理了目前超低排放除尘技术改造的主流技术路线,归纳出典型的7种改造技术路线。依据典型的改造技术路线,选择了27台在2015—2017年完成改造的燃煤发电机组,并对其烟尘排放进行长期的连续监测,根据机组长期运行的排放表现对典型超低排放除尘技术路线的实际减排效果进行量化对比分析。结果表明,7种除尘改造技术路线均可达到控制烟尘排放浓度在10 mg·m~(-3)以下的超低排放标准,其中路线6改造后尘浓度控制在2 mg·m~(-3)以下。对减排效率的研究表明,各技术路线改造后的减排效率均可达到99.97%以上,计算得到机组的平均排放因子为0.025 7 kg·t~(-1)(95%置信区间0.025 4～0.026 1 kg·t~(-1)),其中路线6的排放因子最低,为0.008 6 kg·t~(-1)(95%置信区间0.008 4～0.008 8 kg·t~(-1))。     

基于CFD的滤袋内侧磨损失效过程分析

针对某燃煤热电厂袋式除尘器滤袋破损和多次换袋检修失效现象,采用气固两相流数值模拟方法,对清灰气流含尘浓度过高导致滤袋破损失效的演变过程进行了分析,并结合现场调研和破损滤袋检测结果,明确了产生此类故障的原因.结果表明:喷吹总气量的22％为诱导气流,袋口上方的诱导气流速度接近7 m·s-1,上箱体内悬浮颗粒甚至袋口周边沉积...     

SBAR内不同有机负荷下2种好氧颗粒污泥形成及除磷性能

在SBAR中首先采用低有机负荷继而提高负荷的方法成功培养出2种不同类型的好氧颗粒污泥。在长期培养过程中,对SBAR系统中的微生物特征包括污泥浓度、SVI沉降指数等指标及系统对废水中COD和氮磷去除性能进行评估。在稳定阶段,通过在不同浓度Na Cl溶液中测试和对比SBAR内2种颗粒污泥的沉降性能。结果表明,系统经过89 d的低有机负荷(0.75 kg COD/(m3·d))运行,小颗粒污泥缓慢形成,表面光滑,外观规则为近似球形;大幅度提高有机负荷(1.6 kg COD/(m3·d))促使大颗粒污泥的快速形成,多数为椭球形,并且颗粒边缘清晰透明;经过93 d稳定运行,成熟的小颗粒和大颗粒的平均直径分别为0.35 mm和1.35 mm;随着大颗粒污泥的增多,系统除磷效果明显增强;在不同盐浓度(0%~15%)条件下大颗粒污泥比小颗粒污泥沉降速度更高;小颗粒污泥在大于2%的Na Cl溶液出现悬浮现象而大颗粒仅在15%的Na Cl溶液出现悬浮现象,进一步说明大颗粒污泥密度相对较大。     

温湿电场对PM2.5及SO3的脱除性能

为深入研究温湿电场对PM_(2.5)及SO_3的脱除性能,采用实验室研究、工程调研或实测相结合的手段,系统分析了湿式电除尘器(WESP)对PM_(2.5)及SO_3的脱除规律,尤其是高SO_3浓度对湿式电除尘器性能的影响及其应对措施。实验研究发现:电源电压分别为35、45、55 kV时,湿式电除尘器对总尘、PM_(2.5)和SO_3的脱除效率分别为60.8%、75.2%、82.4%,53.7%、67.1%、76.8%和43.4%、58.6%、72.7%;随着电压的增加,各粒径段颗粒的分级脱除效率均有明显提升,但0.1～1μm提升最为明显;鉴于烟尘的吸附及SO_3的调质作用,烟尘和SO_3两者有一定的相互促进脱除作用,但SO_3浓度过高,容易在放电极线周围形成高密度的空间电荷,导致电晕电流降低,除尘效率下降;针对高浓度的SO_3,采用降温方式,可有效提高湿电场的烟尘及SO_3脱除性能。工程实测发现:单独使用湿式电除尘器或是与其他相关技术耦合应用,均对烟尘及SO_3有较高的脱除效率;湿式电除尘器对烟尘及SO_3脱除效率分别为63.5%～88.3%、65.1%～71.9%,与湿法脱硫耦合使用,效率分别达82.1%、86.1%,与相变凝聚器(PCA)耦合使用,效率分别达92.3%、90.1%。上述研究可为湿式电除尘器的宽范围、多场合应用提供参考。