燃烧过程颗粒物的形成及我国燃烧源分析

燃料燃烧会排放一次颗粒物和二次颗粒物,一次颗粒物中亚微米粒子主要是由于无机矿物质经蒸发-成核-凝结-凝并的途径形成的;超微米颗粒的产生不同于亚微米颗粒的形成,是由于破碎机理.二次颗粒物是由气态前驱体在大气中转化而成的.我国燃烧源主要是煤燃烧、燃油机动车和农村生活燃料等.深入认识颗粒物的形成及燃烧源的特征对有效控制颗粒物的排放是很有帮助的.     

燃烧过程颗粒物的形成及我国燃烧源分析

燃料燃烧会排放一次颗粒物和二次颗粒物,一次颗粒物中亚微米粒子主要是由于无机矿物质经蒸发-成核-凝结-凝并的途径形成的;超微米颗粒的产生不同于亚微米颗粒的形成,是由于破碎机理.二次颗粒物是由气态前驱体在大气中转化而成的.我国燃烧源主要是煤燃烧、燃油机动车和农村生活燃料等.深入认识颗粒物的形成及燃烧源的特征对有效控制颗粒物的排放是很有帮助的.     

燃煤锅炉脱汞技术研究进展

燃煤锅炉是主要的烟气汞排放源,汞大多存在于亚微米级颗粒中,其对环境和人类造成的影响不容忽视。综述了现阶段燃煤锅炉汞排放控制技术的研究进展,并对各项技术的脱汞效率、影响因素、投资成本、优缺点及应用可行性进行了分析比较。分析表明,利用现有污染物控制设备(除尘装置、脱硝装置、脱硫装置)协同脱汞比较经济有效,也是当前研究的重点;洗煤技术、燃烧方式的改进和添加燃烧附加物可作为辅助措施使用。     

柴油机排放颗粒物净化技术研究进展

柴油机被认为是城市大气微粒的主要污染源。柴油机颗粒物组成复杂并且颗粒粒径甚小,大都属于亚微米级粒子和纳米级粒子。因而柴油机颗粒物对人类健康和大气环境的影响受到世人的广泛关注。本文主要对柴油机排放颗粒物的生成机理、化学组成及危害、物理性质、检测方法和净化技术等方面进行综述与探讨。     

高炉除尘灰细微颗粒物单/双预荷电强化滤袋过滤特性

传统袋式除尘器对于细微颗粒物的捕集效率不甚理想,在袋式除尘器入口前增加预荷电装置是一种切实可行的强化其过滤特性的技术手段。设计搭建线板式直流高压预荷电器,研究了不同正/负匹配电压及风速对于双极预荷电高炉除尘灰电凝并行为的影响规律,对比分析了滤袋对未荷电、单极负荷电以及双极荷电高炉除尘灰细微颗粒物(PM_2.5)的捕集效率与压差特性,得到了不同预荷电方式高炉除尘灰细微颗粒物在滤袋表面沉积的微观形貌结构。结果表明：随着过滤风速(1.5～0.5 m·s^-1及匹配负电压(-16～-12 kV)的降低,双极荷电颗粒物凝并效率提高;高炉除尘灰细微颗粒物单/双预荷电均能提高滤袋的过滤效率;对于粒径<0.5μm颗粒,双极预荷电技术对滤袋捕集效率的强化效果好于单极预荷电技术;对粒径为0.5～2.5μm颗粒,单极预荷电技术的强化效果超过了双极预荷电技术;颗粒物单/双预荷电技术还使得滤袋阻力增量值及其增长速率值降低,且单极预荷电技术对于阻力降低效果更为明显。本研究可为利用单/双预荷电技术提升传统袋式除尘器对高炉除尘灰中细微颗粒物的捕集脱除特性提供参考。     

柴油机排放颗粒物净化技术研究进展

柴油机被认为是城市大气微粒的主要污染源.柴油机颗粒物组成复杂并且颗粒粒径甚小,大都属于亚微米级粒子和纳米级粒子.因而柴油机颗粒物对人类健康和大气环境的影响受到世人的广泛关注.本文主要对柴油机排放颗粒物的生成机理、化学组成及危害、物理性质、检测方法和净化技术等方面进行综述与探讨.     

偶极荷电静电凝并除尘器收尘机理及性能研究

提出一种高效去除微细颗粒物的偶极荷电静电凝并除尘装置,其主要由凝并区和收尘区组成.对其凝并收尘机理进行了分析,并对收尘性能进行了实验研究.结果表明,偶极荷电静电凝并系数高于库仑凝并系数;偶极荷电静电凝并除尘器中颗粒的凝并效果好,且在相同的条件下,其对微细颗粒物的除尘效率明显高于普通静电除尘器.     

新型低气阻高效除尘器的研究与应用

为了提高除尘器对细颗粒物的捕捉效率,制备了一种由蜂窝陶瓷、聚酰胺材质扭线刷和缚尘剂组成的除尘模块。其中填充了聚酰胺扭线刷的蜂窝陶瓷为除尘模块的主体,该主体独有的结构将拦截尘粒的滤料纤维分布在与气流方向垂直的平面上,有利于含尘气体的捕捉。缚尘剂为除尘模块的增强因子,它可以在除尘模块表面形成液膜,用来抑制除尘时的二次扬尘,提高除尘效率。通过对涂覆有缚尘剂的除尘模块的除尘效率的研究表明,含尘气体通过除尘模块,对粒径2μm的颗粒除尘效率最高可达到97.08%,表明了除尘模块去除细颗粒物的潜力;另外,在实验中设定的条件下,系统的压降保持在85 Pa以下。总体而言,该除尘模块在保持较低压降的同时对细颗粒物有较高的去除效率,有应用在工业除尘的潜力。     

100 MW锅炉NaOH颗粒生成的数值模拟

煤粉燃烧过程中矿物质的气化、成核、凝结等过程是炉膛中亚微米颗粒形成的主要途径。本文运用CFD软件针对某100 MW锅炉内NaOH颗粒形成进行了数值研究,计算得到了炉内的温度分布、氧浓度分布和亚微米颗粒数量浓度和质量浓度分布。结果显示,亚微米颗粒的生成数量与温度具有强烈的相关性,温度较高的区域亚微米颗粒数量浓度较大,温度较低的区域则较小;而在炉膛的高温区内,NaOH颗粒的质量浓度并不是最高,而是最低,同时随着炉膛高度的增加,NaOH颗粒的质量浓度逐渐增加。计算结果为今后数值研究燃煤过程中亚微米颗粒的形成与演化奠定基础,为研究温度等燃烧条件对亚微米颗粒形成的影响、抑制其排放等方面提供了一种有效研究手段。     

生物质锅炉烟气中PM-VOCs一体化脱除装置的设计

针对生物质成型燃料锅炉烟气中的颗粒物(PM)和挥发性有机物(VOCs)排放浓度高的问题,采用布袋除尘技术与生物炭吸附技术相结合的工艺技术,集成通风直接冷却技术,设计了颗粒物和挥发性有机物一体化脱除装置,并开展了脱除效果验证实验。结果表明:装置对颗粒物去除率87.8%～90.7%,VOCs去除率69.1%～72.0%,颗粒物和VOCs的排放浓度远低于《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271-2014),表明该装置对生物质锅炉烟气中的颗粒物和VOCs具有较好的脱除效果,研究可为生物质成型燃料锅炉烟气净化工艺提供技术支撑。     

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。     

燃煤工业锅炉PM2.5排放规律

当前我国工业锅炉中最主要应用炉型为链条炉,是大气污染物排放的重要污染源之一。本研究利用基于荷电低压捕集器(ELPI)的颗粒物排放稀释系统,选取5台典型链条燃煤工业锅炉,对其除尘器的进口、出口和脱硫后3处进行细微颗粒物(PM2.5)的现场测试。粒径分布结果表明,粒数浓度较多在0.04~0.3μm范围内,质量浓度分布在0.08~0.25μm范围内呈单峰上升形态。除尘装置对PM2.5的捕集效率在50%左右,除尘效果较差;脱硫后有些级的颗粒物浓度不降反升。目前环境日趋恶劣,燃煤工业锅炉作为PM2.5的重要排放源,将是今后重点控制对象。     

电除尘器电源交流分量对PM_(2.5)等细微颗粒物除尘效率的影响

除尘器对颗粒物的除尘效率与颗粒物的荷电量密切相关,PM2.5等细小颗粒物由于其荷电量不足而导致其吸收效率较低,对环境造成危害。为了增加粒子的荷电量,以粒子荷电原理为理论依据,从离子电流密度和通过电凝并扩大尘粒中位径2个方面研究了电除尘电源中交流电压分量对PM2.5等细小颗粒物荷电特性的影响,得出了电除尘器电源中交流电压分量可从以上2个方面提高装置对PM2.5等微小颗粒物的荷电量,且频率越高,幅值越大,荷电效果越好,从而可以提高装置对细小颗粒物的除尘效率。     

电除尘器电源交流分量对PM_（2.5）等细微颗粒物除尘效率的影响

除尘器对颗粒物的除尘效率与颗粒物的荷电量密切相关,PM2.5等细小颗粒物由于其荷电量不足而导致其吸收效率较低,对环境造成危害。为了增加粒子的荷电量,以粒子荷电原理为理论依据,从离子电流密度和通过电凝并扩大尘粒中位径2个方面研究了电除尘电源中交流电压分量对PM2.5等细小颗粒物荷电特性的影响,得出了电除尘器电源中交流电压分量可从以上2个方面提高装置对PM2.5等微小颗粒物的荷电量,且频率越高,幅值越大,荷电效果越好,从而可以提高装置对细小颗粒物的除尘效率。     

电磁浮动床除尘装置的设计与实验研究

针对所设计的电磁浮动床除尘装置,为了掌握该装置的运行规律以及除尘效果,以铁磁颗粒为床料,通过实验分析了铁磁颗粒质量对床层高度的影响,以及风量和磁场强度等因素对床层高度和压强降的影响,并对风量和磁场强度与除尘效率的关系进行了研究,确定最佳运行条件:进口含尘气体浓度为20 g·m-3,磁场强度为300 Gs,风量为110 m3·h-1,除尘效率高达99.34%,为电磁浮动床用于高温除尘工艺奠定了基础。     

环境相对湿度对颗粒物过滤性能的影响

以吸湿性氯化钠(NaCl)颗粒和非吸湿性氧化铝(Al₂O₃)颗粒为实验对象,使用纤维材料过滤介质,引入纳米和微米两类颗粒物尺度,考察不同相对湿度(RH)环境下颗粒物过滤性能的变化规律及内在机理。结果表明：低湿度下(RH20%和50%)过滤吸湿性颗粒时,压降呈线性增长趋势,高湿度下(≥RH80%)会出现压降的急剧升高;非吸湿性颗粒受湿度变化的影响较小,但在饱和湿度下(RH100%)压降增长较为显著;滤料初始过滤效率对环境中相对湿度的变化不敏感,也不会受到颗粒吸湿性能差别的影响;在颗粒加载过程中,受滤料纤维表面颗粒物沉积的影响,过滤效率持续缓慢增长,但湿度超过颗粒潮解点后,对吸湿性颗粒的过滤效率出现一定程度下降,类似液体过滤机制;此外,环境湿度的变化对于纳米颗粒物过滤性能的影响远比微米颗粒更为显著。研究结果可为空气污染防治中颗粒物过滤技术的应用与改进提供参考。     

民用散煤燃烧排放颗粒物微观特征

为深入了解民用散煤燃烧排放颗粒物对大气环境的影响,利用自行设计的采样装置采集民用散煤燃烧颗粒物并采用扫描电镜-能谱(SEM-EDX)分析颗粒物的形貌和元素组成。结果表明,民用散煤燃烧排放的颗粒物主要有焦油球,飞灰,片状或块状碳质颗粒,矿质颗粒,烟尘集合体,其他颗粒。从形貌上看,民用散煤燃烧排放颗粒物以球形和类球形颗粒为主,占颗粒总数的49.2%,烟尘集合体很少,占颗粒总数的3.6%。从元素组成来看,民用散煤燃烧排放颗粒物主要是炭质颗粒,占排放颗粒总数的77.2%,S元素在颗粒中较为常见,但大多数含量较低。从粒径分布来看,民用散煤燃烧排放颗粒物主要是微小颗粒物,绝大多数(81.0%)颗粒分布在1μm粒径范围内。民用散煤燃烧是大气污染物的重要来源之一,应制定相应的管控措施。     

蜂窝煤燃烧烟气中多环芳烃的定量研究及粒径分布特征

通过对蜂窝煤燃烧排放的烟气中多环芳烃的定量分析,研究了17种多环芳烃在烟气颗粒相和气相中的分配以及在不同粒径颗粒物上的分布特征。结果表明：在室温下燃煤排放的多环芳烃总量以在气相中存在为主,但总体毒性则主要存在于颗粒相中;多环芳烃主要分布在亚微米级颗粒上,分子量越大的多环芳烃越趋于富集在细颗粒上,因而对健康的危害就越大。     

添加剂对炭黑颗粒润湿和沉降性能的影响

为提高湿式除尘装置对炭黑颗粒物的去除效率,通过向吸收液中添加复配表面活性剂以提高吸收液对炭黑的润湿性,投加絮凝剂使进入吸收液的炭黑颗粒发生凝聚和沉降,从而使吸收液得以循环利用。其中表面活性剂的复配以非离子表面活性剂月桂醇聚氧乙烯（9）醚（AEO-9）为主,与十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）和壬酚基聚氧乙烯醚（TX-10）分别复配,筛选出复配效果最好的一组复配液;然后投加絮凝剂,探讨絮凝剂的加入对吸收液中炭黑颗粒物絮凝沉降的影响。结果表明,在AEO-9浓度为0．05mmol／L,TX-10浓度为0．09mmol／L时,吸收液的表面张力最小,为36．75mN／m;投加无机絮凝剂聚合氯化铝（PAC）浓度为100mg／L时,经15min沉降,炭黑的沉降率可达88．1％,上清液中悬浮颗粒的平均粒径为6．36μm。     

不同高岭土体系混凝过程中絮体形态的变化

针对2种高岭土体系进行了不同混凝条件下的混凝实验研究,结果表明,使用AlCl3做混凝剂时,微米级高岭土体系絮体粒径随着颗粒物浓度的增加呈现先增加后减小的趋势。当破碎强度为400 r/min时,恢复因子随颗粒物浓度呈现先下降后升高的趋势,在20 mg/L的颗粒物浓度时达到最低。在颗粒物浓度为10 mg/L时,纳米体系强度因子和恢复因子均小于微米体系。继续增加颗粒物浓度(20 mg/L或40 mg/L),纳米颗粒本身的团聚作用和吸附混凝剂之后的纳米颗粒所起的架桥作用使得在200 r/min破碎强度下强度因子和恢复因子升高。当投加相同投加量的高聚合态聚合氯化铝(Al30)作为混凝剂时,由于其具有较高的电中和能力,所以絮体平衡后的粒径与恢复因子较使用AlCl3时降低。