燃煤机组电除尘器入口烟道流场优化数值模拟研究

燃煤机组环保设施连接烟道阻力增加是风机能耗增大的主要因素之一,对烟道进行流场优化,降低烟道阻力和风机能耗是燃煤电厂节能降耗的有效途径之一。采用CFD数值模拟对某电厂660 MW燃煤机组电除尘器入口烟道进行流场优化,重点分析了5种不同优化方案下烟道阻力、风机能耗、灰质量流量分配比例、烟气灰浓度、导流板磨损速率等参数的变化规律。结果表明：通过设置合理结构形式及数量的导流板实现烟道降阻幅度28.7%,单台机组最大可节约风机能耗190 kW·h,节能降耗效果显著。新增导流板对烟气中灰质量流量分配比例具有调节作用,优化后A、B两侧烟道内灰质量流量比例偏差由14.8%降低至6.6%,提高了电除尘器的综合除尘率。烟道流场优化在改善灰浓度场分布的同时降低了导流板的磨损,优化后导流板的平均磨损速率由1.33×10^-7 kg/(m²·s)降低至0.56×10^-7 kg/(m²·s),降幅高达57.6%,导流板使用寿命是优化前的2.4倍,提高了机组运行的安全性和可靠性。     

固定源稀释通道的设计和外场测试研究

为研究固定源产生的颗粒物的污染情况,自行设计了固定源稀释通道采样装置以便模拟颗粒物在大气中的稀释扩散过程.该装置采用不同尺寸的采样嘴,以保证对烟道内的颗粒物等速采样,采样烟气与洁净空气在稀释腔内混合,腔内雷诺数典型值可以达到10000,保证了采样烟气和洁净空气能够稀释混合均匀.颗粒物在停留室中的停留时间达到90s,保证了颗粒物有足够的时间长大成核.将该装置应用于国内的9个燃煤、燃油固定源,取得了颗粒物的质量浓度、OC、EC组成、排放因子等数据.     

脱硫烟气自动监控设备的网状流量测量方法

随着环保部门及企业对脱硫烟气流量准确性的要求越来越高,部分企业流量计安装位置无法准确反映企业的实际工况,而采用网状测量烟气流量可以较好地解决此类问题。根据各测量截面尺寸的大小、直管段长短等因素确定测量点数,将多个测量点等截面有机地组装在一起,测得截面的平均速度,计算出风量。详细地介绍了网状测量烟气流量方法在污染源自动监控烟气流量测量方面的原理及优势,并就该技术的应用前景进行了分析和展望。     

600 MW燃煤机组多变截面SCR脱硝系统流场及喷氨优化

流场均匀性对脱硝效率有重要影响,喷氨格栅(AIG)上游和催化剂入口标准速度偏差是衡量流场均匀性的重要指标。采用FLUENT6.3软件对某600 MW超临界燃煤机组的SCR烟气脱硝系统内流场进行数值模拟,主要针对空塔布置时,在烟道多变截面和弯头处出现的流场充满度差、低速三角区、高速冲刷区和低速回流区进行优化。模拟结果显示,采用不同倾角的"直板"、"圆弧"型、"平直—圆弧—平直"型和"圆弧—平直"型导流板可以有效抑制烟道弯头处烟气速度分离的现象。将AIG上游标准速度偏差从空塔时的58.60%降低到9.43%,催化剂入口速度偏差从空塔时的86.31%降到8.60%。提高了NH_3与烟气的混合效果,氨氮摩尔比维持0.81左右,脱硝效率从69.76%提高到92.37%,NH3逃逸率由1.9×10~(-5)降低到2.9×10~(-6)。     

燃煤电厂湿烟囱降雨成因分析

湿烟囱周边降雨现象是许多电厂和脱硫机组运行中的常见问题,对烟囱雨成因的研究是治理烟囱雨的关键.本研究对某火电厂脱硫后湿烟气进行现场采样,分析内容包括:脱硫后净烟气携带浆液量、烟道内冷凝水和烟囱周边采集的降雨雨滴,通过液态样品和固体颗粒物的物化分析,进行烟囱雨的源解析.液态样品分析结果表明,该电厂脱硫机组除雾器运行良好,达到除雾器性能保证值,但烟气携带浆液量在湿烟道中沿程增加,烟道疏水冷凝液中硫酸盐浓度沿程增大,有明显的累积现象,发生二次夹带的可能性很大,因此该燃煤电厂主要因湿烟道/湿烟囱内疏水系统运行不佳引起湿烟气卷携内衬壁面液滴而形成烟囱雨.烟囱雨中固体颗粒物的主要成分为复合碳酸盐、硅铝酸盐,尽管飞灰浓度满足脱硫系统运行要求,但固体颗粒物源解析结果表明,飞灰对烟囱雨的贡献率达60%.由于烟囱雨与烟道/烟囱冷凝液成分最为接近,因此对湿烟道/湿烟囱改造、强化疏水、避免因饱和水蒸汽冷凝形成的冷凝液在烟道/烟囱内积累是治理烟囱雨的有效措施.     

30t/d新型村镇垃圾热解气化炉二噁英排放特性

针对目前处置村镇垃圾的小型热处理炉运行不稳定、排放难以达标等问题,介绍了一种新型村镇垃圾热解气化炉(30 t/d),并对其系统烟气及炉渣的二噁英生成排放特性进行研究。结果表明：炉渣中的二噁英浓度为0.723μg I-TEQ/kg,可满足GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中二噁英排放的要求;在正常喷射活性炭时尾部烟气二噁英浓度为0.029 ng I-TEQ/Nm³,低于GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》中二噁英排放限值;气化燃烧过程的烟气二噁英原始排放浓度较低,低温异相合成反应是该垃圾炉烟气二噁英的主要来源;在质量浓度分布上占优势的为高氯代PCDD/Fs,对总毒性当量起主导作用的为2,3,4,7,8-PeCDF,喷射活性炭对二噁英具有良好的去除效果。以期为村镇垃圾热解气化规范处置提供示范,并为热解气化炉二噁英排放控制提供参考。     

燃煤烟气碳捕集模拟及节能优化

在某电厂建设了一套万吨级有机胺法碳捕集装置，采用新型复合胺吸收剂；设计工况下，烟气流量5877 Nm³/h,吸收剂循环流量37500 kg/h,捕集效率可达97%以上，CO₂产量≥1.39 t/h,再生能耗较传统MEA(单乙醇胺)降低约23%左右。依据工程设计参数建立了碳捕集系统模型，所建立的模型结果关键参数与工程实测值相对误差不超过3%;在原模型基础上，设计了含有富液分流、级间冷却和MVR闪蒸节能工艺的碳捕集系统，考察了富液分流率、级间冷却率和闪蒸真空度等关键工艺参数对碳捕集系统能耗和效益的影响。结果表明：MVR技术可降低15.45%的捕集能耗，节能效果最佳，富液分流和级间冷却节能效果在2%～4.5%。在得到各节能技术最优操作参数后，进一步考察了不同组合节能工艺的节能效果，发现级间冷却+MVR闪蒸技术节能效果最好，富液分流+MVR闪蒸技术居中，级间冷却+富液分流节能效果最小。研究结果可为燃煤电厂烟气碳捕集项目的工艺系统设计、节能降耗及运行提供一定参考。     

皂化废水和锅炉烟道气的联合处理技术研究

介绍了将皂化废水经预处理后用泵输入锅炉湿式除尘系统进行燃煤烟气脱硫除尘，流出废水经处理后循环回用的治理技术．该工艺采用以废治废，综合利用的方法治理皂化废水和锅炉烟气，取得了较好的环境效益和经济效益．     

超低排放下燃煤电厂氨排放特征

燃煤电厂采用SCR(选择性催化还原)脱硝过程消耗大量的氨,同时存在氨逃逸和氨排放问题.为了掌握超低排放燃煤机组的氨排放程度、脱硝氨逃逸情况以及各环保设施对氨的协同脱除能力,为燃煤电厂氨减排政策制定和氨减排技术研发提供支持.在京津冀大气污染传输通道城市中选取11个城市中的14台机组,采用例如DL/T 260—2012《燃煤电厂烟含脱硝装置性能验收试验规范》的标准方法用稀硫酸吸收烟气中的氨再结合分光光度测试方法,对环保设施多个位置的烟气中氨进行浓度测试.结果表明:①氨排放浓度介于0.05~3.27 mg/m3之间,平均约0.95 mg/m3,通过烟气排入大气中氨的浓度不高;②测试的14台机组中有7台机组(约50%)脱硝氨逃逸值高于设计值(2.28 mg/m3),说明脱硝氨逃逸超过设计值呈普遍现象,个别电厂脱硝氨逃逸严重,氨逃逸亟待解决;③环保设施对逃逸氨具有较好的协同脱除能力,平均脱除率约为64.86%.建议对于SCR脱硝氨逃逸严重的机组,对SCR出口烟道截面氮氧化物(NO_x)实施网格式测试,在此基础上实施精细化精准喷氨、优化流场、提高SCR脱硝运行水平(或采用专业化运维),从源头上减少氨耗量,降低系统能耗和氨排放.      

多场条件下低低温电除尘系统全流程数值模拟

文章基于商业计算流体力学(CFD)软件,对某低低温电除尘系统进行了多场条件下的数值模拟。采用k-ε模型来模拟湍流场,用离散相模型(DPM)来模拟飞灰颗粒的运动,用换热器模型和多孔跳跃模型模拟烟冷器内温度场,用电磁流体模型(MHD)模拟电场,用颗粒群平衡模型(PBM)模拟颗粒团聚规律。结果表明:烟道内布置导流板及阻流板后,电除尘器各分室进口流量偏差均在±1%以内,出口不超过±0.5%。颗粒相质量流量分配偏差也均未超过±5%。各室入口截面烟气流速相对均方根差均不超过0.25。模拟烟冷器内各截面的温度、密度及流速变化规律与实际相符。电场内电势分布由放电极向收尘极呈不均等环状分布,粒径越大的颗粒越容易被收集,小颗粒易发生逃逸。随着时间的推移,烟冷器内颗粒平均粒径逐渐增大,当t=0.8 s以后,颗粒平均粒径趋于平稳。     

燃煤锅炉共用烟气脱硫装置的设计与应用

采用钠钙双碱法对燃煤锅炉烟气脱硫,多台锅炉中每台配置一套旋流板脱硫吸收塔,共用一套脱硫溶液配制、循环、再生及硫酸钙脱水系统。循环水量大,NaOH容量多,系统耐冲击负荷能力强。循环脱硫液使用流量不同的输送泵,在1台、2台或3台锅炉分别运行的状态下,脱硫系统、脱硫液循环系统、硫酸钙脱水系统等正常运行,运行灵活性强,节能效果明显。     

组合式旋流电除尘器防结露设计

XDC－4／14组合式多管旅流电除尘器是近年来在除尘设备领域出现的新设备，它是具有80年代世界先进水平的除尘技术。该除尘器将旋风分离力与静电力除尘机理组合于一体，在传统立式多管电除尘器中引入旋风分离机理，将复杂的二级除尘系统转化为组合式除尘器，节省了设备投资和占地面积，适宜干老厂和除尘系统的改造设计。XDC－4／14组合式多管旅流电除尘器在我国北方地区广泛应用于工业窑炉高温烟气治理，使用效果好，除尘效率达到99％以上，但在南方地区的潮湿气候环境和燃煤中含硫较高的条件下使用，出现了烟气酸露点温度升高，除尘系统…     

管道喷射活性炭脱除焚烧炉烟气中的多环芳烃

针对我国城市生活垃圾的特点,在一台小型流化床装置上进行了垃圾焚烧试验,研究了管道喷射活性炭对16种多环芳烃(PAHs)的脱除效果.结果表明,垃圾原料和炉渣中主要是4环和5环PAHs;飞灰中以3环、4环、5环PAHs占主导地位;烟气中3环和4环PAHs最多;随着活性炭投加量的增大,烟气中PAHs浓度降低,飞灰中PAHs含量和PAHs总去除率增加;在试验范围内,PAHs脱除率为76%～91%.     

复合生物法净化SVE尾气研究

鉴于目前土壤修复过程中广泛采用的气相抽提系统技术(SVE)相应尾气净化技术的缺失,为有效提高气相抽提系统技术后端尾气净化效率,提出采用复合生物法净化SVE尾气。以甲苯为目标污染物,以活性炭为主要填料,利用焦化污水处理厂的活性污泥接种挂膜研究了生物过滤反应器对模拟气体的净化性能及其影响因素(包括进气流量、停留时间、入口浓度、入口体积负荷),并将复合生物法与活性炭吸附法进行了性能比较。实验结果表明:生物过滤反应器的去除效率随进气流量的增大而降低,随气体停留时间的延长而提高,随入口浓度的增大而降低,反应器的体积去除负荷随入口体积负荷的增大而增大,这说明生物过滤反应器能有效去除甲苯废气,且去除效果优于活性炭吸附法。     

蓬莱19-3原油水下溢油的模拟实验

把握水下溢油时油滴粒径的分布规律是研究溢油行为和归宿的前提,也是水下溢油事故有效应急处置的重要依据。本研究采用自制的1 m×1 m×2 m（长×宽×高）的水下溢油模拟实验装置开展蓬莱19-3原油的水下溢油模拟实验,以油滴体积分布和油滴体积中值粒径为考察指标,评估了水下溢油喷口直径和喷射速度对油滴破碎形成的油滴粒径分布的影响。结果表明,不同粒径油滴体积分布总体上表现为低于100 μm和高于700 μm的油滴粒径体积占比较小,油滴粒径分布主要集中在100 μm~700 μm之间,体积比最高点位置根据喷射条件的不同而有所偏移。喷口直径保持不变时,随着喷射速度增大,小粒径油滴所占体积逐渐增大,大粒径油滴体积比减小。油滴体积中值粒径随喷射速度的增加而减小,相对体积中值粒径与喷射流量经对数变换后呈线性相关关系。本研究结果可为水下溢油行为轨迹的预测提供重要依据。     

天然气燃烧器的低氮优化及数值模拟

近年来，天然气低氮燃烧技术层出不穷，然而单一低氮技术的控制效果始终有限。为实现天然气清洁燃烧和低氮排放，设计了一种集分级燃烧、旋流燃烧和烟气再循环等低氮技术于一体的新型低氮燃烧器，以降低燃烧过程中氮氧化物的生成和排放。建立了功率14 MW的燃烧器模型并对其进行数值模拟计算，分析了不同燃烧器结构和运行参数下燃烧器出口附近温度场、速度场以及氮氧化物(NO)浓度场，探究了混合气体旋流强度和二次风出口速度等因素对低氮燃烧性能的影响，优化该燃烧器的结构和运行参数使其达到最佳低氮性能。结果表明：优化前的燃烧器可使燃气在出口截面分布均匀并与空气充分混合，出口截面NO质量浓度已经低于30 mg·m^-3的低氮排放标准；燃气支管数量优化为8根时，高温区的集中度和氮氧化物的排放量最低，出口截面NO质量浓度低至7.61 mg·m^-3;一次风和燃气混合气体旋流强度S₀优化为0.6时，出口截面NO质量浓度低至5.04 mg·m^-3,S₀越大，产生的旋流效果越好，炉膛内的烟气内循环效应越明显；二次风出口速度...     

中小型燃煤锅炉烟气除尘脱硫的分析

较详细地介绍了干式除尘器和湿式脱硫塔串联而成的干湿两级除尘脱硫系统和湿式除尘脱硫系统的特点，这两种系统对中小型燃煤锅炉烟气的净化效果明显     

燃煤电厂细颗粒物排放粒径分布特征

目前细颗粒物区域污染已成为普遍现象,控制燃煤电厂细颗粒物的排放是控制大气中细颗粒物的重要途径之一,而了解燃煤电厂细颗粒物的排放粒径分布及其形成的可能原因和影响因素显得尤为重要.针对浙江某电厂660 MW燃煤机组,在120、100、90和85℃四种不同运行工况下,采用Dekati ELPI+对电除尘器入口和出口以及烟囱60 m横断面处烟尘进行多平台同步采样测试,以研究该电厂所排放细颗粒物的粒径分布特征、不同工况下细颗粒物的排放浓度及其变化规律.结果表明:① 不同工况下,电除尘器出口和烟囱60 m横断面处颗粒物数浓度都主要集中在亚微米态（粒径 < 1 μm）,并随粒径增大而数浓度快速减小.② 随着烟冷器出口烟气温度的降低,烟气经过除尘装置后,无论是颗粒数浓度还是质量浓度均有一定程度的下降,但当烟气温度降至90℃时,继续降温对电除尘器除尘效果的影响基本趋于恒定.③ 无论燃用设计煤还是校验煤,当烟冷器出口烟气温度相对较低时,经脱硫后积聚模态颗粒物质量浓度较除尘后有明显增加;而烟气温度较高时,呈现出脱硫后较除尘后粗模态颗粒物质量浓度增长的现象.④ 当原烟气稀释倍数从7倍增至10倍时,6~27 nm粒径段颗粒物数浓度呈指数倍增长,说明稀释过程主要影响纳米级颗粒物的数浓度.⑤ 燃用设计煤,烟冷器出口烟气温度90℃时,电除尘器对PM₁的去除效果最明显为63.9%~99.8%,可见降低电除尘器入口运行烟温,可促进其对亚微米态颗粒物的捕集率.      

脉冲放电净化燃煤烟气新技术研究的概况

用窄高压脉冲电晕放电方法脱除燃煤烟气的ＳＯ＿２、ＮＯｘ是目前开发中的干法脱硫脱硝新技术，具有有效的脱硫脱硝和除尘效果，且在提高脱除效率和能量利用率方面潜力很大；本文讨论了该技术研究进程中的几个问题，以明确进一步研究的方向．     

五岛群汊河道污染物输移混合特性的试验研究

污染物在有多个分汊岛的群汊河道中的输运混合特性目前尚不清楚,建立存在5个分汊岛的群汊河道物理模型试验系统,通过试验研究了恒定点源排放下群汊河道中污染物扩散特性和汊道污染物混合机理,试验结果表明:来流流量的增加,使得污染物浓度整体下降,污染物混合均匀程度降低;污染物排污位置的改变,对污染物浓度的分布影响显著;支汊中,污染物沿程输运是一个逐渐混合均匀的过程,但是突扩型支汊例外,其混合均匀性有降低的现象。研究为掌握污染物在群汊河道中的输移混合特性提供了科学依据。