燃煤电厂烟气中颗粒物粒径分布特征研究

采用冲击式尘粒分级仪对某燃煤电厂1、3机组静电除尘器进、出口烟气进行监测,分析了烟气中颗粒物排放规律和静电除尘器对不同粒径颗粒物的去除率.结果表明,除尘前烟气中以大粒径颗粒物为主,小粒径颗粒物含量相对较低.静电除尘器对不同粒径颗粒物的去除率差别较大,1、3机组的静电除尘器对平均粒径(d50)≥3.56 μm的颗粒物的去除率均达到99.99%,对d50为1.01 μm的颗粒物的去除率则分别为92.75%、95.69%.除尘后烟气中PM2.5和PM10所占比例迅速增加,燃煤电厂排放的烟气中颗粒物以PM2.5为主.     

湿法脱硫系统对烟气中可吸入颗粒物特性影响的实验研究

采用荷电低压颗粒冲击器对4套湿法烟气脱硫(WFGD)系统进出口颗粒物进行在线检测和采样分析,获得烟气中PM10、PM2.5质量浓度以及粒径分布特征,并通过场发射扫描电镜(FESEM)和元素能谱对飞灰颗粒的形貌特征和主要元素含量进行分析。实验结果表明,由于脱硫塔喷淋浆液的洗涤作用,WFGD系统对飞灰颗粒有一定的脱除效果,但喷淋浆液产生的小液滴以及石灰石/石膏颗粒被携带进入烟气,导致WFGD系统对烟气中颗粒物质量浓度及粒径分布影响较大。WFGD系统对飞灰颗粒组成成分也有一定影响,以WFGD系统B为例,出口飞灰颗粒中Ca和S的质量分数从进口的1.60%、2.81%上升到出口的6.12%、10.92%。FESEM观察结果表明,脱硫后小颗粒在脱硫浆液的促进作用下团聚凝并,形成大颗粒,呈现致密的不规则块状、层状或絮状结构。     

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.     

湍流与化学团聚耦合促进燃煤细颗粒物的清除

燃煤飞灰中的细颗粒物对人体和环境的危害很大,传统静电除尘器对细颗粒物的清除效率很低。在团聚室内设置湍流器件,改变颗粒的运动,同时喷入化学团聚剂进一步促进细颗粒物长大而清除。研究发现湍流团聚装置中涡片结构影响颗粒的流动,斜涡片比十字形涡片性能更优越;安装扰流柱后更有利于提高颗粒的数量清除效率。团聚室内颗粒浓度为3 g·m-3时,颗粒团聚清除效率最佳。在湍流与化学团聚耦合作用后,颗粒总质量清除率能达到53.6%,总数量清除率达到68.9%,但化学团聚剂对质量清除率的作用更为明显。     

电袋复合除尘器协同脱除Hg及SO_3

为了解电袋复合除尘器协同脱除燃煤烟气中的气态Hg、颗粒Hg和SO3的效果,在4个电厂选择4台采用电袋复合除尘器进行烟气除尘的燃煤机组,在电袋复合除尘器的进口和出口分别对烟气中的气态Hg、颗粒Hg和SO3浓度进行了实测,计算出电袋复合除尘器的协同脱除效率。结果表明:不同火电厂烟气中Hg的形态分布不同;在本实验工况条件下,电袋复合除尘器对总Hg的协同脱除效率为47.55%~93.88%,对气态Hg的协同脱除效率达18.80%~83.46%;电袋复合除尘器对SO3的协同脱除效率为74.31%~85.91%;由于SO3与气态Hg产生竞争吸附现象,导致电袋复合除尘器对气态Hg的协同脱除效率随入口处烟气中SO3浓度的提高而下降。     

湿式电除尘器在燃煤电站治理PM_(2.5)中的应用前景

颗粒物特别是细颗粒物(PM2.5)的排放严重影响环境和人类健康,燃煤电站作为PM2.5的重要排放源之一,应加强排放控制。湿式电除尘器作为烟气终端处理设备,可有效脱除燃煤电站烟气中PM2.5。介绍了使用湿式电除尘器脱除PM2.5及其他大气污染物的基本原理,总结了其在国内外燃煤电站的发展历程及应用情况,最后阐述了湿式电除尘器在国内燃煤电站的发展前景。     

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。     

静电除尘器内细微尘涡流现象的数值模拟

基于计算流体力学,以ANSYS软件中的FLUENT模块为平台模拟了粉尘粒径、烟气流速、电晕极电压和烟气含尘浓度对静电除尘器内细微尘涡流现象的影响。研究表明:随着粉尘粒径和烟气流速的增大,颗粒在静电除尘器内的合速度增大,粒子突破空气阻力维持原方向运动的能力增强,涡流的强度降低;随着电晕极电压和在一定范围内烟气含尘浓度的增加,高速流体区域与低速流体区域的速度差增大,涡流的强度会随之增加;继续增大烟气含尘浓度,导致静电除尘器内出现电晕封闭现象,"电风"逐步减弱,电场力大幅减小,粒子跟随烟气流出静电除尘器,涡流被大幅削弱或消失。根据以上规律,以相对均方根值为指标设计L~9(3~4)正交模拟,得出各因素对涡流影响程度由高到低分别为烟气流速、电晕极电压、含尘浓度、粉尘粒径。     

钙基干粉喷射联合袋式除尘器脱Hg/SO3的性能分析

针对燃煤电厂烟气中Hg/SO_3等非常规污染物的高效控制技术尚不完善,活性炭、钠基等吸附剂喷射技术运行成本高等问题,采用实验及工程应用验证相结合的手段,研究了价格低廉的钙基干粉喷射及其与袋式除尘器联合作用对Hg/SO_3的脱除性能。结果表明:发现氢氧化钙的脱除能力优于氧化钙,经卤素改性后,氢氧化钙对Hg的吸附效率明显提升,且提升幅度排序为NaBrCaBr_2NH_4Br;经NaBr、CaBr_2、NH_4Br改性后,氢氧化钙干粉喷射联合袋式除尘器脱Hg效率最高可达95.9%、89.1%、94.7%,氢氧化钙干粉喷射联合袋式除尘器脱SO_3效率最高可达79.2%。经工程应用验证,在满负荷、75%负荷、50%负荷条件下,对烟气中Hg的脱除效率分别达79.58%、81.20%、77.91%,对总Hg的脱除效率分别达95.13%、95.80%、96.06%,对SO_3脱除效率均在80%以上,且对袋式除尘器的除尘性能无负面影响。研究结果可为燃煤电厂非常规污染物的低成本高效控制提供参考。     

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。     

烟气参数对细颗粒湍流聚并的影响

细颗粒湍流聚并技术是控制燃煤烟气中细颗粒排放的有效措施之一。为了研究烟气参数对湍流聚并效果的影响,在一种细颗粒湍流聚并器中分别对烟气流速、烟气温度、颗粒物浓度以及烟气含湿量进行实验测试。结果表明:烟气流速能显著增大聚并器内湍流强度,提高飞灰颗粒的聚并效率,烟气流速为16 m·s-1时,PM2.5聚并效率为44.51%;烟气温度在酸露点以上时,其对飞灰颗粒聚并效率的促进作用有限;颗粒物浓度越大,则烟道内单位体积的颗粒物数量越多,从而增加了颗粒间的碰撞概率,飞灰颗粒聚并效率明显提高,颗粒物浓度为35 mg·L~(-1)时,PM2.5的聚并效率达到52.48%;烟气含湿量较低时对飞灰颗粒聚并过程影响不大。     

双区静电除尘器的除尘效率影响因素和理论公式研究

研究了预荷电压、烟气流速、极板间距和电极型式对双区静电除尘器除尘效率的影响,推导了双区静电除尘器的除尘效率理论公式,并与实验值和多依奇公式计算值进行了对比验证。结果表明,双区静电除尘器的除尘效果好于单区静电除尘器,其最佳工况是预荷电压25kV,烟气流速0.50m/s,极板间距400mm,采用芒刺电极。推导得到的双区静电除尘器的除尘效率理论公式不仅收尘电压较低时与实际情况相符,而且收尘电压较高时也与实际情况基本吻合,比多依奇公式更能反映双区静电除尘器的除尘效率。     

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。     

电袋复合除尘+湿法脱硫工艺脱除多污染物的效果研究

为考察电袋复合除尘+湿法脱硫的超低排放工艺路线对多污染物的脱除能力,以某燃煤电厂已实施超低排放的660 MW机组配套的电袋复合除尘器和湿法脱硫塔为研究对象,对其进出口烟气中的烟尘、微细烟尘(PM_(10)、PM_(2.5)和PM_1)、Hg、SO_2、SO_3浓度进行测试,进而通过计算得出电袋复合除尘器及湿法脱硫塔对相应污染物的脱除效率。结果表明:在正常工况条件下,电袋复合除尘器对烟尘及微细烟尘的脱除效率高达99%以上,湿法脱硫对烟尘及微细烟尘的脱除效率均为40%左右;电袋复合除尘器对颗粒Hg的脱除效率达99.72%,对气态Hg的脱除效率为75.58%,湿法脱硫塔对气态Hg的脱除效率为57.24%;电袋复合除尘器对SO3的脱除效率达82.35%,湿法脱硫塔对SO_3的脱除效率为40.00%。电袋复合除尘+湿法脱硫的超低排放工艺路线可脱除99%以上的烟尘及微细烟尘,对总Hg的脱除效率为90.11%,对SO_3的脱除效率为89.41%,是一种可行的多污染物减排工艺路线。     

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。     

湿式电除尘器对烟气中颗粒物的去除特性

当前,中国以PM2.5为代表的灰霾污染形势依然严峻,采取更为严格的措施进一步降低燃煤电厂等重点大气污染源排放已成必然趋势。湿式电除尘器(WESP)由于具有去除PM2.5等细颗粒物的能力而被越来越多的电厂选用。对上海长兴岛第二发电厂烟气中可过滤颗粒物(FPM)、可凝结颗粒物(CPM)、SO3、液滴等关键指标进行了测试分析。结果表明,在湿式电除尘器停运和运行时,烟囱中总颗粒物(TPM)排放浓度分别为30.31 mg/m3和15.74 mg/m3,FPM排放浓度分别为20.31 mg/m3和6.09 mg/m3,PM2.5排放浓度分别为4.06 mg/m3和2.50 mg/m3,CPM分别占TPM的33%和61%,SO3排放浓度分别为4.51 mg/m3和3.06 mg/m3,液滴排放浓度分别为114 mg/m3和102 mg/m3。测试证明,湿式电除尘器的投运对颗粒物和液滴的去除均有明显效果。     

300 MW燃煤机组烟气控制装置对气态汞去除效果

利用美国EPA OH法对烟气中不同形态汞的气态汞进行测试,研究300 MW锅炉的袋式除尘、静电除尘和湿法烟气脱硫对气态汞的去除效果.研究结果表明,静电除尘器对气态汞的去除效率仅为32.50％,对颗粒态汞的去除效率达76.88％,而使用袋式除尘器对气态汞的去除效率可达44.33％,可脱除99.92％以上的颗粒态汞;应用湿法烟气脱硫对二价汞的去除率可达49.03％.通过对粉煤灰、炉渣和脱硫石膏等燃煤副产物汞含量分析发现,脱硫石膏中汞的含量最高达0.77 mg/kg,汞及其环境毒性是燃煤副产物安全利用时需要注意一个主要问题.     

粉尘颗粒亲水性对其雾化离心去除率的影响

基于电声换能超声波雾化-旋风除尘器联用技术,研究了亲水性对粉尘颗粒去除率的影响。通过选择若干种亲水性不同的常见工业粉尘,在相同实验条件下研究其亲水性与离心去除率之间的关系。结果表明,在旋风分离前加入雾气,亲水性较好的粉尘颗粒去除率有明显的提升,在通入浓度为4 g·m~(-3)的雾气后,滑石粉颗粒的去除率从无雾气时的76.9%提高到90.1%,增长幅度为13.2%,而亲水性较差的S-zorb脱硫催化剂去除率从72.1%增加到80.1%,增幅仅为8.0%。这一现象尤其体现在粒径在2.5μm附近的细颗粒物上,滑石粉去除率增幅最高点出现在粒径为2μm的颗粒处,从无雾气时的31.5%增长到有雾气时的72.8%,增幅为41.3%,而亲水性较差的S-zorb脱硫催化剂去除率最高增幅只有17.7%,从无雾气时的43.9%增长到有雾气时的61.6%,去除率增幅最高点出现在粒径为2.3μm的颗粒处。实验前后粉尘颗粒形态的SEM扫描电子显微镜图像也证实亲水性对颗粒物团聚、长大有重要影响。研究亲水性对粉尘颗粒去除率的影响,可进一步优化、改进电声换能超声波雾化-旋风除尘器联用除尘技术,使其发挥更大的工业应用潜力,减少PM2.5排放。     

铁离子液相催化氧化协同脱硫脱硝

在铁法脱硫的基础上,利用Fe(Ⅲ)离子可以催化氧化NO_x与SO_2溶于液相中形成的S(IV)化合物发生反应的特性,在鼓泡反应器中进行了铁离子液相催化氧化协同脱除烟气中SO_2和NO_x的实验研究,考察了吸收液pH值、温度、烟气中SO_2和NO_x的浓度比等因素对SO_2和NO_x脱除效率的影响。结果表明:实验条件下影响因素的改变并未对SO_2脱除效率产生影响,其脱除效率一直维持在95%以上;对NO_x的脱除效率影响较大,吸收液pH值在3.0左右时,NO_x脱除效率最高,其脱除率可达62%;温度和烟气中SO_2和NO_x的浓度比的增大都会在一定程度上提高NO_x的脱除效率。仅当吸收液温度增大到50℃以后,溶液中Fe(Ⅲ)离子水解生成絮凝状沉淀时,NO_x的脱除效率开始下降;另外,SO_2和NO_x的浓度比大于2.3∶1时,即可满足NO_x脱除的需要。