應用蒸汽相變機理脫除燃燒源可吸入顆粒物的試驗研究.pdf

1、可吸入顆粒物的主要來源為煤、油等燃料的燃燒過程,這些顆粒體積小、數(shù)量多、易附集有毒有害物質(zhì),且常規(guī)除塵器不易脫除,對人體和環(huán)境都造成了極大的危害,引起了世界各國的高度重視。結(jié)合前人的研究,本文采用蒸汽相變機理促使可吸入顆粒物的凝并長大并脫除,并以燃煤鍋爐或柴油機產(chǎn)生的熱煙氣為微粒源,建立了一套利用蒸汽相變機理脫除燃燒源可吸入顆粒物的熱態(tài)試驗裝置,進行了一系列的研究： 常規(guī)除塵設備前相變脫除燃燒源PM10：在煙氣中添加適量蒸汽或霧

2、化液滴調(diào)節(jié)煙氣濕含量,進而在核化凝結(jié)室中達到過飽和,使PM10發(fā)生凝結(jié)長大,然后由洗滌塔或旋風除塵器脫除凝結(jié)長大的含塵液滴；考察了核化室壁面性能、蒸汽添加量、顆粒粒徑及濃度、顆粒物化性質(zhì)等對蒸汽相變效果的影響,并進行了添加蒸汽和噴霧化水的對比試驗。試驗結(jié)果表明：采用低表面能壁面材料的聚四氟乙烯核化凝結(jié)室可以有效抑制水蒸汽在凝結(jié)室壁面凝結(jié),提高蒸汽在顆粒表面上的凝結(jié),對顆粒的脫除效果明顯優(yōu)于表面能較高的不銹鋼核化凝結(jié)室；顆粒的脫除效率隨蒸

3、汽添加量的增加而增加,當蒸汽添加量一定時,隨顆粒數(shù)量濃度的增大,顆粒的脫除效率降低；在調(diào)節(jié)室內(nèi)噴入霧化水,提高凝結(jié)寶入口煙氣的含濕量,也能提高煙氣所能達到的過飽和度,且煙溫越高,噴入霧化水時對顆粒的脫除效果越好,但由于液滴汽化需要吸收熱量且不能全部蒸發(fā),因此添加相同質(zhì)量的霧化水與蒸汽,前者對顆粒的脫除效率較后者低；燃煤、燃油相變脫除對比試驗表明,同樣操作條件下,燃煤細顆粒蒸汽相變效果優(yōu)于相應的燃油細顆粒。 利用塔出口高濕煙氣相變

4、脫除燃燒源PM10：在洗滌塔液相進口上方高濕煙氣中添加少量蒸汽,使之達到過飽和狀態(tài),PM10發(fā)生凝結(jié)長大,由除霧器脫除凝結(jié)長大的含塵液滴,以實現(xiàn)低蒸汽耗量下PM10的高效脫除；主要考察了蒸汽添加量、洗滌塔入口氣液溫差、液氣比、煙氣在相變區(qū)域的停留時間等操作參數(shù)的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在洗滌塔液相進口上方設一相變區(qū)域,注入適量蒸汽使煙氣達到過飽和,利用過飽和水汽在超細顆粒表面核化凝結(jié)使顆粒粒度增大,然后由高效除霧器脫除凝并長大的含塵液滴,可

5、有效脫除燃煤超細顆粒,脫除效率隨蒸汽添加量的增加而提高,在蒸汽添加量為0.03kg/m3時,數(shù)量濃度、質(zhì)量濃度脫除效率可以分別達到60％、70％以上；洗滌塔進口氣液溫差對燃煤細顆粒脫除的影響與有無添加蒸汽有關,添加蒸汽時,低的氣液溫差細顆粒脫除效率反而更高；在塔內(nèi)添加蒸汽時,增大洗滌塔操作液氣比可促進燃煤超細顆粒的脫除；適當增大煙氣在相變區(qū)域的停留時間,有利于提高脫除效率。 協(xié)同濕法脫硫和促使燃燒源PM10凝結(jié)長大并脫除的初步試

6、驗：考察了采用Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3、NH3·H2O等4種不同脫硫劑時,煙氣濕法脫硫(WFGD)系統(tǒng)對燃煤細顆粒的脫除性能,并通過在脫硫液進口上方注入適量蒸汽以實現(xiàn)協(xié)同濕法脫硫和脫除燃燒源細顆粒的初步試驗。結(jié)果表明：脫硫劑對WFGD系統(tǒng)脫除燃煤細顆粒的性能具有重要影響；在脫硫液進口上方注入適量蒸汽使煙氣達到過飽和,利用過飽和水汽在超細顆粒表面核化凝結(jié)使顆粒粒度增大,然后由高效除霧器脫除凝并長大的含塵液滴,可以達到協(xié)同濕法