燃煤鍋爐排放小顆粒污染及聲波團(tuán)聚排放控制研究.pdf

1、我國(guó)長(zhǎng)期依賴燃煤發(fā)電的能源結(jié)構(gòu)造成了較嚴(yán)重的環(huán)境污染，燃煤電廠排放的煙塵是大氣環(huán)境中可吸入顆粒物的重要來(lái)源之一?？晌腩w粒物尤其是細(xì)顆粒物PM<,2.5>是影響我國(guó)空氣質(zhì)量的重要污染物，它不僅影響全球氣候環(huán)境、破壞生態(tài)系統(tǒng)和歷史文物，而且流行病學(xué)研究也顯示對(duì)人體健康危害巨大，已引起國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。 本文依據(jù)監(jiān)測(cè)固定源顆粒排放EPA Method 5推薦的實(shí)驗(yàn)方法，建立了燃煤鍋爐煙氣小顆粒等速采樣系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)流程，采用沖擊式塵

2、粒分級(jí)儀，對(duì)循環(huán)流化床燃煤鍋爐煙道除塵前后煙塵進(jìn)行采樣實(shí)驗(yàn)。測(cè)得煙塵氣溶膠的濃度分布以及PM<,10>/PM<,2.5>在除塵前后煙塵所占的比例，并求得電除塵器對(duì)PM<,10>、PM<,2.5>、PM<,1.0>的分級(jí)除塵效率。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，分析燃煤鍋爐煙道中可吸入顆粒物的重金屬含量分布、多環(huán)芳烴濃度以及顆粒物的顯微結(jié)構(gòu)和微觀孔隙特性等特性。研究了揮發(fā)性元素Hg和重金屬元素Pb和Cd等在PM<,10>/PM<,2.5>中的分

3、布特點(diǎn)，表明近90％的Hg存在于煙氣和飛灰顆粒中，Pb和Cd在煙塵顆粒中的濃度隨粒徑減小而增加，有在亞微米顆粒上富集的趨勢(shì)。分析PM<,10>/PM<,2.5>中多環(huán)芳烴含量，得到電除塵器前后顆粒物中多環(huán)芳烴的分布，研究表明毒性當(dāng)量較強(qiáng)的5、6環(huán)PAHs更多地吸附在粒徑較小的顆粒上。BET氮吸附實(shí)驗(yàn)研究表明小顆粒直徑減小時(shí)，比表面積增加，小于2.5μm粒子比表面積最大，小顆粒更易于在燃燒過(guò)程和尾部排放過(guò)程中吸附和富集多種有害物質(zhì)，如重金

4、屬、多環(huán)芳烴等有機(jī)污染以及其它酸性氣體等。 聲波團(tuán)聚是對(duì)載塵氣流進(jìn)行中間預(yù)處理，使含有微米和亞微米級(jí)顆粒的氣溶膠在較高強(qiáng)度聲場(chǎng)碰撞、團(tuán)聚而長(zhǎng)大，以提高傳統(tǒng)除塵裝置除塵效率的一種方法。搭建了聲波團(tuán)聚飛灰顆粒實(shí)驗(yàn)裝置，主要研究聲壓、聲波頻率、停留時(shí)間、含塵煙氣濃度等試驗(yàn)參數(shù)對(duì)煤飛灰微粒聲波團(tuán)聚過(guò)程的影響。 建立了以同向凝聚作用和流體力學(xué)作用為主要機(jī)理的聲波團(tuán)聚模型。求解顆粒隨聲波運(yùn)動(dòng)的夾帶函數(shù)，得到夾帶因子η與相位角φ與