论文部分内容阅读
我国是世界上第二大能源产国,但以火电为主的能源消费结构导致煤炭燃烧成为我国大气环境的主要污染源之一。燃煤产生的粉尘、SO2、NO等污染物已经对社会造成了极大的危害,尤其是空气动力学直径小于2.5μm的细颗粒物PM2.5。因此,开展细颗粒物控制的研究,显得十分迫切和重要。
本文以燃煤锅炉产生的含尘热烟气为颗粒源,针对石灰石/石膏法烟气脱硫工艺,采用芬兰Vaisala HMT337型温湿度变送器测量不同操作条件下脱硫塔出口净烟气的温湿度变化规律。结果表明:脱硫净烟气的湿度(相对湿度和绝对湿度)随空塔气速增大而迅速降低;随着液气比、浆液温度的提高,脱硫净烟气的湿度先迅速升高后趋于平缓;脱硫塔入口烟气温湿度升高时,塔内气液传质传热增强,因而脱硫净烟气的湿度有所提高;相同操作条件下,采用清水洗涤后出口烟气的相对湿度比采用CaCo3脱硫剂的相对湿度稍高,但随液气比增加两者的差异逐渐减小;由于湍球塔具有气液分布比较均匀、传质效果好等优点,相同操作条件下,采用湍球塔相对于喷淋塔能更好地提高塔出口净烟气的湿度。
在WFGD系统温湿度研究基础上,本文以经石灰石-石膏法脱硫后的高湿烟气为对象,采用蒸汽相变与撞击流耦合技术促进湿法脱硫净烟气中细颗粒物脱除的实验研究,由电称低压冲击器(ELPI)在线测量烟气中细颗粒物的浓度与粒径分布,考察了蒸汽添加量、对喷水平间距、烟气流速、蒸汽/雾化水的协同添加方式、蒸汽添加位置、挥发性润湿剂、相变室类型等因素对湿法脱硫后净化烟气中细颗粒物脱除效率的影响。结果表明:采用撞击流结构相变室,既可增进过饱和水汽在细颗粒物表面的凝结,又可使表面凝结有水膜的细颗粒物间发生碰撞凝并长大,脱除效果明显优于普通蒸汽相变室;湿法脱硫净烟气中细颗粒物脱除效率随烟气过饱和度、烟气流速的增加而提高;最佳对喷水平间距约为230~250mm;蒸汽的添加位置及蒸汽与雾化水的协同添加方式对细颗粒物脱除效率均有重要影响。撞击前两侧同时添加0.08kg/m3蒸汽和14.7kg/l雾化水时,细颗粒物总脱除效率可达75.52%,单独添加0.08kg/m3蒸汽时细颗粒物脱除效率为69.52%,单独添加14.7kg/h雾化水时细颗粒物脱除效率仅为34.8%。不同挥发性润湿剂促进细颗粒物脱除的性能不同,其中以乙二醇对细颗粒物的促进作用最好,细颗粒物脱除效率可提高11.7%。
此外,本文还考察了采用撞击流蒸汽相变室对经炉内喷钙尾部增湿活化(LIFAC)烟气脱硫后净化烟气中细颗粒物的脱除效果;结果表明,由于LIFAC脱硫净烟气相对湿度较低,细颗粒物脱除效果不及相应的湿法脱硫净烟气,当雾化水添加量为6L/h,撞击前添加0.10kg/Nm3蒸汽时,细颗粒的总脱除效率仅为41.7%;操作条件对细颗粒物脱除效率的影响规律与湿法脱硫净烟气相似。