氨法脱硫气溶胶的电捕集特征实验研究

摘要

中国燃料构成以燃煤为主，煤燃烧约占总能源消耗的80%，因此煤燃烧是大气污染的主要来源。如今，对于工业烟气硫氧化物的脱除，湿法脱硫工艺占世界脱硫总装机容量的85%左右，其中氨法脱硫因效率高、无二次污染、适合高硫燃煤等优点，得到了环保相关部门的政策鼓励，在中国得到了快速的推广应用。但氨法脱硫过程中形成大量硫铵气溶胶粒子，粒径集中在2.5μm以下，现有的环保设备难以有效去除，造成严重的气拖尾现象。本文通过自主建造的单通道、单电场电除尘实验平台对模拟硫铵气溶胶进行电捕集特征实验研究，通过改变电场电压、放电极类型、电场风速和颗粒物浓度，依托ELPI（电称低压冲击仪）在线采样检测分析微细颗粒物的数量和质量浓度，计算颗粒物有效驱进速度分析硫铵气溶胶的分级脱除效率，通过测量不同粒径段颗粒物的荷电量研究硫铵气溶胶的荷电特性，为电除尘器高效脱除硫铵气溶胶及其设计和优化提供理论依据，研究结果对于有效控制工业烟气微细粒子的排放具有重要现实意义。论文的主要研究成果如下： (1)升高电压，硫铵气溶胶的质量浓度和数量浓度分级脱除效率增大；25kV时线板间的电场强度不足以使超细颗粒物发生定向运动；50kV时PM0.1质量浓度脱除效率达到41.3%，数量浓度43.5%;中位径为0.756μm颗粒物表现出更大的脱除效率，质量浓度脱除效率59.8%，数量浓度脱除效率66.3%。 (2)改变放电极类型对1μm以上粒径段颗粒物数量脱除效率没有明显影响，O.1μm以下的超细颗粒物脱除效率变化明显，脱除效率最好的双角钢线41.3%比锯齿线35.9%高达5.4%。 (3)改变电场风速对PM10数量浓度的影响比质量浓度大，风速1.Om/s，电压50kV时，PM10数量浓度脱除效率44.24%，质量浓度脱除效率62.23%。 (4)颗粒荷电量随粒径增大而增大，25kV时最大粒径单颗粒荷电量不到2e；40kV时，1μm以上粒径段颗粒物已完全荷电，中位径为7.284μm颗粒物荷电量达到73e;50kV时O.1μm以下粒径段超细颗粒物总荷电量为8e；中位径0.756μm颗粒物荷电量达到18e。 (5)电场风速的改变对PMi荷电量影响很小，＞1μm颗粒物荷电量随风速的增大逐渐减小，中位径为7.284μm颗粒物，风速1.Om/s时单颗粒平均荷电量值为67.63e,0.2m/s时增加到78.48e。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 氨法脱硫气溶胶的形成机理

1.3 微细颗粒物脱除国内外研究进展

1.3.1 蒸汽相变技术脱除硫铵气溶胶

1.3.2 气液交叉流技术脱除硫铵气溶胶

1.3.3 热泳脱除技术

1.3.4 电凝并技术

1.3.5 电袋复合除尘技术

1.3.6 湿式静电除尘技术

1.4电除尘器理论基础

1.4.1电除尘器工作原理

1.4.2颗粒物的荷电

1.5 研究内容及技术路线

1.5.1 研究内容

1.5.2技术路线

2 实验系统

2.1模拟烟气发生装置

2.2 电除尘装置

2.3 分析测试仪器

2.4 电控装置

2.5 小结

3 喷雾干燥生成硫铵气溶胶

3.1 研究内容

3.2 实验装置及方案

3.2.1 雾化干燥热态实验装置

3.2.2 实验方法

3.2.3 实验方案

3.3 实验成果及分析

3.3.1 大气环境空气颗粒物粒径分布

3.3.2 不同风速条件下生成的硫铵气溶胶粒径分布

3.4 小结

4 电捕集特征实验研究

4.1 研究内容

4.2 实验装置及方法

4.2.1 电捕集特征实验装置

4.2.2 实验方法

4.2.3 研究方法

4.3 实验结果与分析

4.3.1 电压对硫铵气溶胶的捕集特性影响

4.3.2 放电极类型对硫铵气溶胶的捕集特性影响

4.3.3 电场风速对硫铵气溶胶的捕集特性影响

4.3.4 细颗粒物浓度对硫铵气溶胶的捕集特性影响

4.3.5 电场中硫铵气溶胶的有效驱进速度

4.4 小结

5 荷电特性实验研究

5.1 研究内容

5.2 实验装置及方法

5.2.1 荷电特性试验装置

5.2.2 实验方法

5.2.3 荷电测量方法

5.3 实验结果与分析

5.3.1 电压对硫铵气溶胶荷电特性的影响

5.3.2 放电极类型对硫铵气溶胶荷电特性的影响

5.3.3 电场风速对硫铵气溶胶荷电特性的影响

5.3.4 细颗粒物浓度对硫铵气溶胶荷电特性的影响

5.4 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录