烟煤燃烧过程中多环芳烃生成研究

煤在燃烧过程中产生强烈的致癌，致癌、致突变作用有机污染物多环芳烃，已受到广泛关注，该文报道小型管式炉燃煤实验，研究不同燃烧条件下17种多环芳烃（包括美国EPA推荐优先监测的16种多环芳烃）排放情况，探讨多环芳烃生成的影响因素和生成机理，该实验对煤的燃烧过程中的多环芳烃生成的各种影响因素做了较全面的分析，为进一步进行煤燃烧过程中多环芳烃高温生成机理研究打下了基础。     

原煤中多环芳烃含量特性的初步研究

为了掌握煤燃烧过程中多环芳烃的排放特性，针对我国具有代表性的5个煤种20个煤样，经过索氏抽提、浓缩、纯化等步骤，对17种多环芳烃进行了气相色谱的分析测定。在干燥无灰基碳合量45％～90％之间，于80％～85％区域多环芳烃的总量最大。随煤化程度提高，高环芳烃合量呈增加趋势，且原煤中碳合量、挥发分合量、氧碳摩尔比、氢碳摩尔比等参数与17种多环芳烃的总量存在一定关系。     

大型电站燃煤锅炉多环芳烃排放特性

采用烟气等速取样方法在浙江某电厂2座蒸汽容量为1000t/h和2000t/h的燃煤电站锅炉进行电除尘器前后烟气和飞灰中多环芳烃分布的研究，给出了多环芳烃的浓度和排放因子，并对烟气净化装置对多环芳烃的脱除效率进行了观察。结果显示：电除尘出口处多环芳烃的排放因子在2.93~ 18.2mg/kg煤之间；电除尘器入口处的烟气中多环芳烃总生成量随着锅炉负荷量的增加而呈减少趋势，产物中以四环和五环的多环芳烃居多；电除尘器飞灰中多环芳烃的总生成量随着锅炉负荷量的增加呈增加的趋势，在电除尘器各个电场中的分布量有明显的差异。电除尘器出口处烟气的多环芳烃分布较除尘器入口的分布更为不均匀，电除尘器对多环芳烃的脱除作用是有选择性的。     

湿法除尘器对多环芳烃排放控制的研究

在某150t／d煤与垃圾混烧并重介质循环流化床锅炉上，针对湿法除尘器对多环芳烃PAHs排放控制性能进行了试验研究。采集并分析了湿法除尘器前的飞灰，表明颗粒物及颗粒物上的PAHs随颗粒直径呈对数正态分布，且PAHs更多地吸附在细微颗粒上。在湿法除尘前后，分4种工况同步测定了烟气中PAHs的浓度，结果表明湿法除尘器对焚烧烟气中的PAHs具有一定的脱除效果，对中高分子量PAHs的脱除效果尤佳。长期运行的湿法除尘器对PAHs类有机污染物的排放控制存在明显的“记忆效应”，该效应对湿法除尘器脱除PAHs产生负面影响。     

模拟烟气中痕量有机污染物生成的在线实时监测

多环芳烃和二恶英是两类剧毒的持久性有机污染物,为了研究其生成和排放过程，需要开发一种能用于烟气的实时检测方法。该文采用高分辨力的真空紫外光电离/微型正交加速型电离飞行时间质谱仪(VUV-TOF-MS)，对由聚氯乙烯(PVC)在氮气流中热解形成的模拟烟气中多环芳烃和二恶英的前驱物进行了实时在线检测。然后和离线方法的分析结果进行对比，给出了烟气中多环芳烃和二恶英前驱物的实时浓度曲线。再根据三氯苯和二恶英的转化率，估算出二恶英的在线浓度范围。同时根据对烟气中多环芳烃和二恶英前驱物的时间行为特征的研究，讨论了PVC热解时多环芳烃和二恶英前驱物的发生机理和成长途径。     

三种煤的部分气化生成多环芳烃的试验研究

多环芳烃(PAHs)是煤气化过程中产生的一类有害有机物质，具有强烈的致癌性和致突变性，越来越受到人们的关注。文中在一台小型常压流化床气化炉上进行了以空气和水蒸气为气化剂的3种煤部分气化试验，采用高效液相色谱法(HPLC)对煤气化产物中被美国环保署(USEPA)指定的16种PAHs进行了测定，研究了煤部分气化过程中煤自身性质对多环芳烃生成和赋存规律的影响。试验结果表明：煤部分气化PAHs生成量高于原煤PAHs含量(徐州烟煤除外)；原煤固定碳和硫含量增加，煤部分气化PAHs生成量先增后降，挥发分含量增加，PAHs生成量却呈现出相反的变化规律：提高灰分含量或采用低发热量原煤，可以降低煤部分气化PAHs生成。     

燃煤烟气中多环芳烃富集技术研究

介绍燃煤电厂排放烟气中多环芳烃(PAHs)污染物的富集方法,比较了各种富集技术的特点与使用情况。对多环芳烃富集过程中的质量控制与质量保证措施进行了分析,指出富集采样中的若干注意事项。     

垃圾与煤混燃技术的国内研究进展

焚烧方式处理城市生活垃圾具有无害化、减量化和资源化的优点.在焚烧垃圾时掺烧一定量的煤,既可减少或不用投油助燃,又可提高焚烧效率.介绍了国内各种垃圾和煤混烧技术的研究现状,以及垃圾和煤混烧时产生的如SO2、二恶英、多环芳烃、氮氧化物、HCl、重金属等污染物排放影响的研究进展.     

异重流化床垃圾与煤混烧重金属的排放特性

由于垃圾成分复杂，垃圾内所含的重金属在焚烧过程中将发生迁移和转化，最终分布在焚烧底灰、飞灰、烟气中。重金属通常具有急性或慢性毒性，对人体的健康产生负面效应，有时会以更复杂的方式危害人体，如致癌、致畸、致突变。该文对某垃圾焚烧厂的150t，日的流化床垃圾焚烧炉，在不同的煤与垃圾混烧比例下与纯煤燃烧时重金属的排放特性进行对比分析，并研究了脱硫剂(CaCO3，CaO)对重金属的吸附效果及除尘前后烟气中重金属Hg、Pb、Cd的含量分析，结果表明，掺煤混烧时飞灰中重金属的含量高于纯煤燃烧方式，且添加剂对重金属有不同的吸附效果，经水膜除尘后烟气中的重金属含量明显减少。     

中速磨煤机石子煤输送系统改造

靖远第二发电有限公司原设计的磨煤机石子煤排放方式采用人工排放方式，由于磨煤机排出的石子煤量很大，原设计的排放方式无法满足安全运行需要。确定了对原石子煤排放方式进行改造，改造方案采用螺旋输送机、耐高温胶带输送机、板链斗式提升机和大倾角胶带输送机等输送设备，加装了石子煤喷淋水系统、通风除尘系统、冲洗水系统等，解决了石子煤量大如何输送和石子煤排放中着火及粉尘污染等问题，收到了良好的效果。     

湿法除尘对垃圾焚烧炉中二恶英排放特性影响的试验研究

运用气相色谱/质谱联用机测定了150 t/d垃圾焚烧流化床锅炉不同工况下湿法除尘器前后烟气中二恶英(PCDD/Fs)的含量,不同工况下湿法除尘器脱除烟气中二恶英的效率分别为87.33%、99.53%、85.84%,排放到大气中的二恶英含量均小于国家规定的排放标准(1ngI-TEQ/Nm3),试验结果表明湿法除尘器是较为有效的脱除二恶英的装置。     

大型湿法烟气脱硫喷淋塔内阻力特性数值模拟

利用Fluent软件包,对300 MW机组湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)系统喷淋塔内阻力特性进行了数值模拟,着重考察了不同塔径、喷淋层间距和喷淋层数等设计条件及不同负荷、液气比等运行工况下喷淋塔内阻力特性。结果表明,300 MW机组WFGD系统喷淋塔内阻力在烟气量125′104 m3/h、塔径13m、4层喷淋、层间距1.7 m时约为950 Pa,与实际工程测量数据较为吻合;塔径、喷淋层数量、负荷和液气比是影响喷淋塔内阻力的重要因素;模拟计算值可作为喷淋塔设计与运行优化的依据。     

凝结洗涤塔脱除燃煤超细颗粒实验研究

对洗涤塔内相变促进燃煤细颗粒凝结长大与脱除进行了实验研究。通过在洗涤塔入口和洗涤塔内注入适量蒸汽,使其在塔内不同区域形成细颗粒凝结长大所需的过饱和环境。探讨了2种情况下,不同操作参数对燃煤超细颗粒脱除效率的影响规律。结果表明2种蒸汽添加方式均可显著促进燃煤超细颗粒的脱除,蒸汽添加量为0.03 kg/m3时,颗粒数浓度脱除效率分别提高了50%和60%;对于塔前添加蒸汽,气液温差的提高有利于细颗粒的脱除,而塔内添加蒸汽则正好相反;此外,对于气液温差较大的情况,增大液气比可有效提高脱除效率;燃煤细颗粒的脱除效率随烟气在塔内停留时间的增加而提高,特别是塔内添加蒸汽的情况,当停留时间为1.5 s时,塔前和塔内添加蒸汽脱除效率可分别达到60%和65%以上,而未添加蒸汽时脱除效率几乎不受停留时间的影响。     

基于CFD技术的湿法烟气脱硫系统性能优化

基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件平台结合非稳态传质理论,对300 MW机组湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurizaiton,WFGD)喷淋塔的SO2吸收性能进行了数值模拟。塔内烟气湍流采用雷诺时均的纳维-斯托克斯方程描述,液滴运动由拉格朗日离散相模型描述。计算得到了塔内各部分的SO2浓度分布状况。分析了液气比、烟气流速以及喷淋层组合方式对SO2浓度分布的影响。结果表明数值模拟计算值与实际工程测量数据趋势较为吻合,但计算值比测量值略小。基于计算结果对大型WFGD系统实际运行参数优化提出了建议。     

湿法烟气脱硫喷淋塔内流场的优化

通过安装流场优化构件,对湿法烟气脱硫喷淋塔内的流场进行优化,并通过试验研究及计算流体力学模拟的方法考察流场优化构件及其几何结构对塔内流场和SO2吸收的影响。流场模拟基于Reynolds时均Navier-Stokes方程,标准k-e双方程模型和颗粒轨道模型,方程的离散格式选用二阶迎风差分格式,采用Simple算法进行压力-速度耦合。SO2吸收的模拟则是根据双膜理论编写用户自定义程序,作为相间作用的源项加载到Fluent软件中来实现的。结果表明,流场优化构件能够防止烟气沿塔壁逃逸,整流气相流场,强化气液两相在吸收区的混合,有利于SO2的吸收。此外,通流截面一定时,塔内压降和脱硫效率随构件与水平面夹角的增大而增大;构件与水平面夹角一定时,塔内压降和脱硫效率随通流截面的增大而减小。     

过滤除尘器细微通道的微观结构分析及数值模拟方法研究

对移动颗粒层过滤除尘器和陶瓷过滤除尘器的除尘机理及细微通道的微观结构进行了分析,基于过滤除尘器细微通道几何形状的复杂性,采用格子气和格子Boltzmann方法对通道内气固两相流动和细微通道内的气固两相流动进行了模拟。研究结果表明,格子气和格子Blotzmann方法能够很好地用于模拟复杂几何形状细微通道内流体流动特性。     

应用蒸汽相变机理脱除燃煤可吸入颗粒物实验研究

应用蒸汽相变机理促进细颗粒凝结长大，然后用湿式洗涤塔脱除长大后的含尘液滴，对燃煤可吸入颗粒物作为凝结核在过饱和蒸汽中凝结长大及湿式洗涤塔对凝结长大颗粒的脱除效果进行了实验研究，考察了蒸汽添加量、颗粒粒径及洗涤塔操作条件的影响。用电称低压冲击器(ELPI)实时测量凝结洗涤脱除前后的颗粒数量浓度和粒径分布。实验结果表明：蒸汽添加量的增加，能够迅速提高小粒径颗粒的脱除效率，蒸汽添加量为0.17kg/m3时，对平均粒径为0.3μm的颗粒的脱除效率超过80%；随着颗粒粒径增大，脱除效率提高；此外，洗涤塔液气比的增加，有利于燃煤可吸入颗粒物的脱除。研究表明蒸汽相变是脱除燃煤可吸入颗粒物的重要预调节措施之一。