燃煤电厂煤粉炉及CFB锅炉PM2.5产生及排放特性的现场实验研究

采用稀释采样方法对一台220 MW煤粉炉(锅炉A)及一台300 MW的CFB锅炉(锅炉B)电袋复合式除尘器前后PM_2.5进行现场采样。通过ELPI测定PM_2.5的粒径分布;采用SEM分析PM_2.5的显微结构;采用EDX及ICP-OES分别对分级PM_2.5中次量及痕量元素含量进行了检测。结果表明,锅炉A和B除尘前后对应的PM_2.5粒数及质量浓度分布均不同;锅炉A和B产生的PM_2.5分别以较为光滑球形和不规则形状为主,锅炉A除尘后PM_2.5呈表面粗糙球形,锅炉B除尘后PM_2.5单颗粒形貌特征不变;锅炉A和锅炉B产生的PM_2.5除尘前后在各粒径段中Si、Al、Fe、Ca和Mg含量基本一致,As、Cd和Se含量随着粒径的减小而增大;除尘后锅炉A产生PM_2.5中As和Se含量增加,且在亚微米PM_2.5中As和Se含量的增加更明显,锅炉B除尘后PM_2.5中As和Se含量基本不变。     

湿法脱硫装置对燃煤锅炉PM_(2.5)排放特征的影响

采用二级稀释采样方法对1台电厂煤粉炉、1台电厂CFB锅炉和2台工业层燃炉配备的WFGD前后烟气中PM_(2.5)进行现场采样。采用ELPI分析PM_(2.5)的数量及质量浓度粒径分布;通过SEM分析PM_(2.5)的显微结构,通过XRF、ICP-OES和离子色谱法分别对PM_(2.5)中次量、痕量元素及水溶性离子含量进行测定。研究结果表明,相比于WFGD前,煤粉炉和CFB锅炉WFGD后PM_(2.5)质量浓度减少,而层燃炉WFGD后PM_(2.5)质量浓度增加。WFGD后PM_(2.5)中存在大量块状、层状、片状、细小柱状和球形颗粒聚合体的结构,浆液成分及脱硫产物的附着会使PM_(2.5)的外观形貌特征发生显著变化。脱硫后由于脱硫浆液的参与,PM_(2.5)中Ca、S及相应Ca~(2+)、SO_4~(2-)含量显著增加,Si和Al的含量下降;气相的As、Se和Hg也会发生不同的化学变化从而进入PM_(2.5)。湿法脱硫过程中浆液会捕集烟气中颗粒物,但脱硫浆液成分及脱硫产物会经由干化作用直接形成颗粒或与原有颗粒经碰撞聚合形成新颗粒。     

兰州市秋冬季PM2.5浓度变化特征

兰州市作为我国西北地区重要的工业基地和综合交通枢纽,大气气溶胶污染正受到越来越多的关注,PM_(2.5)污染已逐渐变成该市的主要污染物。为了解兰州市秋冬季大气气溶胶的污染特征,本研究于2017年9月1日至2018年2月28日利用气溶胶采样器在兰州市国家环境空气质量自动监测点职工医院内共采集179个PM_(2.5)样品。结果表明,PM_(2.5)在秋季质量浓度为46. 96μg/m3,冬季PM_(2.5)质量浓度为76. 01μg/m3,冬季比秋季高的原因在于冬季采暖期燃煤使用量会增加。秋季和冬季的集中峰与当地的气温与风速有关。秋冬季空气质量为优良的有105天,占观测期天数的58. 66%。结果表明兰州市大气污染防治工作取得了良好效果。     

春节期间烟花爆竹燃放对空气中PM2.5和PM10的影响

采集某城市近三年的春节假期期间空气质量数据,分析了近三年春节假期期间PM2. 5和PM10的变化情况,研究了该城市春节期间管控烟花爆竹燃放对空气中PM2. 5和PM10的影响,结果表明:烟花爆竹燃放对PM2. 5和PM10影响的规律基本一致,在大年三十和初一凌晨0点和中午12点后会出现明显峰值;随着近三年管控烟花爆竹燃放的力度加大,PM2. 5和PM10浓度下降明显,管控成效显著。     

合肥市初夏PM2.5中重金属元素污染特征分析

大气颗粒物的污染目前已经成为大气污染的首要问题。选择合肥市滨湖新区、董铺水库、琥珀山庄、高新区四个监测点PM2.5为研究对象,对重金属元素Cu、Ni、Zn、Pb、Mn、Cr、Co、Cd的含量、富集系数、可能来源展开研究。结果表明,合肥市初夏时节PM2.5中重金属元素质量浓度含量最高的是Zn。滨湖新区、琥珀山庄和高新区的Cu元素污染显著。根据SPSS软件分析推测滨湖新区Cu和Cd可能来自交通领域污染源,董铺水库的Fe和Mn可能来源于自然因素,琥珀山庄的Pb和Cd可能来自交通污染源,高新区的Ni和Cr可能来源于工厂的电镀操作。     

上海宝山区细颗粒气溶胶PM2.5特征

为了探讨上海宝山区细颗粒气溶胶PM2.5特征,于2008.9.1-2009.8.31连续采集了细颗粒气溶胶PM2.5样品。分别分析了空气中PM2.5的质量浓度水平以及空气中以PM2.5存在的金属元素质量浓度水平,结果显示：PM2.5的年均质量浓度达33.70μg/m3;冬季细颗粒气溶胶质量浓度水平最高达44.35μg/m3,超标情况最为严重,超标率达37.5%;同时,检测出的11种金属元素在四季空气中的总浓度分别为：0.320μg/m3、0.384μg/m3、0.326μg/m3、0.218μg/m3。     

广州冬季PM10和PM2.5中有机碳与元素碳浓度水平及分布特征

于2002年1月至2月在广州市3个点采集不同粒径(PM2.5和PM10)大气气溶胶样品,测定了PM2.5,PM10及其中的有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度,探讨了广州市冬季碳气溶胶的污染特征.结果表明,PM2 5和PM10平均浓度分别为105.9 μg/m3及161.7 μg/m3,其中PM25中的OC,EC浓度分别为22.6μg/m3和8.3μg/m3,PM10中的OC,EC浓度分别为29.4和10.4 μg/m3.PM2.5和PM10的总碳气溶胶含量分别为40.5%和35.7%.PM2.5和PM10中OC/EC的比值平均为2.7,这与大多数城市大气的OC/EC比值接近.OC与EC的相关性很好(R＞0.9),表明OC与EC的排放源相同.估算的PM2.5中次生有机碳(SOC)平均浓度为12.1μg/m3,占PM2.5中总OC浓度的49.6%;PM10的SOC平均浓度为14.3 μg/m3,占PM10中总OC的44.8%.     

南昌市典型排放源PM2.5成分谱构建和特征分析

对南昌市水泥尘、土壤风沙尘、煤烟尘、生物质燃烧尘、城市扬尘和道路扬尘等主要PM2.5排放源进行采样、分析,建立相应的源成分谱。通过源成分谱特征分析,水泥尘的特征组分为Ca;生物质燃烧尘的特征组分为OC、EC和K;煤烟尘的特征组分为SO_2~(4-)、OC、EC、Ca、Si和Al;城市扬尘、土壤风沙尘的特征组分为Ca和Si;道路扬尘的特征组分为OC、Ca、Si和Al。道路扬尘和城市扬尘为混合尘,其中包含着土壤风沙尘、煤烟尘、机动车尾气尘和水泥尘等源类特征。     

湿法脱硫中应用蒸汽相变原理协同脱除PM2.5的技术分析

SO2、PM2.5是燃煤的主要污染物,实现两者的同时高效脱除具有重要现实意义.依据蒸汽相变促进PM2.5凝并长大的原理及湿法脱硫工艺特征,对湿法脱硫系统中应用蒸汽相变原理协同脱除PM2.5的可行性及技术方案加以分析;指出改进湿法脱硫操作条件、促进脱硫净化湿烟气达到过饱和、添加润湿剂、采用低表面能材料作相变凝结室壁面等措施,有望协同实现脱除SO2和促进PM2.5凝并长大并高效脱除的目的.     

湿法脱硫旋流喷嘴雾化粒径空间分布规律

应用于湿法脱硫的旋流喷嘴孔径较大,其雾化粒径在空间上存在一定分布规律,不同于其他领域。这个规律的存在直接影响该类喷嘴本体设计和脱硫塔雾化系统设计。试验利用马尔文激光粒径分析仪,对旋流喷嘴雾化粒径空间分布规律进行了系统研究,为便于分析定义了平均粒径、粒径相对离差和单流量粒径分布平均范围。试验结果表明,大孔径旋流喷嘴的雾化粒径和雾化粒径分布随流量和流出位置的不同均呈现一定的变化规律;各流量下,在与来流夹角90°处,粒径相对离差最大,Sauter平均粒径波动较大,粒径分布范围和粒径分布平均范围均最小,这说明该处分散度小,雾化均匀性好;平均粒径与压力呈幂函数关系;单流量粒径分布平均范围与压力呈线性关系。     

Quantification of gypsum crystal nucleation,growth, and breakage rates in a wet flue gas desulfurization pilot plant

The aim of this work is to study the influence of nucleation, growth and breakage on the particle size distribution (PSD) of gypsum crystals produced by the wet flue gas desulfurization (FGD) process. The steady state PSD, obtained in a falling film wet FGD pilot plant during desulfurization of a 1000 ppm(v) SO₂ gas stream, displayed a strong nonlinear behaviour (in a ln(n(l)) vs. l plot) at the lower end of the particle size range, compared to the well‐known linear mixed suspension mixed product removal model. A transient population balance breakage model, fitted to experimental data, was able to model an increase in the fraction of small particles, but not to the extent observed experimentally. A three‐parameter, size‐dependent growth model, previously used for sodium sulphate decahydrate and potash alum, was able to describe the experimental data, indicating either size‐dependent integration kinetics or growth rate dispersion. © 2009 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2009     

湿法脱硫浆液的真空蒸馏特性

湿法脱硫系统耗水量大,大量水分随净烟气流失,本文拟利用真空蒸馏的方式降低脱硫浆液温度,回收烟气中水分及潜热,达到节能、节水、提高脱硫效率等多重目的。实验利用旋转蒸发仪,进行了不同蒸发温差、冷却水温、蒸发压力下脱硫浆液的蒸馏特性、冷凝水品质及不凝气体释放特性的研究。研究结果表明：实验条件下,蒸发率在0.07~0.77之间,随着蒸发温差的升高呈线性升高趋势,随蒸发压力和冷却水温的升高呈下降趋势。冷凝水pH为8.14~8.33,随蒸发压力、蒸发温差及冷却水温的升高均未呈现明显规律,总体变化很小;氨氮浓度变化不大,在1.25~5.26mg/L之间,随着蒸发压力、蒸发温差的升高略有升高,随着冷却水温的升高变化不大;S^Ⅳ浓度在6.13×10^-4~7.78×10^-4mol/L之间,随蒸发温差及冷却水温的升高而升高,随蒸发压力的增加略有降低;冷凝水中的总碱度主要以HCO₃^-的形式存在,在10.3~20.7mg/L之间,随着蒸发温差和蒸发压力的升高逐渐升高,随着冷却水温的升高不断降低;产生单位体积冷凝水释放的NH₃量随着蒸发压力和冷却水温的升高不断增加,随蒸发温差的增加明显降低。     

城市中水对湿法烟气脱硫工艺的影响

以湛江电力有限公司工业原水由地下水改为城市中水为例,分析和讨论了中水对湿法烟气脱硫工艺三方面的影响:(1)抑制吸收塔内CaCO_3的转化及CaSO_3·1/2H_2O的氧化过程;(2)导致脱硫石膏Cl~-含量和含水率升高,石膏品级降低。真空过滤不同Cl~-含量的石膏浆液,发现随着石膏浆液Cl~-含量的升高,过滤得到的石膏滤饼含水率升高,即Cl~-的存在不利于石膏浆液的脱水;(3)Cl~-含量升高加剧了脱硫系统中碳钢及不锈钢的腐蚀,特别是碳钢在高浓度Cl~-溶液中会发生剧烈全面腐蚀。     

烧结烟气半干法脱硫微细颗粒物特征分析

通过激光粒度分析仪（LPSA）对烧结烟气微细颗粒物进行粒度分析，获得烧结过程烟气排放的主要微细颗粒物粒径范围及分布特性。运用扫描电镜-能谱分析仪（SEM-EDS）、X射线衍射仪（XRD）对半干法脱硫前后烧结烟气中的微细颗粒物形貌、元素组成和物相成分进行分析对比。结果发现：脱硫前后的烧结粉尘颗粒特性存在较大差异。在粒径分布上，脱硫前后粒径范围分别为0.816～60.988μm和0.259～407.850μm，脱硫后中位粒径向小粒径偏移；在颗粒形貌上，大烟道中以不光滑球形和不规则颗粒为主，脱硫后以板块状和片状颗粒为主。在元素和物相组成上，大烟道中颗粒中主要元素为Fe、K、Cl，Fe元素以Fe₂O₃为主，K元素主要以KCl存在，并能观察到明显的立方体KCl颗粒；脱硫后，受脱硫剂影响，颗粒物中主要元素为Ca、O、S，主要以Ca(OH)₂、CaSO₃和CaSO₄为主，同时还含有一定量的石英、氧化镁及一些不定形玻璃相。     

针对去除PM2.5的空气净化技术专利分析

通过对针对去除PM_2.5的空气净化器的相关专利进行分析,探究相关技术的发展趋势。以中国专利文摘数据库中的针对去除PM_2.5的空气净化器相关专利为研究对象,分别从专利申请情况及申请人分布、主要申请人的专利特点、专利发展趋势等方面,研究了中国空气净化器技术的专利布局情况。通过分析得知,该领域的专利申请量从2012年开始出现了迅速增加,可见该领域是从近两三年才开始发展的,但申请量呈现加速上升的态势,具有很大的发展潜力。通过IPC 分类分析了该领域的技术构成,主要包括过滤、调节系统等。从申请人情况来看,申请人主要是国内申请人,占绝对的本土优势。其中,高校的申请占比较多,更侧重于空气净化的核心技术。企业的专利申请则更加侧重于与具体电器的结合。国内申请人主要集中在高校和研究院所,企业申请较少,建议企业和高校及研究院所加强合作,集各家之所长,以进一步推动高校和科研院所的核心技术应用到空气净化器的产业制造中。     

纤维对PM2.5过滤性能的影响

在日常的生产和生活排放的残留物中存在许多有毒的PM_2.5细颗粒物,对人体呼吸功能损害大,因此研究如何有效去除PM_2.5细颗粒物具有十分重要的意义。对不同尺寸“Y”形截面和圆形截面的单纤维丝对烟气中PM_2.5颗粒物的过滤性能进行实验,分析不同烟气流速和颗粒物浓度对颗粒物截留率的影响,进而研究纤维集合体在不同单丝线密度和孔隙率的条件下对烟气中PM_2.5颗粒物过滤性能的作用。结合Euler法和Lagrange法对上述单纤维丝和纤维集合体实验工况进行数值模拟,将其结果与实验数据进行对比发现实验与数值模拟结果吻合较好。研究结果表明,同一时刻“Y”形截面的单纤维丝比圆形截面单纤维丝对颗粒物截留率更高。对于纤维集合体,单丝线密度为0.27 tex和孔隙率为0.88工况下,纤维集合体对颗粒物PM_2.5的捕集性能最好。     

燃煤锅炉烟气脱硫技术对颗粒物排放影响研究进展

随着环境问题的日益严峻及燃煤锅炉超低排放工作的实施,由燃煤引起的大气污染问题及脱硫和除尘设备协同脱除污染物的作用逐渐受到关注。由燃煤释放的SO2和颗粒物对人类健康及自然环境造成严重危害,因此对SO2和颗粒物的治理至关重要。笔者综述了湿法烟气脱硫技术如石灰石-石膏法、氨法等,半干法烟气脱硫技术如循环流化床烟气脱硫技术(CFB)、高倍率灰钙循环烟气脱硫(NGD)等以及干法烟气脱硫技术如电子射线辐射法脱硫技术、活性炭(活性焦、活性半焦)吸附脱硫技术等的发展历史、技术特点及适用范围,并对比分析了各脱硫技术对颗粒物排放特性的影响。结果表明,湿法烟气脱硫技术SO2脱除效率最高,尤其是石灰石-石膏法烟气脱硫技术,总效率可达99%以上。入口颗粒物浓度高于5 mg/m^3时,此技术能够协同脱除烟气中的颗粒物,除尘效率可达50%~80%,脱硫前后粒径分布都为典型的双峰分布,且脱硫后粒径峰值向小粒径偏移,硫酸盐成分增加;入口颗粒物质量浓度低于5 mg/m^3时,出口颗粒物浓度可能出现不降反增的现象,另外,由于其投资和运行成本高,多应用于大型燃煤机组和脱硫剂来源丰富的地区,同时湿法烟气脱硫产物还具有一定的经济效益;半干法和干法烟气脱硫技术SO2脱除效率在60%~90%,与湿法脱硫技术相比具有投资和运行成本低,占地面积小和节约水资源等优点,在中小型锅炉领域如燃煤工业锅炉具有较好的应用前景,但大量脱硫产物和脱硫剂随烟气进入除尘设备,浓度高达1 000 g/m^3以上,为除尘设备造成极大的运行压力,加大了投资和运行成本。目前半干法烟气脱硫技术及干法烟气脱硫技术对颗粒物排放特性的影响研究较少,还需在脱硫系统对颗粒物粒径、成分及形貌特性等方面的影响规律做进一步研究。