声波与相变联合作用下细颗粒脱除的实验研究

基于声波和相变耦合强化细颗粒长大机制,建立了声波与蒸汽相变联合作用下细颗粒物长大脱除的实验装置,并对细颗粒在不同外加条件下的脱除特性进行实验研究,探讨不同操作条件对细颗粒脱除效率的影响。结果表明:在2 000 Hz和150 dB的声波单独作用下,细颗粒的分级脱除效率较低在10%~23%左右;在过饱和度S=1.2的蒸汽环境中,细颗粒的分级脱除效率略高于声波单独作用的脱除效率;在声波和蒸汽相变联合作用下,细颗粒的分级脱除效率均得到大幅提高,分级脱除效率达到了53%~80%。相变单独作用时,在过饱和度较低时,细颗粒无凝结长大,因此脱除效率很低,脱除效率几乎不随过饱和度的增大而改变,但当过饱和度增到1.0后,细颗粒的脱除效率则随过饱和度的提高而迅速增大。在声波与相变联合作用下,细颗粒的脱除效率随过饱和度的增大而增加,当过饱和度增大到一定程度时,脱除效率出现大幅的提高,过饱和度从1.0增大到1.2,脱除效率从40%左右提高到80%。实验结果表明声波与相变联合作用可有效提高燃煤细颗粒的脱除效果。     

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。     

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。     

蒸汽相变协同湿法烟气脱硫系统中烟气温湿度变化特性

以燃煤锅炉产生的含尘热烟气为对象,针对石灰石-石膏法湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)工艺,采用Vaisala-HMT337型温湿度变送器等测试仪器,考察了脱硫操作条件对脱硫净烟气温湿度的影响规律;借助MATALBA软件计算分析了脱硫净烟气与蒸汽在脱硫塔顶部的相变室内混合过程中过饱和水气环境的形成规律.研究结果表明:脱硫塔出口净烟气相对湿度随液气比和脱硫浆液温度的增大而提高,净烟气温度随液气比的增大而降低、随浆液温度的升高而升高;添加蒸汽后混合烟气的过饱和度随脱硫净烟气相对湿度和蒸汽添加量的增加而增大,随脱硫净化烟气温度的升高而减小.通过优化脱硫操作条件辅以添加适量蒸汽,可以在脱硫塔顶部的相变室建立细颗粒物凝结长大所需的过饱和水气环境,促进细颗粒物核化凝结长大并脱除.     

应用蒸汽相变协同脱除细颗粒和湿法脱硫的实验研究

在湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)系统中进行了利用蒸汽相变原理协同脱除细颗粒的试验研究：通过添加蒸汽建立旋流板脱硫塔内蒸汽相变所需的过饱和水汽环境,利用过饱和水汽,以细颗粒为凝结核发生相变,促进细颗粒凝结长大并由脱硫液、除雾器高效脱除;研究采用Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3、NH3·H2O等4种不同脱硫剂时,WFGD系统对细颗粒的脱除性能,并考察了脱硫剂种类、液气比、蒸汽添加量等对细颗粒脱除效果的影响。结果表明,采用NaOH、Na2CO3作为脱硫剂对细颗粒的脱除效果明显优于Ca(OH)2和NH3·H2O;在脱硫塔进口烟气、塔内脱硫液进口上方添加蒸汽,建立过饱和水汽环境,可使细颗粒脱除效率显著增加;液气比的影响与脱硫塔内是否存在蒸汽相变有关。     

基于分形理论的水汽在燃煤细颗粒表面异质核化数值研究

利用Fletcher模型对过饱和水汽在燃煤细颗粒表面异质核化特性进行了数值预测,对不同粒径段燃煤细颗粒的形态进行扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)分析,并用分形理论对细颗粒物的结构特征进行描述,考察其对细颗粒异质核化性能的影响。结果表明,实验用的燃煤细颗粒表面具有典型的分形结构,分形维数在2.21~2.63;燃煤细颗粒的不规则结构能使液滴胚胎形成临界吉布斯自由能降低、成核速率增大、核化所需的临界过饱和度降低,可提高过饱和水汽在其表面的成核能力;此外,核化所需临界过饱和度随颗粒粒径增大而降低,特别是小于0.1 mm的颗粒,粒径对过饱和度的影响更为显著,随温度提高核化所需的临界过饱和度相应降低。     

氨法脱硫过程烟气中细颗粒物的变化特性

采用电称低压冲击器(electrical low pressure impactor,ELPI)对氨法脱硫前后的细颗粒进行测量,获得烟气中细颗粒的数浓度和粒径分布特性,分析了氨法脱硫过程细颗粒的生成机制及洗涤塔对细颗粒的捕集特性。结果表明,氨法脱硫后细颗粒的数浓度明显增加,在SO2浓度为1 767 mg/m3和氨水浓度为5%,平均粒径由洗涤前的0.07 mm增大到0.09 mm;常规洗涤对细颗粒的脱除效率很低且几乎不受液气比影响;而氨水脱硫时,洗涤塔出口的颗粒数浓度随液气比的增大而提高,特别是氨水浓度较高的情况;氨水浓度为10%,液气比从2 L/m3增加到5 L/m3,颗粒数浓度增加了10%;此外,随氨水浓度和烟气中SO2浓度的增大,洗涤后颗粒的数浓度增加。     

鼓泡脱硫塔除雾器除雾特性数值研究及实验验证

为提高除雾器对不同粒径小液滴的脱除效果,减轻脱硫系统气气换热器的堵塞程度,对鼓泡脱硫塔除雾器性能进行了数值分析和实验研究。数值分析表明:除雾效率随液滴直径的增大而增大,随进气速度的增大而增大,随除雾器叶片间距的增大而降低;带倒钩的弧形板除雾器比折形板除雾器的除雾效率高;粒径小于20μm的小液滴脱除效率较低。冷态实验台上的除雾器性能实验验证了数值分析的结果。为除雾器的设计和优化提供参考。     

湿式氨法烟气脱硫工艺影响因素的试验研究

在冷态试验条件下,于小型逆流喷淋塔脱硫系统上考察了湿式氨法脱硫工艺参数对脱硫效率的影响。结果表明:pH值是影响脱硫效率的主要因素,当脱硫液pH值从4.5升至5.0时,脱硫效率从69.6%增至94.1%,过高的pH值会增大氨逃逸率,适宜pH值为5.5~6.0之间;适当增加烟气停留时间和液气比有助于提高脱硫效率,而提高入口SO2烟气浓度会降低脱硫效率。     

相变凝聚器内蒸汽凝结与细颗粒团聚规律研究

湿法脱硫后增加相变凝聚器,是基于多场团聚机制控制PM_(2.5)的重要技术之一,同时可以促进蒸汽凝结,有效改善烟囱后"大白烟"现象。文中以燃煤湿法脱硫含尘烟气为研究对象,基于蒸汽成核和颗粒碰撞聚并理论,分析了相变凝聚器入口烟气状态。通过建立群平衡方程,研究了相变凝聚器内蒸汽凝结与细颗粒物团聚规律。结果表明,增设相变凝聚器后,烟气温度降低,水蒸气在烟尘颗粒物表面快速凝结,并伴随团聚长大,直径1.0?m以上的颗粒/液滴数浓度增加,穿透窗口区0.1~1.0?m颗粒/液滴数浓度减少。相变凝聚器表现出良好的蒸汽凝结与细颗粒团聚脱除作用,尤其烟气温度降低较大时效果明显。此外,由于硫酸细液滴团聚作用,有效改善颗粒/液滴特性,将有利于后续电除尘中的荷电、迁移和脱除。     

循环流化床烟气脱硫系统数学模型研究

以烟气脱硫过程中的质量平衡方程为基础,结合可以描述脱硫剂颗粒反应的收缩未反应核模型(shrinking unreacted core model),同时考虑到再循环物料的影响,建立能够预测循环流化床反应器内烟气脱硫效率的数学模型,该模型可以分别量化新鲜脱硫剂和再循环颗粒的脱硫效率。模型仿真出脱硫效率在不同参数条件下的变化趋势与实际运行情况一致,并且模型经校正后能够比较准确地描述脱硫过程,因此该模型可以用来指导循环流化床烟气脱硫系统的工艺设计和参数优化。     

活化器内液滴捕捉颗粒过程的数值模拟

为模拟活化器内液滴对颗粒的捕捉过程，对离散相采用同时跟踪技术，在Euler/Lagrangian坐标系下建立了液滴捕捉颗粒的概率模型，液滴对颗粒的捕捉通过单元捕捉概率来判断。预报了颗粒的浓度场分布及液滴、颗粒和气相场的速度矢量分布。模拟结果表明由于小粒径颗粒跟随流线能力较强及与液滴碰撞面积较小，其捕捉效率比大粒径颗粒要低；在雾化喷嘴出口附近由于相间速差较大，颗粒单元捕捉概率较大。依据模拟结果，对颗粒被捕捉的动力学机理进行了分析。     

循环流化床内烟气脱硫模拟分析

基于气固两相流双流体模型及床内浆滴蒸发和SO2吸收过程的分析，该文发展了循环流化床烟气脱硫过程的双流体，蒸发脱硫模型。采用恢复系数修正颗粒与颗粒团、壁面之间碰撞影响，合理解释固相含率沿径向分布特性；引入颗粒相湍能和湍能耗散率描述颗粒团的脉动过程，分析不同表观气速和颗粒循环量时床内颗粒相轴向速度沿径向变化规律，及颗粒团形成和脉动对浆滴蒸发和脱硫效果的影响。分析指出颗粒团的形成可减小浆滴蒸发速度，增强脱硫效果。     

活化器中钙基吸着剂的增湿活化过程模拟

建立了一维活化器中吸着剂颗粒的活化效率预测模型。模型全面考察了水雾蒸发、减速、粒径分布以及液－液凝并等的影响。计算结果表明,液滴初始直径和初速度对颗粒活化效率有最大的影响,使用大粒径、窄分布和高初速度的雾化方式可强化增湿活化效果。通过对颗粒活化效率与实测脱硫效率的相关性分析,证实了活化颗粒的溶液反应是脱硫过程的主要机理     

均匀磁场中燃煤可吸入颗粒物聚并实验研究

在均匀磁场中分别对东胜、大同和徐州烟煤燃烧产生的3种飞灰细微粒子进行了聚并实验，研究了粒径、外磁场强度、粒子在磁场中停留时间以及粒子质量浓度对聚并脱除效率的影响。实验结果表明：在相同条件下，东胜烟煤飞灰粒子的聚并脱除效率最高，大同烟煤次之，徐州烟煤最小；在0.098~9.314mm粒径范围内，0.576~3.758mm粒径的3种飞灰粒子聚并脱除效率最高；聚并总脱除效率随磁感应强度、粒子在磁场中停留时间以及粒子质量浓度的增加而增大，粒子饱和磁化时，聚并总脱除效率达到最大值，不再随外磁场的增强而变化。采用二元碰撞聚并模型计算了粒子在均匀磁场中的聚并系数，在此基础上求解了粒子聚并动力学方程，预测了粒子的聚并脱除效率。数值模拟结果与实验结果相一致，在粒子质量浓度为40g×m-3时，东胜烟煤、大同烟煤和徐州烟煤燃烧产生的3种飞灰粒子聚并总脱除效率分别为52.6%、43.1%、14.4%。     

发电厂SCR脱硝液氨区的安全管理及防范措施

液氨是燃煤电厂SCR烟气脱硝系统的还原剂,在发电厂的储存量较大。当液氨储罐发生爆炸或大量泄漏时,会造成人员伤亡或财产损失。因此SCR脱硝液氨区要加强安全管理,必须建立和完善各类规范制度和手册,尤其要加强防火和防泄漏。     

某660 MW机组脱硫废水烟道蒸发系统设计及运行效果分析

脱硫废水因含盐量高且成分复杂,成为燃煤电厂废水“零排放”的难题,采用烟道蒸发方式予以处理是解决途径之一。在数学建模和Fluent模拟分析的基础上,对雾化粒径为50 μm和60 μm时脱硫废水的蒸发情况进行研究,结果为130 ℃烟气温度下这2种粒径的脱硫废水蒸发时间分别为0.78 s和0.85 s,所消耗的压缩空气量（标准状态）分别为60 m³/min和26 m³/min。以某660 MW燃煤机组为研究对象,根据烟道内流场特点对该机组脱硫废水烟道雾化蒸发系统的设计进行优化。脱硫废水雾化蒸发系统安装运行后,对系统运行数据进行了研究分析。实践结果表明,脱硫废水烟道雾化蒸发系统的运行对脱硫系统、除尘器系统的正常运行没有明显影响,粉煤灰品质的少许变化不影响粉煤灰的品质和资源化利用。