低低温电除尘协同脱除细颗粒与SO_3实验研究

低低温电除尘技术是降低燃煤电厂细颗粒、SO_3排放的有效技术之一。采用燃煤热态试验系统,试验考察了普通电除尘与低低温电除尘中细颗粒的粒度变化特性,以及低低温电除尘入口烟温、烟气中SO_3浓度等对细颗粒与SO_3脱除性能的影响,并探讨飞灰吸附SO_3的机理。结果表明:低低温电除尘中存在颗粒凝结长大现象,出口颗粒物粒度高于普通电除尘,适当降低入口烟温,有利于增强低低温电除尘对细颗粒与SO_3的脱除,脱除效果随着入口烟气SO_3浓度的增加而提高。低低温电除尘对于SO_3的脱除效率高于80%,SO_3在飞灰上的冷凝主要由内扩散控制。     

高硫煤机组低低温省煤器SO_3协同脱除试验研究

低低温电除尘技术在高硫煤机组应用的安全性亟待验证。为此,在某600MW高硫煤机组锅炉上搭建了低低温省煤器试验台,进行了SO_3、烟尘协同脱除试验。结果表明:不同试验煤种条件下,烟气中SO_2向SO_3的转化率基本相同,约为1.5%;当低低温省煤器试验段出口烟温低于烟气酸露点时,SO_3协同脱除率为70.9%~91.9%,脱除效果较为显著;当烟尘浓度足够大时,SO_3脱除率随灰硫比下降而增加,当灰硫比大于150时趋于稳定;不同出口烟温对SO_3脱除率无明显的影响;试验段出口烟尘经吸收SO_3调质后,在低低温省煤器出口烟温条件下烟尘比电阻量级降至高效除尘范围1.08×10~9~5.1×10~(10)Ω·cm,这有利于提高电除尘效率。     

低低温电除尘器颗粒物脱除特性的工程应用试验研究

对某1000MW燃煤机组低低温电除尘器的颗粒物脱除特性进行试验研究:对设备前后烟道中的烟气颗粒物进行采样、分析,对设备各级电场的捕集飞灰进行检测;初步探寻了低低温状态下烟温与除尘效果的关系,研究了低低温电除尘器对各级粒径颗粒物的脱除效果、对主要成灰元素的捕集情况。试验结果表明:降低电除尘器进口烟温至低低温状态(87~100℃),可有效提升设备对烟尘的总体脱除能力,除尘效率可达99.9%以上,逃逸烟尘浓度可控制在20mg/m~3以内;调整进口烟温至90℃,PM1脱除效率可达99.44%;元素Si、Al主要分布于较大颗粒(粒径10μm)被电场捕集,元素Ca、Fe、Mg、S主要富集于可吸入颗粒物(PM10)被电场捕集。     

低低温电除尘器粉尘及SO3协同去除研究

为使燃煤电厂大气污染物超低排放,近年低低温电除尘技术开始得到应用。以浙能温州电厂660 MW机组低低温电除尘器为研究对象,对低低温电除尘器粉尘及SO₃协同去除效果进行了测试,对烟气的常规温度和低低温状态下飞灰比电阻的变化及其除尘提效幅度开展研究。结果表明：烟气冷却器投运后,低低温工况条件下的飞灰工况比电阻值较常规烟气工况降低了1个数量级,烟尘排放质量浓度由6.94 mg/m³降至3.25 mg/m³,达到超低排放要求 ;SO₃脱除率达96.6%。     

火电厂PM_(2.5)的脱除控制研究进展

PM_(2.5)作为可入肺颗粒物,影响着大气的能见度和人类健康,其脱除控制成为近期研究的热点。火电厂作为PM_(2.5)排放的主要来源之一,其对PM_(2.5)的脱除控制效果直接影响着社会PM_(2.5)的总排放量。对利用火电厂现有环保设备下PM_(2.5)的脱除控制现状进行了综述,特别是利用脱硫塔下的粉尘协同脱除进行了分析,指出利用现有除尘器和脱硫塔脱除PM_(2.5)的方法,如引入蒸汽相变技术与表面润湿技术等在PM_(2.5)脱除中的应用,并对如何实现新环保政策下污染物的超低排放进行了展望。     

低低温电除尘器对粉尘特性和SO3脱除效果影响分析

分析了低低温除尘技术对粉尘特性和SO₃脱除效果的影响,说明低低温除尘器通过降低粉尘比电阻来改善粉尘的荷电能力,有效地提高了除尘效果;同时增大粉尘平均粒径,有利于提高脱硫系统协同除尘效果;另外湿法脱硫系统本身不具备较高的SO₃去除率,低低温电除尘器和湿式电除尘器对SO₃的去除率可达到80%左右,因此,低低温电除尘器和湿式电除尘器可作为控制SO₃的有效技术手段。     

低低温电除尘器的中试性能试验研究

基于50000 m3/h实际烟气中试试验系统,通过在线监测和手工实测相结合的方式,对电除尘器不同入口烟气温度时的电除尘性能进行评估。当电除尘器入口烟气温度降低,电除尘器出口烟尘浓度降低,除尘效率提升。在线数据显示,电除尘入口烟气温度为130℃、90℃、80℃时,电除尘器出口烟尘浓度分别为10.1 mg/m3、9.8mg/m3、6.7 mg/m3,除尘效率分别为99.84%、99.88%、99.88%。实测数据显示,电除尘器出口烟尘浓度分别为11.7 mg/m3、9.7 mg/m3、5.4 mg/m3,除尘效率分别为99.91%、99.89%、99.94%。     

基于中试平台的低低温电除尘器深度试验研究

基于50 000 m³/h实际烟气中试试验系统,采用常规采样枪+玻纤滤筒和一体化采样头+石英滤膜测定总尘,采用ELPI测定PM_2.5,采用自制的控制冷凝+异丙醇吸收系统测定SO₃,采用BDL型飞灰工况比电阻测试仪测定飞灰工况比电阻。试验结果表明,130℃、90℃、80℃时电除尘器出口烟尘浓度分别为11.7mg/m³、9.7 mg/m³、5.4 mg/m³,PM_2.5浓度分别为0.8 mg/m³、0.4 mg/m³、0.2 mg/m³,总尘及PM_2.5减排效果显著;电除尘器出口SO₃浓度分别为1.25 mg/m³、0.10 mg/m³、0.14 mg/m³,对应低低温电除尘系统的SO₃脱除效率分别为22.84%、96.15%、96.61%,低低温电除尘系统可脱除烟气中绝大部分SO₃;电除尘器入口飞灰工况比电阻分别为3.02×10¹³ Ω·cm、6.15×10¹² Ω·cm、5.24×10¹¹ Ω·cm。     

燃煤PM_(2.5)和Hg控制技术现状及发展趋势

本文首先介绍了国际上燃煤PM_(2.5)和Hg控制技术的发展现状,凸显了湿式静电除尘和低低温静电除尘技术在满足我国燃煤颗粒物超低排放需求中的重要作用,并指出单质汞(Hg0)的高效氧化和气态汞的强化吸附是最主要的燃煤Hg排放控制途径;其次,详细分析了现有燃煤PM_(2.5)和Hg控制技术应用中存在的问题,并指出了未来燃煤PM_(2.5)和Hg控制技术的发展方向;最后,介绍了国家在燃煤PM_(2.5)和Hg控制技术发展方面的布局,强调了国家重点研发计划项目"燃煤PM_(2.5)及Hg控制技术"(编号:2016YFB0600600)在应对燃煤电厂超低排放需求中的重要地位。     

PM_(2.5)对理论盐密值的影响研究

根据污闪事故发生时的环境监测数据,大气环境污染及其污染性质也是影响输变电设备外绝缘表面污秽程度的因素,而污染物粒径较小的地区积污增长速度较大。因此,针对某些学者提出的理论盐密值与大气环境参数间的经验公式,提出了纳入PM_(2.5)后的经验公式修正建议。分别根据纳入PM_(2.5)的经验公式和未纳入PM_(2.5)的经验公式,计算了理论盐密值,并与安装在监测点附近的光传感器盐密在线监测装置的实测数据进行了对比分析。利用纳入PM_(2.5)后的经验公式的ESDD理论计算值与实际值较为吻合,而未纳入PM_(2.5)的ESDD理论计算值与实际测量结果差异率较大。在可实时获取大气环境参数的地区,可以考虑利用纳入PM_(2.5)后的经验公式推算该地区的理论盐密值的实时变化情况,及时掌握该地区电网污秽等级的变化。     

燃煤锅炉湿式电除尘器脱除细颗粒物的数值模拟研究

针对某热电厂燃煤锅炉尾部的湿式电除尘器进行了除尘器内流场以及PM2.5颗粒物捕集状况的数值模拟。模拟结果与现场试验结果进行了对照,两者吻合较好,验证了数学模型的可靠性。模拟结果显示,除尘器内部结构、运行工况以及粒径对细颗粒物脱除效率影响较大。研究的湿式电除尘器对于1μm以下的颗粒物脱除效率可达60%以上,对于PM2.5脱除效率可达70%以上。     

民用煤燃烧排放PM_(2.5)的微观形貌和化学组分

设计和搭建室内煤燃烧–稀释系统,分别燃烧烟煤和无烟煤,获取不同煤种燃烧排放PM_(2.5)样品,使用带能谱的透射电镜观察单颗粒的物理化学特征。根据颗粒的微观形貌、化学组分及电子束作用下的稳定性,将颗粒分成7种类型:富Si、富Ca、富S、富K、有机、碳烟和金属颗粒。燃煤排放的碳烟多聚集在一起,呈链状;有机颗粒多呈球形或近似球形;富Si和金属颗粒多呈不规则形状,球形颗粒数量相对较少,原因是民用煤的燃烧温度相对较低,不能使煤中大部分矿物质呈熔融状态。烟煤燃烧排放碳烟的相对数量百分比高于无烟煤,是由于烟煤的挥发分高于无烟煤。燃煤排放富S颗粒的相对数量百分比随煤中含S量增加而升高。     

变截面管内燃煤烟气PM_(2.5)声波团聚实验研究

声波团聚PM_(2.5)减排工业应用的瓶颈问题包括缺乏大功率高效强声源和能耗过高等。基于气流声源(高频旋笛)和突变截面驻波管建立了160dB以上燃煤烟气声波团聚实验系统。系统设计中,通过团聚敏感频率与驻波管共振频率相匹配,在相同输入声功率前提下提高了管内声强和团聚效率,并通过复合透声板实现了团聚舱内功率气流与强声场的分离。通过模态分析法和有限元模型研究了舱内声场特性和共振频率的影响因素。实验研究了500Hz至1.5kHz宽频范围内舱内强声信号和共振工况条件,对比了不同频率和声压级条件下烟气中5μm以下粒径的分布变化。结果表明,全频段内声压级获得5dB至15dB的共振增益,700Hz最大基频声压级达到167dB。烟气团聚较优频率为700Hz和1.4kHz,PM_(2.5)减排效率最高99%,达到了PM_(2.5)高效脱除和提高声能利用率的目的。     

超低排放燃煤机组SO_(3)和NH_(3)生成及迁移规律研究

研究不同机组负荷、还原剂制备方式下超低排放燃煤机组SO_(3)和NH_(3)生成及迁移规律,结果表明:负荷的升高促进SCR(选择性催化还原)系统内SO2转化为SO_(3),也会促进氨逃逸上升;机组负荷的升高抑制SO_(3)和NH_(3)在空预器段迁移;3种还原剂制备方式的机组,SO_(3)迁移比例在空预器为1.5%~10.4%,在LLT-ESP(低低温电除尘器)为33.7%~53.9%,在FGD(脱硫塔)为17.0%~29.3%;NH_(3)在空预器和LLT-ESP的迁移比例分别为23%~50%和50%~67%,进入FGD量极少;还原剂制备方式短时对NH_(3)和SO_(3)生成及迁移影响不明显,长期运行可能造成氨逃逸上升,进而影响SO_(3)迁移。     

烟气流速对湿式静电除尘器脱除PM_(10)的影响

以实际燃煤机组配套的立式管式湿式静电除尘器为研究对象,通过调整旁路烟道挡板门开度调整烟气流量,研究了烟气流速对可吸入颗粒物(PM_(10))脱除性能的影响。结果表明:降低烟气流速可以提高湿式静电除尘器对PM_(10)的脱除效率。     

汽油机动车排放PM_(2.5)的单颗粒类型及特征

单颗粒分析技术能够提供PM_(2.5)的形貌、化学组成、内部结构、混合特性和表面物理化学特性。选取了中国市场上常见的GDI汽车和PFI汽车,在整车转鼓试验台上,采样透射电镜分析了机动车在北京驾驶循环上排放单颗粒的物理化学特征。结果表明,汽油机动车排放的颗粒物可分成6种类型:碳烟(soot)颗粒、球形有机颗粒、富Ca颗粒、富S颗粒、富Fe颗粒和富Mn颗粒,其中以碳烟颗粒、球形有机颗粒和富Ca颗粒为主。不同的机动车在不同的运行条件下(冷启动阶段和稳速阶段),排放碳烟(soot)颗粒和球形有机颗粒的相对含量不同。GDI机动车不同阶段所排放的PM_(2.5)中,冷启动阶段和稳速阶段相比,前者排放碳烟颗粒相对含量明显偏高,而球形有机颗粒相对含量明显偏低。GDI机动车与PFI机动车相比,在稳速阶段和冷起动阶段所排放的PM_(2.5)中,前者碳烟颗粒相对含量都明显偏高,而球形有机颗粒相对含量都明显偏低。     

应用碱性吸收剂喷射技术脱除烟气中SO_3的中试试验研究

碱性吸收剂喷射技术是一种精准脱除烟气中SO_3的高效方法。通过研究该技术的特点、反应机理、 SO_3的迁移规律,建设了一台采用真实烟气作为气源的碱性吸收剂喷射脱除烟气SO_3的中试平台,并在此平台进行了中试试验研究。研究结果表明:碱性吸收剂脱除SO_3的效率与n(Na_2CO_3):n(SO_3)、烟气温度、停留时间等因素相关;在中试试验工况下,烟温320℃,n(Na_2CO_3):n(SO_3)为1:4, Na_2CO_3溶液的浓度为52.6 mg/m~3,烟尘浓度为标况下4 680 mg/m~3,可保证SO_3脱除效率在85%以上;碱基吸收剂对脱硝催化剂的影响很小,可以忽略。以上结果可为国内燃煤电厂开展碱性吸收剂脱除烟气SO_3技术研究应用提供参考。     

一种适用于工程实测的集成式PM_(2.5)采样枪研制

针对进口枪头尺寸大、结构复杂、成本高、易损坏等问题,自制了一套适用于国内工程实测的集成式PM_(2.5)采样枪。经性能对比,自制枪的温控能力不输进口枪,且安全稳定性能更优。经现场实测数据显示,进口枪和自制枪所采集数据非常接近。自制PM_(2.5)采样枪可满足现场PM_(2.5)实测要求,且成本不到进口枪的1/10。     

O_2/CO_2气氛下煤种对燃煤PM_(2.5)形成的影响

采用管式炉和荷电低压撞击器(electrical low pressure-impactor,ELPI)研究了4种煤粉在O2/CO2条件下燃烧后生成的PM2.5排放特性,并对空气和O2/CO2气氛下PM2.5的排放特性进行了比较。结果表明:不同煤粉在O2/CO2气氛下燃烧后,所产生的PM2.5质量浓度均呈双峰分布,峰值分别在0.1和2μm左右;S在亚微米颗粒上明显富集,而在超微米颗粒上含量相对较少;K和Na在亚微米颗粒上含量比在超微米颗粒上高一些;Si和Ca在亚微米颗粒上含量相对较少,而在超微米颗粒上含量相对较多;Fe在亚微米和超微米颗粒上含量相当。分析认为,不同煤粉中组分形式和含量的不同,影响了煤粉燃烧后PM2.5形成的过程,造成PM2.5排放特性的不同。从PM2.5的粒径分布、元素分布和形貌分析可知,和空气气氛相比,O2/CO2气氛不影响PM2.5的生成机制,但影响其粒径分布。     

PM_(10)与绝缘子积污特性的关系研究

为研究PM10与绝缘子积污特性之间的关系、掌握绝缘子表面积污特性,笔者将PM10、污秽(盐密、灰密)及微气象在线监测技术应用于输电线路中。开展对现场运行中PM10、绝缘子污秽(盐密、灰密)及环境温湿度在线监测数据的分析研究,建立了PM10、绝缘子表面污秽度(盐密、灰密)和环境温湿度等因素之间的相互关系模型,提出了PM10与绝缘子污秽度(盐密/灰密)之间存在明显的线性对比关系模型。研究结果表明,笔者设计的PM10、盐密、灰密在线监测装置,能够准确地反应现场绝缘子的污秽状况,能够为线路清扫提供准确判据,对逐步实现电网状态检修具有积极意义。