燃煤过程中氧含量对可吸入颗粒物形成及排放特性影响的研究

通过对两种烟煤在沉降炉内的燃烧试验,研究了不同氧气量对可吸入颗粒物的生成量、元素成分及形成机理的影响。试验条件为:煤粉粒径包括小于63μm和63～100μm两种,燃烧温度在1250℃,炉内燃烧气氛包括氧含量20%和50%两种。试验采用低压撞击器(LPI)按不同粒径大小从0.03～10μm共分为13级,分别采集燃烧后的可吸入颗粒物。试验结果显示:两种粒径煤粉燃烧后超微米颗粒物(PM1-10)排放量都随氧含量增加而显著增加,小粒径煤粉的增加更多;在亚微米颗粒物(PM1)中,其主要构成元素S随氧含量增加而显著减小,元素Fe、Si和Al随氧含量增加而显著增加,其中Si元素增加幅度最大;而在超微米颗粒(PM1-10)中,元素S随氧含量增加而少量减小,其主要构成元素Fe、Si和Al随氧含量增加而少量增加;相比较而言,氧含量变化对亚微米颗粒物的元素构成影响比超微米颗粒物大。     

静电除尘器对CFB锅炉可吸入颗粒物排放特性的影响

电站燃煤的排放是大气环境中可吸入颗粒物(PM10)的主要来源之一,而静电除尘器是电站锅炉的主要除尘设备。对某循环流化床(CFB)锅炉所配置的静电除尘器前后可吸入颗粒物排放特性进行了研究,结果表明,相对整体除尘效率,静电除尘器对PM10去除效率较低,但仍可以有效去除粒径范围2~5μm的颗粒,而且可以对亚微米以上颗粒易气化元素、难熔性元素进行有效去除。     

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。     

燃煤锅炉煤胞性质及形成研究

人们很早以前就发现在灰渣池水面飘浮物中存在簿壁的空心球形颗粒.Raask 把它称作Cenosphere。国内译它为煤胞或空心(?)柱。后来,人们发现在灰渣表面层的底部也存在空心球形颗粒.H·Jan de Zeeuw 等把所有的微细空心球形颗粒统称为Cenosphere。本文讨论的煤胞括所有的空心球件,浮于灰渣池水面的煤胞,称为漂胞,其余的称为沉胞。通心对煤胞各种形态的研究,能对煤粉在炉内的着火燃烧过程的微观认识提供有益的帮助。国内外不少人对煤胞的形成进行了研究,但确切的形成机理尚未取得明确的认识.     

燃煤可吸入颗粒物在驻波声场中动力学特性的研究

为研究可吸入颗粒物PM 2.5在声波场中的动力学特性, 利用可视化技术建立研究颗粒物动力学特性的实验装置。采用电厂飞灰作为颗粒源，利用高速CCD摄像机动态地显微拍摄颗粒在水平声场中的运动轨迹，并结合数值方法理论模拟颗粒的运动轨迹。结果显示颗粒在驻波场的波节点处不振动、不飘移；波腹处只振动、不飘移；其余各点处的颗粒既振动、也向波节方向漂移，并与竖直方向的运动叠加，形成在声场中的运动轨迹。颗粒振动频率与声波频率相同，但因颗粒存在惯性，振动速度幅值小于声波速度幅值，且相位滞后。动力学特性的结果显示：振动使得颗粒在单位时间内扫过的面积大大增加，有利于颗粒间的碰撞团聚；漂移特性有利于颗粒间的碰撞和气流中颗粒的分离。     

燃煤飞灰中磁珠的化学组成及其演化机理研究

采用X射线衍射仪（XRD）和场发射扫描电镜结合X射线能谱分析仪（FSEM-EDX）对燃煤电厂飞灰中磁珠的矿物相特征及化学组成进行了系统的研究。结果表明：磁珠中含铁矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、磁赤铁矿和镁铁矿。根据磁珠中铁含量的不同将其分成4类：铁氧化物相(w(Fe)≥ 75%)、含铝硅的铁氧化物相(75%＞w(Fe)≥50 %)、富铁的铝硅酸盐相(50 %＞w(Fe)≥25 %)和含铁的铝硅酸盐相(w (Fe)＜25%)。铁氧化物相是由含铁矿物直接氧化而成；内在含铁矿物与粘土矿物以不同比例熔合分别形成含硅铝的铁氧化物相、富铁的铝硅酸盐相和含铁的铝硅酸盐相；外在含铁矿物与内在粘土矿物的熔合也可形成含铝硅的铁氧化物相。含铁量较高的铁氧化物相和含铝硅的铁氧化物相易形成灰沉积初始层，是产生结渣的根本原因；低温下熔融的富铁铝硅酸盐相易粘附于初始沉积层上，是结渣加剧的主要原因。     

燃煤锅炉尾部烟道受热面防磨措施的试验研究

飞灰磨损是电站锅炉对流受热面爆管的主要原因之一,严重影响锅炉的安全经济运行。针对汉川电厂ＳＧ－１０２５／１８．３－Ｍ３１４型锅炉的情况,进行了模化研究,提出加装导流板的改造措施。实际运行结果表明,该项措施对于降低尾部烟道的飞灰磨损非常有效。     

雷电的形成和发展机理

分析了非均匀电场中电介质的移动对外部宏观电场所产生的影响，并根据分析结果阐述了雷电的形成和发展过程。     

燃煤电厂炉渣形成机理研究EI北大核心CSCD

采集国家能源江苏某电厂炉渣、飞灰和炉前煤粉样品,浮沉分离为1.3~2.5g/cm3密度组分,对各密度子样用扫描电镜-X射线能谱分析、X射线衍射、X射线荧光进行形貌和化学组成分析,用FactSage7.3计算900~1500℃范围内液相量变化,最后根据煤粉组成和粒度分布计算炉渣和飞灰产率和来源。研究结果发现,炉渣密度分布在1.3~2.0g/cm3之间,含炭量随子样密度提高而降低,和1300℃下液相量变化规律一致;飞灰密度分布在1.8~2.5g/cm3之间,其中>2.5g/cm3密度产率高达48.42%,飞灰含炭量和密度、液相量相关性不明显;炉前煤粉密度分布在1.3~2.0g/cm3之间,1300℃下随着煤粉密度提高煤灰液相量下降,其中>1.8g/cm3子样煤灰液相量最低,达到36%,而1500℃下各子样液相量都在56%以上。理论分析和定量计算结果表明,燃煤电厂炉膛中强烈的搅混作用,随着煤焦燃尽,使得其中粒度大、液相量高的煤灰颗粒互相碰撞、粘附、长大,最后沉降为炉渣,而粒度较小、液相量低的煤灰颗粒则随烟气流动,最后冷却成为飞灰。     

火电厂燃煤锅炉二氧化硫排放系数试验研究

前言二氧化硫是火电厂锅炉烟气排放的主要污染物之一。全面、准确地监测烟气中的二氧化硫排放量,了解二氧化硫的污染程度,是制订排放标准,以及监督其执行情况所必不可少的环节,也是进而采取治理措施所必需的一项基础工作。     

燃煤锅炉电除尘器飞灰物化性质及逃逸机制

利用巴柯粒度分析仪及筛分法、DR高压粉尘比电阻实验台、常量法对电除尘器前后燃煤飞灰的粒径分布、比电阻及化学成分等特性进行分析，结果发现：电除尘器逃逸飞灰平均粒径约2.5mm左右；并且出口飞灰比电阻比入口飞灰高近1个数量级，达到了5.4′1011W×cm，出口飞灰中Al2O3的含量明显高于入口飞灰，而SiO2和TFeO的含量却低于入口。并分析了细微颗粒粒径、比电阻及荷电机制等因素对其逃逸的影响。     

循环流化床锅炉汞排放和吸附实验研究

选取一台有代表性的440 t/h循环流化床锅炉,运用美国环保署推荐的安大略法,现场测定了入炉煤、底渣、飞灰和烟气中的各种汞形态浓度,获得了循环流化床锅炉汞排放特性。结果表明,循环流化床锅炉烟气中主要是颗粒汞,静电除尘装置的脱汞效率达98%,烟气汞排放浓度为0.062 mg/m3,底渣中汞小于总汞的1%。飞灰对汞强烈的吸附作用主要归因于其较高的含碳量,其次与飞灰中碳的结构形式和烟气温度有关。大幅度提高飞灰含碳量并不能提高其汞吸附量。     

燃烧中铅元素排放特性的实验研究

使用一维炉实验台对铅颗粒的空气动力学粒径分布、化学成分、微观形貌等排放特性进行了实验研究，并对铅颗粒的形成机理和途径进行了分析探讨。铅以醋酸铅溶液的形式通过空气雾化引入到液化石油气燃烧区。按照美国EPA标准方法使用Andersen撞击器对颗粒物进行等动量采样以获得颗粒粒径分布。研究结果表明：约2/3的铅颗粒空气动力学粒径小于480 nm，质量浓度呈单峰分布且峰值在0.2~0.6 μm，颗粒的化学成分是PbO；存在氯元素时，铅颗粒粒径分布没有发生显著变化，但颗粒的化学成分变为PbCl2，表明氯与铅有非常强的反应性。对铅颗粒微观形貌的观察发现了一种基本颗粒，其特征为粒径在50 nm左右且边界清晰，是构成整个颗粒团的基本单元。基本颗粒连接形成链状，颗粒链又交织形成网状，最终形成粒径数百纳米的颗粒团，这是铅颗粒排放时的主要形态。根据对微观形貌的观察将铅颗粒形成途径进行了细化，指出基本颗粒可能是颗粒形成过程中的一个重要的界点。 关键词: 铅；排放特性；颗粒物；粒径分布；颗粒形成     

440t/h循环流化床锅炉颗粒物排放特性的实验研究

针对440t/h大型燃煤循环流化床电站锅炉,分别在静电除尘器(ESP)前后水平烟道进行颗粒物采样,研究不同燃烧工况变化(包括煤质、锅炉负荷、n(Ca)/n(S)和氧量)对颗粒物排放的影响.分析结果表明:静电除尘器效率随着粒径减小逐渐下降,对亚微米颗粒收尘效率不足90%,排放颗粒物中可吸入颗粒物占据较大的份额,一般在70%～90%左右;随着煤中灰分含量的增加,锅炉负荷的增加,颗粒物排放浓度逐渐增加,静电除尘效率下降;添加石灰石后颗粒物浓度明显增加,CaO对颗粒物凝并和团聚有一定作用,使得静电除尘器前粗颗粒物所占烟尘总量的百分比增加,烟尘颗粒d(0.5)从35.25μm增大到48.50μm;燃烧气氛含氧量增大时,排放颗粒物的粒径逐渐减小,PM1、PM2.5和PM10总排放量都是增大的.     

燃煤电厂烟气冷凝除尘试验研究

通过在某300 MW燃煤机组湿法烟气脱硫(WFGD)系统的脱硫塔出口搭建烟气旁路,测试具有冷凝除尘作用的塑料型换热管束的传热系数、烟气侧阻力特性及除尘性能。结果表明:管束传热系数在350 W/(m^2·K)以上,烟气侧阻力随烟气流速增加而明显增大,除尘效率达到58.6%,出口粉尘质量浓度在4.5 mg/m^3左右;采用冷凝除尘技术不仅可以除尘,还能够回收烟气中的热量和水分。     

燃煤烟气净化设施对汞排放特性的影响

为研究燃煤锅炉烟气净化设施对汞排放特性的影响,采用Ontario-Hydro方法,对设有催化脱硝、静电除尘、海水脱硫的300 MW燃煤锅炉排放烟气中汞的含量与形态进行分析,同时测定锅炉的煤、底渣、飞灰等固体样品以及脱硫塔前后、曝气之后海水样品中的汞含量。实验结果为：烟气中的气态汞占总汞的79.1%以上,脱硝催化剂对汞的价态具有强烈的转化作用,烟气中83.4%的气态Hg0被氧化成气态Hg2+;静电除尘对颗粒态汞的去除率几乎达到100%;在脱硫塔中,海水对烟气中汞的洗脱率高达73.6%,曝气后排放前的海水中含汞量是新鲜海水的5.5倍。研究表明锅炉烟气净化设施对汞的排放特性有着重要的影响。     

不同条件对煤粉燃烧后PM10、PM2.5、PM1排放影响的实验研究

实验室条件下,以沉降炉作为燃烧设备研究煤粉细度、燃烧时间、燃烧温度、添加吸附剂等不同条件对煤粉燃烧后生成的一次颗粒物中PM10、PM2.5、PM1(统称为“可吸入颗粒物”)排放特性的影响。煤粉在不同条件下燃烧后,用8级Andersen粒子撞击器分离并收集燃烧后的颗粒物,比较和分析了不同条件对煤粉燃烧后PM10、PM2.5、PM1排放的影响。结果表明:煤粉越细、燃烧时间越长、燃烧温度越高,生成的PM10、PM2.5、PM1的量均越大;煤粉中添加CaO后,对颗粒物的凝并和团聚起到了一定的作用,降低了可吸入颗粒物的排放量。     

600MW机组燃烧优化及降低NOx排放试验研究

围绕提高锅炉效率和降低NOx排放开展了热态一、二次风量及氧量等方面运行优化调整试验,从中找出最佳运行工况;通过修改分散式控制系统控制逻辑实现优化配风调整,在保证锅炉安全、稳定、经济运行前提下,找出最佳运行调整方案,成功地实现了锅炉低氮燃烧。     

300 MW机组煤粉锅炉掺烧稻壳的飞灰特性的试验研究

在某电站300MW机组煤粉锅炉上进行了稻壳掺烧试验。利用Bacho型粒度分析仪、EDX、SEM和XRD对掺烧后锅炉飞灰的粒径、微观形貌、化学性质等进行了试验分析。在共燃过程中,84～150μm范围内灰粒份额增加,新特征是在150～830μm范围内有分布;稻壳灰呈现的形貌有两种,熔融后块状的不规则颗粒物和黑色的大粒径的不规则片状灰粒;稻壳灰的凸面的SiO2的含量高达97.42%,从而使得掺烧灰的SiO2的含量从原粉煤灰中的55.93%增加到75.05%;稻壳灰的物相以方石英和鳞石英晶形为主,存在少量石英、莫来石晶体,从而掺烧稻壳后的飞灰中出现了方石英和鳞石英晶形。     

燃煤电厂锅炉中颗粒物在选择性催化还原、静电除尘器和烟气脱硫入口处的分布特性

采用承重撞击器颗粒物采样系统在国内某燃煤电厂4#锅炉进行颗粒物采集,采样点包括选择性催化还原(SCR)入口、静电除尘器(ESP)入口和烟气脱硫(FGD)入口。对采集的颗粒物的质量粒径分布特性和无机成分分布特性进行研究,结果表明相较于 SCR 入口,ESP 入口处 PM0.2~10的量减少24.45%,但主要减少超微米颗粒物;该锅炉ESP的效率很高,对 PM0.2~1.0、PM0.2~2.5和 PM0.2~10的脱除率分别达到99.52%、99.64%和99.79%;S在各采样点浓度差异明显,Al、Si的差异主要体现在亚微米颗粒物,Na、Ca浓度几乎不变;FGD入口,PM0.2~1.0中各无机元素的排放总量分别为：Na 0.03 mg/m3、Ca 0.19 mg/m3、Al 0.11 mg/m3、Si 0.26 mg/m3和S 0.08 mg/m3。