脈沖放電電凝并結(jié)合堿液吸收煙氣多種污染物協(xié)同脫除研究.pdf

1、燃煤電廠排放的粉塵顆粒、SO2、NOx、Hg、PAHs和二惡英等有害物質(zhì)已經(jīng)成為我國大氣環(huán)境污染的重要來源之一。脈沖放電電凝并技術(shù)對細(xì)微顆粒有較好的荷電凝并效果，而且可以將煙氣中的NO、SO2、Hg0轉(zhuǎn)化成易被溶液吸收的成分，同時還可以對粉塵中的PAHs和二惡英等有害物質(zhì)進(jìn)行降解。和傳統(tǒng)的堿液吸收技術(shù)相結(jié)合，可協(xié)同脫除燃煤電廠煙氣中粉塵、NOx、SO2、Hg0、PAHs和二惡英等污染物，使除塵、脫硫、脫硝、脫汞、降解有機(jī)污染物的一體化成

2、為可能，從而降低燃煤電廠煙氣凈化的成本。本文圍繞燃煤煙氣多種污染物及其控制方法的新興研究，對脈沖放電電凝并結(jié)合堿液吸收煙氣多種污染物協(xié)同脫除技術(shù)開展了實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴建立了燃煤鍋爐煙道排放顆粒物等速采樣系統(tǒng)，采用沖擊式塵粒分級儀對440t/h循環(huán)流化床燃煤鍋爐靜電除塵器前后煙道煙塵進(jìn)行采樣實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行粒徑分布、比電阻測量，研究煤種、鍋爐負(fù)荷、Ca/S和含氧量等運(yùn)行參數(shù)對顆粒物排放特性的影響；同時還研究了

3、不同粒徑和燃燒工況下飛灰顆粒的微觀孔隙結(jié)構(gòu)。
　　 ⑵搭建了脈沖荷電凝并結(jié)合直流收塵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，主要研究脈沖峰值電壓、脈沖頻率、停留時間、初始粉塵濃度等因素對脈沖電暈放電顆粒荷電以及凝并收塵的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：脈沖電暈放電能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒非對稱雙極性荷電，>0.2μm顆?；颈缓缮县?fù)電荷，電場荷電是其主要荷電機(jī)理；<0.2μm顆?；颈缓缮险姾桑瑪U(kuò)散荷電是其主要荷電機(jī)理。脈沖電暈荷電顆粒在直流電場中的凝并除塵效率曲線呈現(xiàn)“V”字型

4、，其除塵效率曲線在粒徑0.2μm左右有一個最低值。
　　 ⑶建立小型脈沖電暈放電降解飛灰PAHs和二惡英實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，同時進(jìn)行了其降解理論分析。結(jié)果表明：正脈沖電暈放電過程中產(chǎn)生的高能電子能夠有效地轟擊粉塵顆粒表面，甚至穿透顆粒，從而改變了粉塵顆粒原有的孔隙結(jié)構(gòu)，能有效地降解垃圾焚燒爐排放粉塵中的PAHs和二惡英等有害有機(jī)污染物。
　　 ⑷目前燃煤電廠廣泛應(yīng)用的濕法煙氣脫硫裝置，利用石灰/石灰石溶液洗滌煙氣，只能對

5、SO2進(jìn)行有效控制，但是不能脫除煙氣中的NO和Hg0?；谝陨系难芯炕A(chǔ)，如果能夠采用脈沖電暈放電將煙氣中的NO，SO2，Hg0氧化成為高價態(tài)易溶于水的狀態(tài)，就可以采用堿液吸收實(shí)現(xiàn)一塔多脫。本文采用脈沖電暈放電結(jié)合堿液吸收對煙氣中SO2、NO和Hg0進(jìn)行協(xié)同脫除實(shí)驗(yàn)，并且針對脈沖電暈放電脫硫脫硝脫汞化學(xué)動力學(xué)過程進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：脈沖放電電凝并結(jié)合堿液吸收能夠很好地協(xié)同脫除煙氣多種污染物，在實(shí)驗(yàn)優(yōu)化工況下，對PM1、SO2、NO

6、和Hg0的協(xié)同脫除效率可以分別達(dá)到90％、97％、50％和50％以上。
　　 ⑸推導(dǎo)了直流電場中的荷電場強(qiáng)和收塵場強(qiáng)計算公式，在電場荷電前提下建立了半經(jīng)驗(yàn)公式對脈沖電暈放電顆粒荷電進(jìn)行計算。根據(jù)理論分析編寫程序計算了雙極性荷電顆粒的電凝并系數(shù)和電凝并效率，結(jié)果顯示在實(shí)驗(yàn)工況不考慮凝并區(qū)收塵的情況下，顆粒越小，其電凝并效率越高；對于超細(xì)顆粒，其顆粒數(shù)量濃度有了一定的下降，電凝并效率可以達(dá)到20～30％左右。利用Fluent軟件模擬