湿式电除尘增强PM2.5/SO3酸雾脱除的研究

摘要

随着我国工业建设的不断发展，大气污染日益严重，细颗粒物(PM25)和SO3酸雾是目前危害最大的污染物之一，燃煤电厂是其主要排放源。为了应对超低排放改造的发展要求和现有脱除设备对PM25和SO3酸雾脱除效率不高的现实问题，本文对线管式湿式电除尘器脱除PM25和SO3酸雾进行了机理和试验的研究。
　　本文设计搭建了湿式电除尘平台，借助电称低压冲击器(ELPI+)、烟尘采样仪、酸雾采样与分析装置、烟气分析仪、温湿度变送器、扫描电镜等分析测试仪器，首先分析了湿式电除尘器进口烟气中颗粒物的形貌、元素组成及粒径分布;结果显示:石膏和飞灰是湿式电除尘器进口烟气颗粒的主要成分，从数浓度分布角度主要以PM25为主。考察了运行电压、进口烟温、烟气流速、烟气湿度等操作参数对湿式电除尘器脱除PM25的影响，发现各个参数的调整均能不同程度影响湿式电除尘器对PM25的脱除效率，其中电压的影响最大，电压由40kV增加到60kV，PM25数量脱除效率可由60％上升到80％;进口烟气相对湿度由约80％增至过饱和状态，不同粒径段颗粒脱除效率的增大幅度不同，水汽相变作用能提升PM25数量脱除效率到90％以上，表明水汽相变作用对进一步提高湿式电除尘器性能有显著促进作用。在此基础上，提出了一种将水汽相变技术和湿式电除尘器有机结合的节能型冷凝式湿式电除尘器设计思路。
　　本文采用线管式湿式电除尘器开展了脱除SO3酸雾的研究工作，试验考察了运行电压、进口酸雾浓度对酸雾脱除效率的影响，发现湿式电除尘器对SO3酸雾的脱除效率总体上不高，维持在30％～60％之间，电压由40kV提高到60kV，酸雾脱除效率提高了约20％。同时，试验探究了湿式电除尘器内水汽相变效应对脱除SO3酸雾的促进作用，结果显示水汽相变能提高湿式电除尘器对SO3酸雾的脱除效率，但相比PM25，提高程度较小。试验还考察了湿式电除尘器中SO2氧化为SO3的效应，发现存在部分SO2由于被氧化为SO3而被脱除，脱除效率较低，不到40％;电压和进口SO2浓度对SO2的脱除效率有不同程度的影响。SO2氧化生成的SO3远大于湿式电除尘器脱除的SO3。
　　在此基础上，测试分析了燃煤电厂湿式电除尘器脱除粉尘、SO3酸雾、雾滴的性能;实际测试结果表明，燃煤电厂中湿式电除尘对总尘、PM10/PM25、SO3酸雾、雾滴的脱除率分别在90％、85％、60～75％、70～80％左右。随着锅炉负荷升高，湿式电除尘器进出口几种污染物浓度都会小幅升高，而对应的脱除效率小幅降低。随着煤种硫含量增加，湿式电除尘器进出口总尘浓度升高，总尘脱除率略有增加，雾滴脱除率及出口浓度变化不大。燃用高硫煤时，即使安装湿式电除尘，也可能出现明显蓝烟现象。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2．2 SO3酸雾的危害及污染现状

1．3 燃煤电厂细颗粒及SO3酸雾控制技术现状

1．3．1 燃煤电厂细颗粒控制技术现状

1．3．2 燃煤电厂SO3酸雾控制技术现状

1．3．3 水汽相变技术研究现状

1．4 湿式电除尘器污染物脱除研究及国内外应用现状

1．4．1 湿式电除尘器污染物脱除研究现状

1．4．2 湿式电除尘器国内外应用现状

1．5 本文研究的目标与内容

1．6 本章小结

第二章 试验系统

2．1 引言

2．2 试验平台

2．2．1 烟气发生系统

2．2．2 湿法脱硫系统

2．2．3 湿式电除尘系统

2．2．4 SO3发生系统

2．3 测试系统

2．3．1 细颗粒粒径及浓度测试仪器

2．3．2 总尘采样系统

2．3．3 PM2．5／PM10采样系统

2．3．4 SO3酸雾采样与分析系统

2．3．5 浆液滴取样系统

2．3．6 烟气分析仪

2．3．7 温湿度变送器

2．3．8 形貌和元素分析

2．3．9 XRD分析

2．4 本章小结

3．1 引言

3．2 湿式电除尘器进口颗粒物物化特性

3．2．1 湿式电除尘器进口颗粒物形貌与物相分析

3．2．2 湿式电除尘器进口颗粒物粒径分布

3．3 运行参数对湿式电除尘器脱除PM2．5的影响

3．3．1 运行电压的影响

3．3．2 进口烟气温度的影响

3．3．3 烟气流速的影响

3．4 水汽相变促进湿式电除尘器脱除PM2．5

3．5 湿式电除尘器对PM2．5脱除效率统计分析

3．6 冷凝式湿式电除尘器

3．7 本章小结

第四章 湿式电除尘器脱除SO3酸雾试验研究

4．1 引言

4．3 水汽相变促进湿式电除尘器脱除SO3酸雾及脱除效率统计分析

4．4 湿式电除尘器中SO2氧化为SO3的特性

4．4．1 反应机理分析

4．4．2 湿式电除尘器中SO2转化脱除性能

4．5 本章小结

第五章 燃煤电厂湿式电除尘器性能测试

5．1 引言

5．2 测试数据及结论

5．2．1 A电厂

5．2．2 B电厂

5．2．3 C电厂

5．3 本章小结

第六章 总结与建议

6．1 全文内容总结

6．2 后续研究建议

致谢

参考文献

作者简介