冷介质诱导凝结相变促进细颗粒物团聚的研究

摘要

当前国内的雾霾形势严峻，给人体健康带来较大的威胁。雾霾的形成与大气中的细微颗粒物浓度过高有关，而燃煤锅炉排放的烟气中含有大量的细微颗粒物。为了更好的进行大气污染的防治，需要降低燃煤锅炉烟气细微颗粒物的排放浓度。目前，国内的燃煤电厂排放已经达到了超低排放的水准，但仍有相当一部分的细微颗粒物无法被脱除下来，继续进行除尘设备的提效在经济上显得不够划算，因此对燃煤锅炉细颗粒物团聚技术的研究具有重大意义。
　　在研究背景上，首先介绍了细颗粒物团聚技术的研究现状;然后对本实验的理论基础进行了阐述，随后阐述了本实验的研究思路和主要研究内容，接着展示了实验系统。
　　在研究内容上，首先设计了两组冷雾诱导凝结相变促进细颗粒物团聚的空白对照实验。验证了饱和湿烟气的降温冷凝过程对细颗粒物确实具有团聚脱除作用。随后针对喷淋水温、液气比、喷淋液滴直径和塔内风速四个影响因素，分别设计了冷雾喷淋团聚脱除细颗粒物的实验。结果表明:冷喷淋脱除细颗粒物的效率受喷淋水温和液气比的影响较大，受塔内风速和喷淋液滴直径的影响较小。
　　接着对换热器和冷喷淋两种换热方式下细微颗粒物脱除规律进行了对比。结果表明:在相同实验条件下，冷喷淋的细颗粒物脱除能力远优于换热器。
　　最后对换热器和冷喷淋两种换热方式进行了经济性分析。在考虑烟气的余热回收利用时，冷喷淋的经济性优于换热器，成本的回收期比换热器短。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．2 燃煤细颗粒物脱除技术概述

1．2．1 袋式除尘技术

1．2．2 电袋复合除尘技术

1．2．3 湿式静电除尘技术

1．3 燃煤细颗粒物团聚技术概述

1．3．1 声波团聚技术

1．3．2 热团聚技术

1．3．3 湍流团聚技术

1．3．4 电凝聚技术

1．3．5 磁团聚技术

1．3．6 化学团聚技术

1．3．7 蒸汽相变团聚技术

1．4 机理分析

1．5 研究思路和研究内容

第2章 实验系统

2．1 试验系统与工艺流程

2．1．1 冷雾喷淋塔

2．1．2 模拟烟气制备系统

2．1．3 喷淋水加热及循环系统

2．1．4 冷雾喷淋循环系统

2．1．5 脱硫塔

2．1．6 冷凝换热器

2．2 试验材料及测试仪器

2．2．1 试验材料

2．2．2 测试仪器

2．3 试验过程与步骤

2．4 测量方法

2．4．1 测点布置

2．4．2 烟气成分测量

2．4．3 冷雾喷淋喷嘴浆液温度和出口浆液温度测量

2．4．4 冷雾喷淋塔入口及出口烟气温度测量

2．4．5 风速测量

2．4．6 冷雾喷淋流量与换热器循环流量测量

2．5 本章小结

第3章 实验机理验证

3．1 相关数学模型介绍

3．1．1 一种利用换热器除尘的机理模型

3．1．2 含有不可凝性气体蒸汽在冷液滴表面的冷凝换热分析

3．2 机理验证实验设计

3．3 机理验证实验结果分析

3．4 本章小结

第4章 冷喷淋脱除细颗粒物的影响因素研究

4．1 喷淋水温的影响

4．2 液气比的影响

4．2．1 冷雾喷淋变液气比实验

4．2．2 冷喷淋喷壁问题的讨论

4．3 喷淋液滴直径的影响

4．4 风速的影响

4．5 本章小结

第5章 两种冷却方式促进细颗粒物团聚脱除性能对比

5．1 相同水温相同流量

5．2 相同烟气温降下两种换热方式的对比

5．3 相同细颗粒物脱除效率下两种换热方式的对比

5．4 同温度同流量下两种换热方式的参数对比

5．5 本章小结

第6章 经济性分析

6．1 冷介质诱导凝结相变换热过程计算模型

6．2 经济性分析模型

6．3 计算结果与分析

6．4 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 全文总结

7．2 不足与展望

参考文献

致谢