磁化水对细颗粒水汽凝结长大的影响

摘要

为促进燃煤电厂烟气中细颗粒物水汽凝结长大,提高其脱除效率,提出了采用磁化水强化低过饱和度下颗粒长大效果的方法.以润湿性差的炭质颗粒为研究对象,测量了水磁化前后的表面张力变化以及对炭质颗粒接触角的影响;将热水与冷气溶胶接触形成过饱和环境,利用生长管实验研究了磁化水和普通水条件下炭质颗粒的水汽相变长大特性;基于经典异质核化理论,计算了磁化水对炭质颗粒长大所需的临界饱和度和过渡阶段长大速率的影响.实验结果表明:在800 mT磁场强度下,经过30 min循环磁化,水的表面张力降低了4.5 mN/m,与炭质颗粒的接触角降低了3°,炭质颗粒的润湿性得到改善;与普通水相比,磁化水条件下炭质颗粒几何平均粒径从原始的1.42 μm长大到3 μm以上,长大效果更佳,并且在较低过饱和水平下促进效果更明显.理论计算结果表明,在磁化水作用下,相同粒径的炭质颗粒异质凝结长大所需的临界饱和度明显下降,更有利于促进粒径较小的颗粒发生异质凝结;磁化水有助于提高低过饱和度下炭质颗粒过渡阶段的长大速率,磁化水条件下炭质颗粒过渡阶段的长大速率总是大于普通水;当生长管中过饱和水平较低时,相比于普通水,磁化水可明显提高过渡阶段炭质颗粒的长大速率,并且大颗粒凝结长大效果更好.磁化水耦合水汽相变技术将有助于促进炭质颗粒水汽凝结长大,间接提高烟气除尘效率.