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                刘媛:168彩票尘技术研究及应用

                [2015-03-02] 点击:

                [摘要]168彩票尘器WESP可有效控制脱硫塔后细颗粒物 、 硫酸雾滴及石膏浆液等污染物的排放, 受到国内外各研究团队 的关注。目前实验室研究集中在运行参数、 结构参数 对污染物脱除效率影响等方面, 对于材料的选择、 运行稳定性等方面开展了一定的探索, 部分研究团队正在 进行更高性价比极板材料选择研究工作。工程应用方 面, 168彩票尘技术在化工 、 制酸 、 造纸 、 煤气化等 领域均有广泛应用, 在美国、 欧洲、 日本等发达地区大 型燃煤电厂脱硫塔后已实现应用, 可实现粉尘排放浓 3 度低于 10 mg/m , 甚至可低于2 mg/m3, 同时可有效脱除 SO3、 石膏雨等污染物。 随着火电厂大气污染物排放新标准的实施, 市场且对粉尘排放对168彩票尘器将会有较大的需求, 3 需求不仅仅满足 30 mg/m , 重点地区 20 mg/m3 的排放要求, 部分地区/电力公司提出达到 5mg/m3 的天然 气燃气轮机粉尘排放要求, 甚至达到 3 mg/m3 以内的近零排放要求, 这将对168彩票尘技术的研究及应用提出更高要求。近年来我国168彩票尘技术发展很快, 国外引进技术与自主研发技术将在未来几年内得到大规 模的应用。因此, 需要在政策方面对168彩票尘技 术的应用进行正确引导, 规范168彩票尘行业, 尽快出台168彩票尘器设计 、 加工、 安装等相关国家/行业标准,促进168彩票尘技术在国内的有效应用。

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                燃煤烟气细颗粒物排放的高效控制是控制雾霾天气的重要手段之一,为此国家颁布了世界上最严格的标准之一:《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),要求火电厂粉尘排放浓度低于30 mg/m3,重点地区低于20 mg/m3。干式静电除尘器由于反电晕和二次扬尘等问题,对亚微米级颗粒物脱除效率较低,难以完全满足新标准的要求。168彩票尘技术(WESP)通过水膜清灰方式代替振打清灰,可有效控制湿法脱硫塔后细颗粒物的排放,实现燃煤烟气细颗粒物的深度脱除。该文详细阐述了168彩票尘器在粉尘脱除效率、材料润湿、抗腐蚀特性及多种污染物协同脱除等方面的最新研究进展,重点介绍了168彩票尘技术在燃煤电厂中的应用现状,并在此基础上对我国168彩票尘技术的发展做了总结和展望。

                我国一次能源消费结构以煤为主, 2012 年我国能 源消费总量为 36.2 亿 t 标准煤, 其中, 煤炭消费量约 35.2 亿 t, 约占全球煤炭消费总量的 50.2%。 截至 2012 年底全国煤电装机容量达到了 7.58 亿 kW, 占火电装 机容量的 92.5% , 耗煤约 18.55 亿 t, 占全国煤炭消费 [1] 是第一耗煤大户。煤燃烧过程是细微 总量的 52.8% , ) 等大气污染物最主要的来源之一。PM2.5 颗粒物 (PM2.5 在大气中的停留时间长 、 输送距 一方面因其粒径小, 离远, 一旦进入到大气中, 控制和治理难度极大 [2], 另一方面由于其表面通常富集各种重金属元素和多种化学致癌物质, 对人类健康会造成严重危害[3]。因此, 才能达到较好的 只能通过对污染源头进行有效控制, 我国于 2011 年颁布了 《火电厂大气污染物排放标准》 (GB13223-2011 ) , 将燃煤电厂排放质量浓度从 50 mg/m 降低到 30 mg/m3,重点控 制地区 20 mg/m3。 国内外燃煤电站烟气粉尘治理设备主要为电除尘器和袋式除尘器。电除尘器具有效率高、 能耗低、 烟气处理量大等优点, 是燃煤烟气粉尘治理应用最广的 技术装备。燃煤烟气中粉尘尺寸范围很大, 涵盖了从84亚微米颗粒到易于沉降的毫米级微粒。 静电除尘器主捕集 、 清灰脱除, 对于捕集尺要是靠颗粒荷电 、 迁移 、 寸超过 10 μm 的大颗粒粉尘是非常高效的 (>99.9%) , 而对于 0.5~2 μm 的粉尘, 效率一般低于 90% 。此外, 普通静电除尘器靠振打清灰, 造成二次扬尘, 达标排放难度较大。布袋除尘器存在运行阻力大, 滤袋更换 成本高、 处理困难等劣势, 在大型燃煤电站锅炉的应 用相对较少。 168彩票尘器通常用于饱和烟气中颗粒物的 脱除, 在燃煤电厂中通常布置于脱硫塔后, 其主要工 作原理是: 将水雾喷向集尘板, 水雾在放电极形成强 大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化; 电场力、 荷电水雾的碰撞拦截 、 吸附凝并, 共同对细颗粒物起捕集作 用, 最终颗粒物在电场力作用下到达集尘极而被捕 集。与干式电除尘器的振打清灰相比, 湿式电除尘器 是通过集尘极上形成连续的水膜高效清灰, 不受粉尘 比电阻影响, 无反电晕及二次扬尘问题; 且放电极在高湿环境中使得电场中存在大量带电雾滴, 大大增加亚微米粒子碰撞带电的机率, 大幅度提高亚微米粒子 向集电极的趋近速度, 可以在较高的烟气流速下, 捕获 更多的微粒。 168彩票尘器不仅可有效去除烟气中 同时可协同脱除 SO3、 汞及除雾器 的烟尘微粒 、 PM2.5, 后烟气中携带的脱硫石膏雾滴等污染物, 是一种高效的静电除尘器, 已成为满足火电厂粉尘排放标准要求的重要技术。

                1 研究进展 168彩票尘器对于颗粒物特别是亚微米颗粒 具有很好的脱除效果, 且可脱除酸雾、 Hg 等多种污染 物, 多年来受到国内外研究团队的广泛重视。国内外 各学者针对如何高效脱除污染物方面开展了大量研 究, 主要集中于如何通过优化除尘器结构和电极形式 提高颗粒物脱除效率等方面。此外, 168彩票尘器 因常用来处理酸雾等, 运行环境恶劣, 材料是否具有 良好耐蚀性和润湿性成为影响除尘器安全性和运行 可靠性的关键因素, 因此材料选择与处理也是目前的 研究热点。

                1.1 影响脱除效率各因素研究 美国辛辛那提大学 Saiyasitpanich 等[4-5]研究了168彩票尘器对柴油炭黑的脱除效率, 该研究小组反 应器采用不锈钢材料作为放电极, 碳钢材料作为收尘 极, 设定停留时间为 0.1~0.4 s 可调。采用 ELPI 测试 系统测试不同电场强度 、 停留时间 、 颗粒粒径对脱除 效率的影响, 研究发现, 随着停留时间增长, 脱除效率 从 67% 上升至 96% , 电场强度增大也可有效提高脱除效率, 这很好解释了工业应用中工作电压常常选择于临界击穿值。

                孟买理工学院 Dey 等研究了168彩票尘器对纳米级别颗粒物脱除效率, 设计采用电离区与收尘区 分离结构反应器, 放电极选用直径为 1.27 cm 的圆杆, 停留时间设定为 0.7 s, 测试仪器选用 SMPS。研究发 现对粒径范围在 80~600 nm 细颗粒物的脱除效率在 40% ~90% ,对粒径范围在 20~80 nm 由于受到喷嘴雾 化液滴负电性的影响, 该粒径段颗粒物脱除效率实验 值与理论值有所偏离, 其脱除效率仅为 40% ~70% 。 台湾交通大学 Lin 等[7]研究了168彩票尘器对 设计反应器采用直径 0.1 mm黄 油状颗粒物脱除效率, 金电极, 停留时间设定为 0.19~0.39 s 可调。比较了干 式电除尘器与湿式电除尘器差别, 并研究了不同初始 浓度对脱除效率的影响, 研究发现湿式条件下脱除效 率在 96.9% ~99.7% , 长时期运作下, 168彩票尘器电 流密度下降比干式除尘器缓慢, 且随着颗粒物初始浓 度的升高, 脱除效率下降, 分级脱除效率在 0.05~0.5 μm 较低, 整体成 U 型分布。<未完待续>

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