燃煤細(xì)顆粒物及痕量元素排放控制特性的試驗(yàn)研究與現(xiàn)場測試.pdf

1、燃煤發(fā)電是我國最主要的發(fā)電形式。煤粉的燃燒會(huì)產(chǎn)生諸多污染物，其中，顆粒物與痕量元素污染越來越受到社會(huì)的普遍關(guān)注。近年來，大量燃煤電廠新技術(shù)和新設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用會(huì)對(duì)這兩種污染物的排放和控制特性產(chǎn)生影響。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文首先在實(shí)驗(yàn)室研究了富氧燃燒條件下高濃度H2O、SO2和HCl對(duì)燃煤細(xì)微顆粒物和痕量元素排放和控制特性的影響，繼而又通過現(xiàn)場測試研究了兩者在電廠煙道沿程的變化特性以及低溫省煤器對(duì)電廠靜電除塵器(ESP)減排上述兩種污染物的影

2、響。
　　具體的實(shí)驗(yàn)方法和主要研究結(jié)論如下：
　?。?）在高溫沉降爐中進(jìn)行了富氧燃燒條件下煤粉的燃燒實(shí)驗(yàn)，研究了富氧燃燒條件下高濃度CO2、H2O和SO2對(duì)燃煤顆粒物的生成特性以及痕量元素分布特性的影響。研究結(jié)果表明，相比于空氣燃燒，富氧燃燒可明顯降低顆粒物生成量以及痕量元素?fù)]發(fā)總量，但會(huì)提高顆粒物中痕量元素含量；富氧燃燒條件下高濃度H2O可明顯促進(jìn)顆粒物的生成以及痕量元素向顆粒物的遷移，但會(huì)降低顆粒物上痕量元素的含量；富氧

3、燃燒條件下，高濃度SO2不會(huì)對(duì)顆粒物的生成量造成明顯影響，但能夠在一定程度上降低顆粒物中痕量元素的總量和含量。
　?。?）在高溫沉降爐中進(jìn)行了富氧燃燒條件下高嶺土對(duì)燃煤細(xì)微顆粒物PM0.2(空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于0.2μm的顆粒)的脫除以及吸附Na蒸氣的實(shí)驗(yàn)。本研究通過顆粒物實(shí)驗(yàn)表征了高濃度H2O和HCl對(duì)高嶺土作用效果的影響，并依據(jù)Na蒸氣吸附實(shí)驗(yàn)以及熱力平衡計(jì)算結(jié)果詳細(xì)闡釋了高濃度 H2O和HCl對(duì)高嶺土作用機(jī)理的影響。結(jié)果表明，

4、H2O能夠提升Na蒸氣的遷移以及與高嶺土反應(yīng)的速率，從而促進(jìn)高嶺土對(duì)Na蒸氣的吸附；高濃度H2O的添加會(huì)使高嶺土對(duì)PM0.2減排的絕對(duì)量增大，但會(huì)減小其減排的比例；HCl能夠促進(jìn)堿金屬和堿土金屬的揮發(fā)，并抑制這些元素與高嶺土之間的反應(yīng)，從而減弱高嶺土的作用效果。上述H2O和HCl的相關(guān)影響機(jī)理也適用于高嶺土對(duì)Pb、Cd等痕量元素的吸附。
　?。?）采用承重撞擊器(DGI)系統(tǒng)對(duì)國內(nèi)某220MW電廠選擇性催化還原設(shè)備(SCR)入口、

5、ESP入口和煙氣脫硫設(shè)備(FGD)入口的顆粒物進(jìn)行了采樣，以研究煙道沿程顆粒物的粒徑分布和主要化學(xué)分成的變化特性以及痕量元素的遷移特性。研究結(jié)果表明，相比于SCR入口，ESP入口的超微米顆粒物有較為明顯的減少；在煙道沿程，顆粒物上S的濃度會(huì)逐漸升高，與之相反，Al和Si的濃度會(huì)逐漸降低；在煙氣由SCR入口到ESP入口的過程中，As、Cd、Cr和Pb由氣態(tài)變?yōu)轭w粒態(tài)的量分別占其元素總量的26％、16%、12%和11%；煤粉燃燒過后，絕大部

6、分痕量元素存在于ESP飛灰中，未被ESP捕獲的痕量元素所占比例極?。晃幢籈SP捕獲的揮發(fā)性痕量元素在PM10(空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于10μm的顆粒)各粒徑段中的質(zhì)量隨著粒徑的減小而增大，而難揮發(fā)痕量元素的質(zhì)量分布則與顆粒物的質(zhì)量分布相對(duì)應(yīng)。
　?。?）采用低壓撞擊器(LPI)和DGI系統(tǒng)對(duì)國內(nèi)某660MW電廠進(jìn)行了顆粒物采樣，研究了低溫省煤器對(duì)ESP脫除顆粒物和痕量元素的影響。結(jié)果顯示，低溫省煤器能夠大幅提升ESP的工作效率，進(jìn)而明顯