标题:燃煤超细颗粒物增湿团聚实验研究
导师:董勇
学号:200612134
作者:齐国杰
论文答辩日期:2009-05-26 00:00:00
关键词:超细颗粒物;流化床;增湿团聚;旋/直流化;模型分析;
摘要:我国燃煤超细颗粒物污染严重,对大气环境以及人体健康均造成极大危害。燃煤超细颗粒物污染控制的迫切性已引起了各方广泛关注。但是,传统的除尘方式难以有效控制超细颗粒物的排放,对超细颗粒物的捕获率很低,仍有大量随烟气排入大气。 利用预团聚方法在除尘装置前对烟气进行预处理,使烟气中的超细颗粒物团聚长大到除尘装置所能脱除的范围,将会有效提高除尘装置对超细颗粒物的脱除效率。这种方法既不改变电厂正常生产条件,也不改变现有的除尘设备和操作参数。是超细颗粒物除尘技术的一种发展趋势。 本文在前人研究的基础上,提出流化床内超细颗粒物喷雾增湿团聚实现超细颗粒物脱除的新方法,并对其进行了实验研究及理论分析。针对流化床内不同流化条件下的气固、气液流动特性及超细颗粒物微观特征进行了实验研究,并分别建立了超细颗粒喷雾增湿团聚模型,研究了不同的因素对颗粒团聚的影响。 首先,在搭建的流化床试验台上对不同流化条件下的气固、气液流动特性及超细颗粒物微观特征进行了实验研究。研究了流化床内固相颗粒的轴向和切向速度分布以及旋流流化条件下气固滑移速度及湍动能的变化,并结合对颗粒团聚的影响进行了分析。研究了流化床内液相液滴的浓度、速度及粒径分布,得到了塔内液滴场的分布情况。研究了飞灰颗粒粒径及形貌特性,并分析了颗粒团聚对脱硫、除尘系统的影响。 其次,借鉴胶体絮凝理论及气溶胶凝并理论,建立了流化床内颗粒增湿团聚模型,分别分析了喷水增湿及喷入团聚促进剂两种不同的增湿方式对颗粒团聚的影响。针对塔内喷雾量、颗粒直径、液滴直径、烟尘浓度、烟气量及停留时间等因素对颗粒增湿团聚的影响进行了理论分析。认为流化床吸收塔内存在喷雾增湿区域及干燥蒸发区域,并建立了颗粒作用力模型。 最后,在对旋流特点及颗粒团聚进行了理论分析的基础上,对流化床内旋/直复合流化条件下的颗粒团聚进行了模拟研究。计算并分析了旋/直复合流化条件下颗粒及液滴的跟随性,并就液滴直径、颗粒直径、喷水量及液滴速度对颗粒团聚的影响进行了研究,认为吸收塔内的沿程捕集效率可分为局部高效捕集区、平稳捕集区以及低效捕集区三个区域。 流化床内颗粒增湿团聚可以有效实现超细颗粒物的长大,从而满足传统除尘器的脱除要求,实现超细颗粒物的有效脱除。所以,流化床内超细颗粒物增湿团聚为改造和提升常规除尘技术提供了一种新方法和新途径。
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