《濕法煙氣脫硫過程中PM2.5物性變化及其高效脫除的研究》是依託東南大學，由楊林軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：濕法煙氣脫硫過程中PM2.5物性變化及其高效脫除的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊林軍
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
PM2.5污染已成為我國突出的大氣環境問題，結合現有污染物控制設備進行過程最佳化及多場協同作用是控制PM2.5的重要技術發展方向；本項目針對現有濕法煙氣脫硫（WFGD）過程中可形成PM2.5及其脫硫淨煙氣處於飽和狀態的特點，提出通過最佳化濕法脫硫工藝抑制PM2.5形成及增進洗滌捕集，協同利用蒸汽相變促進脫硫淨煙氣中PM2.5脫除的技術路線，採用引入適量濕空氣使脫硫淨煙氣達到過飽和，並將撞擊流技術套用於蒸汽相變以降低建立過飽和水汽環境的能耗及增進PM2.5凝並長大效果。為此，本項目對WFGD過程中PM2.5形成及其與SO2的相互作用和轉化機制、撞擊流相變環境下PM2.5核化凝結長大與碰撞聚並的行為規律加以研究，揭示PM2.5物性改變與WFGD過程間的內在關聯，尋求抑制PM2.5形成及撞擊流與蒸汽相變耦合促進PM2.5脫除的技術基礎，從而為現有WFGD系統實現高效脫除PM2.5提供試驗與理論依據。
結題摘要
PM2.5污染已成為我國突出的大氣環境問題，結合現有污染物控制設備進行過程最佳化及多場協同作用是控制PM2.5的重要技術發展方向。針對現有濕法煙氣脫硫（WFGD）過程中可形成PM2.5及其脫硫淨煙氣處於飽和狀態的特點，如何通過最佳化濕法脫硫工藝抑制PM2.5形成及增進洗滌捕集，並協同利用蒸汽相變促進脫硫淨煙氣中PM2.5脫除，是迫切需要解決的關鍵科學問題。本項目為實現WFGD系統高效脫除PM2.5，基於實際燃煤電站現場測試及自主搭建模擬試驗平台，構建了PM2.5物性改變與WFGD過程間的內在關聯，獲得在保證脫硫效率的前提下，對WFGD工藝的最佳化抑制PM2.5形成、增進PM2.5洗滌脫除開展試驗研究；同時，試驗研究了撞擊流相變環境下濕法脫硫淨煙氣與蒸汽（或濕空氣）混合過程中過飽和水汽環境的形成規律及PM2.5核化凝結長大、碰撞聚並的行為規律。結果表明，石灰石-石膏法脫硫系統細顆粒物主要來源於脫硫漿液蒸髮夾帶作用，淨煙氣中液滴粒徑分布主要集中在20μm以下，而細顆粒物粒徑分布主要集中在亞微米級。通過抑制細小石膏晶粒的形成，對減少脫硫系統出口石膏晶粒排放有所作用，與之相比，液氣比、空塔氣速、塔內流場結構等工藝條件的影響更為顯著。WFGD系統對SO3酸霧的脫除效率在30~50%左右，脫除效率隨液氣比的增大及塔入口煙溫的降低有所提高，雙塔系統脫除效率高於單塔系統。數值計算結果表明，液滴粒徑分布對於除霧效率的影響作用很大，同時液滴粒徑為0.2 mm時逃逸率接近100 %。氨法脫硫過程中產生的氣溶膠主要通過非均相反應形成，降低脫硫漿液pH值和脫硫塔入口煙氣溫度有利於抑制氨法脫硫過程中SO2-H2O-NH3非均相反應。脫硫淨煙氣中通過添加蒸汽、煙氣降溫及添加濕空氣可建立過飽和水汽環境，促進脫硫過程對燃煤PM2.5及SO3酸霧的脫除，典型工況下PM2.5的脫除效率可提高30%-45%。撞擊流相變室可進一步提高PM2.5的脫除效率，PM2.5排放濃度降低率可由原來的40%左右提高至60%左右。研究成果不僅可為控制濕法煙氣脫硫淨煙氣中PM2.5排放問題提供重要參考，同時為實現濕法煙氣脫硫過程中PM2.5高效脫除奠定技術基礎。
