燃煤源微細顆粒物的生成機理及排放因子研究

《燃煤源微細顆粒物的生成機理及排放因子研究》是依託西安交通大學，由譚厚章擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：燃煤源微細顆粒物的生成機理及排放因子研究
• 項目類別：重大研究計畫
• 項目負責人：譚厚章
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

燃煤排放的微細顆粒物是大氣顆粒物污染的主要來源之一。本項目針對華北地區煤粉爐、循環流化床鍋爐、層燃爐和民用燃煤爐四種爐型，從煤種、燃燒溫度、配風等燃燒科學的角度出發，重點研究各爐型中微細顆粒物的形成機理和排放特性，定量計算通過易揮發性無機鹽的氣化、難揮發組分的還原氣化以及痕量元素的氣化產生的微細顆粒物的粒徑分布和爐膛出口排放量，搭建相應小型實驗台進行驗證，並結合大量的現場測量對理論分析和實驗室結果進行校核。在準確掌握燃煤鍋爐微細顆粒物生成特性的基礎上，充分考慮煙氣脫硝過程中硫酸氫氨氣溶膠及脫硫過程中硫酸鈣氣溶膠的生成對排放因子的影響，最終得到以煤種、燃燒方式、燃燒條件、除塵方式、脫硫和脫硝方式等為輸入條件的燃煤源微細顆粒物排放因子計算模型。

結題摘要

燃煤源微細顆粒物是大氣污染物的重要來源之一，隨著燃燒技術與污染物脫除技術的進步，燃煤源顆粒物的產排特性需深入研究，顆粒物排放因子資料庫有待更新。本項目針對燃煤源微細顆粒物，重點研究了：民用燃料的顆粒物生成特性；工業鍋爐、電站鍋爐、水泥爐窯的顆粒物產排特性和超低排放技術路線下煙氣處理系統對顆粒物的脫除特性；煤粉和生物質燃燒過程中微細顆粒物的生成特性；研發了一種基於相變凝聚技術的濕式相變凝聚器，對細顆粒物、硫酸鹽、重金屬、水蒸氣有良好的協同脫除效果，成功套用於某660 MW燃煤電廠。主要成果如下： 1.煙煤排放的PM主要為不完全燃燒產生的有機物質，潔淨型煤和蘭炭排放的PM主要為易揮發無機鹽氣化凝結形成的無機顆粒。Na+、Cl-、SO42-是 PM2.5中含量最高的水溶離子。 2.超低排放技術路線下，循環流化床鍋爐布袋除塵器對PM10、PM2.5的脫除效率為98.12%~99.56%；鏈條爐布袋除塵器對PM10、PM2.5的脫除效率為90.0%~93.6%。濕法脫硫和濕式靜電除塵器對PM2.5的聯合脫除效率為50%~60%。 3.超低排放燃煤電廠SCR使PM1增加35%；靜電除塵器對PM1，PM2.5，PM10的脫除效率均大於98%；濕法脫硫使PM1質量增加59%；濕式靜電除塵器對PM1，PM2.5，PM10的脫除效率均大於45%。 4.超低排放水泥爐窯最終排放的PM10，PM2.5為14.4~16.1 mg/Nm3，6.1~8.5 mg/Nm3；窯頭、窯尾袋除塵對PM1，PM2.5，PM10脫除效率分別為95.3%~96.1%，99.7%~99.9%。 5.煤粉、生物質燃燒過程中易揮發無機元素和難熔礦物質的氣化還原主導了亞微米顆粒物的形成，鹼金屬、鹼土金屬的硫酸鹽對微細顆粒物貢獻巨大。 6.燃煤電廠廢氣中SO2、NO2、NH3及水蒸氣四元反應體系有快速顯著的成核能力，NO2對氣溶膠生成影響最大，其次是SO2，NH3。 7.研發的濕式相變凝聚器可實現：顆粒物超低排放5mg/Nm3，聯合脫除顆粒物、重金屬；脫除可溶性硫酸鹽；回收煙氣含水與汽化潛熱。 以上研究結果揭示了燃煤源微細顆粒物產排特性，豐富了排放因子資料庫，研發的濕式相變凝聚器能夠實現多污染物協同脫除並實現工業示範。