燃煤細顆粒物化學團聚促進機制的研究

《燃煤細顆粒物化學團聚促進機制的研究》是依託華中科技大學，由張軍營擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：燃煤細顆粒物化學團聚促進機制的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張軍營
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

我國屬於重度煤煙型污染的國家，燃煤PM2.5的排放已對大氣環境造成了嚴重危害。以燃煤煙氣中細顆粒物為研究出發點，結合燃燒學、界面化學、絮凝理論以及噴霧乾燥理論等多學科理論，揭示化學團聚作用機制。系統分析重金屬在細顆粒物上富集的定量關係；建立團聚實驗系統，研究靜電除塵器前低溫區團聚劑對細顆粒物團聚的促進機制；進行多工況燃煤煙氣顆粒物團聚實驗，完善細顆粒物團聚工藝。調節飛灰比電阻，增強飛灰潤濕性，定量描述促進劑在顆粒之間產生的液橋力以及轉化為的固橋力。利用絮凝理論模擬團聚劑對細顆粒的團聚過程，探討對細顆粒物團聚的促進作用；利用噴霧乾燥理論進行細顆粒促聚和共聚動力學模擬；利用流體動力學理論進行細顆粒運動、碰撞和流動過程模擬。綜合多種實驗和模擬計算結果，建立細顆粒物化學團聚定量描述方法。提高靜電除塵器對細顆粒物的脫除效率，為有效控制燃煤細顆粒物排放提供理論基礎和技術支撐。

結題摘要

本項目針對燃煤電廠細顆粒物脫除效率較低的問題，提出一種化學團聚強化除塵新方法。在除塵器前將細顆粒物通過化學團聚形成大顆粒團，強化除塵器對細顆粒物的捕捉，提高除塵效率。利用X射線螢光探針、X射線衍射儀、電感耦合等離子質譜分析儀、場發射掃描電鏡+能譜分析、zeta電位分析儀、比電阻測試儀等先進分析測試，揭示了飛灰比電阻與元素含量的定量關係，飛灰懸浮液zeta電位與元素含量的定量關係，飛灰中重金屬元素富集規律。系統分析了不同電廠燃煤飛灰顆粒物的物理化學特性，進行了化學團聚強化細顆粒物排放控制的理論與實驗研究。考察了化學團聚劑組成、濃度、溶液pH值、K+離子濃度以及表面活性劑、煙氣溫度等因素對細顆粒物團聚效率的影響，並探究了化學團聚劑溶液間的協同作用。研究了不同因素對飛灰細顆粒物懸浮液zeta電位的影響，探究了溶液zeta電位與細顆粒物脫除效率之間的關係。建立了顆粒物化學團聚模型，模擬了液滴的密度、粘度、流量及粒徑等因素對團聚的影響，研究了溫度對液滴與顆粒間團聚效果的影響。進行了細顆粒物化學團聚工業套用工程示範，化學團聚方法提高靜電除塵器效率30%以上，強化除塵效果明顯。化學團聚對電廠運行參數，包括SO2、NOx、O2濃度、煙氣溫度、煙氣濕度等的影響在可接受範圍，具有經濟、靈活的特點，為大規模工業套用奠定了基礎。項目共發表論文37篇，其中SCI收錄論文20篇，EI收錄論文9篇，授權專利2項，參加國際會議13人次，國內學術會議18人次，培養研究生5名。