燃煤細顆粒物及痕量元素排放控制特性的試驗研究與現(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)用會對這兩種污染物的排放和控制特性產(chǎn)生影響。針對這一現(xiàn)狀，本文首先在實驗室研究了富氧燃燒條件下高濃度H2O、SO2和HCl對燃煤細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。
　　具體的實驗方法和主要研究結(jié)論如下：
　?。?）在高溫沉降爐中進行了富氧燃燒條件下煤粉的燃燒實驗，研究了富氧燃燒條件下高濃度CO2、H2O和SO2對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揮發(fā)總量，但會提高顆粒物中痕量元素含量；富氧燃燒條件下高濃度H2O可明顯促進顆粒物的生成以及痕量元素向顆粒物的遷移，但會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不會對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。
　?。?）在高溫沉降爐中進行了富氧燃燒條件下高嶺土對燃煤細微顆粒物PM0.2(空氣動力學直徑小于0.2μm的顆粒)的脫除以及吸附Na蒸氣的實驗。本研究通過顆粒物實驗表征了高濃度H2O和HCl對高嶺土作用效果的影響，并依據(jù)Na蒸氣吸附實驗以及熱力平衡計算結(jié)果詳細闡釋了高濃度 H2O和HCl對高嶺土作用機理的影響。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，從而促進高嶺土對Na蒸氣的吸附；高濃度H2O的添加會使高嶺土對PM0.2減排的絕對量增大，但會減小其減排的比例；HCl能夠促進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)影響機理也適用于高嶺土對Pb、Cd等痕量元素的吸附。
　?。?）采用承重撞擊器(DGI)系統(tǒng)對國內(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)入口的顆粒物進行了采樣，以研究煙道沿程顆粒物的粒徑分布和主要化學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的濃度會逐漸升高，與之相反，Al和Si的濃度會逐漸降低；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(空氣動力學直徑小于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)量分布相對應(yīng)。
　?。?）采用低壓撞擊器(LPI)和DGI系統(tǒng)對國內(nèi)某660MW電廠進行了顆粒物采樣，研究了低溫省煤器對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，進而明顯