燃煤循環(huán)流化床細顆粒物化學(xué)團聚捕集特性研究.pdf

1、燃煤PM2.5（空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于或等于2.5μm的顆粒物，也稱為可吸入顆粒物）的大量排放嚴重危害人類健康和地球環(huán)境。研究其形成機理及排放控制手段已迫在眉睫?；瘜W(xué)團聚是利用固體吸附劑或溶液使顆粒物團聚變大并有利于后續(xù)設(shè)備中捕集的技術(shù)。凹凸棒土是含水富鎂鋁硅酸鹽黏土礦物，是一種有潛力的化學(xué)團聚劑，鑒于其針狀晶體、鏈層狀結(jié)構(gòu)、較大的比表面積、孔容積及孔隙率等特點，凹凸棒土具有較強的吸附力，適用于燃煤PM2.5的排放控制。本文主要以凹凸棒

2、土為團聚劑，開展化學(xué)團聚劑對燃煤PM2.5排放特性影響規(guī)律研究，考察團聚劑的添加方式等（燃燒中及燃燒后）對燃煤PM2.5的排放影響機理。
　　本文首先在循環(huán)流化床上考察了煤種和鈣硫摩爾比等對燃煤PM2.5的排放特性影響規(guī)律。結(jié)果表明，不同煤種燃燒產(chǎn)生的顆粒物數(shù)量密度與質(zhì)量濃度分布規(guī)律不盡相同，徐州煙煤產(chǎn)生煙氣顆粒物的數(shù)量密度呈單峰分布，小龍?zhí)逗置汉突幢睙o煙煤則呈雙峰分布;三種煤產(chǎn)生煙氣顆粒物的質(zhì)量濃度均為雙峰分布;燃料中添加石灰石

3、，能夠促進煙氣中細顆粒的長大，并有效降低煙氣中PM1和PM2.5的數(shù)量密度和質(zhì)量濃度，增加鈣硫摩爾比(Ca/S)可進一步降低PM1和PM2.5的數(shù)量和質(zhì)量濃度的排放。
　　在循環(huán)流化床上考察了凹凸棒土添加量、噴射流量、煤種、Ca/S等對燃煤PM2.5數(shù)量密度和質(zhì)量濃度的排放影響規(guī)律。結(jié)果表明，向燃料中添加凹凸棒土，能有效降低煙氣PM2.5的排放濃度，凹凸棒土的最佳添加量為6wt.％;向稀相區(qū)和密相區(qū)噴射凹凸棒土懸濁液均能有效減少P

4、M2.5的排放濃度，其對顆粒物的捕集率高于向燃料中添加凹凸棒土的情況;其中，凹凸棒土懸濁液對徐州煙煤、淮北無煙煤和小龍?zhí)逗置喝紵a(chǎn)生煙氣顆粒物的團聚捕集規(guī)律基本一致，對煤種沒有選擇性;在噴射懸濁液情況下，隨著噴射流量的增加，煙氣中PM2.5的數(shù)量密度和質(zhì)量濃度均逐漸減少，但噴射流量過高造成的負面影響超過其對顆粒團聚的積極效果，該情況在稀相區(qū)表現(xiàn)相對明顯;在噴射懸濁液情況下，增加Ca/S有利于進一步促進細顆粒物的團聚長大，即提高了其對各粒

5、徑顆粒物的捕集率，從而降低PM2.5的排放濃度。
　　在循環(huán)流化床尾部煙道增設(shè)的團聚室上開展了燃燒后化學(xué)團聚對燃煤PM2.5的影響規(guī)律研究，具體考察了凹凸棒土種類、凹凸棒土粒徑、凹凸棒土在懸濁液中的質(zhì)量分數(shù)、凹凸棒土懸濁液流量及團聚室溫度等對煙氣PM2.5數(shù)量密度和質(zhì)量濃度的排放影響規(guī)律。結(jié)果表明，高黏土對煙氣PM2.5數(shù)量密度和質(zhì)量濃度影響要優(yōu)于大白土;凹凸棒土粒徑越小，越有利于其對煙氣PM2.5的團聚捕集;隨著懸濁液的凹凸棒土