燃煤超细颗粒物化学团聚理论及系统设计研究.pdf

分类号学号 M200970813
学校代码 10487 密级



硕士学位论文




燃煤超细颗粒物化学团聚理论及系统设计研究







学位申请人: 陈富华
学科专业: 热能工程
指导教师: 张军营教授
赵永椿副教授
答辩日期: 2012 年 1 月 3 日
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the
Degree of Master of Engineering









A Theory Study and System Design of Chemical
Agglomeration for Ultrafine Particulate Matter







Candidate: Chen Fuhua
Major: Thermal Engineering
Supervisor: Prof. Zhang Junying
Asso. Zhao Yongchun







Huazhong University of Science and Technology
Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
January 2012
独创性声明
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及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不
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年月日

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本论文
不保密□。
属于
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年月日年月日
华中科技大学硕士学位论文
摘要
大气中的超细颗粒物对生态环境和人类健康的影响极大,引起人们普遍的关注和
重视,超细颗粒物的排放控制尤为重要。煤炭燃烧产生大量的超细颗粒物,静电除尘
技术很难满足国家控制排放标准,而经化学团聚除尘技术改造后的静电除尘器则能够
有效控制超细颗粒物的排放。
本文在化学团聚的絮凝理论基础上,提出用斯蒂芬流理论来分析研究化学团聚过
程的机理,斯蒂芬流首先存在于化学团聚过程中,并通过相关公式来证实其存在,并
从团聚剂溶液液滴蒸发角度来阐述由斯蒂芬流对化学团聚作用过程带来的影响,在烟
气湍流流动中,斯蒂芬流的影响不可忽视。
以化学团聚理论为依托的能够应用工程实际的化学团聚系统具有广泛的应用前
景,但在这方面的设计研究工作却很少,故从实用角度出发,设计工程级别的化学团
聚系统。依据给定的参数,初步进行喷液量的试算,并在设定温度变化范围的前提下,
分别计算电站燃煤锅炉排烟温度较高和较低两种不同情况,给水温度不同时的溶液用
量,结合试算结果,将可能发生低温腐蚀等风险考虑在内,确定团聚剂溶液的用量范
围;以溶液用量范围为系统设计的约束限制条件,确定化学团聚系统的布置位置,并
进行喷嘴组的布置方案的初步选定,计算得出供液主管道的相关参数,为后续设备选
型等提供依据。
以团聚剂溶液用量等为基础,进行化学团聚系统中所需设备的型号参数选定,如
给粉设备,计量设备,供液设备及供应压缩空气设备等;对配制团聚剂溶液所需的容
器汇液室进行了容积计算、尺寸确定和型式设计;对供液和供气管路布置进行了说明;
完成了系统设计的一系列工作。
化学团聚系统对锅炉现有系统及设备的影响研究也是本文的研究内容,探讨了化
学团聚系统可能导致低温腐蚀及积灰、对风机出力的影响和对飞灰后续利用的影响程
度等问题,并提出改进和预防措施;静电除尘技术换为袋式除尘器和进行化学团聚系
统改造及增加电场三种情况进行经济性比较,表明化学团聚系统相比袋式除尘技术具
有一定经济技术优势。

关键词:超细颗粒物,化学团聚,斯蒂芬流,系统设计