燃煤超细颗粒物增湿团聚实验研究.pdf

山东大学
硕士学位论文
燃煤超细颗粒物增湿团聚实验研究
姓名:齐国杰
申请学位级别:硕士
专业:工程热物理
指导教师:董勇
20090519
摘要我国燃煤超细颗粒物污染严重,对大气环境以及人体健康均造成极大危害。颗粒物脱除的新方法,并对其进行了实验研究及理论分析。针对流化床内不同流化条件下的气固、气液流动特性及超细颗粒物微观特征进行了实验研究,并分别建立了超细颗粒喷雾增湿团聚模型,研究了不同的因素对颗粒团聚的影响。影响进行了分析。研究了流化床内液相液滴的浓度、速度及粒径分布,得到了塔其次,借鉴胶体絮凝理论及气溶胶凝并理论,建立了流化床内颗粒增湿团聚模型,分别分析了喷水增湿及喷入团聚促进剂两种不同的增湿方式对颗粒团聚的影响。针对塔内喷雾量、颗粒直径、液滴直径、烟尘浓度、烟气量及停留时间等因素对颗粒增湿团聚的影响进行了理论分析。认为流化床吸收塔内存在喷雾增湿区域及干燥蒸发区域,并建立了颗粒作用力模型。最后,在对旋流特点及颗粒团聚进行了理论分析的基础上,对流化床内旋/直复合流化条件下的颗粒团聚进行了模拟研究。计算并分析了旋/直复合流化条件下颗粒及液滴的跟随性,并就液滴直径、颗粒直径、喷水量及液滴速度对颗粒团聚的影响进行了研究,认为吸收塔内的沿程捕集效率可分为局部高效捕集区、燃煤超细颗粒物污染控制的迫切性已引起了各方广泛关注。但是,传统的除尘方式难以有效控制超细颗粒物的排放,对超细颗粒物的捕获率很低,仍有大量随烟气排入大气。利用预团聚方法在除尘装置前对烟气进行预处理,使烟气中的超细颗粒物团聚长大到除尘装置所能脱除的范围,将会有效提高除尘装置对超细颗粒物的脱除效率。这种方法既不改变电厂正常生产条件,也不改变现有的除尘设备和操作参数。是超细颗粒物除尘技术的一种发展趋势。本文在前人研究的基础上,提出流化床内超细颗粒物喷雾增湿团聚实现超细首先,在搭建的流化床试验台上对不同流化条件下的气固、气液流动特性及超细颗粒物微观特征进行了实验研究。研究了流化床内固相颗粒的轴向和切向速度分布以及旋流流化条件下气固滑移速度及湍动能的变化,并结合对颗粒团聚的内液滴场的分布情况。研究了飞灰颗粒粒径及形貌特性,并分析了颗粒团聚对脱硫、除尘系统的影响。
流化床内颗粒增湿团聚可以有效实现超细颗粒物的长大,从而满足传统除尘关键词:超细颗粒物;流化床;增湿团聚;旋/直流化;模型分析:平稳捕集区以及低效捕集区三个区域。器的脱除要求,实现超细颗粒物的有效脱除。所以,流化床内超细颗粒物增湿团聚为改造和提升常规除尘技术提供了一种新方法和新途径。山东大学硕士学位论文Ⅱ
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符号说明动压修正系数动力粘度符号幻希腊字母名称粒径塔直径杨氏模量颗粒作用力距渐扩段上端距离距喷嘴距离质量颗粒数浓度痚体积流量痵质量流量痵塔半径温度速度/体积表面张力/润湿角密度痬碰撞频率孝下标上标效率曳力系数雷诺数轴向捕集范德华力气相初始液桥力粘性力固相剩余切向水液滴阻力空气烟气:丁∥盯口
壹论文作者签名:壶魈砨师签名:期:主竺丝兰型原创性声明关于学位论文使用授权的声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑日
第滦髀我国的能源结构及污染现状当前我国每年火力发电的煤炭消耗量已超过诙郑绯а坛九欧帕吭嘉细颗粒物难坛九欧帕砍蚨帧Q芯勘砻鳎缚帕N锊唤鲇跋炱候和空气质量、破坏生态环境和历史文物,而且严重危害人体健康,导致呼吸系在一次能源中的主体地位不会改变【。根据预测.】,到年,煤炭我国还将长期以煤炭为主要能源。如此巨大的煤炭消耗带来的直接后果是燃煤污染物的大量排放和自然环境目前,我国经济正处于高速发展期,能源消耗所带来的环境污染是未来相当长时期内面临的重要问题。以煤炭为主的能源结构,决定了我国的大气污染主要是煤烟型污染物:二氧化硫⒌Q趸和烟尘【¨。蚨郑既üひ笛坛九欧帕康ァF渲锌掌ρе本缎∮趌统疾病、心血管系统疾病甚至致癌,特别对儿童呼吸道疾病威胁更为严重【。由此引起的环境污染问题也越来越严重,国家环保局和各级地方环保监测部门的数据显示,我国城市空气中的已成为影响空气质量的