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有效减少PM2. 5排放的凝聚型静电除尘技术的试验研究
作者:管理员    发布于:2017-08-31 14:01:36    文字:【】【】【

  颗粒物对人体健康的影响,取决于颗粒物的粒径、浓度、以及在其中暴露的时间。颗粒的粒径越小,越不易沉积,长时间漂浮在大气中容易被吸人人体,且容易深入肺部。粒径在100pm以上的颗粒很快在大气中沉降;粒径在100pm以下的颗粒称为总悬浮颗粒物(TSP);粒径在lOpm以下的颗粒称为可吸人颗粒物(PM10);粒径在2. 5pm以下的颗粒称为可人肺颗粒物(PM2.5)。大颗粒物虽能遮天蔽日、损伤人体肌肤和机械设备与建筑物等,但较易从空气中分离沉降下来。然而PM10、特别是PM2.5粒子比表面积大、表面活性大及易于富集有毒有害物质、可在大气中长时间长距离漂移。

  可吸人颗粒物进人人体有2个方面的危害:一是可吸人颗粒物复杂的化学成分造成对人体的危害。PM10中大多含有氮化钠、氟化钙、镐的化合物、铁、钒化合物等,有的还携带苯及同系物,可引发癌症。当这些物质沉积肺中,有些可溶解直接进人血液,造成血液中毒。如血液中铅量积累到一定程度时,使心肺病变,损害大脑、破坏神经、可影响儿童智力正常发育;二是PM2.5可直接进人肺泡并在肺内沉积,被细胞吸收,侵人组织细胞,形成尘肺。研究还表明,由于超细颗粒物可作为其它污染物的载体,可以吸附多种化学组分随呼吸进人人体,并能使毒性物质有更高的反应和溶解速度,而且随着其粒径的减小,超细颗粒物在大气中的存留时间和在呼吸系统的吸收率也随之增加,易富集空气中有毒重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌和病毒等,且能较长时间停留在空气中,因此对呼吸系统影响极为严重。

  中国环境监测总站根据对我国300多个城市空气质量的监测数据所作统计结果表明,当前我国约有66. 7%的城市大气颗粒物浓度超标。北京市大气中PM2.下颗粒物)年平均浓度为104. 9Mg/m3,是美国推荐标准ZSpg/m3的4倍。美国新清当今空气污染控制技术高水平,已将细微颗粒物PM2. 5的控制技术作为其优先发展的目标。我国也将细微颗粒治理提到了一个前所未有的高度。

  目前,静电除尘器对l/im以上的粒子虽然能够达到99.90%以上的除尘效率,但是对PM10、PM2. 5的收尘效果并不理想,随着我国环保要求的日益提篼,静电电除尘器必须要不断改进,既要提高除尘效率又要降低微细颗粒的排放。双极静电凝聚技术是近年提出的一种利用不同极性放电导致粉尘颗粒荷不同电荷、进而在湍流输运和静电力共可靠的试验数据,在给粉机前安装加热炉,将同作用下凝聚变大的技术。该技术的应用,烟温加热到100到130=c;在凝聚器前后分不仅可提高除尘器的除尘效率、降低本体积及制造成本,尤其能减少微小颗粒的排放,从而降低微小颗粒的危害。

  我厂与清华大学合作,根据凝聚器的实验原理,建立了中试试验平台,对凝聚器进行试验研究。研究工作历时两年,对各工况(不同煤灰、风速、温度、极配形式、电源等等)进行了大量的试验研究,取得突破性进展。

  凝聚器原理凝聚器工作原理采用了双极凝聚技术的新型静电除尘器结构形式为:前置烟道凝聚器+常规电除尘器。

  是凝聚器工作原理图,气流首先经过双极荷电区,双极荷电区有一组正、负相间的平行通道,粉尘通过时,按其通道的正或负,分别获得正电荷或负电荷。这样,粉尘粒子一半荷正电,一半荷负电。然后进人凝聚区,带正电的粒子和带负电的粒子在揣流输运和静电力共同作用下碰撞凝聚,小颗粒变成大颗粒,简称粒子粗大化;接着进人到电除尘器内部,粗大化的粒子便于除尘器收尘,这样便减少了细微颗粒的排放。2凝聚器的中试试验根据凝聚器的实验原理,建立中试平台,对凝聚器进行中试试验研究。电除尘器进口断面为4.8m2,共分为三个电场,试验粉尘为电厂锅炉煤灰。是双极荷电凝聚试验流程图,为了模拟电厂的实际运行情况,得到别采样,测定凝聚器对粉尘的凝聚效果;试验平台如和。

  凝聚器试验工艺图电除尘器试验台凝聚器试验台3凝聚器试验结果对凝聚器前后采样点分别采样,然后进行粒径分析。由可见,凝聚器开时,粒径的曲线右移,与凝聚器关时的粒径曲线有一交点,大约为30um.对凝聚器开时的粒径曲线进行分析,在交点左侧,细微颗粒较少;交点右侧,粗颗粒较多,这说明颗粒经过凝聚器后,很多小颗粒凝聚成了大颗粒。尤其是10um以下的颗粒减小的幅度很大,而PM2.5达到80%以上。这说明凝聚器对微细颗粒凝聚器开、关粒径变化曲线的凝聚效果非常明显。

  选用煤灰的中位径(D5.)作为分析对象,提出凝聚效率的概念,即凝聚前后中位径增大的百分数。凝聚器关、开前后中位径的凝聚效率提高50.7%,电除尘效率提高了0.210.76%,出口排放浓度减少了35%左右。详见表1.表1凝聚器开、关中位径变化比较表工况凝聚前凝聚后凝聚效率进口浓度g/Nm3出口浓度mg/Nm3除尘效率凝聚器关凝聚器开4凝聚器的特点体积小,预先装配,安装停工工期短。

  流速高,电极上和烟道底部不积灰。

  合理的设计参数,结构形式防止磨损。

  5结论采用双极荷电技术的凝聚器能够将细微颗粒凝聚成大颗粒,尤其是对PM10的粒子,效果显著,PM2.5粒子减少达到80%以上。

  改善了电除尘器的电气运行状况,电场电流有一定的提高,除尘效率提高了0.21―0.76%,出口排放浓度减少30实现了电除尘器的提效、节能、减排。

  对于袋式和电袋复合式除尘器而言,5微细颗粒的收集是有限的,而凝聚器对微细颗粒的凝聚效果明显,能有效减少微细颗粒的排放,尤其是PM2.5;再加上投资、运行费和维护费都很低,工期短,因而凝聚器具有非常重要的社会意义和广阔的工业应用前景。

脚注信息
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