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300MW燃煤电站化学团聚强化飞灰细颗粒物排放控制的研究

2024-07-03 04:17| 来源: 网络整理| 查看: 265

GUO Yiquan, ZHAO Yongchun, LI Gaolei, ZHANG Junying

State Key Lab of Coal Combustion, School of Energy and Power Engineering (Huazhong University of Science and Technology), Wuhan 430074, Hubei Province, China

郭沂权(1988),男,博士研究生,研究方向为燃煤飞灰化学团聚及污染物控制,[email protected];

张军营(1963),男,教授,博士生导师,研究方向为温室气体及燃烧污染物排放控制等。

基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFB0600604); 国家自然科学基金项目(41672148)National Key R&D Program of China (2016YFB0600604); Project Supported by National Natural Science Foundation of China (41672148);

文章编号: 0258-8013(2019)03-0754-10 中图分类号: X513

摘要

煤炭燃烧会产生大量飞灰颗粒物,其造成的空气污染给人类健康及生存环境带来了巨大影响。针对江西某电厂2 × 340MW燃煤机组,进行了细颗粒物化学团聚工业应用工程试验。通过安装自行设计制造的化学团聚系统,综合考察了化学团聚技术对燃煤电厂静电除尘器(electrostatic precipitators,ESP)效率的影响,对电厂运行参数的影响,及团聚后排放至大气的颗粒物特性。试验结果表明,喷入化学团聚剂后,细颗粒物排放浓度显著降低。4号机组连续喷入240min团聚剂后,ESP后颗粒物浓度下降约61.7%,脱硫后颗粒物浓度下降了约77.9%;3号机组连续喷入化学团聚剂168h后,ESP后颗粒物平均浓度为22.6mg/m3。脱硫后颗粒物平均浓度为5.7mg/m3。采集脱硫后排入大气的烟尘颗粒物,粒径峰值为0.8μm,绝大多数飞灰颗粒粒径在0.1~1μm内。连续喷入化学团聚剂后,ESP后SO2浓度由2866mg/m3降至2354mg/m3,下降了约17.9%;NOx浓度和O2浓度无明显变化;烟气湿度提高了约0.4%。

关键词 : 细颗粒物; 化学团聚; 超低排放; 燃煤电厂; 排放特性;

DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.180431

ABSTRACT

Fly ash particles caused by coal combustion had given rise to the air pollution, which had great impact on human health and living environment. The industrial application trials of fine particle chemical agglomeration in a power plant with 2 × 340MW coal-fired boilers in Jiangxi province was studied in this paper. Self-designed and manufactured chemical agglomeration system was equipped and the effect of chemical agglomeration technique on removal efficiency of electrostatic precipitators (ESP) and operational parameters of coal-fired power plant were studied, as well as the emission characteristics of fly ash particles. The experimental results showed that fine particle emission concentration significantly decreased after chemical agglomeration solutions were sprayed. In No.4 boiler, after continuous-spraying the chemical agglomeration solutions for about 240 minutes, the average particle concentration after ESP decreased by 61.7%. The particle concentration after wet desulphurization (WFGD) also decreased by about 77.9%. In No.3 boiler, after continuous-spraying the chemical agglomeration solutions for about 168 hours, the average particle concentration after ESP decreased to 22.6mg/m3 and the particle concentration after WFGD decreased to as low as 5.7mg/m3. The peak diameter of the fly ash particles which were collected after WFGD was 0.8μm. The majority particle size of fly ash range in 0.1~1μm. After continuous-spraying the chemical agglomeration solutions, the average SO2 concentration after ESP decreased from 2866mg/m3 to 2354mg/m3, which was decreased by 17.9%. While the average NOx concentration and the O2 concentration showed no obvious change. Besides, the humidity of flue gas increased by 0.4%.

KEY WORDS : fine particulate; chemical agglomeration; ultra-low emission; coal-fired power plant; emission characteristics;

0 引言

煤炭燃烧会产生大量飞灰颗粒物,其造成的空气污染给人类健康及生存环境带来了巨大影响[1]。作为世界最大的煤炭生产和消费国,中国在控制颗粒物排放,尤其是细颗粒物PM2.5的排放上正面临着巨大的压力[2]。现有的颗粒物排放控制技术,包括静电除尘和布袋除尘,能脱除99%粒径大于2.5μm的粗颗粒物,但对细颗粒物的脱除效果并不理想[3]。因而,提高除尘器对细颗粒物的脱除效率至关重要。目前主流的细颗粒物预处理方法,包括 电[4-5]、声[6-7]、蒸汽相变[8-9]以及光团聚[10-11]等技术等均能促进PM2.5团聚,但这些技术仍然存在各种各样的缺点,如效率低下、结构复杂、不适合大规模工业应用等。化学团聚[12-15]是指使用一定浓度的团聚剂溶液,促进细颗粒物团聚成粒径较大的颗粒团,再被除尘器加以脱除。研究表明,化学团聚能有效提高现有除尘设备对PM2.5的脱除效率。该技术可以在既不影响正常生产,也无需更换现有除尘设备的条件下,有效促进燃煤飞灰细颗粒物团聚,具有效率高、投资少、建设周期短等优点,应用前景广阔。

李海龙等[16]研究了飞灰颗粒团聚过程中,颗粒组成、粒径大小及微观形貌对其润湿性的影响。颗粒中Ca、S元素含量越高,颗粒粒径越大,颗粒表面越粗糙,润湿性越好,从而团聚效率越高。魏 凤[17]选取了3种化学团聚剂:羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺和黄胺树脂,在实验室内研究了其对细颗粒物的团聚作用,以及包括给粉浓度、团聚剂流量、团聚剂质量浓度等因素对团聚效果的影响。实验结果显示,黄胺树脂对细颗粒物团聚效果最好;加大团聚剂浓度、流量,或减少烟尘浓度和流量,均可促进细颗粒物团聚效果。陈俊[18]在此基础上,选取了无机高分子聚合物聚合氯化铝以及有机高分子聚合物黄原胶作为化学团聚剂,十二烷基苯磺酸钠作为润湿剂。实验结果显示,润湿剂能降低溶液的表面张力,进而增大团聚剂分子与细颗粒物碰撞的几率。赵永椿等[19]实验结果显示,添加磷酸能降低溶液pH值,从而提高团聚效率。Forbs[20]研究了不同团聚剂及温度对细颗粒物团聚的影响。Rajniak等[21]使用羟丙基纤维素作为团聚剂研究其对团聚效率的影响。结果显示,团聚后颗粒的大小与颗粒初始形貌特征相关。Shamsutdinova等[22]模拟了团聚剂溶液与颗粒物团聚模型,结果显示,随着颗粒粒径增大,团聚效率显著下降。Kutsenko等[23]基于Eulerian-Lagrangian计算流体动力学模型,研究了Reynolds数、毛细液桥数及润湿角对颗粒在溶液中团聚效率的影响。结果显示,团聚效率随颗粒体积分数、毛细液桥数增大而提高,随Reynolds数增大而降低。陶国龙[24]在除尘器前烟道内喷入溶液,使烟气温度由128℃降至105℃,颗粒物排放浓度由75.3mg/m3降至38.9mg/m3。康梅强等[25]研究了脱硫废水在烟道内的蒸发过程。确定了最佳雾化粒径为100μm,且当烟气温度高于130℃时,废水在进入除尘器前可完全蒸发。Johansen和Schæfer[26]研究了团聚剂溶液对3种不同细颗粒物的团聚效果以及其团聚机理。实验结果显示,团聚机理与颗粒的物理化学特性以及团聚剂黏度密切相关。Baldrey[27]研发了一种化学团聚剂来促进静电除尘器对颗粒物的脱除效率,将浓度为0.5%的该化学团聚剂喷入了烟气中,可使静电除尘器对细颗粒物的脱除效率提高至70%以上。赵汶等[28]在实验室进行了化学团聚实验,研究了不同化学团聚剂对细颗粒物脱除效率的影响。实验结果显示,喷入团聚剂果胶后,静电除尘器对细颗粒物脱除效率提升至92%。Durham等[29]研究了将脱硫废水喷入了烟气中脱除颗粒物的可行性。实验结果显示,除尘器效率主要是受颗粒物粒径分布及形貌特征的影响。Ridaoui等[30]使用阳离子表面活性剂十六烷基胺甲基铵改变水溶液中的炭黑颗粒表面电荷及尺寸。实验结果显示,阳离子表面活性剂改变了颗粒表面电荷,造成颗粒间静电排斥,颗粒粒径增加,使得脱除效率得以提高。郭沂权等[31-32]研究了K 浓度、zeta电位对化学团聚效率的影响以及工业应用的可行性。以上研究仅在实验室内有效证明了化学团聚技术的有效性,但该技术在工业上应用的情况如何还未得知,特别是在燃煤电厂实际应用的效果如何需要实验验证。

本研究针对江西某340MW燃煤机组,进行了细颗粒物化学团聚实验,综合考察了化学团聚技术对燃煤电厂静电除尘器(electrostatic precipitators,ESP)效率及电厂运行参数的影响,以及团聚后排放至大气的颗粒物特性。

1 实验部分

细颗粒物化学团聚工业应用工程试验选在江西某燃煤电厂3和4号机组进行,每台机组日常负荷维持在180~330MW之间。该电厂使用锅炉为哈尔滨锅炉厂制造的HG-1025/18.2-YM6型亚临界控制循环汽包炉,单炉膛、一次中间再热、平衡通风、钢炉架、露天布置、固态排渣、四角切圆燃烧、π 型烟煤炉。烟气经ESP及石灰石湿法脱硫处理后排放。

实验示意图如图1所示。在ESP前的烟道内布置了一系列喷枪,将配置一定浓度的化学团聚剂溶液在压缩空气(0.3MPa)作用下雾化,喷入烟道内与烟气中的颗粒物相互作用。喷枪布置在竖直烟道内,具体位置如图2所示。首先,配置一定浓度的化学团聚剂溶液,将其搅拌均匀后置于化学团聚剂溶液储存罐中密封,待实验时使用。在ESP前的竖直烟道内布置了喷枪,一共6根,每根喷枪上安装有2个双流雾化喷嘴。喷枪通过管道,分别与化学团聚剂溶液储存罐和空气压缩机相连接。团聚剂溶液在高压空气(0.3MPa)作用下,雾化成粒径在20~ 30µm的液滴,喷入烟道内与烟气中的颗粒物相互作用。团聚剂液滴速度为12m/s,温度为室温。

图1 化学团聚系统示意图 Fig. 1 Schematic diagram of chemical agglomeration system

图2 喷枪及喷嘴布置位置示意图 Fig. 2 Schematic diagram of the assign position of the spray guns and nozzles

竖直烟道内均匀布置3层喷枪,分别在电厂10m、12.5m及15m平台处。每层布置6根喷枪,各喷枪水平间距为0.9m,左右2根喷枪距烟道壁1.75m。每根喷枪上有2个喷嘴,喷嘴水平间距0.8m。

烟尘在线监测采用西克麦哈克公司提供的CEMS系统进行连续在线监测,型号为MSC100E。其中,使用的烟尘监测仪型号为FWE200。烟尘采样采用青岛崂应3012H型自动烟尘(气)测试仪。飞灰的矿物成分采用X-射线衍射仪(XRD,荷兰PANalytical B.V.公司,Empyrean型)进行测试。飞灰的粒度分布采用激光粒度分析仪(英国MALVERN公司,MNM5004型)测定。飞灰的微观形貌使用场发射扫描电镜(FESEM,荷兰FEI公司,Tecnai G2 F30型)进行测试,并使用Oxford能谱电子探头对单个飞灰颗粒进行成分分析。

化学团聚剂由质量分数为0.05%的高分子聚合物XTG与质量分数为0.01%的表面活性剂SDS配置而成。选取的高分子聚合物XTG是一种细胞外多聚阴离子杂多糖,选取的表面活性剂SDS为十二烷基苯硫酸钠。其作用为降低溶液表面张力,增强溶液表面活性,使飞灰颗粒能被溶液有效润湿。

煤/灰质分析如表1所示。

静电除尘器对细颗粒物脱除效率主要受化学团聚剂种类及浓度影响,煤/灰质对实验结果影响不大。

表1 煤/灰质分析 Tab. 1 Coal/fly ash analysis

2 结果与讨论 2.1 化学团聚CFD模拟

实验前,使用CFD软件Fluent对电厂烟道内的流场进行了模拟,研究了将化学团聚剂溶液喷入烟道后,烟道内流场速度、温度及压力变化规律,以确定化学团聚技术是否对烟气流动阻力有影响。模拟参数为:烟气温度130℃,烟气流速12m/s。化学团聚剂溶液喷射量:3t/h,温度27℃,喷射压力:0.3MPa,出口条件为压力出口。液相中喷嘴引射源的数目定为36个,其布置位点与之前设计的位置相同。粒子类型设为液滴类型,液滴粒径设置为25μm。单个引射源的流量为0.0235kg/s,雾化角为22°,速度为5m/s,喷射方向与烟气流向相反。在雾化的过程中雾滴除了会产生碰撞以外,还会发生雾滴迸裂。为了更为真实的反映蒸发效果,在弥散项中添加喷雾迸裂波动(wave)模型。

如图3所示为喷入化学团聚剂溶液后烟道流场及其纵向截面速度、温度及压力模拟结果。分析结果可知,在水平烟道内,烟气流速基本保持在12m/s不变,在竖直烟道内,由于存在拐角,烟道变窄,截面积减小,烟气流速逐渐提升至14m/s。喷嘴朝下,故雾化液滴速度与烟气气流速度相反。由于雾化液滴速度仅为5m/s,远小于烟气流速,且单个喷嘴喷入的水量为0.0235kg/s,相对于烟气量而言很小。因而其对整个烟道烟气流速的影响都很小。喷枪喷口处由于雾化液滴喷出,温度仅为115℃左右。水平烟道段无团聚剂溶液,故烟气温度保持不变,为130℃。在竖直烟道前壁面处,雾化液滴被气流裹挟,形成湍流,其温度有所降低,为118℃,而在后壁面处,由于无雾化液滴,故温度维持在130℃不变。在竖直烟道出口处,烟气温度已经达到稳定,雾滴已经完全蒸发,稳定后烟气温度为123℃,相较于未喷入团聚剂溶液,溶液蒸发引起的温降为7℃左右,且最低处烟气温度仍远高于烟气露点温度。与此同时,观察温度分布可以得出雾化液滴在喷出后7~8m的距离内蒸发完全,按照团聚剂雾化液滴速度5m/s计算,蒸发时间在1.6s以内,故喷入团聚剂对除尘器及后续设备无影响。水平烟道内烟气压力较高,竖直烟道内,烟气压力较低。在拐角处,压力最低。与未喷入团聚剂时相比,烟道内流场压力无明显变化。

图3 燃煤电厂烟道流场 Fig. 3 Flow field of the flue pipes in coal-fired power plant

综上分析,在电厂烟道内喷入化学团聚剂溶液后,除烟气温度较未喷团聚剂时降低7℃外,流场内烟气速度、压力无明显变化。故化学团聚不会对烟气流动阻力造成负面影响。

针对电厂3号和4号机组,选取了化学团聚系统在不同时间段、不同负荷及不同化学团聚剂喷量情况下的连续运行数据,系统地分析了化学团聚技术的有效性,并考察了喷入化学团聚剂对电厂运行参数,包括SO2、NOx、O2浓度、烟气温度及烟气湿度等的影响,探究了化学团聚系统在工业应用上的可行性。

2.2 化学团聚试验效果 2.2.1 化学团聚运行时间响应

如图4(a)所示为4号机组锅炉负荷随时间变化曲线。240min内,锅炉负荷略有波动,最高为249MW,最低为240MW,平均为243.2MW,变化不超过4%,故可认定锅炉负荷基本稳定,因而烟气量、烟气压力及烟气流速等参数基本保持不变,颗粒物的浓度变化排除锅炉负荷的影响。

图4(b)所示为连续喷入化学团聚剂后,化学团

图4 4号锅炉负荷随时间变化及喷入化学团聚剂后ESP后的脱硫后颗粒物浓度随时间变化曲线 Fig. 4 Curves of load-time and particle concentration-time for No.4 boiler

聚溶液喷量,ESP后及脱硫后颗粒物浓度变化曲线。化学团聚剂喷入量为4t/h。未喷团聚剂时,ESP后颗粒物浓度基本保持在60mg/m3。喷入化学团聚剂后,ESP后颗粒物浓度逐渐下降,平均约为23mg/m3,下降了约61.7%。停止喷入化学团聚剂后,颗粒物浓度逐渐回升至未喷化学团聚剂时的水平。脱硫后颗粒物浓度亦随化学团聚剂喷量而变化,且脱硫后颗粒物浓度相较于ESP后颗粒物浓度变化有滞后性。未喷团聚剂时,颗粒物平均浓度为16.8mg/m3。喷入团聚剂后,颗粒物浓度显著下降,平均浓度降至3.7mg/m3,下降了约77.9%。随着化学团聚剂停止喷入,颗粒物浓度逐渐回升至原来 水平。

根据Campo等[33]的研究,团聚剂的团聚过程包含两个步骤:首先是XTG分子盘绕成螺旋状,在盘绕过程中,XTG分子中的缠线经过构造转变,形成了双螺旋线;然后,双螺旋线构造形成三维网状结构,并与细颗粒物团聚,形成团聚体。大量实验[34]证实,XTG分子在范德瓦尔斯力、氢键、疏水作用力、偶极子吸引力以及静电吸引力等作用下,使细颗粒物团聚成粒径较大的颗粒。

2.2.2 化学团聚系统连续运行168h效果

如图5所示为在电厂3号机组连续喷入化学团聚剂168h,化学团聚溶液喷量,ESP后及脱硫后颗粒物浓度变化曲线。168h内,化学团聚剂平均喷量为6.52t/h。ESP后颗粒物平均浓度为22.6mg/m3。脱硫后颗粒物平均浓度为5.7mg/m3。喷入烟道的化学团聚剂与颗粒物相互作用,溶液中的水逐渐蒸发,在范德瓦耳斯力、氢键等作用力下,小颗粒团聚成粒径较大的颗粒,进而被ESP捕捉并脱除。随着化学团聚剂喷入量的变化,颗粒物浓度也随之改变。脱硫后颗粒物浓度低于10mg/m3,达到国家燃煤超低排放标准[35]。

图5 3号机组168h内喷入化学团聚剂后ESP后及脱硫后颗粒物浓度随时间变化曲线 Fig. 5 No. 3 boiler, curves of particle concentration-time in 168h

2.2.3 化学团聚系统全年运行效果

对4号机组ESP后及脱硫后颗粒物浓度全年统计数据如图6(a)、(b)所示。喷入团聚剂后,ESP后颗粒物浓度由36.5mg/m3降至17.7mg/m3;脱硫后颗粒物浓度由6.7mg/m3降至3.7mg/m3。全年运行结果表明,当喷入团聚剂后,ESP后颗粒物浓度下降了约51.6%。脱硫后颗粒物浓度下降了约44.7%。综上所述,喷入化学团聚剂能显著降低颗粒物浓

图6 4号机组全年ESP后及脱硫后颗粒物浓度散点图 Fig. 6 No. 4 boiler scatter diagram of particle concentration after ESP and WFGD

度,且颗粒物浓度随化学团聚溶液喷量而变化,随着喷量提高,颗粒物浓度也逐渐下降。

2.3 化学团聚对电厂运行参数的影响 2.3.1 SO浓度变化

如图7所示为连续喷入化学团聚剂后,化学团聚溶液喷量及ESP后SO2浓度变化曲线。团聚剂平均喷量为6.3t/h。未喷团聚剂时,ESP后SO2浓度略有波动,平均为2866mg/m3。喷入团聚剂后,ESP后SO2浓度显著降低,平均浓度为2354mg/m3。相较于未喷团聚剂,SO2浓度下降了约17.9%。因此,喷入化学团聚剂能适当降低ESP后SO2浓度。

图7 喷入不同流量化学团聚剂后ESP后SO2浓度随时间变化曲线 Fig. 7 Curves of SO2 concentration-time

2.3.2 NO浓度变化

喷入团聚剂后脱硫后NOx浓度变化如图8所示。团聚剂平均喷量为6.3t/h。未喷团聚剂时,脱硫后NOx平均浓度为22.9mg/m3。喷入团聚剂后,脱硫后NOx平均浓度为22.8mg/m3。喷入团聚剂对NOx浓度无明显变化。烟气中NOx浓度主要受锅炉负荷影响,团聚剂与NOx无直接反应,故对其浓度

图8 喷入不同流量化学团聚剂后脱硫后NOx浓度随时间变化曲线 Fig. 8 Curves of NOx concentration-time

影响不大。

2.3.3 O浓度变化

图9为连续喷入化学团聚剂后,化学团聚溶液喷量及ESP后O2浓度变化曲线。团聚剂平均喷量为6.3t/h。未喷团聚剂时和喷入团聚剂后,ESP后O2平均浓度在6.0%~7.0%间,无明显变化。团聚剂溶液是在压缩空气作用下雾化成液滴喷入烟气中,因而少量O2会随着溶液一起进入烟气。

图9 喷入不同流量化学团聚剂后ESP后O2浓度随时间变化曲线 Fig. 9 Curves of O2 concentration-time

2.3.4 烟气温度变化

如图10所示为连续喷入化学团聚剂后,化学团聚溶液喷量,ESP后及脱塔后烟气温度变化曲线。由图可知,喷入化学团聚剂后,ESP后温度略有降低。未喷团聚剂时,ESP后温度约为130℃。化学团聚剂喷量为4t/h。喷入团聚剂后,ESP后温度降至122℃。故喷入化学团聚剂后,烟气温度降低了约8℃左右。化学团聚剂喷枪布置在除尘器前的烟道内,由于此时团聚剂已蒸发完全,烟气温度保持稳定,脱硫后烟气温度与团聚剂喷入量无关,基本维持在45℃左右。

图10 喷入化学团聚剂后ESP后及脱硫后烟气温度随时间变化曲线 Fig. 10 Curves of flue gas temperature-time

2.3.5 烟气湿度变化

如图11所示为连续喷入化学团聚剂后,化学团聚溶液喷量及ESP后烟气湿度变化曲线。团聚剂平均喷量为6.3t/h。未喷团聚剂时,ESP后烟气湿度平均为13.39%。喷入团聚剂后,ESP后烟气湿度略有提高至13.78%。相较于未喷团聚剂,烟气湿度升高了约0.4%。

图11 喷入不同流量化学团聚剂后ESP后烟气湿度随时间变化曲线 Fig. 11 Curves of flue gas humidity-time

2.4 大气排放颗粒物特性

对脱硫后烟气中的颗粒物进行了取样,采用XRF、XRD、FESEM、激光粒度分析仪等多种先进的分析测试仪器对飞灰颗粒物样品进行了物理化学特性分析。研究了喷入化学团聚溶液后,排放至大气环境中的飞灰颗粒物特性。

2.4.1 排放颗粒物粒径和微观形貌

采集脱硫后排入大气的飞灰颗粒物,颗粒粒径分布如图12所示。可以发现,颗粒粒径呈单峰分布,粒径峰值为0.8μm,绝大多数飞灰颗粒粒径在0.1~1μm内。脱硫后颗粒物FESEM微观形貌如 图13所示。

图12 脱硫后飞灰样品颗粒粒径分布 Fig. 12 Particle size distribution of fly ash after WFGD

图13 脱硫后飞灰样品颗粒物FESEM形貌特征 Fig. 13 FESEM morphology features of fly ash particle after WFGD

由图13可知,绝大部分颗粒为规则圆形球 体,颗粒直径都在1μm以下,这与上述测试结果相符合。规则球形颗粒来源于煤炭燃烧形成的细小飞灰颗粒,少部分不规则块状物质来源于脱硫石膏 颗粒。

2.4.2 排放颗粒物的化学组成和矿物组成

使用XRF对飞灰样品进行化学组成分析,结果如表2所示。EDX结果如图14所示。

表2 飞灰颗粒物化学组成 Tab. 2 Chemical constitution of fly ash particles

分析结果可知,飞灰中含量最多的元素为Si,其次为Al。飞灰中主要成分为硅铝酸盐,其所占比例超过80%。其次为含Ca类矿物,推测其为脱硫石膏颗粒。其余如K、Ti、Fe、Zn等元素含量较少,均在10%以下。

图14 飞灰颗粒物EDX能谱分析 Fig. 14 EDX energy spectrum analysis of fly ash particles

使用XRD对飞灰样品进行矿物组成分析,结果如图15所示。飞灰中主要矿物为莫来石(3Al2O3 • 2SiO2)与石英(SiO2)的组合。

图15 飞灰颗粒物XRD矿物组成分析 Fig. 15 XRD Mineral composition analysis of fly ash particles

3 结论

本文针对江西某电厂2 × 340MW燃煤机组,进行了细颗粒物化学团聚工业应用工程试验。取得如下结论:

1)喷入化学团聚剂后,颗粒物排放浓度显著降低。脱硫后颗粒物浓度相较于ESP后颗粒物浓度变化有滞后性。4号机组连续喷入团聚剂后,ESP后颗粒物浓度下降约61.7%,脱硫后颗粒物浓度下降了约77.9%;3号机组连续喷入化学团聚剂168h后,ESP后颗粒物平均浓度为22.6mg/m3。脱硫后颗粒物平均浓度为5.7mg/m3。4号机组全年运行数据表明,当喷入团聚剂后,ESP后颗粒物浓度下降了约51.6%。脱硫后颗粒物浓度下降了约44.7%。

2)脱硫后排入大气的烟尘颗粒物,粒径峰值为0.8μm,绝大多数飞灰颗粒粒径在0.1~1μm内。烟尘主要为硅铝酸盐,少量脱硫石膏颗粒;烟尘矿物主要为莫来石(3Al2O3 • 2SiO2)与石英(SiO2)的组合。

3)连续喷入化学团聚剂后,ESP后SO2浓度下降了约17.9%;NOx浓度和O2浓度无明显变化;烟气湿度提高了约0.4%。

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