本文關(guān)鍵詞： 燃煤細(xì)顆粒 過(guò)飽和 潤(rùn)濕性 水汽相變 長(zhǎng)大　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：我國(guó)大氣顆粒物污染狀況嚴(yán)重,給人們的生活及健康帶來(lái)了很大的危害。燃煤產(chǎn)生的細(xì)顆粒物是我國(guó)大氣中細(xì)顆粒物的主要來(lái)源之一,這是由于目前燃煤電廠常用的電除塵器對(duì)大顆粒脫除效率高但對(duì)細(xì)顆粒物的脫除效率很低,因此控制燃煤電廠細(xì)顆粒物排放迫在眉睫。利用水汽相變促進(jìn)細(xì)顆粒核化凝結(jié)長(zhǎng)大,再用傳統(tǒng)除塵設(shè)備脫除,可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、有效控制燃煤細(xì)顆粒物排放的目的。目前對(duì)于水汽相變促進(jìn)細(xì)顆粒物脫除的應(yīng)用研究已有不少,但對(duì)具有復(fù)雜物化性質(zhì)的燃煤細(xì)顆粒物的水汽相變長(zhǎng)大特性仍不清楚。針對(duì)研究長(zhǎng)大特性的要求,本文采用在生長(zhǎng)管壁上覆蓋流動(dòng)的熱水,管內(nèi)從下至上流動(dòng)飽和氣流的方式構(gòu)建了過(guò)飽和場(chǎng),并采用激光測(cè)量?jī)x實(shí)現(xiàn)了含液顆粒尺寸的在線測(cè)量。通過(guò)對(duì)氣流與熱水之間的熱值計(jì)算,分析了生長(zhǎng)管內(nèi)的過(guò)飽和度分布,表明在本文研究的參數(shù)范圍內(nèi)管內(nèi)形成的過(guò)飽和度在1--2之間。實(shí)驗(yàn)考察了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的同相凝結(jié)特性,結(jié)果表明在本文參數(shù)范圍內(nèi)未有同相凝結(jié)形成的液滴生成。為了解燃煤顆粒物物化特性對(duì)顆粒長(zhǎng)大的影響,首先通過(guò)壓片測(cè)接觸角的方法對(duì)燃煤顆粒物的潤(rùn)濕性進(jìn)行了表征,并采用XRF對(duì)燃煤顆粒物組分進(jìn)行了分析,考察了燃煤顆粒物及其主要組分的潤(rùn)濕性,并研究了潤(rùn)濕劑的影響。研究表明,燃煤產(chǎn)生的灰顆粒中硅鋁質(zhì)化合物所占比例很高,達(dá)70%以上,接觸角在40度左右,多為中等親水性；含有較多的硫、鈣元素時(shí)顆粒的親水性好。對(duì)莫來(lái)石、石英、氧化鐵、硫酸鈣等四種煤灰中主要成分的潤(rùn)濕性研究結(jié)果顯示,硅鋁質(zhì)化合物莫來(lái)石、石英等為中等親水,氧化鐵潤(rùn)性較差,硫酸鈣潤(rùn)濕性好；燃煤產(chǎn)生的顆粒物潤(rùn)濕性與莫來(lái)石、石英等潤(rùn)濕性相近,但整體接觸角與其氧化物成分所占比例并不是線性關(guān)系。通過(guò)對(duì)燒失前后燃煤顆粒的潤(rùn)濕性的測(cè)量探究了殘?zhí)嫉挠绊?結(jié)果表明燒失后燃煤灰顆粒潤(rùn)濕性稍許增強(qiáng),燒失后的生物質(zhì)灰潤(rùn)濕性增強(qiáng)明顯。添加非離子型潤(rùn)濕劑吐溫20后可以降低水與燃煤顆粒物的接觸角。以燃煤灰中主要組分顆粒莫來(lái)石、石英、氧化鐵、硫酸鈣等單成分顆粒為研究對(duì)象,通過(guò)氣溶膠發(fā)生器使顆粒物成為氣溶膠狀態(tài),進(jìn)入生長(zhǎng)管中長(zhǎng)大,并采用DP-02測(cè)量顆粒長(zhǎng)大前后的粒徑分布,考察了不同組分顆粒的長(zhǎng)大特性,研究了顆粒粒徑的影響、工藝參數(shù)等對(duì)顆粒長(zhǎng)大的影響。結(jié)果表明：不同組分顆粒長(zhǎng)大效果不同,潤(rùn)濕性越好長(zhǎng)大效果越好；顆粒初始粒徑是影響長(zhǎng)大的一個(gè)重要因素,初始粒徑越小的顆粒被激發(fā)后粒徑長(zhǎng)大的倍數(shù)越大；隨著熱水溫度的增加,顆粒長(zhǎng)大效果越好：數(shù)量濃度越小有利于組分顆粒的長(zhǎng)大：長(zhǎng)大時(shí)間越長(zhǎng)小顆粒長(zhǎng)得越大。以潤(rùn)濕性差的氧化鐵顆粒為研究對(duì)象,通過(guò)在熱水中添加吐溫20來(lái)研究潤(rùn)濕劑對(duì)顆粒長(zhǎng)大的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,這種潤(rùn)濕劑其可以促進(jìn)顆粒的長(zhǎng)大,但采用這種添加方式需要的潤(rùn)濕劑濃度較大。在對(duì)單成分顆粒長(zhǎng)大特性研究的基礎(chǔ)上,選取來(lái)自燃煤電廠三四電場(chǎng)的南京灰和內(nèi)蒙灰、生物質(zhì)電廠袋式除塵器器中的細(xì)灰以及被磨煤機(jī)研磨過(guò)的嘉興電廠灰研究了燃煤灰顆粒長(zhǎng)大的長(zhǎng)大特性。研究結(jié)果表明：燃煤灰顆粒中較多粗顆粒會(huì)對(duì)其中的細(xì)顆粒長(zhǎng)大產(chǎn)生很大的水汽競(jìng)爭(zhēng)；南京灰顆粒和內(nèi)蒙灰顆粒未旋風(fēng)前大于10gm的顆粒占數(shù)量比例的20%左右,水汽相變實(shí)驗(yàn)后,小顆粒未長(zhǎng)大；摻混質(zhì)量比70%的南京灰顆粒和30%細(xì)石英顆粒,水汽相變實(shí)驗(yàn)后小顆粒沒有長(zhǎng)大；被研磨后的嘉興電廠灰、粗顆粒較少的生物質(zhì)灰及旋風(fēng)除塵后的南京灰和內(nèi)蒙灰在水汽相變實(shí)驗(yàn)后小顆粒都發(fā)生了長(zhǎng)大；熱水溫度為323K時(shí),嘉興灰顆粒、生物質(zhì)灰顆粒及旋風(fēng)后的南京和內(nèi)蒙灰顆粒都可以長(zhǎng)大到2μm以上,且隨數(shù)濃度的降低及長(zhǎng)大時(shí)間的增加長(zhǎng)大效果更好,潤(rùn)濕劑的添加可以明顯促進(jìn)灰顆粒的長(zhǎng)大,平均幾何粒徑可以長(zhǎng)大到3μm以上。
[Abstract]:The status of atmospheric particulate pollution is serious in China, has brought great harm to the life and health of the people. The fine particles from coal combustion is one of the main sources of fine particles in the atmosphere in China, this is due to the electrostatic precipitator in coal fired power plant commonly used on large particles removal efficiency but high removal efficiency of fine particles is very low, so the control of combustion emissions of fine particles by using water vapor phase of coal-fired power plant is imminent. Promote the fine particle nucleation growth, then the traditional dedusting equipment removal, can achieve economic, effective control of coal combustion emissions of fine particles. The vapor phase has been applied research for promoting the removal of fine particles by many, but the vapor transformation of coal fine particles on complex physicochemical properties of growth characteristics remains unclear. To study the growth characteristics of demand, the growth in the pipe wall covering the flow of hot water pipe. In the first way to build a saturated air flow saturation field, and the use of laser measuring instrument realizes the on-line measurement of liquid particle size. Through the calculation of calorific value between air and water, analyzes the growth of supersaturation distribution in the pipe, show that the parameters range in this study of the inner tube is formed in a saturation between 1--2. Experimental study of the experimental platform of homogeneous condensation characteristics, results show that in this range of parameters not in-phase condensed droplets formation. In order to understand the influences of coal particles on physicochemical characteristics of the particles grew up, first by wetting contact angle measuring method of pressed coal particles were characterized. And the XRF of coal particles were analyzed. The effects of wettability of coal particles and its main components, and study the influence of wetting agents. The results show that coal ash particles in Silicon aluminum compound proportion is very high, more than 70%, the contact angle of 40 degrees, more moderate hydrophilicity; containing more sulfur, good hydrophilic particles of calcium. Of mullite, quartz, iron oxide, wettability results of main components such as calcium sulfate four ash display silicon aluminum compounds, mullite, quartz and other medium hydrophilic iron oxide, run less calcium sulfate wettability; particle wettability of coal and mullite, quartz etc. but the wetting Their natures are much the same., accounting for the overall contact angle and its oxide composition ratio is not a linear relationship. By measuring the wettability of burning loss before and after the influence of the coal particles of carbon residue, results show that the burning loss of coal ash particles slightly enhanced, burning of biomass ash wetting loss obviously. Adding nonionic wetting agent Twain 20 can reduce the water and coal particles The contact angle of coal ash. The main components of particles of mullite, quartz, iron oxide, calcium sulfate single component particles as the research object, through the aerosol generator to become aerosol particles, enter the growth tube grow up and the use of DP-02 for measurement of particle size distribution before and after grow up, on Growth characteristics of different components the effects of particles, particle size, influence of process parameters on the grain growth. The results show that the different components of particle growth effect, better wettability grow better; particle initial particle size is an important factor affecting the initial growing up, the smaller the particle size of the particles can be excited particle diameter ratio grow up more; with the increase of water temperature, the better the effect of particle growth: the smaller the number concentration of particles was to grow up, grow longer small particles grows older. In the poor wettability of oxidation Iron particles as the research object, through the effect of adding Twain in hot water for 20 to study the wetting agent on the particle growth, the experimental results show that the wetting agent can promote the growth of particles, but the way to add greater concentration of wetting agent. Based on the research of characteristics of long single component particles, selected from three or four coal-fired power plants in Nanjing and Inner Mongolia electric field ash ash, biomass power plant bag type dust collector for fine ash and coal mill grinding of Jiaxing power plant ash on the growth characteristics of coal ash particle growth. The results show that the coarse particles more fuel ash particles can cause great competition of fine particles in water vapor grow up; Nanjing and Inner Mongolia ash ash particles is not greater than 10GM before cyclone accounted for about 20% of the proportion of the number of particles, water vapor phase after the experiment, the small particles grew up; mixing ratio of 70% in Nanjing Ash particles and 30% fine quartz particles, water vapor phase after the experiment of small particles are not grown up; Jiaxing power plant ash after grinding, biomass ash and cyclone coarse particles less after ash and ash in Inner Mongolia Nanjing small particles of water vapor phase after the experiment had grown up; hot water temperature is 323K, Jiaxing Nanjing ash particles. Inner Mongolia and ash of biomass ash particles and the cyclone can grow to more than 2 m, and with the decrease and increase of time grow better grow number concentration, the addition of wetting agent can significantly promote the growth of the ash particles, the average particle size of geometry can grow up to more than 3 mu m.

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X773

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