【摘要】：中國(guó)是一個(gè)煤炭消費(fèi)大國(guó),每年中國(guó)的煤炭總量的一半甚至一半以上都用于電力行業(yè)。中國(guó)絕大部分燃煤電廠均使用靜電除塵器來處理煙氣中的固體顆粒物。電除塵器的除塵效率對(duì)大氣污染物有相當(dāng)大程度上的影響,然而影響電除塵器除塵效率的最重要因素就是燃煤飛灰的介電特性,燃煤飛灰的比電阻最能代表粉煤灰介電特性。本文設(shè)計(jì)并搭建了一種可調(diào)氣氛可控溫度的燃煤飛灰比電阻測(cè)量裝置,該裝置包括:用于實(shí)現(xiàn)不同氣體測(cè)試環(huán)境的配氣系統(tǒng);用于放置燃煤飛灰樣本并測(cè)試擊穿電壓、比電阻值的測(cè)試系統(tǒng);用于顯示電壓、電流、溫度和比電阻值的顯示系統(tǒng);用于控制電壓、氣體流量和溫度的控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)完善了實(shí)驗(yàn)探究方案,探究了物理因素(電壓、粒徑、溫度)、氣體成分(SO_2氣體、NO_2氣體、濕度)以及多種因素共同對(duì)燃煤飛灰比電阻的影響,分析了各個(gè)影響因素對(duì)燃煤飛灰比電阻的作用機(jī)理。得出結(jié)論:隨著電壓增大燃煤飛灰的比電阻值均出現(xiàn)不同程度的降低,有的甚至達(dá)到幾個(gè)數(shù)量級(jí)。燃煤飛灰的電壓與比電阻并不是呈現(xiàn)簡(jiǎn)單的線性分布,燃煤飛灰的比電阻特性并不完全遵循經(jīng)典的歐姆定律,屬于非電阻性物質(zhì)。每一種燃煤飛灰比電阻隨溫度的變化曲線都存在一個(gè)極值點(diǎn),極值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比電阻是最大比電阻,所對(duì)應(yīng)的溫度是臨界溫度,即在低于臨界溫度時(shí),燃煤飛灰比電阻隨著溫度的升高而增大,在高于臨界溫度時(shí),燃煤飛灰比電阻隨著溫度的升高而減小,并且燃煤飛灰最大比電阻出現(xiàn)在150±35℃的溫度范圍內(nèi)。隨著燃煤飛灰顆粒粒徑的增大,燃煤飛灰的比電阻均有所增大,但影響其比電阻變化程度不大。燃煤飛灰的比電阻隨著燃煤飛灰的含水率的提高而降低,即加濕是降低燃煤飛灰比電阻的一種方法。NO_2和SO_2單一氣體均可以在一定的范圍內(nèi)降低燃煤飛灰比電阻。NO_2和SO_2氣體由于較強(qiáng)的負(fù)電性可吸引自由電子形成負(fù)離子依附在燃煤飛灰顆粒表面增加了燃煤飛灰顆粒的電導(dǎo)率,因此燃煤飛灰的比電阻會(huì)降低。隨著通入氣體的時(shí)間的增加,燃煤飛灰顆粒表面的細(xì)孔均被NO_2和SO_2填滿,使得燃煤飛灰顆粒的平均孔徑、孔體積、比表面積基本不再變化,因此燃煤飛灰比電阻值基本維持不變。
【圖文】：

圖 2-1 裝置總體設(shè)計(jì)圖如上圖 2-1 所示，圖中的數(shù)字分別代表如下：1：機(jī)械搖桿；2：懸掛梁；3：低壓接地電極；4：環(huán)形電極；5：機(jī)械推桿；6：多孔灰盤；7：高壓盤形電極；8：耐高溫基座；9：出氣口；10：電極箱；11：隔離罩；12：絕緣層；13:進(jìn)氣口；14：電加熱器；15：溫控儀；16：耐高溫基座；17：機(jī)械搖桿；18：電極箱門。配氣系統(tǒng)主要由自動(dòng)配氣系統(tǒng)和操控平臺(tái)兩部分組成。其中，自動(dòng)配氣系統(tǒng)的主要部分由主控制板、腔室、氣體流量控制器、管道氣路組成。配氣過程所需的氣源為含有氮氧化物、硫氧化物的高濃度氣體，所需氣體被儲(chǔ)存在高壓鋼瓶中待用，上述氣體均為實(shí)際電廠運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的主要污染物，這樣的選擇可以很好的模擬電廠實(shí)際運(yùn)行工況，得出的數(shù)據(jù)更具有指導(dǎo)意義。需要注意的是，由高壓鋼瓶中出來的目標(biāo)氣體并不能直接進(jìn)入隔離箱與燃煤飛灰試樣接觸，因?yàn)樾枰獙怏w介質(zhì)的濃度維持在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，濃度過高或過低都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果，無法得出真實(shí)的數(shù)據(jù)。因此，需要再準(zhǔn)備一個(gè)裝滿合成空氣的高壓鋼瓶，用來模擬

不必要的工作量，如若不然，使用表面結(jié)構(gòu)被破壞的燃煤飛灰層會(huì)導(dǎo)致最后的測(cè)定值出現(xiàn)偏差。最后，，利用高精度氣體流量控制已混勻的氣體通過進(jìn)氣口通入隔離罩內(nèi)部，并設(shè)壓力表顯示壓力。隔離罩由多孔保溫且絕緣防腐的材料制作而成，氣體緩緩滲入多孔灰盤內(nèi)，可以保證氣體均勻穩(wěn)定，確保燃煤飛灰和氣體混合均勻，避免由于流量過大或不穩(wěn)定而導(dǎo)致吹散灰塵樣品等各種問題。待氣體介質(zhì)與燃煤飛灰層接觸一段時(shí)間后，先用推桿將金屬灰盤拉出隔離罩回到原位，再將隔離罩內(nèi)的氣體由出氣口排出，其中出氣口一端與真空泵相連接，以便于氣體被排出，而此順序是為了確保燃煤飛灰層結(jié)構(gòu)不受破環(huán)，便于后續(xù)操作，避免由于排氣時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓過大而將燃煤飛灰吸出隔離罩而需要重新制樣。需要特別注意的是，在測(cè)定完一種目標(biāo)氣體對(duì)燃煤飛灰比電阻的影響后，為了將該氣體完全排出隔離罩外，避免對(duì)下一種氣體測(cè)定產(chǎn)生影響，需要再使用高壓鋼瓶中的合成空氣進(jìn)行排氣。使合成空氣直接進(jìn)入隔離罩進(jìn)行排氣，此操作是為了將殘余在隔離罩角落的氣體完全排出系統(tǒng)之外。配氣系統(tǒng)如下圖 2-2 所示：
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X773

【參考文獻(xiàn)】

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1 王志軒;;燃煤電廠大氣污染物“超低排放”基本問題思考[J];環(huán)境影響評(píng)價(jià);2015年04期

2 蔡麗紅;原永濤;呂建q

本文編號(hào)：2697178