煙塵與超細(xì)顆粒物生成機(jī)理與控制技術(shù)4-12王翔

1、煙塵與超細(xì)顆粒物生成機(jī)理與控制技術(shù)煙塵與超細(xì)顆粒物生成機(jī)理與控制技術(shù)王翔王翔4 4月月1212日日一、背景一、背景二、煙塵與超細(xì)顆粒物生成機(jī)理二、煙塵與超細(xì)顆粒物生成機(jī)理三、煙塵與超細(xì)顆粒物控制技術(shù)三、煙塵與超細(xì)顆粒物控制技術(shù)四、小結(jié)四、小結(jié)目錄目錄 2012 2012年底，全國發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到年底，全國發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到 11.411.4億千瓦億千瓦，同比，同比增長增長 7.8% 7.8%。其中煤電共。其中煤電共 7.67.6億億千瓦，千瓦， 2013 2013年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量12.4712.47億千瓦億千瓦，同比增長，同比增長9.3%9.3%，首次超越美國位居

2、世界第一。其中火電，首次超越美國位居世界第一。其中火電8.68.6億千瓦。億千瓦。 一、背景一、背景 可預(yù)見的未來幾十年內(nèi)，煤炭仍將是我國主要的一次能源，可預(yù)見的未來幾十年內(nèi)，煤炭仍將是我國主要的一次能源，這決定了在我國的電力工業(yè)中，燃煤火力發(fā)電將這決定了在我國的電力工業(yè)中，燃煤火力發(fā)電將長期占據(jù)主長期占據(jù)主導(dǎo)地位。導(dǎo)地位。 2013 2013年初以來，中國發(fā)生大范圍持續(xù)霧霾天氣，波及年初以來，中國發(fā)生大范圍持續(xù)霧霾天氣，波及2525個(gè)省個(gè)省份，份，100100多個(gè)大中型城市多個(gè)大中型城市，全國平均霧霾天數(shù)創(chuàng)，全國平均霧霾天數(shù)創(chuàng)5252年來之最。年來之最。據(jù)統(tǒng)計(jì)，受影響霧霾區(qū)域約占國土面據(jù)統(tǒng)計(jì)

3、，受影響霧霾區(qū)域約占國土面積的積的1/41/4，受影響人口約，受影響人口約6 6億人億人。 一、背景一、背景工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車尾氣排放、冬季取暖燒煤等導(dǎo)致的大氣中工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車尾氣排放、冬季取暖燒煤等導(dǎo)致的大氣中顆粒物（包括粗顆粒物顆粒物（包括粗顆粒物PM10PM10和細(xì)顆粒物和細(xì)顆粒物PM2.5PM2.5）濃度增加）濃度增加，是，是霧霾產(chǎn)生的重要因素。霧霾產(chǎn)生的重要因素。一、背景一、背景20132013年年1 1月北京兒童醫(yī)院在月北京兒童醫(yī)院在7 7天內(nèi)天內(nèi)平均每日接待了平均每日接待了30003000個(gè)呼吸個(gè)呼吸道感染的兒童道感染的兒童，其中不少于，其中不少于900900人通過霧化治療方式潔

4、凈了氣管。人通過霧化治療方式潔凈了氣管。20132013年年1212月受霧霾天氣影響，兒童咳嗽、哮喘等呼吸道疾月受霧霾天氣影響，兒童咳嗽、哮喘等呼吸道疾病發(fā)病率較高，約占來上海市兒童醫(yī)院就診病發(fā)病率較高，約占來上海市兒童醫(yī)院就診人數(shù)的人數(shù)的20%-30%。權(quán)威醫(yī)學(xué)雜志柳葉刀上的權(quán)威醫(yī)學(xué)雜志柳葉刀上的20102010年全球疾病負(fù)擔(dān)評估年全球疾病負(fù)擔(dān)評估顯示，室外顯示，室外空氣顆粒物污染（主要指空氣顆粒物污染（主要指PM2.5PM2.5）會(huì)會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致120120萬人萬人過早死亡過早死亡，這個(gè)數(shù)字相當(dāng)于北京市西城區(qū)常住人口的數(shù)量；，這個(gè)數(shù)字相當(dāng)于北京市西城區(qū)常住人口的數(shù)量；報(bào)告稱報(bào)告稱2011201

5、1年，京津冀區(qū)域年，京津冀區(qū)域196196個(gè)燃煤電廠貢獻(xiàn)的個(gè)燃煤電廠貢獻(xiàn)的PM2.5PM2.5污染，污染，已經(jīng)導(dǎo)致已經(jīng)導(dǎo)致近近20002000個(gè)北京居民提早死亡。個(gè)北京居民提早死亡?！熬G色和平綠色和平”志愿者鐘峪女士，背著一部被稱為志愿者鐘峪女士，背著一部被稱為“機(jī)器肺機(jī)器肺”的的設(shè)備，設(shè)備，用用正常人呼吸時(shí)吸入正常人呼吸時(shí)吸入速度，速度，抽取空氣中抽取空氣中PM2.5PM2.5污染顆粒，污染顆粒，6 6小時(shí)小時(shí)7 7分鐘后，共抽取了分鐘后，共抽取了56055605微克微克，讓設(shè)備內(nèi)自帶的純白色的，讓設(shè)備內(nèi)自帶的純白色的濾膜變成了灰黃色。濾膜變成了灰黃色。一、背景一、背景 2011 2011年

6、年7 7月，國家頒布了新的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。月，國家頒布了新的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。在重點(diǎn)地區(qū)，煙塵排放濃度限值為在重點(diǎn)地區(qū)，煙塵排放濃度限值為20mg/m20mg/m3 3，被譽(yù)為世界上最嚴(yán)，被譽(yù)為世界上最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)；二氧化硫排放濃度限值為格的標(biāo)準(zhǔn)；二氧化硫排放濃度限值為50mg/m50mg/m3 3；氮氧化物排放限；氮氧化物排放限值值100mg/m100mg/m3 3；汞及其化合物排放限值為；汞及其化合物排放限值為0.03mg/m0.03mg/m3 3。大幅提高的。大幅提高的排放標(biāo)準(zhǔn)已于排放標(biāo)準(zhǔn)已于20122012年年1 1月月1 1日正式實(shí)施。日正式實(shí)施。 新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對于

7、研究煙塵相關(guān)的生成機(jī)理和控制技術(shù)提出新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對于研究煙塵相關(guān)的生成機(jī)理和控制技術(shù)提出了巨大的挑戰(zhàn)。了巨大的挑戰(zhàn)。一、背景一、背景2.0 2.0 顆粒物介紹顆粒物介紹2.1 2.1 煙塵的分類煙塵的分類2.2 2.2 煙塵的組成煙塵的組成2.3 2.3 飛灰顆粒的生成機(jī)理飛灰顆粒的生成機(jī)理二、煙塵與超細(xì)顆粒物生成機(jī)理二、煙塵與超細(xì)顆粒物生成機(jī)理2.0 2.0 顆粒物介紹顆粒物介紹空氣動(dòng)力學(xué)直徑又稱氣體動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑。表述粒子空氣動(dòng)力學(xué)直徑又稱氣體動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑。表述粒子運(yùn)動(dòng)的一種運(yùn)動(dòng)的一種“假想假想”粒度。粒度。是指某一類的粉塵粒子，不論其形狀，大小和密度如是指某一類的粉塵粒子，不論其形狀

8、，大小和密度如何，何，如果它在空氣中的沉降速度與一種密度為如果它在空氣中的沉降速度與一種密度為1 1的球形的球形粒子的沉降速度一樣時(shí)粒子的沉降速度一樣時(shí)，則這種球形粒子的直徑即為，則這種球形粒子的直徑即為該種粉塵粒子的空氣動(dòng)力學(xué)直徑。該種粉塵粒子的空氣動(dòng)力學(xué)直徑?？諝鈩?dòng)力學(xué)直徑空氣動(dòng)力學(xué)直徑 一般把大氣中粒徑一般把大氣中粒徑 100m 100m 以下的顆粒物稱為以下的顆粒物稱為總懸浮顆粒物總懸浮顆粒物(TSP)(TSP)。2.0 2.0 顆粒物介紹顆粒物介紹 根據(jù)顆粒物空氣動(dòng)力學(xué)直徑的大小定義粒徑小于根據(jù)顆粒物空氣動(dòng)力學(xué)直徑的大小定義粒徑小于10、2.5、1m的顆粒物分別為的顆粒物分別為PM1

9、0、PM2.5、PM1。 PM10能夠進(jìn)入人體的呼吸，稱為能夠進(jìn)入人體的呼吸，稱為可吸入顆粒物可吸入顆粒物。PM2.5稱為稱為細(xì)顆粒物，細(xì)顆粒物，PM2.5可以進(jìn)入人的肺泡，沉積在肺中可以進(jìn)入人的肺泡，沉積在肺中被稱為被稱為可入肺顆粒物可入肺顆粒物。PM1稱為稱為超細(xì)顆粒物超細(xì)顆粒物?，F(xiàn)有的除塵設(shè)備對細(xì)顆粒物的捕集效率相對較低。這部分顆粒物現(xiàn)有的除塵設(shè)備對細(xì)顆粒物的捕集效率相對較低。這部分顆粒物有有較大的數(shù)量和表面積較大的數(shù)量和表面積，吸附和富集了大量有毒的重金屬元素，吸附和富集了大量有毒的重金屬元素，具有的具有的毒性更大毒性更大。固體燃料固體燃料燃燒時(shí)所生成的煙塵燃燒時(shí)所生成的煙塵, ,按其

10、生成機(jī)理分按其生成機(jī)理分, ,大體有以下幾種大體有以下幾種: :(1)(1)氣相析出型煙塵氣相析出型煙塵（炭黑炭黑）這種煙塵是燃料燃燒過程中放出的氣體可燃物這種煙塵是燃料燃燒過程中放出的氣體可燃物, ,在空氣不足的條件在空氣不足的條件下熱分解后生成的細(xì)小球型粒子。粒徑大約在下熱分解后生成的細(xì)小球型粒子。粒徑大約在0.020.020.0.0505u um m范圍范圍內(nèi)內(nèi), ,亦稱炭黑。亦稱炭黑。2.12.1煙塵煙塵分類分類( (2 2) )酸性煙塵酸性煙塵（“雪片雪片”）煙塵在煙氣溫度接近露點(diǎn)時(shí)，吸收煙氣中的硫酸，長大成為雪片煙塵在煙氣溫度接近露點(diǎn)時(shí)，吸收煙氣中的硫酸，長大成為雪片狀的煙塵，狀的

11、煙塵，其顆粒較大其顆粒較大, ,易自然沉降。易自然沉降。( (3 3) )粉塵粉塵煤中都含有一定的灰分，當(dāng)煤中可燃物燃盡后，剩余灰分隨煙氣煤中都含有一定的灰分，當(dāng)煤中可燃物燃盡后，剩余灰分隨煙氣排入大氣，形成粉塵。排入大氣，形成粉塵。鍋爐煙塵鍋爐煙塵炭黑炭黑粉塵粉塵燃料的不完全燃燒燃料的不完全燃燒燃料中的重碳?xì)浠剂现械闹靥細(xì)浠衔锸軣岱纸鉃楦骱衔锸軣岱纸鉃楦鞣N多環(huán)化合物種多環(huán)化合物煤中的煤中的灰分灰分2.2 2.2 煙塵的組成煙塵的組成灰渣灰渣超細(xì)顆超細(xì)顆粒物粒物85%85%以以上上粗顆粒物粗顆粒物細(xì)顆粒物細(xì)顆粒物2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成許多學(xué)

12、者通過大量研究許多學(xué)者通過大量研究 ，認(rèn)為主要有以下四種機(jī)理：，認(rèn)為主要有以下四種機(jī)理：燃燒過程中焦炭顆粒的破碎機(jī)理燃燒過程中焦炭顆粒的破碎機(jī)理內(nèi)在礦物質(zhì)凝聚和聚結(jié)內(nèi)在礦物質(zhì)凝聚和聚結(jié)外在礦物質(zhì)的破碎機(jī)理外在礦物質(zhì)的破碎機(jī)理 汽化和冷凝機(jī)理汽化和冷凝機(jī)理 2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成 2.3.12.3.1 焦炭破碎焦炭破碎 2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成焦炭發(fā)生破碎，內(nèi)部礦物之間接觸的機(jī)率降低，聚合率焦炭發(fā)生破碎，內(nèi)部礦物之間接觸的機(jī)率降低，聚合率也會(huì)降低，生成的顆粒的粒徑就小也會(huì)降低，生成的顆粒的粒徑就小；

13、如果焦炭不發(fā)生破如果焦炭不發(fā)生破碎，焦炭中的內(nèi)部礦物質(zhì)聚合在一起生成一顆大粒徑的碎，焦炭中的內(nèi)部礦物質(zhì)聚合在一起生成一顆大粒徑的灰粒，那么生成殘灰顆粒數(shù)少而平均粒徑大灰粒，那么生成殘灰顆粒數(shù)少而平均粒徑大。一次破碎一次破碎 燃燒早期燃燒早期，煤粉顆粒迅速進(jìn)入高溫爐膛時(shí)，熱沖擊和脫揮發(fā)分煤粉顆粒迅速進(jìn)入高溫爐膛時(shí)，熱沖擊和脫揮發(fā)分過程中過程中揮發(fā)分的快速析出與傳輸阻力之間的矛盾導(dǎo)致顆粒揮發(fā)分的快速析出與傳輸阻力之間的矛盾導(dǎo)致顆粒受到內(nèi)應(yīng)力受到內(nèi)應(yīng)力，而引起顆粒產(chǎn)生裂紋或直接破碎的現(xiàn)象。，而引起顆粒產(chǎn)生裂紋或直接破碎的現(xiàn)象。2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成焦

14、炭膨脹焦炭膨脹 二次破碎二次破碎 煤粉燃燒后期的焦炭破碎，是由于焦炭的消耗，煤粉燃燒后期的焦炭破碎，是由于焦炭的消耗，碳骨架變得更加脆弱，碳骨架變得更加脆弱，使得焦炭顆粒發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞而引起。使得焦炭顆粒發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞而引起。煤顆粒內(nèi)產(chǎn)生的氣體由于低滲透率不能盡快地脫離煤煤顆粒內(nèi)產(chǎn)生的氣體由于低滲透率不能盡快地脫離煤顆粒，顆粒，內(nèi)部高壓的氣泡將在局部形成，使得焦炭膨脹內(nèi)部高壓的氣泡將在局部形成，使得焦炭膨脹 。2.3.2 外在礦物質(zhì)的破碎外在礦物質(zhì)的破碎煤粉燃燒過程中，外在礦物質(zhì)在很高的加熱速率條件下迅煤粉燃燒過程中，外在礦物質(zhì)在很高的加熱速率條件下迅速升溫，速升溫，高溫?zé)釠_擊及內(nèi)部氣體析出所

15、產(chǎn)生的應(yīng)力高溫?zé)釠_擊及內(nèi)部氣體析出所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致會(huì)導(dǎo)致外在礦物的破碎。外在礦物的破碎。 顆粒顆粒越大越大，溫度梯度越明顯，破碎的，溫度梯度越明顯，破碎的可能性也就越大可能性也就越大。2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成外在礦物質(zhì)的破碎過程有很強(qiáng)的外在礦物質(zhì)的破碎過程有很強(qiáng)的隨機(jī)性隨機(jī)性。外在礦物質(zhì)溫度通常低于煙氣溫度外在礦物質(zhì)溫度通常低于煙氣溫度，致使只有少量外在礦，致使只有少量外在礦物質(zhì)的溫度超過其熔點(diǎn)溫度，在表面張力的作用發(fā)生凝聚物質(zhì)的溫度超過其熔點(diǎn)溫度，在表面張力的作用發(fā)生凝聚或聚結(jié)。或聚結(jié)。由于內(nèi)部熱解氣體的析出，少量外在礦物可以形成孔隙率由于內(nèi)

16、部熱解氣體的析出，少量外在礦物可以形成孔隙率很高的、中空低密度灰粒，很高的、中空低密度灰粒，稱為空胞灰粒。稱為空胞灰粒。2.3.3 內(nèi)在礦物質(zhì)凝聚和聚結(jié)內(nèi)在礦物質(zhì)凝聚和聚結(jié)由于焦炭燃燒是放熱反應(yīng)，焦炭顆粒燃燒過程中溫度可以達(dá)由于焦炭燃燒是放熱反應(yīng)，焦炭顆粒燃燒過程中溫度可以達(dá)到到 2000 2000 甚至更高。甚至更高。在這樣的高溫下，絕大多數(shù)內(nèi)在礦物在這樣的高溫下，絕大多數(shù)內(nèi)在礦物質(zhì)呈現(xiàn)熔融狀態(tài)。質(zhì)呈現(xiàn)熔融狀態(tài)。2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成隨著燃燒的進(jìn)行，內(nèi)在礦物質(zhì)的距離逐漸縮小，并可能粘隨著燃燒的進(jìn)行，內(nèi)在礦物質(zhì)的距離逐漸縮小，并可能粘連在一起，

17、在黏性及表面張力的作用下，它們就會(huì)發(fā)生連在一起，在黏性及表面張力的作用下，它們就會(huì)發(fā)生凝凝聚或聚合聚或聚合過程形成灰粒。過程形成灰粒。 2.3.4 礦物質(zhì)的氣化礦物質(zhì)的氣化隨著溫度的升高，首先隨著溫度的升高，首先堿金屬和一些易揮發(fā)的痕量元素堿金屬和一些易揮發(fā)的痕量元素在在很低的溫度下便可以從煤粒中揮發(fā)出來。很低的溫度下便可以從煤粒中揮發(fā)出來。 2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成當(dāng)煤粉顆粒溫度高于當(dāng)煤粉顆粒溫度高于1800K1800K時(shí)，煤中礦物質(zhì)熱解產(chǎn)生的時(shí)，煤中礦物質(zhì)熱解產(chǎn)生的難熔難熔氧化物氧化物，如，如SiOSiO2 2，AlAl2 2O O3 3，C

18、aOCaO，MgOMgO，F(xiàn)eOFeO等，會(huì)通過化學(xué)反等，會(huì)通過化學(xué)反應(yīng)生成易揮發(fā)的次氧化物（應(yīng)生成易揮發(fā)的次氧化物（SiO, AlSiO, Al2 2O O）或金屬單質(zhì)（）或金屬單質(zhì)（Ca, Ca, Mg ,FeMg ,Fe）蒸汽）蒸汽。還原劑：還原劑：COCO、C C、H H、S S等等例例：SiO2CO SiO(g)CO2 礦物質(zhì)氣化、凝結(jié)、凝聚是礦物質(zhì)氣化、凝結(jié)、凝聚是亞微米細(xì)顆粒形成的最主要途徑亞微米細(xì)顆粒形成的最主要途徑，通常稱為氣化凝結(jié)機(jī)理通常稱為氣化凝結(jié)機(jī)理 。氣化成核過程氣化成核過程煤燃燒過程中煤粒內(nèi)部析出的礦物質(zhì)蒸氣會(huì)通過孔隙煤燃燒過程中煤粒內(nèi)部析出的礦物質(zhì)蒸氣會(huì)通過孔隙向

19、外擴(kuò)向外擴(kuò)散散，通過碳邊界層到達(dá)焦炭表面；，通過碳邊界層到達(dá)焦炭表面；2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成由于溫度降低及氧氣分壓力的增加，使得次氧化物由于溫度降低及氧氣分壓力的增加，使得次氧化物蒸氣重新被蒸氣重新被氧化為相應(yīng)的氧化物氧化為相應(yīng)的氧化物；蒸氣達(dá)到蒸氣達(dá)到過飽和過飽和，以達(dá)到了發(fā)生凝結(jié)的程度，發(fā)生，以達(dá)到了發(fā)生凝結(jié)的程度，發(fā)生均相成核均相成核，形成形成納米級顆粒，納米級顆粒，然后通過凝結(jié)機(jī)理形成亞微米顆粒。然后通過凝結(jié)機(jī)理形成亞微米顆粒。 隨著成核形成的納米級顆粒隨著成核形成的納米級顆粒濃度的增加濃度的增加，蒸氣，蒸氣飽和度逐漸降飽和度逐漸降低，

20、此時(shí)大量的低，此時(shí)大量的無機(jī)蒸氣無機(jī)蒸氣（特別是易氣化的堿金屬和痕量元（特別是易氣化的堿金屬和痕量元素）會(huì)以這些顆粒為核心，在表面發(fā)生素）會(huì)以這些顆粒為核心，在表面發(fā)生異相凝結(jié)異相凝結(jié)。凝結(jié)會(huì)增。凝結(jié)會(huì)增加顆粒粒徑，質(zhì)量也會(huì)增加。加顆粒粒徑，質(zhì)量也會(huì)增加。 亞微米顆粒的成長：亞微米顆粒的成長：2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成亞微米顆粒凝聚、聚結(jié)亞微米顆粒凝聚、聚結(jié)凝聚凝聚爐膛內(nèi)高濃度的納米級顆粒在布朗運(yùn)動(dòng)的作用下，相互碰爐膛內(nèi)高濃度的納米級顆粒在布朗運(yùn)動(dòng)的作用下，相互碰撞引起粒子間凝聚形成更大的粒子；撞引起粒子間凝聚形成更大的粒子；諸如湍流運(yùn)動(dòng)或帶電效應(yīng)

21、等外力作用會(huì)加速凝聚過程，顆諸如湍流運(yùn)動(dòng)或帶電效應(yīng)等外力作用會(huì)加速凝聚過程，顆粒增長速度加快粒增長速度加快。2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成聚結(jié)：聚結(jié)：凝聚過程使灰粒粒徑增大，擴(kuò)散性減小，因此灰粒增大到凝聚過程使灰粒粒徑增大，擴(kuò)散性減小，因此灰粒增大到一定程度，凝聚將進(jìn)行相當(dāng)困難；一定程度，凝聚將進(jìn)行相當(dāng)困難；隨著煙氣向尾部煙道流動(dòng)，顆粒溫度降低到一定程度時(shí)，隨著煙氣向尾部煙道流動(dòng)，顆粒溫度降低到一定程度時(shí)，不足以使碰撞的顆粒發(fā)生凝聚，此時(shí)聚結(jié)起主要作用。不足以使碰撞的顆粒發(fā)生凝聚，此時(shí)聚結(jié)起主要作用。 2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過

22、程中煙塵與顆粒物的形成2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成超細(xì)顆粒物來源于煤中內(nèi)在礦物，主要是在高溫燃燒時(shí)氣化、成核凝結(jié)超細(xì)顆粒物來源于煤中內(nèi)在礦物，主要是在高溫燃燒時(shí)氣化、成核凝結(jié)形成超細(xì)顆粒物形成超細(xì)顆粒物。粗顆粒物通常是由各種碎裂過程直接產(chǎn)生的粒子組成。粗顆粒物通常是由各種碎裂過程直接產(chǎn)生的粒子組成。細(xì)顆粒物是煤中大部分無機(jī)質(zhì)礦物質(zhì)和微量元素在煤粒燃燒細(xì)顆粒物是煤中大部分無機(jī)質(zhì)礦物質(zhì)和微量元素在煤粒燃燒高溫下團(tuán)聚、聚結(jié)形成的顆粒。高溫下團(tuán)聚、聚結(jié)形成的顆粒。 超細(xì)顆粒物是煙塵的特殊組成部分，由于其特殊的物態(tài)超細(xì)顆粒物是煙塵的特殊組成部分，由于其特殊的物

23、態(tài)特性，特性，關(guān)于煙塵生成的影響因素及相應(yīng)的影響規(guī)律并不完全關(guān)于煙塵生成的影響因素及相應(yīng)的影響規(guī)律并不完全適用于超細(xì)顆粒物。適用于超細(xì)顆粒物。 影響因素：影響因素：燃燒溫度燃燒溫度氧氣濃度氧氣濃度燃燒氣氛燃燒氣氛煤粉粒度煤粉粒度添加劑添加劑煤種煤種2.3 2.3 燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成燃煤過程中煙塵與顆粒物的形成3.0 3.0 控制技術(shù)簡介控制技術(shù)簡介3.1 3.1 重力除塵器重力除塵器3.2 3.2 慣性除塵器慣性除塵器3.3 3.3 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器3.4 3.4 袋式除塵器袋式除塵器3.5 3.5 靜電除塵器靜電除塵器3.6 3.6 濕式除塵器濕式除塵器3.7 3.7 濕式靜電

24、除塵器濕式靜電除塵器3.8 3.8 電袋除塵器電袋除塵器3.9 3.9 超細(xì)顆粒物團(tuán)聚技術(shù)超細(xì)顆粒物團(tuán)聚技術(shù) 三、煙塵與超細(xì)顆粒物控制技術(shù)三、煙塵與超細(xì)顆粒物控制技術(shù)燃燒前燃燒前燃燒中燃燒中燃燒后燃燒后洗煤技術(shù)洗煤技術(shù)煤種選擇煤種選擇煤粒加工煤粒加工燃燒工況燃燒工況吸附劑吸附劑預(yù)團(tuán)聚技術(shù)預(yù)團(tuán)聚技術(shù) 復(fù)合除塵技術(shù)復(fù)合除塵技術(shù) 改進(jìn)除塵技術(shù)改進(jìn)除塵技術(shù)3.1 3.1 控制技術(shù)簡介控制技術(shù)簡介洗煤技術(shù)可以預(yù)先脫除煤中部分礦物質(zhì)洗煤技術(shù)可以預(yù)先脫除煤中部分礦物質(zhì), , 微量元素。但是將增加能源總消耗。微量元素。但是將增加能源總消耗。顆粒物的排放量與煤粉的細(xì)度相對應(yīng)。顆粒物的排放量均隨著煤粉細(xì)度的顆粒物

25、的排放量與煤粉的細(xì)度相對應(yīng)。顆粒物的排放量均隨著煤粉細(xì)度的減小而增大減小而增大, , 尤其尤其PM2.5 PM2.5 的量增大顯著。的量增大顯著。灰分較高的煤生成的顆粒物值都較高，反之亦然?；曳州^高的煤生成的顆粒物值都較高，反之亦然。固體吸附劑在煤粉燃燒的高溫條件下固體吸附劑在煤粉燃燒的高溫條件下與粉塵顆粒與粉塵顆粒凝并和聚結(jié)細(xì)顆粒物凝并和聚結(jié)細(xì)顆粒物, , 形成形成較大粒徑的顆粒較大粒徑的顆粒; ; 另外另外, , 由于吸附劑孔隙率大由于吸附劑孔隙率大還可以還可以捕獲重金屬元素捕獲重金屬元素。 預(yù)團(tuán)聚技術(shù)預(yù)團(tuán)聚技術(shù), , 即采取電、磁、聲、熱等外加場的作用使細(xì)微顆粒預(yù)團(tuán)聚長大即采取電、磁、聲

26、、熱等外加場的作用使細(xì)微顆粒預(yù)團(tuán)聚長大, , 從而使常規(guī)除塵裝置高效脫除從而使常規(guī)除塵裝置高效脫除 復(fù)合除塵技術(shù)復(fù)合除塵技術(shù), , 如靜電與布袋混合除塵系統(tǒng)等如靜電與布袋混合除塵系統(tǒng)等, , 目標(biāo)是通過幾種除塵機(jī)理目標(biāo)是通過幾種除塵機(jī)理的協(xié)同作用的協(xié)同作用, , 增強(qiáng)細(xì)微顆粒物的脫除效率增強(qiáng)細(xì)微顆粒物的脫除效率 傳統(tǒng)除塵技術(shù)的改進(jìn)；新型除塵技術(shù)。傳統(tǒng)除塵技術(shù)的改進(jìn)；新型除塵技術(shù)。顆粒物的排放量與燃燒溫度呈正相關(guān)性顆粒物的排放量與燃燒溫度呈正相關(guān)性。適當(dāng)降低鍋爐爐膛內(nèi)溫度或其局部。適當(dāng)降低鍋爐爐膛內(nèi)溫度或其局部溫度的措施可以降低可吸入顆粒物的生成量。溫度的措施可以降低可吸入顆粒物的生成量。燃燒時(shí)

27、間越長燃燒時(shí)間越長, , 生成的粒徑較小的顆粒物的量越多生成的粒徑較小的顆粒物的量越多, ,顆粒物的排放量均隨顆粒物的排放量均隨燃燒時(shí)間增長而增大。燃燒時(shí)間增長而增大。鍋爐負(fù)荷下降鍋爐負(fù)荷下降, , 會(huì)提高細(xì)灰的相對濃度會(huì)提高細(xì)灰的相對濃度。而且痕量元素的排放因子隨著鍋爐。而且痕量元素的排放因子隨著鍋爐負(fù)荷的降低而增加。負(fù)荷的降低而增加。除塵器除塵器分類分類機(jī)械式除塵器機(jī)械式除塵器過濾式除塵器過濾式除塵器靜電除塵器靜電除塵器濕法除塵器濕法除塵器采用重力、離心力等機(jī)械力將氣體中塵粒采用重力、離心力等機(jī)械力將氣體中塵粒沉降如重力除塵器、慣性除塵器、離心除沉降如重力除塵器、慣性除塵器、離心除塵器等塵

28、器等常用設(shè)備：重力沉降室、慣性除塵器常用設(shè)備：重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器和旋風(fēng)除塵器使含塵氣體通過具有很多毛細(xì)孔的過濾介質(zhì)使含塵氣體通過具有很多毛細(xì)孔的過濾介質(zhì)將污染物顆粒截留下來的除塵方法，如填充將污染物顆粒截留下來的除塵方法，如填充層過濾、布袋過濾等層過濾、布袋過濾等常用設(shè)備：顆粒層過濾器和袋式過濾器常用設(shè)備：顆粒層過濾器和袋式過濾器將含塵氣體通過高壓電場。在電場力的將含塵氣體通過高壓電場。在電場力的作用下使其得到凈化過程。作用下使其得到凈化過程。常用設(shè)備：干式靜電除塵器、濕式靜電除塵器常用設(shè)備：干式靜電除塵器、濕式靜電除塵器用水或其他液體濕潤塵粒，捕集粉塵和霧滴用水或其他液體濕潤

29、塵粒，捕集粉塵和霧滴的除塵方法。的除塵方法。常用設(shè)備：噴霧塔、填料塔、泡沫除塵器、常用設(shè)備：噴霧塔、填料塔、泡沫除塵器、文丘里洗滌器文丘里洗滌器3.0 3.0 控制技術(shù)簡介控制技術(shù)簡介3.1 3.1 重力除塵器重力除塵器氣體由進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入重力除塵器，由于氣體由進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入重力除塵器，由于斷面積迅速增大，流斷面積迅速增大，流速迅速下降，粉塵借重力作用，逐漸沉落，落入集灰斗中速迅速下降，粉塵借重力作用，逐漸沉落，落入集灰斗中。屬于粗除塵。在重力除塵設(shè)備中，氣體流動(dòng)的速度越低，屬于粗除塵。在重力除塵設(shè)備中，氣體流動(dòng)的速度越低，越有利用沉降細(xì)小的粉塵，越有利于提高除塵效率。越有利用沉降細(xì)小的粉塵，越有利于

30、提高除塵效率。工作原理：工作原理：3.1 3.1 重力除塵器重力除塵器提高重力除塵器效率的方法：提高重力除塵器效率的方法： 1）降低沉降室內(nèi)氣流速度）降低沉降室內(nèi)氣流速度 2）增加沉降室長度）增加沉降室長度 3）降低沉降室的高度）降低沉降室的高度3.1 3.1 重力除塵器重力除塵器結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單壓降壓損低壓降壓損低維護(hù)費(fèi)用低維護(hù)費(fèi)用低可靠性高可靠性高除塵效率低，除塵效率低，40%-50%40%-50%適用于大于適用于大于50um50um的粒子的粒子設(shè)備龐大設(shè)備龐大多作為多級除塵的預(yù)除塵多作為多級除塵的預(yù)除塵優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn) 應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 由于重力除塵器效率較低，所以限制了應(yīng)用范圍。一

31、般由于重力除塵器效率較低，所以限制了應(yīng)用范圍。一般用作為高級除塵器的預(yù)除塵器，在許多行業(yè)有著應(yīng)用。用作為高級除塵器的預(yù)除塵器，在許多行業(yè)有著應(yīng)用。 慣性除慣性除 塵器塵器 碰撞式碰撞式 除塵器除塵器氣流沖擊擋板捕集粒子。氣流沖擊擋板捕集粒子。3.2 3.2 慣性除塵器慣性除塵器 工作原理：工作原理： 利用塵粒在運(yùn)動(dòng)中具有利用塵粒在運(yùn)動(dòng)中具有的慣性力的慣性力，借助，借助擋板或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擋板或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使氣流急速改變方向使氣流急速改變方向，其中氣流中塵粒的慣性力會(huì)使塵粒，其中氣流中塵粒的慣性力會(huì)使塵粒運(yùn)動(dòng)軌跡與氣流軌跡不同，從而兩者獲得分離。運(yùn)動(dòng)軌跡與氣流軌跡不同，從而兩者獲得分離?；亓魇交亓魇匠龎m器

32、除塵器改變氣流方向捕集粒子。改變氣流方向捕集粒子。3.2 3.2 慣性除塵器慣性除塵器影響慣性除塵器性能的因素：影響慣性除塵器性能的因素： 1 1、對于碰撞式除塵器，碰撞前、對于碰撞式除塵器，碰撞前流速越高、出口流速越低流速越高、出口流速越低，除塵效率越高。除塵效率越高。 2 2、對于回流式除塵器，轉(zhuǎn)向、對于回流式除塵器，轉(zhuǎn)向曲率半徑越小，除塵效率越曲率半徑越小，除塵效率越高高。3 3、氣流、氣流轉(zhuǎn)向次數(shù)越多，除塵效率越高轉(zhuǎn)向次數(shù)越多，除塵效率越高，但壓損隨之增大。，但壓損隨之增大。 4 4、灰斗設(shè)計(jì)有足夠的容積，且形狀要滿足已被捕集的粉塵、灰斗設(shè)計(jì)有足夠的容積，且形狀要滿足已被捕集的粉塵不至

33、于被氣流帶走不至于被氣流帶走。3.2 3.2 慣性除塵器慣性除塵器除塵器體積小除塵器體積小占地面積小占地面積小無活動(dòng)部件無活動(dòng)部件可用于高溫高濃度粉塵場合可用于高溫高濃度粉塵場合磨損嚴(yán)重磨損嚴(yán)重凈化率不高凈化率不高用于多級除塵中的一級除塵用于多級除塵中的一級除塵1020um以上粗顆粒以上粗顆粒優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)3.3 3.3 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器工作原理：工作原理：它是利用含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心它是利用含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力，把塵粒從氣體中分離出來的裝置。力，把塵粒從氣體中分離出來的裝置。普通旋風(fēng)除塵器是由普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管體和排氣管等

34、組成。等組成。氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：外渦旋外渦旋少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域旋轉(zhuǎn)氣流少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋內(nèi)渦旋氣流運(yùn)動(dòng)包括切向、軸向和徑向：氣流運(yùn)動(dòng)包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度切向速度、軸向速度和徑向速度切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小向上內(nèi)渦流和向下外渦流，兩向上內(nèi)渦流和向下外渦流，兩者的旋轉(zhuǎn)方向相同。氣流在作者的旋轉(zhuǎn)方向相同。氣流在作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，塵粒在慣性離心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，塵粒在慣性離心力的推動(dòng)下向外壁移動(dòng)。到達(dá)力的推動(dòng)下向外壁

35、移動(dòng)。到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力的共外壁的塵粒在氣流和重力的共同作用下，沿外壁面落入灰斗。同作用下，沿外壁面落入灰斗。3.3 3.3 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器影響旋風(fēng)除塵器效率的有關(guān)因素：影響旋風(fēng)除塵器效率的有關(guān)因素：1.1.氣體流量或進(jìn)口速度氣體流量或進(jìn)口速度一般旋風(fēng)除塵器的煙氣進(jìn)口流速控制在一般旋風(fēng)除塵器的煙氣進(jìn)口流速控制在1212- -20m/s20m/s，最大不超，最大不超過過25m/s25m/s的范圍。的范圍。3.3 3.3 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器2.2.氣體含塵量及分散度氣體含塵量及分散度氣體含塵量的增加氣體含塵量的增加，可以提高除塵效率，在含塵量很高的情，可以提高除塵效率，在含塵量很高

36、的情況下卻很少采用小直徑旋風(fēng)除塵器。況下卻很少采用小直徑旋風(fēng)除塵器。另一方面，除塵效率與塵另一方面，除塵效率與塵粒的粒級組成有重要關(guān)系粒的粒級組成有重要關(guān)系，因此必須知道除塵器對不同塵粒粒，因此必須知道除塵器對不同塵粒粒級的除塵效率，即除塵器的分級效率。級的除塵效率，即除塵器的分級效率。3.3.除塵器內(nèi)壁粗糙度除塵器內(nèi)壁粗糙度旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁愈粗糙，愈易引起局部渦流的產(chǎn)生而降低除塵旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁愈粗糙，愈易引起局部渦流的產(chǎn)生而降低除塵效率。效率。有些除塵器由于塵粒與筒壁的長期摩擦而產(chǎn)生磨損現(xiàn)象，有些除塵器由于塵粒與筒壁的長期摩擦而產(chǎn)生磨損現(xiàn)象，大大降低除塵器的使用壽命。為了增強(qiáng)除塵器壁面的抗磨能

37、力，大大降低除塵器的使用壽命。為了增強(qiáng)除塵器壁面的抗磨能力，不少除塵器采用涂抹耐磨材料的工藝。不少除塵器采用涂抹耐磨材料的工藝。結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單壓降壓損中等壓降壓損中等造價(jià)便宜造價(jià)便宜操作維修方便操作維修方便動(dòng)力消耗不大動(dòng)力消耗不大除塵效率不高除塵效率不高對于流量變化較大的對于流量變化較大的含塵氣體不適用含塵氣體不適用小于小于5 5mm細(xì)顆粒的分離效率細(xì)顆粒的分離效率30304040，對對PM2PM2. .5 5的脫除效率僅有的脫除效率僅有3 3優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)3.3 3.3 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器3.4 3.4 袋式除塵器袋式除塵器工作原理：工作原理：袋式除塵器也稱過濾式除塵器，它是用纖維織物

38、制作的袋裝袋式除塵器也稱過濾式除塵器，它是用纖維織物制作的袋裝過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。袋式除過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。袋式除塵器的除塵過程塵器的除塵過程主要是由濾袋完成的。主要是由濾袋完成的。除塵機(jī)理：除塵機(jī)理：過濾機(jī)理主要有過濾機(jī)理主要有濾料和粉塵層濾料和粉塵層兩個(gè)方面。兩個(gè)方面。過濾過濾機(jī)理機(jī)理濾料濾料粉塵層粉塵層擴(kuò)散效應(yīng)擴(kuò)散效應(yīng)慣性作用慣性作用直接攔截直接攔截重力沉降重力沉降靜電吸引靜電吸引篩分效應(yīng)篩分效應(yīng)小于小于0.2um0.2um的粒子在布朗運(yùn)動(dòng)中，部分塵粒被纖維的粒子在布朗運(yùn)動(dòng)中，部分塵粒被纖維或塵層阻留。或塵層阻留。質(zhì)量較大的粒子，氣體流

39、經(jīng)纖維層時(shí)會(huì)被截住質(zhì)量較大的粒子，氣體流經(jīng)纖維層時(shí)會(huì)被截住氣流線與纖維表面的距離小于粒子的半徑，粒子與氣流線與纖維表面的距離小于粒子的半徑，粒子與纖維接觸并被捕集。纖維接觸并被捕集。顆粒較大，直接沉降。顆粒較大，直接沉降。氣流沖刷纖維捕集體，摩擦作用可使纖維帶電荷，氣流沖刷纖維捕集體，摩擦作用可使纖維帶電荷，粉塵顆粒在運(yùn)動(dòng)中也會(huì)帶電粉塵顆粒在運(yùn)動(dòng)中也會(huì)帶電濾料間的空隙或者濾料上粉塵間空隙較小時(shí)，有濾料間的空隙或者濾料上粉塵間空隙較小時(shí)，有利于篩分阻留。對于粉塵過濾起主要作用。利于篩分阻留。對于粉塵過濾起主要作用。3.4 3.4 袋式除塵器袋式除塵器篩分效應(yīng)篩分效應(yīng)新的濾袋上沒有粉塵，運(yùn)行后在濾

40、袋表面形成很薄的塵膜。新的濾袋上沒有粉塵，運(yùn)行后在濾袋表面形成很薄的塵膜。這一厚度的粉塵層（這一厚度的粉塵層（0.3-0.5mm0.3-0.5mm）被稱為）被稱為一次粉塵層一次粉塵層。在。在一次粉塵層上堆積的粉塵稱為二次粉塵層。濾布本身的除一次粉塵層上堆積的粉塵稱為二次粉塵層。濾布本身的除塵效率約塵效率約85%-90%85%-90%，但是一次粉塵層存在時(shí)，效率可提，但是一次粉塵層存在時(shí)，效率可提升至升至99.5%99.5%以上。使一次粉塵層保留，僅清除二次粉塵層。以上。使一次粉塵層保留，僅清除二次粉塵層。3.4 3.4 袋式除塵器袋式除塵器除塵效率高除塵效率高處理煙氣量的范圍大處理煙氣量的范圍

41、大適用于高濃度煙氣適用于高濃度煙氣結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用低造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用低體積與占地面積比較大。體積與占地面積比較大。阻力損失較大阻力損失較大對濾袋質(zhì)量有嚴(yán)格要求對濾袋質(zhì)量有嚴(yán)格要求溫度較高、濕度較大溫度較高、濕度較大或帶粘性的粉塵或帶粘性的粉塵和有腐蝕性的煙氣和有腐蝕性的煙氣不宜采用袋式除塵器不宜采用袋式除塵器優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)工作原理：工作原理：靜電除塵的工作原理包括靜電除塵的工作原理包括電暈放電電暈放電氣氣體電離、粒子荷電、粒子的沉積、清灰體電離、粒子荷電、粒子的沉積、清灰等過程。等過程。3.5 3.5 靜電除塵器靜電除塵器工作過程：工作過程：接地的金屬外殼叫收

42、塵極（或集塵極）接地的金屬外殼叫收塵極（或集塵極）和置于中間的，靠重錘張緊的放電極和置于中間的，靠重錘張緊的放電極（或稱電暈線）構(gòu)成管極式靜電除塵器。（或稱電暈線）構(gòu)成管極式靜電除塵器。工作時(shí)含塵氣體從除塵器下部進(jìn)入，工作時(shí)含塵氣體從除塵器下部進(jìn)入，向上通過一個(gè)足以使氣體電離的靜電場，向上通過一個(gè)足以使氣體電離的靜電場，產(chǎn)生大量的正負(fù)離子和電子并使粉塵荷產(chǎn)生大量的正負(fù)離子和電子并使粉塵荷電，荷電粉塵，荷電粉塵在電場力的作電，荷電粉塵，荷電粉塵在電場力的作用下向集塵極運(yùn)動(dòng)并在收塵極上沉積，用下向集塵極運(yùn)動(dòng)并在收塵極上沉積，從而達(dá)到粉塵和氣體分離的目的。當(dāng)收從而達(dá)到粉塵和氣體分離的目的。當(dāng)收塵極上

43、的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，通過清塵極上的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，通過清灰機(jī)構(gòu)使灰塵落入灰斗中排出灰機(jī)構(gòu)使灰塵落入灰斗中排出。3.5 3.5 靜電除塵器靜電除塵器電暈放電機(jī)理：電暈放電機(jī)理：金屬絲放出的電子迅速向正金屬絲放出的電子迅速向正極移動(dòng)，與氣體分子撞擊使極移動(dòng)，與氣體分子撞擊使之離子化之離子化氣體分子離子化的過程又產(chǎn)氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子生大量電子雪崩過程雪崩過程遠(yuǎn)離金屬絲，電場強(qiáng)度降低，遠(yuǎn)離金屬絲，電場強(qiáng)度降低，氣體離子化過程結(jié)束，電子氣體離子化過程結(jié)束，電子被氣體分子捕獲，形成氣體被氣體分子捕獲，形成氣體負(fù)離子負(fù)離子電暈區(qū)自由電子和氣體負(fù)離電暈區(qū)自由電子和氣體負(fù)離子是粒子荷電的電

44、荷來源子是粒子荷電的電荷來源氣體電離機(jī)理：氣體電離機(jī)理：空氣在通常情況下幾乎不能導(dǎo)電，但是電暈線和接地板之空氣在通常情況下幾乎不能導(dǎo)電，但是電暈線和接地板之間加一間加一直流電壓直流電壓，使氣體分子獲得一定的能量，就可以使，使氣體分子獲得一定的能量，就可以使氣體分子中的電子脫離，這些電子就能成為輸送電流的媒氣體分子中的電子脫離，這些電子就能成為輸送電流的媒介，氣體就有了導(dǎo)電性能，這個(gè)過程稱為介，氣體就有了導(dǎo)電性能，這個(gè)過程稱為氣體的電離氣體的電離。含塵氣流通過極板空間時(shí)，塵粒因碰撞俘獲氣體離子而導(dǎo)含塵氣流通過極板空間時(shí)，塵粒因碰撞俘獲氣體離子而導(dǎo)致荷電。致荷電。3.5 3.5 靜電除塵器靜電除塵

45、器3.5 3.5 靜電除塵器靜電除塵器 粒子荷電機(jī)理：粒子荷電機(jī)理： 這些電子可能這些電子可能直接撞擊直接撞擊粉塵微粒粉塵微粒，使粉塵荷電移，使粉塵荷電移向收塵極。向收塵極。 這些電子也可能使空這些電子也可能使空氣電離，由氣電離，由負(fù)的氣體負(fù)的氣體離子離子使粉塵荷電移向使粉塵荷電移向收塵極。收塵極。粒子沉積機(jī)理：粒子沉積機(jī)理： 在靜電除塵器中，電暈區(qū)和靠近電暈區(qū)很近的一部分荷正在靜電除塵器中，電暈區(qū)和靠近電暈區(qū)很近的一部分荷正電顆粒沉積在電暈極上，電暈區(qū)范圍小，捕集數(shù)量也少。電顆粒沉積在電暈極上，電暈區(qū)范圍小，捕集數(shù)量也少。而在電暈區(qū)外的電荷絕大部分帶負(fù)電荷，當(dāng)這些荷電塵粒而在電暈區(qū)外的電荷絕

46、大部分帶負(fù)電荷，當(dāng)這些荷電塵粒接近收塵極表面，就會(huì)在極板上沉積而被捕集。而氣流的接近收塵極表面，就會(huì)在極板上沉積而被捕集。而氣流的狀態(tài)和性質(zhì)，是塵粒被捕集的基礎(chǔ)。狀態(tài)和性質(zhì)，是塵粒被捕集的基礎(chǔ)。層流條件下層流條件下，塵粒運(yùn)，塵粒運(yùn)行軌跡可視為氣流速行軌跡可視為氣流速度與趨進(jìn)速度的向量度與趨進(jìn)速度的向量和。和。3.5 3.5 靜電除塵器靜電除塵器湍流條件下湍流條件下，塵粒的運(yùn)塵粒的運(yùn)動(dòng)幾乎完全受湍流支配，動(dòng)幾乎完全受湍流支配，所以塵粒是否被捕集成所以塵粒是否被捕集成為了一個(gè)概率問題。為了一個(gè)概率問題。靜電除塵器除塵效率影響因素靜電除塵器除塵效率影響因素影響除塵器效率的因素包括以下幾個(gè)方面：影響除

47、塵器效率的因素包括以下幾個(gè)方面：粉塵的比電阻、氣體溫度、濕度、含塵氣體的流量和流速、粉塵的比電阻、氣體溫度、濕度、含塵氣體的流量和流速、含塵濃度、氣流分布均勻性及除塵器本身結(jié)構(gòu)等。含塵濃度、氣流分布均勻性及除塵器本身結(jié)構(gòu)等。比比電阻小于電阻小于10104 4或者大于或者大于10101111比電阻在比電阻在10104 4- -10101111之間之間水蒸氣溫度水蒸氣溫度低于其露點(diǎn)低于其露點(diǎn)水蒸氣溫度水蒸氣溫度高于其露點(diǎn)高于其露點(diǎn)粉塵比電阻：粉塵比電阻：含塵氣體的濕度、溫度含塵氣體的濕度、溫度：煙溫過高、煙溫過高、過低過低煙氣溫度煙氣溫度90-15090-1503.5 3.5 靜電除塵器靜電除塵器

48、靜電除塵器除塵效率影響因素靜電除塵器除塵效率影響因素流速過高、流速過高、過低過低氣體流速氣體流速0.61.3m/s0.61.3m/s含塵氣體流速含塵氣體流速、流量流量含塵濃度含塵濃度：入口濃度過入口濃度過高高入口濃度入口濃度4060g/Nm4060g/Nm3 3氣流分布不氣流分布不均勻均勻氣流分布?xì)饬鞣植季鶆蚓鶆驓饬鞣植季鶆蛐裕簹饬鞣植季鶆蛐裕?.5 3.5 靜電除塵器靜電除塵器靜電除塵器除塵效率影響因素靜電除塵器除塵效率影響因素除塵器本身結(jié)構(gòu)除塵器本身結(jié)構(gòu)：極板、極線結(jié)構(gòu)極板、極線結(jié)構(gòu)空間電流密度分布、空間電流密度分布、電場分布、電場分布、極板電流密度分布極板電流密度分布靜電除塵器靜電除塵器

49、除塵效率除塵效率3.5 3.5 靜電除塵器靜電除塵器壓力損失小壓力損失小處理煙氣量的范圍大處理煙氣量的范圍大能耗較低能耗較低對細(xì)粉有很高的捕集效率對細(xì)粉有很高的捕集效率可在高溫、腐蝕性氣體下可在高溫、腐蝕性氣體下工作工作一次投資大一次投資大安裝精度高安裝精度高對比電阻有一定要求對比電阻有一定要求優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)3.5 3.5 靜電除塵器靜電除塵器 基本原理：基本原理： 讓液滴和相對較小的塵粒相接觸讓液滴和相對較小的塵粒相接觸/ /結(jié)合產(chǎn)生容易捕集結(jié)合產(chǎn)生容易捕集的較大顆粒。的較大顆粒。3.6 3.6 濕式除塵器濕式除塵器文丘里濕式除塵器文丘里濕式除塵器: : 含塵氣體通過喉管，水在喉含塵氣體通

50、過喉管，水在喉 管處被湍流運(yùn)動(dòng)的氣流霧化，管處被湍流運(yùn)動(dòng)的氣流霧化， 塵粒與水滴間相互碰撞使塵塵粒與水滴間相互碰撞使塵 粒沉降。粒沉降。 結(jié)構(gòu)簡單，對微細(xì)顆粒除塵結(jié)構(gòu)簡單，對微細(xì)顆粒除塵 效率較高，但費(fèi)用較高，會(huì)效率較高，但費(fèi)用較高，會(huì)產(chǎn)生二次污染。產(chǎn)生二次污染。 常用于高溫?zé)煔饨禍睾统龎m，常用于高溫?zé)煔饨禍睾统龎m， 也可用于吸收氣體污染物。也可用于吸收氣體污染物。結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單效率較高效率較高降溫冷卻降溫冷卻去除有毒有害氣體去除有毒有害氣體需耗一定量水需耗一定量水對污水處理，二次污染對污水處理，二次污染粉塵回收困難粉塵回收困難易受腐蝕易受腐蝕堵塞及掛灰堵塞及掛灰優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)3.6 3.

51、6 濕式除塵器濕式除塵器 濕式靜電除塵器工作原理：濕式靜電除塵器工作原理： 濕式靜電除塵可理解為靜電收塵加濕式除塵，與干式濕式靜電除塵可理解為靜電收塵加濕式除塵，與干式靜電除塵只在塵粒的捕集這一環(huán)節(jié)不同。靜電除塵只在塵粒的捕集這一環(huán)節(jié)不同。 3.7 3.7 濕式靜電除塵器濕式靜電除塵器水霧直接被噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的水霧直接被噴向放電極和電暈區(qū)，水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大電暈場內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化。電場力、荷電水霧強(qiáng)大電暈場內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化。電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并共同對粉塵粒子起捕集作用，最終的碰撞攔截、吸附凝并共同對粉塵粒子起捕集作用，最終粉塵粒子在電場

52、力的作用下到達(dá)收塵極而被捕集。粉塵粒子在電場力的作用下到達(dá)收塵極而被捕集。濕式電濕式電除塵器將水噴至收塵極上形成連續(xù)水膜除塵器將水噴至收塵極上形成連續(xù)水膜，流動(dòng)水將粉塵沖，流動(dòng)水將粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。刷到灰斗中隨水排出。 濕式靜電除塵脫除的對象為濕式靜電除塵脫除的對象為 粉塵和霧滴。粉塵和霧滴。3.7 3.7 濕式靜電除塵器濕式靜電除塵器濕式靜電除塵器工作原理：濕式靜電除塵器工作原理：對微細(xì)粉塵的脫除：對微細(xì)粉塵的脫除： 濕式靜電除塵中，因放電極被水浸潤后，電子較易溢出，濕式靜電除塵中，因放電極被水浸潤后，電子較易溢出，同時(shí)水霧被放電極尖端的強(qiáng)大火花進(jìn)一步擊碎細(xì)化，使電同時(shí)水霧被放電極尖

53、端的強(qiáng)大火花進(jìn)一步擊碎細(xì)化，使電場中存在著大量的帶電霧滴，場中存在著大量的帶電霧滴，大大增加亞微米粒子碰撞帶大大增加亞微米粒子碰撞帶電的幾率，同時(shí)提高了帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)速度，可電的幾率，同時(shí)提高了帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)速度，可以在較高的煙氣流速下捕獲更多的微粒。以在較高的煙氣流速下捕獲更多的微粒。除塵效率根據(jù)運(yùn)除塵效率根據(jù)運(yùn)行的電場數(shù)不同一般可達(dá)到行的電場數(shù)不同一般可達(dá)到99.9%99.9%以上。以上。3.7 3.7 濕式靜電除塵器濕式靜電除塵器 對三氧化硫的脫除：對三氧化硫的脫除： 煤燃燒約煤燃燒約2%2%的二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫。由于的二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫。由于SCRSCR脫硝在脫

54、硝在越來越多的電廠中投入運(yùn)行，三氧化硫的量約為原來的三倍，越來越多的電廠中投入運(yùn)行，三氧化硫的量約為原來的三倍，三氧化硫的影響主要為藍(lán)羽現(xiàn)象、酸雨現(xiàn)象和低溫腐蝕。三氧化硫的影響主要為藍(lán)羽現(xiàn)象、酸雨現(xiàn)象和低溫腐蝕。 3.7 3.7 濕式靜電除塵器濕式靜電除塵器煙氣中的三氧化硫在煙氣中的三氧化硫在205205以下時(shí)，主要以硫酸微液滴的形以下時(shí)，主要以硫酸微液滴的形式存在。其平均顆粒直徑在式存在。其平均顆粒直徑在0.4m0.4m以下，屬于亞微米顆粒以下，屬于亞微米顆粒范疇。范疇。由于濕式靜電除塵器對亞微米顆粒有著高捕獲率，由于濕式靜電除塵器對亞微米顆粒有著高捕獲率，可有效去除三氧化硫微液滴，這也是干式除塵器和可有效去除三氧化硫微液滴，這也是干式除塵器和FGDFGD對三對三氧化硫去除率較低的主要原因。氧化硫去除率較低的主要原因。對石膏粉塵、液滴的脫除對石膏粉塵、液滴的脫除 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和測試結(jié)果表明，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和測試結(jié)果表明，1 1電場除塵效率在電場除塵效率在70%70%左右，左右，2 2電場除塵效率電場除塵效率90%90%以上時(shí)，石膏去除效率應(yīng)大于粉塵去除以上時(shí)，石膏去除效率應(yīng)大于粉塵去除效率。也就是說脫硫出口石膏液滴濃度在效率。也就是說脫硫出口石膏液滴濃度在100mg/m100mg/m3 3時(shí)，經(jīng)時(shí)，經(jīng)過濕式靜電除塵器之后濃度不會(huì)超過過濕式靜電除塵器之后濃度不會(huì)超過30mg/m30m