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低温省煤器条件下硫与飞灰颗粒的行为研究

周东方  
【摘要】:低温省煤器作为一项新型节能设备,正在火力发电行业得到日益广泛的推广应用,并已显示出良好的节能效益。相对于传统的锅炉尾部烟气流程,在增加低温省煤器后,由于烟气的进一步冷却,低温烟气中对温度变化较为敏感的成分如SOx,水蒸气等与飞灰颗粒的作用和行为可能发生一定的变化,从而将对污染物质的排放控制和设备自身的积灰腐蚀等方面产生重要影响。目前有关低温省煤器对烟气污染物和飞灰颗粒物行为影响的研究还较为少见,因此通过开展相关的研究,探索在低温省煤器运行环境下烟气污染物(包括硫氧化物、飞灰颗粒物等)的行为规律,将可能对燃煤电厂清洁排放和设备运用提供相应的参考和指导。本文在参照低温省煤器工作条件的实验环境下,进行小龙潭粉煤灰与含硫模拟烟气的反应试验研究。一方面在热重反应器上进行了90-150℃温度范围内,不同水蒸气和SO2浓度的恒温热重实验,通过反应增重和游离氧化钙反应率的变化评价SO2与粉煤灰的反应性能。结果表明高浓度的SO2和降低烟气温度有助于提高粉煤灰对SO2的吸收,外加的三氧化二铁矿物也能够有效提高煤灰与SO2的反应能力;水蒸气可以大幅度提高反应增重和反应率,但过高含量的水蒸气(15%)相对与较低含量的水蒸气(5%)表现出对最终反应率提高的抑制作用。另一方面在沉降炉中进行了飞灰颗粒随烟气运动的模拟实验,通过自制收集器收集的样品进行X射线荧光光谱(XRF)和激光粒度分析,结果表明在有水蒸气存在的条件下,高浓度SO2或微量的SO3可以使灰中硫钙摩尔比显著增加;飞灰颗粒的粒径-体积比在0.3至30μm区间下降,在30-200μm区间上升,显示粒径分布增大的趋势,高浓度的水蒸气或SO2对飞灰样品中粗颗粒份额的增加具有促进作用。


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