浅谈燃煤亚微米颗粒物的形成与控制

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1、浅谈燃煤亚微米颗粒物的形成与控制陈璞金江苏辐环环境科技有限公司摘要：燃煤锅炉排放烟气中含有大量的亚微米颗粒，其形成机制与控制技术具有突出的研宄意义和重要性。本文阐述了煤燃烧亚微米颗粒物的形成机理，过程受到煤种、温度、燃料-空气比率和停留时间等多种因素的影响。介绍和分析丫静电除尘器，袋式除尘器以及旋风除尘器等传统颗粒物排放控制方法，探讨了电凝并、声凝并、热凝并、化学凝并等凝并技术脱除细微颗粒物的原理和优缺点。关键词：亚微米颗粒物;生成机理;凝并;除尘技术;作者简介：陈璞金（1984-）,男，江苏如皋人，学士学位，环评工程师，从事环境影响评价工作。For

2、mationMechanismandControlTechnologyofSubmicronParticlesinCoalCombustionCHENPu—jinJiangsuFuhuanEnvironmentalScienceandTechnologyCo.，Ltd.;Abstract：Thecoalfiredboilerfluegascontainsalargenumberofsubmicronparticles,anditsformationmechanismandcontroltechnologyhasoutstandingresearchs

3、ignificanceandimportance.Theformationmechanismofsubmicronparticlesincoalcombustionisdescribedinthispaper.Theprocessisaffectedbycoaltype,temperature,fuel-airratioandresidencetime,etc..Thispaperintroducesandanalyzestheelectrostaticprecipitator,bagtypedustcollector,cyclonedustcoll

4、ectorandothertraditionalparticlesemissioncontrolmethods,discussestheprincipleandtheadvantagesanddisadvantagesofcoagulationtechnologiesforremovingfineparticles,suchaselectrocoagulation,acousticcoagulation,heatcoagulation.Keyword：submicronparticles;formationmechanism;coagulation;

5、dustremovaltechnology;0引言煤在我国能源结构中一直占有很高的比例，我国煤的利用方式主要是燃烧，每年生产的煤炭中有84%直接用于燃烧£11，从而带来了严重的颗粒物污染。尽管电厂都安装丫高效除尘设备，但是它们对细颗粒物的收集效率并不明显，尤其是亚微米颗粒（粒径约为0.05~lum），其收集效率更低［2-3］。细颗粒被排入大气后，具有较大的比表面积，且由于这些细颗粒含有大量的有机污染物（如二噁英、多环芳烃类化合物等）和各类有毒金属元素（如Cd、Pb、Mn、Al、Be、Fe等）XU,能够在大气中长吋间的停留，漂浮范围巨大，人体很容易吸收

6、到被排入大气的这些细颗粒。实践发现，人类疾病的发病率、死亡率都和这些细颗粒物浓度增加有关，特别是心肺疾病和呼吸系统疾病等m，对人体存在巨大的不利影响，甚至对整个社会而言都具有不利影响，它是导致臭氧层破坏、烟雾事件、全球气候变化等重大事件的重要因素［6］。因此，煤燃烧过程中亚微米颗粒物的形成机制与控制技术具冇突出的研究意义和重要性。1煤燃烧亚微米颗粒物的生成机理煤灰颗粒的形成途径主要括以下几个方面:矿物质的气化-凝结;外在矿物质破碎；内在矿物质凝聚和聚结;焦炭破碎。颗粒粒径范围依据形成机理的不冋变现出明显差异，一般来说，第一个机理形成的是主要是亚微米颗

7、粒，而后三种机理形成的主要是粗颗粒。研宂表明，亚微米颗粒的最重要形成机理就是煤中无机矿物质的气化-凝结。煤中无机矿物质的气化-凝结机理伍括矿物质的气化、成核、蒸气在亚微米颗粒上的凝结及亚微米颗粒的凝聚等过程。煤粉在高温燃烧室内经过挥发分挥发、碳粒的着火燃烧等过程后，煤屮的部分矿物成分开始气化形成悬浮粒子，各种痕量元素也在气化过程中的重新分配。火焰温度越高，煤粒内部还原性气氛越强，元素气化越容易，越有利于亚微米颗粒的形成。随着温度降低，气相物质凝聚成核。分散的亚微米颗粒通过物理或化学作用，主要包括布朗运动、沉降速率、化学反应、湍流运动和颗粒间的相互作用

8、力，导致亚微米颗粒粒径逐渐增长，相互结合成较大颗粒，即，凝聚，又称为闭聚。煤中微量元素经过高温分解、燃烧和气