劉 勇 楊林軍 潘丹萍 趙 汶 劉 瑞 胡 斌

(東南大學能源熱轉換及其過程測控教育部重點實驗室,南京10096)

化學團聚降低WFGD系統(tǒng)PM2.5排放的試驗研究

劉 勇 楊林軍 潘丹萍 趙 汶 劉 瑞 胡 斌

(東南大學能源熱轉換及其過程測控教育部重點實驗室,南京10096)

為了降低濕法脫硫系統(tǒng)(WFGD)出口PM2.5的排放量,在模擬WFGD和燃煤熱態(tài)實驗系統(tǒng)中進行了添加化學團聚劑的試驗.考察了脫硫液細小晶粒含量與出口PM2.5濃度的關系以及團聚劑對脫硫液顆粒物粒徑分布的影響,并對團聚劑類型、濃度、溫度及脫硫操作條件等對脫硫系統(tǒng)的影響進行了研究,同時考察了團聚劑的加入對脫硫的影響.結果表明:WFGD出口PM2.5排放量與漿液細小晶粒含量成正相關,添加化學團聚劑可有效降低脫硫漿液中細小晶粒的數(shù)量,脫硫液中細顆粒物相對體積濃度降低38%;燃煤熱態(tài)系統(tǒng)下添加化學團聚劑可有效降低PM2.5排放量,數(shù)量濃度降低約20%;非離子型聚丙烯酰胺團聚效果最明顯,團聚效果隨著脫硫液溫度的升高而升高,脫硫液氣比控制在15～20 L/m3范圍內比較合適,團聚劑加入不會影響脫硫性能.

PM2.5;化學團聚;濕法煙氣脫硫

PM2.5污染已成為我國突出的大氣環(huán)境問題,其中燃煤電站排放是造成PM2.5污染的主要原因之一.因此,控制燃煤電站PM2.5排放量已成為能源與環(huán)境領域迫切需要解決的關鍵問題.目前,國內大部分燃煤電站在靜電除塵后安裝濕法煙氣脫硫(WFGD)系統(tǒng),其中以石灰石-石膏法為主脫硫,市場占有率達80%以上.電除塵器的總除塵效率雖可達99%以上[1-2],但對PM2.5的脫除效率并不高,仍有大量細顆粒物進入后續(xù)的濕法脫硫設施中.有研究表明,石灰石-石膏法脫硫系統(tǒng)雖可脫除入口煙氣中的部分細顆粒物,但由于漿液夾帶、脫硫反應產(chǎn)物附著于原煙氣細顆粒物逃逸等原因,使得濕法脫硫過程中PM2.5濃度反而有所增加[3-4];同時,物相組成發(fā)生顯著變化,除燃煤飛灰外,還含有石膏和未反應的石灰石等組分(占50%以上)[5].已有的降低濕法脫硫PM2.5排放技術中,濕式電除塵投資大、能耗高;應用蒸汽相變可以有效增大濕法脫硫出口細顆粒物粒徑[6],提高后續(xù)除霧器的脫除性能,但主要針對脫硫后的煙氣;在脫硫液中添加潤濕劑能提高細入口顆粒物的潤濕性,增強脫硫液的洗滌效果,降低PM2.5排放量[7],但對于脫硫過程中形成的PM2.5卻沒有明顯的脫除效果.

通過對現(xiàn)有污染物控制設備的簡單改造實現(xiàn)化學團聚技術的運用.陳俊等[8]和Gao等[9]從理論上分析了化學團聚機理及其影響因素.Rajniak[10]針對不同黏度、密度、液滴大小的團聚促進劑對顆粒團聚特性的影響做了相關研究.魏鳳等[11-12]采用模擬煙氣試驗考察了團聚促進劑對細顆粒物的團聚效果.上述研究主要關注添加化學團聚劑使得細顆粒物粒徑團聚長大后對除塵器脫除細顆粒物的促進作用,對于所添加化學團聚劑的相關特性研究較少.鑒于濕法脫硫出口細顆粒物組成的特點,其中有不少來自脫硫漿液中帶出的細小顆粒,降低脫硫過程中產(chǎn)生的PM2.5數(shù)量,可減少WFGD系統(tǒng)出口PM2.5排放.通過在脫硫液中添加團聚劑,使得脫硫液滴中的細顆粒物和高分子長鏈絮凝劑形成微絮凝體,增大細顆粒物粒徑,降低細顆粒物的夾帶排放,同時在脫硫漿液機械攪拌及較強的氣液接觸下微絮凝體不會形成大的絮凝體而影響系統(tǒng)運行和降低脫硫效果.

目前,李海龍等[13]通過固液團聚實驗研究了燃煤細顆粒在團聚劑溶液中的團聚行為.趙汶等[14]在燃煤熱態(tài)試驗系統(tǒng)中進行了脫硫液添加團聚劑的初步試驗.

本文在燃煤熱態(tài)試驗臺上以燃煤鍋爐產(chǎn)生的熱煙氣為微粒源,進行了在濕法脫硫漿液中添加化學團聚劑的試驗研究,主要考察實際燃煤煙氣條件下脫硫液中添加化學團聚劑的效果及其影響因素,同時考察了團聚劑加入后對脫硫的影響.

1 試驗系統(tǒng)與方法

1.1 試驗系統(tǒng)

模擬濕法脫硫試驗系統(tǒng)主要由模擬煙氣配制系統(tǒng)、濕法煙氣脫硫系統(tǒng)、脫硫漿液配制輸送系統(tǒng)組成,模擬煙氣經(jīng)漩渦氣泵并與經(jīng)質量流量計計量后的SO2氣體在混合器內充分混合,模擬煙氣溫度可通過氣體電加熱器進行控制,熱煙氣在脫硫塔內與脫硫漿液逆流接觸,并通過除霧器后排放;脫硫塔采用噴淋塔結構,設置三級噴淋.

燃煤熱態(tài)試驗裝置如圖1所示,主要由全自動燃煤鍋爐、緩沖罐、電除塵器、脫硫系統(tǒng)和測試控制系統(tǒng)等組成,額定煙氣量為150 m3/h,緩沖罐內安裝攪拌風扇和電加熱管，用于保證煙塵濃度分布基本穩(wěn)定及調節(jié)煙氣溫度.其工藝流程為:燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)緩沖罐混合后,經(jīng)增壓風機增壓進入管式電除塵器去除粉塵,最后進入脫硫系統(tǒng)脫除SO2.

緩沖罐內安裝攪拌風機用于保證煙塵濃度及粒徑分布基本穩(wěn)定.除塵器采用豎管式電除塵器(型號GGAj02-006).脫硫塔采用噴淋塔,塔出口安裝有除霧器,采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝.

本文選取聚丙烯酰胺(PAM)作為團聚劑，在模擬試驗臺上進行了團聚試驗,并選用果膠(PG)、聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基纖維素鈉(CMC)、聚合硅酸鋁鐵(PSAF)、田菁膠(SG)、瓜爾豆膠(GG)、黃原膠(XG)、聚合氯化鋁(PAC)、改性聚合氯化鋁(MPAC)等團聚劑進行后續(xù)的熱態(tài)試驗.

1.2 測試方法

煙氣中細顆粒濃度及粒徑分布采用芬蘭Dekati公司生產(chǎn)的電稱低壓沖擊器(electrical low pressure impactor,ELPI)進行實時在線測量,ELPI可測試的顆粒中位直徑范圍為0.026～7.651 μm.ELPI通過顆粒荷電、慣性分級及測量分級荷電量來確定顆粒物濃度和粒徑分布特征，主要包括三分荷電器、沖擊器和多通道靜電儀3個部分.顆粒物通過取樣口經(jīng)荷電器荷電,荷電顆粒通過沖擊器完成慣性分級,靜電儀測得的電流信號通過計算機進行處理分析,從而得到顆粒物樣品的濃度和粒徑分布.

圖1 燃煤熱態(tài)試驗系統(tǒng)

二水硫酸鈣晶體粒度分布采用丹東百特科技有限公司的BT-9300ST型激光粒度分析儀測試,該儀器基于激光散射原理測量粒度分布.測試前,對儀器進行背景測試,然后對樣品進行檢測.該儀器可以直接測試液相中的粒度分布,首先添加液相介質,加入的樣品在液相介質中經(jīng)過循環(huán)攪拌分散后放入比色皿中,通過激光照射測定其粒度分布.由于二水硫酸鈣在水中微溶,并且溶解部分以微細晶體為主,而本試驗的目的是探求二水硫酸鈣的結晶特性,因此選用純度高于99.7%的無水乙醇作為液相介質.

煙氣中SO2濃度采用德國MRU公司生產(chǎn)的Delta 2000CD-IV型煙氣分析儀測量.

2 試驗結果與討論

2.1 化學團聚降低WFGD系統(tǒng)出口PM2.5排放機理分析

2.1.1 脫硫液中細顆粒物含量與PM2.5排放關系

在小型模擬試驗臺上進行化學團聚前后脫硫液粒度分布及細顆粒物排放特性試驗.根據(jù)實際燃煤電廠石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)的運行經(jīng)驗進行脫硫漿液制作,當初始脫硫劑用量為40 g/L,SO2濃度為1.0×10-3時,系統(tǒng)調試運行約4 h即可達到穩(wěn)定,此時加入新鮮漿液,使pH值維持在5.2～5.7之間.通過改變調試過程的環(huán)境條件,可以得到不同粒徑分布的脫硫漿液.試驗采用激光粒度儀和ELPI分別測試脫硫漿液顆粒物粒徑分布和脫硫塔出口PM2.5濃度,考察了脫硫液中粒徑小于2.5 μm的顆粒物累積含量與出口PM2.5數(shù)量濃度的關系.試驗結果如圖2所示,結果表明,石膏晶體粒度大小對脫硫過程中細顆粒物的形成和排放量有重要影響,濕法脫硫出口PM2.5濃度與脫硫漿液中粒徑小于2.5 μm的顆粒物累積含量成正相關.當脫硫漿液中粒徑小于2.5 μm的顆粒物累積含量約為2.5%時,脫硫塔出口PM2.5數(shù)量濃度為1.1×107個/cm3;而當顆粒物累積含量增加到約7.5%時,PM2.5排放濃度達到2.3×107個/cm3.

圖2 脫硫液細顆粒物(粒徑小于2.5 μm)含量對PM2.5排放量的影響

2.1.2 團聚劑對脫硫漿液顆粒物粒徑的影響

當模擬濕法脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定運行后,采用聚丙烯酰胺作為團聚劑,配制濃度為0.5%.當系統(tǒng)穩(wěn)定運行后,加入團聚劑溶液100 mL,采用激光粒度儀測試團聚劑加入前后脫硫漿液粒徑變化,結果如圖3所示.

圖3(a)為化學團聚劑加入前后脫硫漿液不同粒徑段顆粒物分布.從圖中可以看出,化學團聚劑加入前后脫硫漿液顆粒物都呈單峰分布,添加化學

(a) 不同粒徑相對體積濃度

(b) 不同粒徑累積含量

團聚劑后,顆粒物粒徑分布峰向粒徑增大的方向移動,峰值從18.5 μm左右提高到28 μm,而粒徑小于20 μm的顆粒物相對體積濃度比加入團聚劑前明顯降低,說明低粒徑段顆粒物隨著團聚劑的加入粒徑會變大.圖3(b)為團聚前后脫硫漿液不同粒徑段顆粒累積含量分布,加入團聚劑后,脫硫液中小于1 μm的顆粒物從2.85%降低為1.4 %,相對體積濃度降低51%;脫硫液中小于2.5 μm的顆粒物從6.65%降為4.12%,相對體積濃度降低38%;脫硫液中小于10 μm的顆粒物從31.13%降為22.57%,相對體積濃度降低27%.圖3表明隨著粒徑的減小,團聚劑的團聚效果越明顯.

2.1.3 化學團聚對WFGD系統(tǒng)出口PM2.5排放的影響

采用小型模擬系統(tǒng),在線考察加入團聚劑后脫硫塔出口細顆粒物數(shù)量濃度變化，結果如圖4(a)所示.當脫硫塔出口PM2.5數(shù)量濃度平均為2.2×107個/cm3時,添加團聚劑后,出口PM2.5平均數(shù)量濃度降為約1.3×107個/cm3,比進口濃度降低40%左右.由圖4(b)可看出,加入團聚劑后,脫硫塔出口PM2.5數(shù)量濃度降低的同時,粒徑也同時發(fā)生變化,分布峰值向大粒徑段移動.

在小型模擬試驗臺試驗的基礎上,采用石灰石-石膏法脫硫工藝,選取果膠(PG)作為團聚劑,進一步在燃煤熱態(tài)試驗臺典型工況下進行了脫硫液中直接添加團聚劑的試驗,考察實際燃煤煙氣環(huán)境下的團聚促進效果.試驗典型工況條件為:脫硫液溫度40 ℃,脫硫塔采用四級噴淋結構,塔頂布置高效絲網(wǎng)除霧器;脫硫操作液氣比為15 L/m3,SO2濃度為1 500 mg/m3;脫硫液中團聚劑添加濃度為0.1 g/m.為保證團聚效果,添加團聚劑時先用純水將其配制成水溶液，再加入脫硫液中.同時采用攪拌器全程攪拌,防止脫硫液因團聚劑的加入而產(chǎn)生較大絮凝物.

(a) 出口PM2.5數(shù)量濃度

(b) 粒徑變化

試驗結果如圖5所示,未加團聚劑時,打開脫硫液噴淋后脫硫塔出口細顆粒物未見明顯變化;當加入團聚劑,打開噴淋后,細顆粒物數(shù)量濃度由9.2×106個/cm3降至7.4×106個/cm3,降幅約為19.6%;質量濃度由58 mg/m3降至45 mg/m3,降幅約為22.4%.這表明,在脫硫液中添加團聚劑可有效降低WFGD系統(tǒng)出口顆粒物濃度.分析認為,脫硫液與燃煤煙氣在脫硫塔中逆流接觸,在強烈的熱質交換過程中,含有細顆粒物的脫硫液滴由于碰撞或水分蒸發(fā)等因素使得粒徑變小而容易被氣流夾帶.而加入團聚劑后,一方面脫硫液滴中的細顆粒物被團聚劑高分子鏈吸附,使得脫硫液滴在碰撞或蒸發(fā)過程中細顆粒物更易形成大顆粒物而不易被氣流夾帶,部分隨氣流夾帶的顆粒物也會由于粒徑的增大而容易被除霧器捕集;另一方面,由于團聚劑對煙氣中燃煤細顆粒物的吸附作用,可提高脫硫液滴對入口燃煤細顆粒物的洗滌效果.

(a) 未加團聚劑

(b) 加入團聚劑

2.2 團聚效果的影響因素

2.2.1 化學團聚劑種類的影響

選取田菁膠(SG)、瓜爾豆膠(GG)、羧甲基纖維素鈉(CMC)、聚合硅酸鋁鐵(PSAF)和非離子型聚丙烯酰胺(PAM)考察不同種類團聚劑對WFGD系統(tǒng)脫除細顆粒物的促進作用.試驗條件參照典型工況條件,結果如圖6所示.可見,5種團聚劑均對WFGD系統(tǒng)脫除細顆粒物的性能有不同程度的促進作用;其中,GG的促進作用較小,分析原因認為:在脫硫系統(tǒng)正常運行的石膏漿液pH值范圍內,GG的黏度下降,影響了團聚效果.其余4種團聚劑在典型工況條件下表現(xiàn)良好,數(shù)量濃度的脫除效率可以達到約14%～20%,質量濃度的脫除效率達到約20%～30%;PAM 由于所帶負電荷較少、分子量適中、分子鏈伸展度較好,因此對燃煤細顆粒的團聚效果最為明顯,這與李海龍等[13]的試驗結果一致.

圖6 不同種類團聚劑的作用效果對比

2.2.2 化學團聚劑添加濃度的影響

依據(jù)典型工況試驗結果,選取效果較好的PSAF，PG和PAM三種團聚劑考察添加濃度對細顆粒物脫除的促進作用.選用0.01,0.1,0.5 g/L三種添加濃度進行試驗，其余試驗條件參照典型工況.試驗結果如圖7所示.由圖可見,WFGD系統(tǒng)的脫除效率與添加濃度之間的關系類似于電除塵效率與團聚劑溶液濃度之間的關系.當添加濃度為0.01 g/L時,由于所添加的團聚劑濃度過低,脫硫液中所含的高分子鏈較少,使得團聚效果減弱;隨著添加濃度的增大,脫除效率隨之升高，當添加濃度由0.1增至0.5 g/L的過程中,脫除效率增幅減緩,這種變化趨勢與相關研究類似[14-15].這是因為當團聚劑濃度過大時,顆粒表面的吸附位均被高分子鏈占據(jù)，沒有可供吸附的空位,此時伸向液相中的高分子鏈的另一端很難再吸附于別的細顆粒上,吸附架橋作用難以實現(xiàn),細顆粒很難再被團聚.同時,過高的團聚劑添加濃度還可能導致脫硫液中的石灰石/石膏顆粒發(fā)生絮凝反應,使得脫硫液黏度增大,引起系統(tǒng)堵塞.

圖7 添加濃度的影響

2.2.3 脫硫液溫度的影響

在化學團聚促進電除塵脫除細顆粒物的試驗研究中,煙氣溫度對于團聚效果有著顯著的影響.試驗通過脫硫液槽內的電加熱器對脫硫液進行加熱,分別考察25,40,60 ℃下團聚劑的促進性能;選用典型工況下效果較好的PSAF，PG，CMC和PAM團聚劑,其余試驗條件參照典型工況，結果如圖8所示.由圖可以發(fā)現(xiàn),在較低溫度下,團聚效果并不顯著;隨著脫硫液溫度的升高,4種團聚劑的促進作用都在增強.分析原因可能是隨著溫度的升高,細顆粒物以及團聚劑高分子的熱運動都在加強,使得架橋吸附作用增強,團聚速度變快,團聚效果加強.這與李海龍等[13]發(fā)現(xiàn)的溶液溫度升高團聚劑對燃煤細顆粒物的團聚作用增強的結果相一致.洪亮等[16]發(fā)現(xiàn)團聚液溫度從60 ℃升高至80 ℃,溶液中PM2.5濃度有繼續(xù)降低的趨勢.當脫硫液溫度由45 ℃升高至60 ℃時,CMC的團聚效果無明顯提升.這是因為CMC在溫度大于45 ℃時,熱穩(wěn)定性變弱,黏度下降,導致團聚效果減弱.其余3種團聚劑對于該溫度范圍的適應性較好.

圖8 脫硫液溫度的影響

2.2.4 液氣比的影響

液氣比是影響WFGD系統(tǒng)中氣液傳熱傳質特性以及對細顆粒物脫除性能的重要參數(shù).選取PSAF，PG，CMC和PAM四種團聚劑,考察不同液氣比條件下,其對WFGD系統(tǒng)脫除細顆粒物的促進作用，其余試驗條件參照典型工況.總脫除效率如圖9(a)所示,可見,隨著液氣比的增大,總脫除效率隨之遞增,最大增至約23%.這是因為液氣比變大時,噴淋量增大,促進了脫硫液對入口煙氣細顆粒物的洗滌效果;當液氣比過大時,隨氣流夾帶的脫硫液滴增加,同時脫硫產(chǎn)物結晶析出增多,使得顆粒物濃度反而升高.為了抑制脫硫過程中細顆粒物的生成,脫硫液氣比應盡量降低,然而過低的液氣比也會造成脫硫效率較低.根據(jù)本次試驗結果,脫硫液氣比控制在15～20 L/m3范圍內比較合適,既能保證較高的脫硫效率,又能盡量減少細顆粒物的生成.

(a) 總脫除效率

(b) 分級脫除效率

圖9(b)為不同液氣比條件下,使用PAM作為團聚劑時,WFGD系統(tǒng)對細顆粒物的分級脫除效率.可以發(fā)現(xiàn),液氣比的增大對于亞微米級的超細顆粒物的脫除并無明顯促進作用,不粒徑為0.1 μm左右時,存在著一個脫除效率的低谷區(qū)間.這可能是因為脫硫液與SO2反應后,有脫硫產(chǎn)物結晶析出,使得亞微米級顆粒物濃度略有增大;而在較大的液氣比條件下,由于脫硫漿液的洗滌作用,部分較大粒徑顆粒物可由慣性脫除,使得脫除效率隨之升高.

2.2.5 脫硫液pH值的影響

脫硫液pH值是濕法煙氣脫硫工藝中的重要參數(shù),合理的pH值不僅可以提高煙氣脫硫效率,還可以防止系統(tǒng)結構的堵塞和腐蝕.采用磷酸溶液和氨水進行脫硫液pH值的調節(jié)以考察不同pH值的脫硫液中添加團聚劑對WFGD系統(tǒng)脫除細顆粒物的性能影響.選取PSAF，PG和PAM三種團聚劑進行試驗,其余試驗條件參照典型工況，結果如圖10所示.可以發(fā)現(xiàn),PSAF和PG的團聚促進作用隨著pH值的增大而減小,而PAM的團聚促進作用效果卻與之相反.依據(jù)三者的物性可知,PSAF和PG在酸性條件下的分子鏈會變得更加柔性舒展,這有利于團聚更多的細顆粒物;而PAM在pH值較高的溶液中,非離子型的聚丙烯酰胺聚合物部分會水解,部分酰胺基轉變?yōu)轸然?使得沿著聚合鏈方向的負電荷密度增大,從而使聚合物單元之間的斥力增大,故這種聚合物鏈在結構上是伸展型的,可以借助橋聯(lián)作用團聚更多的顆粒物;添加磷酸后,脫硫液的pH值降低,PAM 分子鏈趨向于卷曲狀,這種結構不利于架橋聯(lián)接作用.此外,pH值過低會降低脫硫效率,對于石灰石/石膏法脫硫工藝而言,適宜的pH值范圍為5.85～6.15，試驗所采用的3種團聚劑在該范圍內均有良好表現(xiàn).

圖10 pH值對細顆粒物脫除效率的影響

2.3 添加團聚劑對脫硫性能的影響

由于試驗所采用的團聚劑大多來自于水處理中的絮凝劑,鑒于其可能會造成脫硫液中部分石灰石/石膏顆粒發(fā)生絮凝,減小吸收SO2的接觸反應面積,降低脫硫效果,并引起系統(tǒng)堵塞,為此對脫硫性能進行了測試.選取PSAF，PG團聚劑進行試驗,操作條件參照典型工況.采用煙氣分析儀在煙氣出口處實時測試煙氣中SO2的濃度,經(jīng)計算統(tǒng)計,得到不同液氣比下的試驗結果如圖11所示.可見,團聚劑的加入并未對脫硫性能造成明顯影響,

圖11 添加團聚劑對脫硫效率的影響

與未添加團聚劑相比,加入團聚劑后脫硫效率普遍能夠保持在90%左右.這是因為試驗中團聚劑的添加量相對于脫硫液而言,所占比例極其微小,很難使得脫硫液中產(chǎn)生明顯的絮凝反應;此外,由于脫硫液貯槽內的攪拌器全程勻速攪拌,即使脫硫液中有絮凝物產(chǎn)生,也能夠及時被攪拌器打碎,從而避免脫硫液的失效.

3 結論

1) 濕法脫硫出口PM2.5濃度與脫硫漿液中小于5 μm的顆粒物累積含量成正相關.當脫硫漿液中小于2.5 μm的顆粒物累積含量為約2.5%時,脫硫塔出口PM2.5數(shù)量濃度為1.1×107個/cm3;而當累積含量增加到約7.5%時,PM2.5數(shù)量濃度達到2.3×107個/cm3.

2) 添加化學團聚劑后,脫硫液顆粒物粒徑變大,顆粒物粒徑分布峰值從18.5 μm提高到28 μm;脫硫液中小于2.5 μm的顆粒物從6.65%降低為4.12%,相對數(shù)量濃度降低38%.

3) 添加團聚劑后,脫硫塔出口PM2.5在數(shù)量濃度降低的同時,粒徑也同時發(fā)生變化,分布峰值向大粒徑段移動.在熱態(tài)試驗典型工況下,添加團聚劑后數(shù)量濃度由9.2×106個/cm3降至7.4×106個/cm3,降幅約為19.6%;質量濃度由58 mg/m3降至45 mg/m3,降幅約為22.4%.脫除效率隨團聚劑添加濃度的增大而升高,但當添加濃度由0.1 g/L增至0.5 g/L的過程中,脫除效率增幅減緩.

4) 脫硫操作條件對于WFGD系統(tǒng)脫除細顆粒物有顯著影響;脫除效率隨著液氣比的增大而升高,但當液氣比超過15 L/m3時,脫除效率增幅減緩;脫硫液溫度的升高可增強試驗用團聚劑的促進作用,但當脫硫液溫度高于45 ℃時,CMC會逐漸失效;PSAF，PG的團聚效果隨著pH值的增大而減弱,而PAM卻與之相反.

5) 脫硫液中加入試驗用團聚劑后不會產(chǎn)生明顯的絮凝反應,也不會對脫硫性能產(chǎn)生顯著影響,團聚劑添加前后,脫硫效率均可保持在90%左右.

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Experimental study on amount reduce of PM2.5discharged from WFGD by chemical agglomeration

Liu Yong Yang Linjun Pan Danping Zhao Wen Liu Rui Hu Bin

(Key Laboratory of Energy Thermal Conversion and Control of Ministry of Education, Southeast University, Nanjing 210096, China)

To reduce the amount of PM2.5emission from a wet flue gas desulfurization (WFGD) system, experiments were carried out by adding chemical agglomeration solution into simulated WFGD system and coal-fired thermal experimental system. The relationship between fine particles in desulfurization liquid and PM2.5concentrations after desulfurization, and the effect of agglomeration on particle size distribution in desulfurization liquid were investigated. The effects of agglomerant types, agglomeration solution concentrations, agglomeration solution temperature and desulfurization operating conditions were also studied. Meanwhile the effect of adding agglomeration solution on desulfurization efficiency was also tested. The results show that the PM2.5emission and fine particle concentration in desulfurization liquid is positively related, and the fine particles in desulfurization liquid decrease effectively after adding agglomeration solution, the relative volume concentration of which reduces by 38%. The PM2.5emission from the WFGD system decreases in coal-fired thermal experimental system by adding agglomeration solution, and the number concentration reduces by about 20%. NPAM(nonionic polyacrylamide) is the most effective agglomerants. The temperature of desulfurizatio liquid is related to the agglomerate effect, and higher temperature results in more obvious agglomerate effect. Liquid-gas ration ranging from 15 to 20 L/m3is proper during desulfurization, and the addition of agglomerant makes no difference to desulfurization performance.

PM2.5; chemical agglomeration; wet flue gas desulfurization

10.3969/j.issn.1001-0505.2015.02.022

2014-09-10. 作者簡介: 劉勇(1978—),男,博士生;楊林軍(聯(lián)系人),男,博士,教授,博士生導師,ylj@seu.edu.cn.

國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)資助項目(2013CB228505)、國家自然科學基金資助項目(21276049).

劉勇,楊林軍，潘丹萍，等.化學團聚降低WFGD系統(tǒng)PM2.5排放的試驗研究[J].東南大學學報:自然科學版,2015,45(2):320-327.

10.3969/j.issn.1001-0505.2015.02.022

X51

A

1001-0505(2015)02-0320-08