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细微颗粒物控制技术

来源:中国颗粒学会点击:1504发布时间:2016-10-25

  目前国内外对细微颗粒物控制技术的研究主要可分为两个方向:一是研究高效除尘技术,包括高效除尘器的开发和传统除尘器的改进;另一种是研究细微颗粒物团聚技术,包括通过外加电场、磁场等作用及加入化学团聚促进剂等措施,将细微颗粒凝聚成大颗粒。

  

  一、高效除尘技术

  

  (1)电-袋复合除尘器

  电-袋复合除尘器是基于静电除尘和袋式除尘两种成熟的除尘理论而提出的一种新型的除尘技术。电-袋复合除尘器按组合形式可分为三种:前电后袋型、静电增强型和电袋一体化式。它结合了电除尘器和袋式除尘器的优点,除尘效率高,运行可靠性强,但静电收集区和布袋过滤区的协同作用难以长期维持,限制了该技术的应用。到目前为止,“前电后袋”型除尘器已在我国多家燃煤电厂上应用,除尘效率可达99.9%以上,但由于基础研究不够,还有很多关键问题没有得到解决,除尘器的运行还不够稳定。


  (2)静电旋风除尘器

  静电旋风除尘器是将旋风捕集技术和静电捕集技术有机结合,使粉尘在除尘器中同时受到离心力和静电力的作用。利用旋风作用捕集粗粉尘,利用静电作用捕集细粉尘,并利用高速旋转的气流对壁面的冲刷作用和粉尘之间的碰撞作用清理壁面附着物。由于静电旋风除尘器具有结构简单、运行费用低、除尘效率高等优点,近年来被大量学者研究。不过,目前仍处于机理探索和性能研究阶段,尚没有工业应用。


  (3)静电颗粒层除尘器

  静电颗粒层除尘器是指在颗粒层除尘器内施加一外电场,使尘粒或过滤介质带电,从而促进尘粒凝聚及颗粒层的过滤作用提高对细微粉尘的脱除效率。静电颗粒层除尘器具有耐高温、除尘效率高等优点,但此系统阻力太大,过滤速度小,而且清灰复杂,由于受到上述因素的制约此技术还处于实验研究阶段。


  二、细微颗粒物团聚技术

  

  (1)电团聚

  电团聚是指在静电力的作用下,不同粉尘的运动速率和方向不同,导致它们之间发生相互碰撞而发生凝并的过程。电团聚的效果取决于粉尘的浓度、粒径、电荷的分布以及外加电场的强弱。应用电凝聚原理,澳大利亚Indigo技术有限公司开发了Indigo凝聚器。此凝聚器是通过静电和流动过程相结合,使进入Indigo凝聚器的细颗粒物附着在较大颗粒物上,进而提高传统除尘器对细微颗粒物的脱除效率。此设备已在多个国家应用,取得了很好的效果。


  (2)声团聚

声团聚是利用高频率声波使气溶胶中细微颗粒物发生相对运动,以提高它们单位时间内的碰撞次数,使细颗粒物在很短的时间内由小颗粒凝并成大颗粒。通过声团聚作用可提高传统除尘设备对细颗粒物的脱除效率。

  东南大学对燃烧源可吸入颗粒物在外加声场下的动力学特性、团聚效果进行了深入研究,取得了一些创新成果。但是由于能耗过高及缺乏适宜在高温含尘环境中长期使用的声源制约着该技术的工业应用。


  (3)磁团聚

  磁团聚是指被磁化的颗粒物在磁偶极子力、磁场梯度力等作用下,发生相对运动而团聚在一起,使其粒度增大,进而被后续的传统除尘器除去,提高除尘器对细颗粒物的脱除效率。目前,有关超细颗粒物磁团聚的研究报道比较少,研究还处于起步阶段。


  (4)化学团聚

  化学团聚是指用添加化学团聚促进剂的方法促进细颗粒物的脱除,其主要机理是物理吸附和化学反应相结合。根据化学团聚促进剂添加位置的不同可分为燃烧中化学团聚和燃烧后化学团聚。目前国内对于化学团聚研究较少,国外主要是以高岭石、铝土矿等常用物质进行对细颗粒物团聚的研究。化学团聚对细颗粒物脱除十分有效,而且可实现多种污染物同时脱除。

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