不同条件对煤粉燃烧后细微颗粒物排放影响的实验研究
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燃煤锅炉排放颗粒物的数值模拟研究燃煤锅炉是重要的工业设备,但是它们也是大气污染的主要源头之一,尤其是燃煤锅炉排放的颗粒物对人体健康和环境造成的影响尤为显著。
因此,对燃煤锅炉排放颗粒物的数值模拟研究显得尤为重要。
一、燃煤锅炉排放颗粒物的概述燃煤锅炉排放的颗粒物主要包括PM2.5和PM10两个指标。
PM2.5是指粒径小于或等于2.5微米的颗粒物,PM10则是指粒径小于或等于10微米的颗粒物。
这些颗粒物可以通过吸入进入人体呼吸道,对健康产生危害,例如引起支气管炎、肺癌等。
燃煤锅炉排放颗粒物的形成主要是由于燃烧时氮氧化物、二氧化碳等物质与空气中水蒸气、氧气、氮气等物质发生反应,生成颗粒物。
此外,燃烧产生的过量氧气也会导致颗粒物的生成。
二、燃煤锅炉排放颗粒物的数值模拟研究数值模拟方法是现代科学研究中常用的一种手段。
在燃煤锅炉排放颗粒物的数值模拟研究中,主要涉及两个方面:燃烧模拟和颗粒物输运模拟。
1. 燃烧模拟燃烧模拟主要是通过解决燃烧过程中的物质和能量传递方程来模拟燃烧反应。
可以使用CFD软件等进行燃烧模拟,确定燃烧过程中的温度、压力、速度等参数,以及燃烧产生的各种物质的含量和分布情况。
2. 颗粒物输运模拟颗粒物输运模拟是基于燃烧模拟的结果,将颗粒物输运的过程进行数值模拟。
可以使用DISPERSION软件等进行颗粒物输运模拟,模拟颗粒物在燃烧室内和排气管道内的传输、沉积、颗粒物浓度等参数,从而确定颗粒物排放量。
三、燃煤锅炉排放颗粒物数值模拟研究的应用燃煤锅炉排放颗粒物的数值模拟研究可以用于工业污染控制和环境保护。
通过数值模拟结果,可以确定污染物排放量,制定控制措施。
此外,也可以对污染物的浓度分布、扩散规律等进行分析和预测,进一步加强环境监管和污染物治理。
四、未来展望燃煤锅炉排放颗粒物的数值模拟研究是一个复杂而广泛的领域,还有很多待解决的问题。
例如,如何准确预测燃烧产物中的颗粒物的物理和化学性质,以及对人体和环境的影响等。
煤粉炉PM10/PM2.5排放规律的试验研究刘建忠, 范海燕, 周俊虎, 曹欣玉, 岑可法(浙江大学热能工程研究所,能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室,浙江杭州 310027)摘要:采用冲击式尘粒分级仪对煤粉锅炉电除尘器前后细灰组成进行测量,研究表明除尘器后PM10和PM2.5占总灰的比例为92.47%和35.56%,比除尘器前均有大幅度提高。
除尘器对细灰捕集效率不高,PM2.5除尘效率为90.6%。
煤粉细度、制粉系统投运方式、锅炉负荷是影响粉尘颗粒特性的主要因素。
煤粉越细,乏气全部投入将使排放的粉尘组成越细,锅炉负荷越低,除尘效率会有所提高,但粉尘组成也将变细。
关键词:PM10/PM2.5;细颗粒;煤粉炉;除尘器1 引言我国是目前世界上最大的煤炭生产国和消费国,也是唯一以煤炭为主要能源的大国,并且这种能源结构在长期内不会改变,因此,我国目前的大气污染总体上还是煤烟型污染。
随着经济的发展,对能源需求的不断增加和对环境质量要求的不断提高,大气污染问题将更加突出。
原先对污染物的研究深度已不能满足新的要求,如大气颗粒物污染方面,已开始注意可吸入颗粒物浓度(<10 mm)和超细颗粒物(<2.5 mm)浓度对环境和人体健康的危害和影响[1~4]。
研究表明大气细颗粒物不仅影响气候和空气质量、破坏生态环境和历史文物,而且严重危害人体呼吸系统,甚至被吸入血液,长期蓄积在体内。
我国已在1996年把可吸入颗粒物浓度列入10种大气环境质量标准之一,美国在1997年对PM2.5(<2.5 mm)首次制定了严格的大气环境质量标准[5]。
分析其危害的目的是为了控制,而治理势必要分析污染物的来源和成因。
本文对我国耗煤大户煤粉炉燃烧过程中细灰排放规律和电除尘器对细灰的捕捉效率进行初步研究,希望能为治理大气细颗粒物污染提供有用依据。
2 测试方法和装置2.1 测试仪器粉尘采样使用中国预防医学科学院研制的WY-1型冲击式尘粒分级仪,见图1。
煤粉燃烧器对环境的影响及控制方法研究煤炭作为一种广泛使用的化石能源,其利用不仅带来巨大的经济效益,也给环境带来了不可忽视的挑战。
煤炭的燃烧产生大量的氧化物、颗粒物和有害气体等污染物,对环境和人类健康造成严重影响。
煤粉燃烧器作为煤炭燃烧过程中关键的设备之一,其性能和运行状态直接影响到燃烧的效率和排放的污染物。
因此,煤粉燃烧器的环境影响以及控制方法的研究具有重要的理论意义和实践价值。
首先,煤粉燃烧器的燃烧过程产生的氧化物是一项重要的环境污染指标。
氮氧化物(NOx)是煤炭燃烧过程中主要的氧化物排放物之一,其对大气臭氧生成和酸雨形成有重要影响。
研究表明,煤粉燃烧器中的高温燃烧会导致氮氧化物的生成和排放增加。
为了解决这个问题,研究人员提出了多种方法来控制煤粉燃烧器中的NOx排放。
例如,利用煤粉燃烧器中的分级燃烧技术,通过调整燃烧区域的温度和氧浓度来降低NOx的生成。
此外,通过使用SNCR(选择性非催化还原)和SCR(选择性催化还原)等技术,可以有效地降低煤粉燃烧器中的NOx排放。
其次,煤粉燃烧器的燃烧过程还会产生大量的颗粒物。
颗粒物对空气质量和人体健康都具有重要影响。
研究发现,煤粉的粒径减小会导致颗粒物排放的增加。
因此,煤粉燃烧器的优化设计和操作对颗粒物排放控制具有重要意义。
一种常用的方法是采用低氮燃烧技术,减少燃烧过程中形成的氮氧化物,从而降低颗粒物的生成。
此外,通过引入煤粉喷撒和迅速混合等技术,可以在煤粉燃烧器中实现更完全的燃烧,减少颗粒物的排放。
另外,煤粉燃烧会产生一些有害气体,例如二氧化硫(SO2)和一氧化碳(CO)。
这些有害气体不仅对空气质量和人体健康有直接的危害,还对大气环境和生态系统造成间接影响。
为了控制煤粉燃烧器中的SO2排放,可以采用烟气脱硫技术,例如湿法脱硫和干法脱硫等方法。
此外,通过优化煤粉燃烧器中的燃烧过程和悬浮燃烧特性,可以降低一氧化碳的生成和排放。
综上所述,煤粉燃烧器作为煤炭燃烧过程中的关键设备,其对环境的影响不可忽视。
燃煤过程中氧含量对可吸入颗粒物形成及排放特性影响的研究刘小伟;徐明厚;于敦喜;俞云;高翔鹏;曹倩【期刊名称】《中国电机工程学报》【年(卷),期】2006(26)15【摘要】通过对两种烟煤在沉降炉内的燃烧试验,研究了不同氧气量对可吸入颗粒物的生成量、元素成分及形成机理的影响。
试验条件为:煤粉粒径包括小于63μm 和63~100μm两种,燃烧温度在1250℃,炉内燃烧气氛包括氧含量20%和50%两种。
试验采用低压撞击器(LPI)按不同粒径大小从0.03~10μm共分为13级,分别采集燃烧后的可吸入颗粒物。
试验结果显示:两种粒径煤粉燃烧后超微米颗粒物(PM1-10)排放量都随氧含量增加而显著增加,小粒径煤粉的增加更多;在亚微米颗粒物(PM1)中,其主要构成元素S随氧含量增加而显著减小,元素Fe、Si和Al随氧含量增加而显著增加,其中Si元素增加幅度最大;而在超微米颗粒(PM1-10)中,元素S 随氧含量增加而少量减小,其主要构成元素Fe、Si和Al随氧含量增加而少量增加;相比较而言,氧含量变化对亚微米颗粒物的元素构成影响比超微米颗粒物大。
【总页数】5页(P46-50)【关键词】热能动力工程;燃煤;颗粒物;氧含量;元素成分;形成机理【作者】刘小伟;徐明厚;于敦喜;俞云;高翔鹏;曹倩【作者单位】华中科技大学煤燃烧国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TK222【相关文献】1.燃油和燃煤电厂排放可吸入颗粒物的物理化学特性 [J], 赵承美;李清飞;孙俊民;刘惠永2.煤粉粒径对燃烧过程中可吸入颗粒物排放特性的影响 [J], 刘小伟;徐明厚;于敦喜;隋建才;俞云3.燃煤电厂可吸入颗粒物中痕量元素的排放规律研究 [J], 李超;李兴华;赵瑜;段雷4.燃煤锅炉可吸入颗粒物排放特性及其形成机理的试验研究 [J], 高翔鹏;徐明厚;姚洪;韩旭;李雄浩;隋建才;刘小伟5.燃煤锅炉可吸入颗粒物排放规律研究 [J], 郭欣;陈丹;郑楚光;隋建才;徐明厚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
O_2/CO_2气氛下煤粉恒温燃烧及NOx释放特性研究煤炭是重要的化石能源,很久以来煤炭在人类能源结构中占据了十分重要的地位。
根据目前的能源结构,煤炭在我国能源消费主要地位在最近一段时间将不会发生改变。
在煤炭开采过程中以及煤粉燃烧过程中都会对环境造成污染,尤其在煤粉燃烧过程中产生SO<sub>2</sub>、NOx等污染物容易造成酸雨、温室效应等环境问题。
因此,煤炭燃烧特性及污染物释放特性的研究,对高效、环保的利用煤炭资源提供了一定的指导意义。
首先,本文利用恒温热重-燃烧污染物在线监测系统对O<sub>2</sub>/CO<sub>2</sub>气氛下煤粉燃烧动力学进行测量,提出了一种基于煤质参数的新判定方法,以此表征恒温下混煤燃烧特性。
通过引入煤质判定指数F<sub>Z</sub>作为煤质参数的综合反映,定义燃烧判定指数D<sub>1</sub>、D<sub>2</sub>、S作为燃烧特性的定量表征,并根据两者关系绘制判定指数曲线,寻找O2/CO2气氛,不同工况下F<sub>Z</sub>对D<sub>1</sub>、D<sub>2</sub>、S的影响规律。
结果表明:F<sub>Z</sub>能够包含主要煤质参数,D<sub>1</sub>、D<sub>2</sub>、S能定量表示不同阶段的燃烧特性;当温度/氧气浓度改变时,曲线D<sub>1</sub>、D<sub>2</sub>、S斜率能准确反映不同阶段混煤燃烧特性受煤质的影响程度。
通过恒温燃烧热重实验台,结合利用新判定方法,分析不同工况条件下,煤质变化对混煤燃烧特性的影响,规律,并验证了新判定方法的可靠性。
煤粉燃烧工业锅炉烟气污染物排放控制研究随着气候变化和环境污染成为全球关注的焦点,煤粉燃烧工业锅炉烟气污染物排放控制的研究日益成为当今科研领域的重要课题。
煤炭作为主要的能源来源,燃烧过程中产生的烟尘、硫氧化物和氮氧化物等污染物的排放对环境和人类健康造成了严重威胁,因此,探索有效的控制方法势在必行。
一、煤粉燃烧工业锅炉烟气污染物的生成机理在煤粉燃烧过程中,烟气污染物的生成主要源于燃烧过程中煤中的挥发分的裂解和转化。
煤中的有机质经过高温燃烧,由于氧化速率的差异,产生大量的一氧化碳、可燃有机物和氮氧化物。
同时,煤中的硫、氮等元素在燃烧过程中也会发生氧化反应,产生二氧化硫和氮氧化物。
这些污染物经过复杂的反应和迁移过程,最终形成煤粉燃烧工业锅炉烟气中的主要污染物。
二、煤粉燃烧工业锅炉烟气污染物排放控制方法为了减少煤粉燃烧工业锅炉烟气中的污染物排放,科学家们提出了一系列的控制方法,包括物理方法、化学方法和生物方法。
首先,物理方法主要包括机械过滤、电除尘和湿式除尘等技术。
机械过滤通过安装过滤器来截留烟尘颗粒,适用于较大颗粒的过滤。
电除尘则是利用电场力将烟尘带电并移除的方法,适用于中小颗粒的过滤。
湿式除尘则通过水的洗涤作用将烟气中的颗粒物去除,适用于细颗粒的过滤。
其次,化学方法主要包括烟气脱硫和脱硝技术。
烟气脱硫常采用石灰石石膏法、海水法和碱法等方法,通过加入碱性物质与烟气中的二氧化硫反应,将其转化为硫酸盐并固化。
脱硝技术则是利用还原剂或催化剂将烟气中的氮氧化物还原成氮气或氨,减少氮氧化物的排放。
最后,生物方法主要包括植物吸附和微生物处理等技术。
植物吸附通过种植特定的植物来吸附烟气中的污染物,减少其排放。
微生物处理则是通过利用特定的微生物将光化学反应中产生的有机污染物分解为无害物质,实现烟气净化。
三、煤粉燃烧工业锅炉烟气污染物排放控制技术的应用与进展煤粉燃烧工业锅炉烟气污染物排放控制技术的应用已取得了一定的进展。
PM2.5与燃烧颜俏11223056摘要:PM即Particular Matter,PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物,也称细颗粒物。
能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量(浓度)越高,就代表空气污染越严重。
其主要来源于扬尘,煤、石油和生物质的燃烧,汽车尾气,建筑垃圾及二次源。
人体呼入PM2.5会引发许多疾病,PM2.5引发的雾霾天气也会对交通和光照产生影响。
本文针对PM2.5现状与燃料燃烧关系进行了详细阐述,旨在呼吁大家使用清洁能源、减少化石排放、加强室内预防等。
关键字:PM2.5 燃料燃烧细颗粒物雾霭天气清洁能源正文:我对于PM2.5的关注,在真正体会了北京的雾霭天以后开始的,后来,也在微博上看到了潘石屹对于北京市PM2.5的一系列报道,深感化石燃料燃烧对环境和人体健康的威胁之严重,因此认识到环境保护的重要性。
PM2.5的来源PM2.5直径甚至不足头发的1/20,而且其上经常存在一些对人体有害的化学成分和病毒,这导致PM2.5很容易进入人体内部,并带入化学物质和病毒,从而对人体造成伤害。
它主要来源有以下几种:1、道路、建筑源及农业产生的扬尘。
它所带来的细粒子主要是尘土性微粒,而且,在冬季扬尘而产生的细粒子就会大大减少。
2、煤炭、石油的燃烧。
不同于扬尘,这种方式产生的细粒子在冬季也不会减少,反而会因为居民需要供暖等原因而增加。
3、生物质的燃烧,如麦秸燃烧、农村家庭厨房燃料等。
由于秋季农户会燃烧麦秸,这类细粒子主要在秋季产生较多。
4、机动车排放。
在各大城市中,机动车的排放量很大,一部分PM2.5也就由此产生。
5、在空气中形成的二次污染物。
在雾霾天气中,SO2等污染气体会经过光化学反应变为硫酸盐、硝酸盐等硫酸根、硝酸根粒子。
通过以上来源途径,我们可以看出各种燃料的燃烧是PM2.5最主要来源,这些燃料包含煤炭、石油、天然气、汽油等化石燃料以及秸秆等。
PM2.5的危害直径在10微米以上的颗粒物能被人体挡在鼻腔外面,直径在2.5至10微米的颗粒物则能通过痰、打喷嚏等方式排出体外;唯有直径在2.5微米以下的PM2.5能毫无阻碍地进入人体,通过血液将病毒以及一些重金属元素送至人体各处,这不仅会使血液丧失运送氧气的能力,而且会引发人体整个范围的疾病。
燃煤过程中氧含量对可吸入颗粒物形成及排放特性影响的研究
氧含量是燃煤过程中重要的影响因素,它有助于影响燃煤过程中的热转化和烟气排放特性,从而制约燃煤时可吸入颗粒物(PM)的形成和排放。
研究发现,氧进入燃煤过程作为气体可以通过颗粒物源,如空气、水中产生的可燃颗粒物气化、水蒸气在发电厂燃烧室内的燃烧、以及与燃料添加剂的化学变化,进入燃煤过程中,在燃烧来源和生产制造烟气组件的反应中,参与氧化反应以缩短燃烧时间、增加放热量以及缩小混合物颗粒物粒径;此外,氧还可以通过燃料壁板处理技术,增加再燃烧环节,减少灰渣及底部灰排放,燃烧时间也可以增量,氧含量变化越大,此种燃烧优化条件下硫和氮化物减少,PM排放也会更低。
调节氧含量可以改变燃煤过程中的热转化工艺特性和烟气的排放,从而改变PM的排放量。
实验研究表明,燃煤过程中的氧含量可以显著影响可吸入颗粒物的排放。
随着氧含量的增加,PM的排放量也会更低。
当氧含量达到12%左右时,可吸入颗粒物的排放量会显著减少,达到最低水平。
增加氧气还可以通过增加再燃烧技术来进一步降低PM排放量,因此再燃烧技术也是降低PM排放的有效方法。
实验结果表明,燃煤过程中的氧含量和PM形成及排放有密切关系,可以通过提高氧含量降低PM排放量,保证空气质量及煤炭利用率。
随着氧含量的增加,燃煤过程中的混合物颗粒物粒径会变小,燃烧的放热量会大大增加,混合物中的氮氧化物和硫氧化物会显著减少,硝氧化物累积会显著降低,从而减少可吸入颗粒物的形成及排放。
综上所述,可以得出结论,燃煤过程中的氧含量是气源、再燃烧、添加物和壁板处理技术等排放特性的最佳选择,它不仅有利于降低PM的排放量,而且可以显著提高终端机烟气的热效率,从而改善煤炭的利用率,保护空气质量。