高硅煤燃烧矿物演化和絮凝特性的实验研究

论文摘要

颗粒物（Particulate Matter,PM）是我国城市空气的首要污染物,对人体健康和生态环境造成了严重危害。燃煤过程是PM的重要来源,其贡献已超过33%,对燃煤颗粒物形成机理和排放规律的研究是进行PM危害评价、法规制定和排放控制的重要基础。云南宣威地区是肺癌高发区,国外学者对当地高硅燃煤产生的危害已有研究,但对高硅煤燃烧过程中的矿物迁移和颗粒物形成特性尚未涉及。本文选取7种高硅煤和2处宣威地区电厂灰样进行了矿物组合成分分析和微观特征研究;利用沉降炉实验对高硅煤的颗粒物生成机理进行了实验研究;对高硅灰团聚过程中的絮凝特性进行了实验探讨。高硅煤主要含硅矿物为石英和高岭石,石英在较小粒径粉煤灰颗粒中含量较高。高岭石是莫来石的主要来源。石英颗粒为表面光滑的不规则晶体。高硅粉煤灰比电阻随温度的升高而升高,在温度为150℃时达到最大值,之后当温度继续上升时,由于粉煤灰的容积导电增强,比电阻下降。粒径越细飞灰的比电阻峰值越高,随着粉煤灰中Si含量的增高,比电阻也呈增大趋势,除尘效率降低。高硅煤沉降炉燃烧实验结果表明,温度升高细颗粒明显增加。PM10总排放浓度也具有随温度升高而增大的趋势。SiO2在粗颗粒中含量明显高于细颗粒,细颗粒中SO3明显高于粗颗粒。PM1.0中主要元素为S和O,S主要以硫酸盐形式存在。团聚剂中燃煤细颗粒主要通过高分子链的吸附架桥作用发生团聚;PAM、XTG、CMC,3种高分子化合物均能有效促进高硅燃煤细颗粒团聚,其中,XTG对高硅灰的团聚效果最为明显。XTG浓度不宜大于0.1g·L-1。温度升高,团聚剂絮凝能力增强。PAM团聚剂中,非离子表面活性剂对燃煤细颗粒的团聚有促进作用,阴离子表面活性剂及磷酸对细颗粒的团聚起抑制作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 煤中矿物转化及颗粒物生成机理的研究
• 1.3 燃煤超细颗粒物团聚技术的研究概况
• 1.4 本文研究内容
• 2 高硅煤矿物组成及迁移转化
• 2.1 引言
• 2.2 高硅煤灰样品及测试仪器
• 2.3 高硅煤矿物迁移及飞灰比电阻分析
• 2.4 本章小结
• 3 高硅煤燃烧过程中灰颗粒的形成和排放
• 3.1 引言
• 3.2 沉降炉实验及分析方法
• 3.3 颗粒物生成特性分析
• 3.4 本章小结
• 4 高硅灰团聚过程中絮凝机理的实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 絮凝实验方案及样品分析
• 4.3 结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 全文总结及下一步工作建议
• 5.1 全文总结
• 5.2 下一步工作建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录 硕士期间发表论文及申请专利