循环流化床燃烧过程中飞灰富集污染物的研究

论文摘要

电厂作为空气污染的重要来源之一，其排放的SOx、NOx由于排放量比较大已经引起了大家极大的关注。电厂排放细微颗粒物引起的污染虽然还未进行深入的研究，但随着污染的加重日益引起大家的关注。这些细微颗粒物的危害不仅在于其能进入呼吸道甚至在肺内沉积，而且富集了有毒的重金属和有机污染物。研究颗粒物的微观结构以及颗粒富集污染物的分布规律是开发新型污染物控制技术的前提。电凝并技术是脱除小颗粒的有效方法，是国内外气溶胶研究的热点，采用脉冲供电的电凝并技术由于脉冲电源的特殊性，除了对小颗粒有较好的荷电效果以外还对多种污染物有较好的脱除效果。本文首先对可吸入颗粒污染现状和电凝并技术做了简单的归纳，并对飞灰采样的相关过程和注意事项进行介绍。在样品的物理特性分析方面，本文分析了实验样品的粒径分布、孔隙结构和显微结构。实验样品包括不同燃烧工况下的飞灰、垃圾电厂和医疗垃圾焚烧炉经脉冲放电前后的飞灰样品以及分级收集的飞灰样品。讨论了飞灰形成机理、燃烧工况影响飞灰粒径分布、孔隙结构的原因、不同粒径飞灰的孔隙结构特性以及脉冲放电对飞灰孔隙结构的影响。在重金属污染物分析方面，本文首先简要介绍了重金属提取和分析的步骤，重点分析了重金属在不同燃烧工况下的分布情况，以及不同重金属在不同粒径飞灰上的富集情况。讨论了不同因素对重金属分布的不同影响以及重金属在小颗粒上的富集原因。在有机污染物分析方面，本文首先简要介绍了有机污染的提取及分析方法。分析了不同工况下不同有机污染物的分布规律，重点讨论了不同环数的多环芳烃的分布规律；讨论了多环芳烃在不同粒径飞灰上的富集情况；分析了脉冲放电对有机污染物的影响，重点讨论了脉冲放电对多环芳烃和二噁英类有机污染物的影响效果。本文还利用FACTsage软件对重金属的迁移进行了模拟，研究了不同重金属的存在状态随温度变化的改变情况；计算了脉冲放电产生的高能电子的能量，对脉冲放电降解有机污染物进行了机理分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 我国的电力行业的发展及问题
• 1.3 燃煤排放颗粒物及危害
• 1.4 传统电除尘器弊端及凝并技术的发展
• 参考文献
• 第2章 飞灰样品采集
• 2.1 采样系统和装置
• 2.1.1 采样系统
• 2.1.2 采样装置
• 2.2 采样方法和采样过程
• 2.2.1 采样准备
• 2.2.2 采样流程
• 参考文献
• 第3章 飞灰粒径、孔隙结构特性及表面物理特性分析
• 3.1 飞灰粒径分布
• 3.1.1 马尔文激光粒度分析仪测量方法
• 3.1.2 样品飞灰粒径分布
• 3.1.3 对飞灰粒径分布的讨论
• 3.2 飞灰孔隙结构
• 3.2.1 Autosorb-1-C物理化学吸附仪测量方法
• 3.2.2 样品飞灰孔隙结构
• 3.2.3 对样品飞灰孔隙结构的讨论
• 3.3 飞灰的显微结构
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第4章 飞灰吸附重金属的研究
• 4.1 概论
• 4.1.1 重金属简介
• 4.1.2 燃煤重金属的排放
• 4.1.3 燃煤排放重金属的研究现状
• 4.2 重金属的提取检测方法
• 4.2.1 试验仪器
• 4.2.2 试验步骤
• 4.3 重金属在不同工况下的分布
• 4.3.1 重金属总量的分布
• 4.3.2 不同重金属随工况的变化
• 4.4 重金属在不同粒径飞灰上的分布
• 4.5 重金属迁移的热力学模拟
• 4.5.1 化学热力学平衡分析原理──Gibbs自由能最小化方法
• 4.5.2 重金属的热力学计算
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 第5章 飞灰吸附有机物的研究
• 5.1 飞灰吸附有机物的研究现状
• 5.1.1 燃烧源有机污染物的研究背景
• 5.1.2 燃烧源有机污染物的研究现状
• 5.2 有机物提取分析方法
• 5.2.1 检测仪器设备和试剂
• 5.2.2 实验过程
• 5.3 有机物在不同工况下的分布
• 5.3.1 脂肪烃的分布
• 5.3.2 极性物的分布
• 5.3.3 多环芳烃的分布
• 5.4 多环芳烃类有机污染物在不同粒径上分布
• 5.5 脉冲放电对有机物的影响
• 5.5.1 放电试验系统及样品选择
• 5.5.2 脉冲放电对有机污染物的影响
• 5.6 脉冲放电对二噁英的影响
• 5.6.1 实验方法及实验仪器
• 5.6.2 放电前后二噁英的变化
• 5.7 脉冲降解有机物的机理
• 5.8 本章小结
• 参考文献
• 第6章 全文总结
• 硕士期间发表的论文
• 硕士期间承担和参与的科研项目
• 致谢