气化炉煤气净化用湿式电除尘器电晕放电性能研究

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最近几年,雾霾、酸雨频发,燃煤污染日益严重,实现煤炭的清洁利用迫在眉睫。煤气化技术实现煤炭清洁利用的有效手段,但气化后的煤气中含有大量颗粒物,直接用于发电会对发电机组造成破坏,因此需要净化。现有湿法洗涤净化工艺效率低下,水资源浪费严重,使用电除尘器替代传统湿法除尘装置是近些年研究的重点。气化炉煤气成分复杂,且存在爆炸可能,必须要解决其电晕放电的难题。因此本文通过探究气化炉煤气在湿式电除尘器中的电晕放电机理,找出气化炉煤气的电晕放电规律,为使用湿式电除尘器净化气化炉煤气提供理论支持。本文首先对气化炉煤气粉尘的理化性质进行了分析,然后对气化炉煤气组分进行电晕放电试验和空载状态下的水雾荷电试验,最后通过湿式电除尘器的除尘试验,测得不同条件下使用湿式电除尘器净化气化炉粉尘的除尘效率。研究结果表明:(1)气化炉煤气粉尘疏松多孔,比表面约为7.8 m2/g,远大于一般工业粉尘,中位径为35.14μm,粉尘粘附性较强,应用湿式电除尘器具有更好效果。(2)气化炉煤气中各组分对于电晕放电影响从强到弱排列顺序为:H2>N2>CH4>CO>CO2,H2S和SO2的含量越低,在相同条件下,更容易获得更大的二次电流。(3)在相同条件情况下,选用实心1/4型喷嘴雾化性能最优,在0.7 MPa水压时,雾滴中位径达到47.49μm;随着水压的提高,相同电压下的二次电流呈现出先增大后减小的趋势。(4)在喷淋液中增加表面活性剂可以有效增强湿式电除尘器电晕放电效果,以SDBS型表面活性剂效果为最优,在极配形式为鱼骨线+480C阳极板条件下,除尘效率可以由97%提高到99.5%。(5)当水压为0.5 MPa,电场风速为1.0 m/s,极配形式为四齿芒刺线+480C阳极板,不添加表面活性剂,喷嘴选择实心1/4型喷嘴时,可以获得最佳除尘效果,除尘效率可达99%。出口粉尘浓度在10 mg/m3以下。使用湿式电除尘器净化气化炉煤气,解决了湿法洗涤净化煤气时效率低,运行费用较高的难题,为我国气化炉煤气的净化提供了新思路,本课题的研究为湿式电除尘器在气化炉煤气净化的工业应用提供的理论和技术参考。
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