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燃煤PM2.5(空气动力学当量直径小于或等于2.5μm的颗粒物,也称为可吸入颗粒物)的大量排放严重危害人类健康和地球环境。研究其形成机理及排放控制手段已迫在眉睫。化学团聚是利用固体吸附剂或溶液使颗粒物团聚变大并有利于后续设备中捕集的技术。凹凸棒土是含水富镁铝硅酸盐黏土矿物,是一种有潜力的化学团聚剂,鉴于其针状晶体、链层状结构、较大的比表面积、孔容积及孔隙率等特点,凹凸棒土具有较强的吸附力,适用于燃煤PM2.5的排放控制。本文主要以凹凸棒土为团聚剂,开展化学团聚剂对燃煤PM2.5排放特性影响规律研究,考察团聚剂的添加方式等(燃烧中及燃烧后)对燃煤PM2.5的排放影响机理。本文首先在循环流化床上考察了煤种和钙硫摩尔比等对燃煤PM2.5的排放特性影响规律。结果表明,不同煤种燃烧产生的颗粒物数量密度与质量浓度分布规律不尽相同,徐州烟煤产生烟气颗粒物的数量密度呈单峰分布,小龙潭褐煤和淮北无烟煤则呈双峰分布;三种煤产生烟气颗粒物的质量浓度均为双峰分布;燃料中添加石灰石,能够促进烟气中细颗粒的长大,并有效降低烟气中PM1和PM2.5的数量密度和质量浓度,增加钙硫摩尔比(Ca/S)可进一步降低PM1和PM2.5的数量和质量浓度的排放。在循环流化床上考察了凹凸棒土添加量、喷射流量、煤种、Ca/S等对燃煤PM2.5数量密度和质量浓度的排放影响规律。结果表明,向燃料中添加凹凸棒土,能有效降低烟气PM2.5的排放浓度,凹凸棒土的最佳添加量为6wt.%;向稀相区和密相区喷射凹凸棒土悬浊液均能有效减少PM2.5的排放浓度,其对颗粒物的捕集率高于向燃料中添加凹凸棒土的情况;其中,凹凸棒土悬浊液对徐州烟煤、淮北无烟煤和小龙潭褐煤燃烧产生烟气颗粒物的团聚捕集规律基本一致,对煤种没有选择性;在喷射悬浊液情况下,随着喷射流量的增加,烟气中PM2.5的数量密度和质量浓度均逐渐减少,但喷射流量过高造成的负面影响超过其对颗粒团聚的积极效果,该情况在稀相区表现相对明显;在喷射悬浊液情况下,增加Ca/S有利于进一步促进细颗粒物的团聚长大,即提高了其对各粒径颗粒物的捕集率,从而降低PM2.5的排放浓度。在循环流化床尾部烟道增设的团聚室上开展了燃烧后化学团聚对燃煤PM2.5的影响规律研究,具体考察了凹凸棒土种类、凹凸棒土粒径、凹凸棒土在悬浊液中的质量分数、凹凸棒土悬浊液流量及团聚室温度等对烟气PM2.5数量密度和质量浓度的排放影响规律。结果表明,高黏土对烟气PM2.5数量密度和质量浓度影响要优于大白土;凹凸棒土粒径越小,越有利于其对烟气PM2.5的团聚捕集;随着悬浊液的凹凸棒土质量分数及喷入量的增加,烟气PM2.5的数量密度和质量浓度均降低,但过高的凹凸棒土质量分数及喷入量,在PM2.5的捕集效率及经济性方面并不占优势;团聚室温度的降低(不低于露点温度)有利于提高悬浊液对颗粒物的团聚长大。