燃煤可吸入顆粒的物理化學(xué)特性及形成機(jī)理
摘要:應(yīng)用低壓撞擊器分別對(duì)某100 MW和50 MW燃煤機(jī)組鍋爐的除塵器前后飛灰顆粒進(jìn)行采樣,研究了除塵器前后PM10的物理化學(xué)特性,探討了顆粒物可能的形成機(jī)理.結(jié)果表明,兩臺(tái)鍋爐產(chǎn)生PM10的質(zhì)量粒徑均呈雙峰分布,峰值分別在0.1 μm和4 μm左右.粒徑小于0.377 μm的顆?赡転闅饣-凝結(jié)機(jī)理形成,超微米顆粒則可能是通過(guò)亞微米顆粒凝聚、聚結(jié)和礦物質(zhì)熔融、破碎、聚結(jié)形成.亞微米顆粒中堿金屬和堿土金屬的氧化物或硫化物為其主要成分,而超微米顆粒中主要成分為難熔性氧化物.
關(guān)鍵詞:煤燃燒,顆粒物,形成機(jī)理
伴隨著煤粉的燃燒,煤中無(wú)機(jī)組分在鍋爐內(nèi)高溫?zé)釀?dòng)力條件下,經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化形成煤灰顆粒.國(guó)外20世紀(jì)80年代初就開(kāi)始了煤灰顆粒形成機(jī)理方面的研究,并認(rèn)為主要有以下途徑:(1)內(nèi)在礦物質(zhì)聚結(jié);(2)焦炭破碎; (3)外在礦物質(zhì)破碎;(4)無(wú)機(jī)礦物質(zhì)的氣化凝結(jié),通過(guò)這些機(jī)理形成的顆粒質(zhì)量粒徑分布呈雙峰分布,即亞微米和超微米模式.通常將前3個(gè)機(jī)理形成的顆粒稱為超微米顆粒,將氣化凝結(jié)機(jī)理形成的顆粒稱為亞微米顆粒.在我國(guó),燃煤過(guò)程中礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)理、金屬元素在不同粒徑飛灰上的分布特性及顆粒形貌特征等研究已有相當(dāng)積累,燃煤過(guò)程中不同工況對(duì)顆粒物排放的影響也有一定研究[11],而對(duì)燃煤過(guò)程中煤灰顆粒形成的研究卻尚鮮見(jiàn)報(bào)道.
本文應(yīng)用低壓撞擊器(LPI)對(duì)某100 MW 和50 MW 燃煤機(jī)組鍋爐除塵器前后的飛灰進(jìn)行取樣,并對(duì)不同粒徑范圍的飛灰進(jìn)行質(zhì)量、形貌及成分測(cè)定,獲得除塵器前后PM10 (空氣動(dòng)力學(xué)直徑≤10μm 的顆粒)的質(zhì)量粒徑分布、不同粒徑顆粒的物理化學(xué)特性,進(jìn)而對(duì)燃煤過(guò)程中顆粒物形成機(jī)理進(jìn)行探討,為其抑制提供理論基礎(chǔ).
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