混燃石油焦循环流化床锅炉Pb排放特性

燃煤电厂释放的Pb具有长距离迁移性、生物累积性和持久危害性等特点,尽管Pb在煤中含量较低,但由于我国煤炭消耗量巨大,每年因燃煤发电排放到环境中的Pb十分巨大,其造成的环境污染问题不容小觑。由于现场取样的复杂性,目前关于燃煤电厂Pb迁移排放特性的研究较少。选取某额定蒸发量为410 t/h的混燃石油焦循环流化床(CFB)锅炉为研究对象,采用EPA Method 29法对电厂布袋除尘器(FF)和石灰石-石膏湿法脱硫塔(WFGD)前后烟气中不同形态的Pb进行了平行取样,同时对入炉燃料、石灰石、底渣、飞灰、脱硫石膏和脱硫废水等物流进行取样分析,通过Pb的质量平衡核算得到Pb在燃煤副产物中的分配比例以及Pb的迁移排放特性。结果表明:Pb的质量平衡率为105. 1%～106. 4%,说明本次Pb排放测试结果的准确性和可信度较高。燃烧过程中,燃料中Pb元素主要以气态单质铅Pb^0或PbO形式释放到烟气中,少量残留在底渣中,本次测试底渣中Pb占总入炉Pb量的13. 7%。随着烟气流动和温度的降低,烟气中大部分Pb化合物会发生均相成核、异相凝结和颗粒表面沉积吸附等过程,形成颗粒态Pb,因此本次测试在空预器出口(布袋除尘器前)烟气中Pb主要以颗粒态形式存在,占比超过99%,而最终排放到大气中的Pb仅为0. 4%。布袋除尘器对烟气中Pb的脱除效率高达99%,主要是体现在对颗粒态Pb的脱除上。而湿法脱硫塔对水溶性较好的气态Pb和颗粒态Pb均有一定的脱除作用,脱除效率可达67%。经污染物控制装置脱除,最终排放到大气中的Pb浓度较低,仅为2. 99μg/m^3,Pb的大气排放因子为0. 90×10^(-12)g/J。

CFB锅炉粉煤灰工艺矿物学特性

粉煤灰一般用于水泥及各种建材制备,CFB锅炉燃料适应性广,掺烧各种劣质燃料后造成粉煤灰中碳含量较高,探明CFB锅炉粉煤灰工艺矿物学特性是其综合利用的基础。以某大型石化公司1号、2号、4号CFB锅炉粉煤灰为例,研究其工艺矿物学特性。结果表明,3种粉煤灰粒度较细,<0.074 mm粒级均>90%,烧失量均超过11%,不利于建材化利用。随着密度级增加,烧失量逐渐降低。XRF分析表明粉煤灰主要元素为Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、SO_(3)、CaO和Fe_(2)O_(3),总质量分数超过80%,同时夹杂少量Na_(2)O、MgO、K_(2)O等。XRD分析表明粉煤灰主要组分为CaO、CaSO_(4)和SiO_(2)。SEM-EDS、XPS和EMPA分析显示粉煤灰以无定形颗粒为主,球形颗粒较少,颗粒表面主要元素为C、O、Ca、S、Si和Al。3种粉煤灰吸脱附曲线形状一致,1号、2号粉煤灰比表面积相近,孔隙以中微孔为主,4号粉煤灰比表面积达20.9159 m^(2)/g,平均孔径为6.9539 nm。深入分析3种粉煤灰工艺矿物学特性为其资源化综合利用提供了数据支撑。

CFB锅炉粉煤灰摩擦荷电特性及分选脱炭研究

脱炭是粉煤灰综合利用的前提,摩擦电选是粉煤灰脱炭的有效方式。为了探索粉煤灰摩擦荷电特性和分选脱炭的最佳操作条件,以CFB锅炉粉煤灰为研究对象,基于其物理化学、工艺矿物学特性分析,采用不锈钢、铜、铝和PVC四种材质,通过摩擦荷电试验,对焦炭和粉煤灰主要成分(SiO_(2),CaO,CaSO_(4))进行了摩擦荷电特性研究;通过摩擦电选试验,探究了给料速度、风量、分选电压对粉煤灰摩擦电选脱炭效果的影响;并采用Box-Behnken响应曲面法,对粉煤灰摩擦电选的操作参数进行了优化。试验结果表明:PVC的摩擦荷电效果较好,能使焦炭与粉煤灰主要成分的摩擦荷电量差异较大,可作为摩擦荷电器的摩擦材料;粉煤灰烧失量随给料速度的增加呈先降低后增加的趋势,随着风量的升高呈现逐渐降低的趋势,分选电压提高有利于降低粉煤灰烧失量,三个因素之中以风量对粉煤灰烧失量的影响最为显著;优化得出粉煤灰摩擦电选的最佳操作条件,即风量为70 m^(3)/h、分选电压为20 kV、给料速度为10.8 kg/h,在此条件下,粉煤灰烧失量最低,为8.45%。研究可为粉煤灰摩擦电选脱炭工业生产条件的优化提供有益参考。

基于CFD的多级滑片泵内部流场瞬态分析

针对多级滑片泵在输送高含气量流体时发生的空化现象,研究流体气相体积分数对多级泵流场的影响。采用专业的泵仿真软件对多级滑片泵内部流场进行了数值模拟,结果表明:随着流体气相体积分数从10%增至20%,容积效率逐渐降低,瞬时流量脉动幅度逐渐增大且脉动最低点更加滞后;流体气相体积分数增加会增大滑片泵的瞬时流量不均匀系数,使多级滑片泵的瞬时流量特性变差;随着流体气相体积分数不断增加,气体聚集区域主要在进口腔区域附近且其范围呈周期性变化,滑片泵的局部最高气体体积分数最小值和最大值分别为1.26%(流体气相体积分数为5%)和7.82%(流体气相体积分数为20%)。随着泵内流体气相体积分数的增加,气体体积分数分布范围逐渐增大,更易发生汽蚀。当流体气相体积分数增至20%时,泵内气体体积瞬态分布规律发生显著变化且不易判断,对多级滑片泵的使用寿命造成不小影响,因此泵内流体的气相体积分数应控制在合理的范围内。