本书聚焦燃煤烟气超低排放背景下SO3/硫酸雾的深度治理难题。SO3形成的硫酸雾气溶胶是导致设备腐蚀、蓝色烟羽和细颗粒物污染的关键。烟气冷凝相变技术可协同实现污染物脱除、水分回收和烟羽消除。本书系统阐述SO3的生成迁移、危害及控制技术,重点通过数值模拟揭示硫酸雾凝结长大规律及换热器结构的影响,经实验验证后提出碱液喷射与湍流团聚协同脱除硫酸雾与颗粒物的创新技术,为非常规污染物治理提供重要理论依据和技术方案。
本书可供从事烟雾气溶胶污染物控制的工程技术人员参考使用,也可供高等院校相关专业师生学习与研究参考。
第1章绪论001
1.1燃煤电厂SO3/硫酸雾生成及迁移特征001
1.1.1炉膛内SO3生成001
1.1.2选择性催化还原脱硝系统(SCR)内SO3生成003
1.1.3燃煤电厂SO3迁移特征003
1.2SO3/硫酸雾危害及排放限值要求005
1.2.1SO3/硫酸雾危害005
1.2.2国内外燃煤电厂SO3/硫酸雾排放限值要求006
1.3燃煤电厂SO3/硫酸雾排放控制技术007
1.3.1炉内燃烧生成控制007
1.3.2SCR脱硝生成控制008
1.3.3电除尘器与低低温电除尘技术009
1.3.4袋式除尘器010
1.3.5湿法脱硫011
1.3.6湿式电除尘器012
1.3.7碱基喷射技术013
1.3.8烟气冷凝相变技术015
1.4烟气冷凝相变技术脱除SO3/颗粒物的研究进展016
1.4.1烟气冷凝相变技术脱除SO3/颗粒物的机理和性能016
1.4.2已有研究存在的问题019
1.5换热器分类及研究概况020
1.6本章小结025
第2章硫酸雾凝结长大的数值模拟026
2.1数学模型的建立026
2.1.1烟气冷凝模型026
2.1.2硫酸雾运动模型027
2.1.3硫酸雾长大模型028
2.2物理模型及求解方法031
2.3模拟结果与分析032
2.3.1烟气流动方向硫酸雾粒径变化032
2.3.2入口烟气温度的影响034
2.3.3壁面温度的影响035
2.3.4入口烟气相对湿度的影响036
2.3.5入口烟气流速的影响036
2.4本章小结037
第3章换热器结构对硫酸雾脱除性能影响的数值模拟038
3.1数学模型的建立038
3.2物理模型及求解方法040
3.3模拟结果与分析043
3.3.1光管换热器043
3.3.2管翅式换热器046
3.3.3涡管换热器049
3.3.4涡流换热器051
3.4不同结构换热器脱除性能对比054
3.4.1脱除过程分析054
3.4.2换热和脱除性能比较056
3.5本章小结058
第4章硫酸雾脱除特性实验研究059
4.1硫酸雾脱除实验系统059
4.2硫酸雾采样及分析系统065
4.2.1硫酸雾采样步骤及分析方法065
4.2.2硫酸雾粒径分布测量系统066
4.2.3气态污染物测量系统067
4.3实验所用气体、药品、仪器仪表067
4.4数据处理及误差分析068
4.5硫酸雾生成分析070
4.6硫酸雾脱除模型实验验证072
4.6.1实验验证思路072
4.6.2冷凝换热模拟与实验结果比较073
4.6.3脱除性能模拟与实验结果比较073
4.7典型工况下硫酸雾脱除及水回收性能076
4.8实验条件对硫酸雾脱除性能的影响079
4.8.1SO3浓度的影响079
4.8.2烟气温降的影响080
4.8.3入口烟气温度的影响081
4.8.4入口烟气相对湿度的影响082
4.8.5捕集面积的影响084
4.9换热器耦合除雾器脱除硫酸雾性能085
4.10本章小结086
第5章碱液喷射强化硫酸雾脱除研究087
5.1硫酸雾脱除实验系统087
5.2可行性及脱除机理分析088
5.3流场分布特征分析092
5.3.1物理模型和求解方法092
5.3.2模拟结果分析093
5.4碱液喷射对烟气冷凝相变过程中硫酸雾脱除性能的影响094
5.4.1碱液喷射对硫酸雾数量脱除性能的影响094
5.4.2碱液喷射对硫酸雾质量脱除性能的影响097
5.4.3沿程脱除效率和水回收性能099
5.5实验条件对SO3脱除性能的影响100
5.5.1吸收剂种类的影响100
5.5.2碱液雾化量的影响100
5.5.3烟气温降的影响102
5.5.4碱液喷射和烟气冷凝耦合方式的影响102
5.6技术经济性分析104
5.7本章小结106
第6章碱液喷射结合湍流团聚促进硫酸雾和颗粒物协同脱除108
6.1实验系统及方法108
6.1.1实验系统108
6.1.2湍流团聚器结构及流场分布109
6.2团聚及脱除机理分析112
6.3不同技术的脱除性能比较115
6.3.1分级脱除效率115
6.3.2质量脱除效率117
6.4实验条件对协同脱除性能的影响118
6.4.1初始颗粒物浓度的影响118
6.4.2碱液雾化量的影响118
6.4.3烟气温降的影响119
6.5本章小结120
参考文献122