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城市固體垃圾等離子氣化發(fā)電燃?xì)獾膬艋?/h1>
2021-12-30 13:55:16宋繼坤韋光輝煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司山東煙臺(tái)264006
化工管理 2021年35期

宋繼坤,韋光輝(煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司,山東 煙臺(tái) 264006)

1 實(shí)驗(yàn)裝置

對(duì)于此次實(shí)驗(yàn)裝置,文章主要介紹以下兩種,即氣體放電裝置以及濕式除塵器。

(1)氣體放電裝置。為節(jié)省氣體原料,基于小型電除塵器,開(kāi)展電暈放電實(shí)驗(yàn),探究一系列因素,例如氣體組分對(duì)放電特性的影響。在這一實(shí)驗(yàn)裝置中,包含較多的構(gòu)成成分,即進(jìn)氣口以及壓力表等,尺寸是1.4 m ×0.4 m ×1 m。

(2)濕式除塵器。在該除塵器中,包含著多個(gè)系統(tǒng),例如:噴淋系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)等,該裝置示意圖如圖1所示。對(duì)于高壓供電系統(tǒng)來(lái)講,和放電裝置是一樣的。以下為工作過(guò)程:通過(guò)對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)整,以便達(dá)到某一風(fēng)速值,在此之后,向喂料機(jī)加入垃圾粉塵,且基于對(duì)轉(zhuǎn)速的調(diào)整,把粉塵有效運(yùn)輸至入口管道,和氣流進(jìn)行混合,且跟隨氣流的作用至電場(chǎng)區(qū)域。在電場(chǎng)和噴淋系統(tǒng)兩方面作用下,促使粉塵荷電,同時(shí)把其收集到收塵極。由于水霧作用,收塵板產(chǎn)生相應(yīng)的水膜,沖掉粉塵,隨水流到排污箱里面。

圖1 除塵器裝置示意圖

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 粉塵性質(zhì)的研究

對(duì)于粉塵性質(zhì)的研究,文章主要從粉塵粒徑分布、粉塵形貌與成分等方面進(jìn)行分析。

(1)粉塵粒徑分布。借助激光粒度分析儀對(duì)粒徑分布進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)測(cè)量時(shí),先針對(duì)蓄水槽,向其中灌滿(mǎn)去離子水,開(kāi)啟開(kāi)關(guān),以便能夠充滿(mǎn)系統(tǒng),在此之后,開(kāi)啟超聲開(kāi)關(guān),以便把氣泡排干凈。在儀器穩(wěn)定之后,向樣品池中添加樣品,開(kāi)啟開(kāi)關(guān)(其中既包括攪拌開(kāi)關(guān),也包含超聲開(kāi)關(guān)),把樣品均勻分布于系統(tǒng)。在樣品被照射之后,會(huì)形成一定的光散射信號(hào),粒徑越小,產(chǎn)生的角度也就越大,在光電探測(cè)器的作用下,能夠進(jìn)一步變成電信號(hào),從而獲取測(cè)試結(jié)果[1]。

(2)粉塵形貌與成分。在此次實(shí)驗(yàn)中,引入SE M&EDS分析法,對(duì)垃圾粉塵形貌以及成分進(jìn)行檢測(cè)。以下為原理:借助高能入射電子對(duì)樣品表面實(shí)行轟擊,在電子和物質(zhì)彼此作用下,形成兩種電子:一種是二次電子;另一種是背散射電子,采集電子形成的信息。在此之后,對(duì)光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從而形成電信號(hào),顯示器能夠獲取和試樣的一樣圖像,由此可以獲得樣品形貌。內(nèi)層電子在被轟擊之后,會(huì)躍遷至更高的能級(jí),而對(duì)于外層電子,則會(huì)填補(bǔ)空位,在此過(guò)程中,會(huì)形成一定的額外能量,即所謂的特征X射線(xiàn),其存在著固有能量,因此成譜后,結(jié)合有關(guān)的能量值,就能夠判斷元素的類(lèi)別,接下來(lái),在全面分析譜的強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,就能夠判斷其含量[2]。

2.2 對(duì)電暈放電性能的影響

關(guān)于電暈放電性能的影響,文章主要從以下方面進(jìn)行探討,即霧滴粒徑的影響、流量測(cè)定等。

(1)霧滴粒徑的影響。在本次實(shí)驗(yàn)中,借助激光粒度分析儀,來(lái)對(duì)霧滴粒徑開(kāi)展測(cè)量,以下為工作流程:通過(guò)水泵的作用,把水提高到噴嘴噴出,對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)整,水壓依次達(dá)到0.2 MPa、0.25 MPa以及0.3 MPa等,噴嘴產(chǎn)生的水霧,處在發(fā)射裝置和接受裝置間,通過(guò)儀器分析,能夠進(jìn)一步獲取粒徑分布結(jié)果。正式檢測(cè)之前,應(yīng)當(dāng)對(duì)儀器進(jìn)行預(yù)熱處理,通常應(yīng)當(dāng)達(dá)到0.5 h,且開(kāi)展對(duì)中操作,在儀器處于穩(wěn)定狀態(tài)的前提下,才能開(kāi)展測(cè)試。

(2)噴嘴流量測(cè)定。基于對(duì)變頻器的控制,來(lái)設(shè)置不一樣的水壓,在流量穩(wěn)定之后,對(duì)示數(shù)進(jìn)行記錄(因?yàn)榱髁咳狈Ψ€(wěn)定性,所以取十次結(jié)果的均值),分別對(duì)噴嘴進(jìn)行更換,重復(fù)以上操作。針對(duì)霧化水流量,把其和樣本參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,獲取噴嘴的準(zhǔn)確度[3]。

(3)對(duì)放電性能的影響。先對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)整,設(shè)置不一樣的水壓,在此之后,由高壓控制柜,進(jìn)一步來(lái)加入高壓,從0處,對(duì)二次電壓進(jìn)行調(diào)整,直到出現(xiàn)電流值,這個(gè)時(shí)候,需要對(duì)電壓值進(jìn)行記錄,也就是所謂的起暈電壓,接下來(lái)針對(duì)二次電壓,把其提高至35 kV,記錄電流值,接下來(lái)把電壓值持續(xù)提高,直到火花擊穿,這個(gè)時(shí)候,也需要對(duì)電壓值進(jìn)行記錄,也就是所謂的火花電壓,分別對(duì)噴嘴實(shí)行更換,重復(fù)以上操作。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及分析

3.1 垃圾氣化爐粉塵性質(zhì)

對(duì)于氣化爐粉塵性質(zhì),此次實(shí)驗(yàn)主要從以下方面進(jìn)行分析,即粉塵粒徑、粉塵SEM+EDS。

(1)粉塵粒徑分析。結(jié)合相關(guān)方程式可知,在以下兩種參數(shù)一定時(shí),一種是流量,另一種就是集塵板面積。就驅(qū)進(jìn)速率以及除塵效率而言,二者存在正相關(guān)關(guān)系,而對(duì)于前者來(lái)說(shuō),和粉塵粒徑息息相關(guān)。基于此,粒徑分布在一定程度上,會(huì)對(duì)除塵效率造成影響,針對(duì)垃圾粉塵,對(duì)其開(kāi)展粒徑分析,何中位徑為0.508 μm,粒徑處于0.01 μm至100 μm的范圍,就垃圾粉塵來(lái)講,其有著相對(duì)寬的粒徑分布范圍,而顆粒相當(dāng)小,粒徑不超過(guò)1 μm的塵埃,大概能夠占到78%。

(2)粉塵SEM+EDS分析。對(duì)于粉塵形狀來(lái)講,其在一定程度上,會(huì)影響到除塵器運(yùn)動(dòng),由此會(huì)對(duì)除塵效率造成影響。通過(guò)掃描電鏡,來(lái)對(duì)樣品開(kāi)展掃描,進(jìn)一步觀察樣品形貌。粉塵有著不規(guī)則形狀,類(lèi)似于球體,空隙相對(duì)小,一些顆粒在粘結(jié)之后,會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的顆粒團(tuán)。從顆粒物來(lái)分析,其表面沒(méi)有孔狀結(jié)構(gòu),在不規(guī)則形態(tài)下,有助于凝并融合粉塵。

存在多種因素,可能對(duì)粉塵比電阻造成影響,尤其是粉塵化學(xué)成分。在垃圾粉塵中,包含著較多的元素,例如:氯元素、氧元素以及鈉元素等,在元素總構(gòu)成中,以下幾種元素所占百分比相對(duì)大,即氯元素、氧元素、鈉元素以及鉀元素[4]。就電除塵器來(lái)講,鈉元素、鉀元素以及硫元素,有助于增加除塵效率,而對(duì)于以下幾種元素,若含量偏高的話(huà),則有礙于提高除塵效率,即硅元素、鈣元素、鎂元素以及鋁元素。這主要是由于鈉、鉀離子相對(duì)活潑,可以提高粉塵導(dǎo)電性,從而減小粉塵比電阻。

3.2 噴嘴性能對(duì)電暈放電性能的影響

針對(duì)噴嘴性能,關(guān)于其對(duì)放電性能的影響,文章主要從不一樣水壓下的霧滴粒徑、噴嘴流量的測(cè)試、水壓對(duì)電暈電流的影響等方面進(jìn)行探討,希望能為有關(guān)人員提供參考。

(1)不一樣水壓下的霧滴粒徑。噴嘴基于壓力的作用,把水霧化產(chǎn)生粒徑尺寸不一樣的霧滴,通常情況下,采用霧滴尺寸分布,進(jìn)一步對(duì)霧化效果進(jìn)行衡量。對(duì)于中位徑來(lái)說(shuō),其屬于等效直徑,一般會(huì)通過(guò)中位徑,來(lái)體現(xiàn)霧化效果。

(2)噴嘴流量的測(cè)試。伴隨水壓提高,噴嘴水流量持續(xù)變大。基于一樣的水壓,3#噴嘴有著最高的水流量,最低的為1#噴嘴。結(jié)合曲線(xiàn)重合率來(lái)分析,噴嘴的重合度均不是很理想,測(cè)量值都沒(méi)有超過(guò)參考值,這主要由于均為實(shí)心噴嘴,這一噴嘴屬于壓力式噴嘴,要實(shí)現(xiàn)既定流量,應(yīng)當(dāng)具備更大的壓力。

(3)水壓對(duì)電暈電流的影響。基于濕式電除塵器,依次安裝3種型號(hào)噴嘴,在二次電壓達(dá)到35 kV時(shí),伴隨水壓的提高,電流值隨之變大,當(dāng)水壓達(dá)到0.4 MPa時(shí),獲取最高值。在此之后,伴隨水壓的提高,電流值漸漸變小。這主要由于水分子電離能不高,極有可能和電子作用,在電離之后產(chǎn)生新的電子,伴隨水壓慢慢提高,粒徑變小,霧滴變得更密,同時(shí)提高平均動(dòng)能。在此基礎(chǔ)上,會(huì)產(chǎn)生更多的帶電粒子,故而二次電流變大,不過(guò)伴隨水壓提高,水流量變得更大,也許因?yàn)殛帢O線(xiàn)尖端,慢慢被水都覆蓋,有礙于放電,致使電流值慢慢變小。

(4)水壓對(duì)電暈以及火花電壓的影響。依次安裝不一樣類(lèi)型的噴嘴,伴隨水壓的提高,起暈電壓幾乎沒(méi)有變化,而火花電壓慢慢變小,且基于一樣的水壓,在安裝2#噴嘴時(shí),有著最高的火花電壓。該兩種電壓的差值,屬于有效工作電壓,所以基于一樣的實(shí)驗(yàn)條件,選擇2#噴嘴,存在著最高的有效電壓,這一電壓越大,工作區(qū)間就越大,隨之就除塵器來(lái)講,其運(yùn)行效果更穩(wěn)定。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,針對(duì)等離子氣化燃?xì)猓瑢⑵洚?dāng)作放電介質(zhì),基于電除塵器內(nèi)部,可以構(gòu)建起暈電壓,且產(chǎn)生穩(wěn)定電流,能夠滿(mǎn)足使用條件。伴隨氣體壓力提高,起暈電壓隨之變大,且基于一樣的二次電壓,電流漸漸降低。在燃?xì)庵校谎趸己康淖兌啵兄跉怏w放電,而二氧化碳含量的變多,一定程度上會(huì)影響到氣體放電。基于一樣的水壓,選用2#噴嘴,有著最小的粒徑,存在最高的有效電壓,流量一般,基于一樣的二次電壓,有著最高的電流值;關(guān)于粉塵的去除,運(yùn)用電除塵器,水壓應(yīng)當(dāng)介于0.35~0.45 MPa之間。

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