摘要
Indigo 凝聚器已经在5 个
电厂中使用,明显地改善了电除尘器的效率,且未受时间推移和
煤种变化的影响。该5
个
电厂的电除尘器既有
欧洲型也有
美国型的,
锅炉的燃烧布局也各不相同。
燃煤来自澳洲、哥伦比亚、以及
美国西部
和东部。两年多来,Indigo 凝聚器在多种条件下
运行,质量排放
浓度下降了30%~60%以上,阻
光度降低了50
~80%以上。可以认为Indigo 凝聚器是削减电除尘器排放的成功
技术。
引言
全尺寸原型Indigo 凝聚器的构思和试验始于1999 年,其后的各项试验持续到2002 年。三年
的试验中获得了大量数据。据此,2002 年开发了商业的Indigo 凝聚器,同年11 月,在进行原型机
试验的
澳大利亚Vales Point 电厂,建造了第一套实用
装置。又应美国南方公司之邀, 2003 年3 月
在密西西比州Watson 电厂建成了第二套装置。此后两年又进行了大量试验,对于多种燃煤,Indigo
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凝聚器都明显地改善了电除尘器的排放。 2004 年南方公司又为Hammond 电厂订购了第二台
Indigo 凝聚器,10 月份建成。 Hammond 电厂的Indigo 凝聚器是装在垂直烟道上的第一台,Vales
Point 电厂和Watson 电厂的Indigo 凝聚器则装在
水平烟道上引向电除尘器。2004 年澳大利亚的
Tarong 电厂也装设了Indigo 凝聚器,12 月投运。第五台Indigo 凝聚器于2005 年5 月在美国密苏
里州帝国电力公司的Asbury 电厂建成。
以上多次试验都减少了微粒的排放,而微粒是可见烟羽和阻光度的主要起因。试验数据表明:
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amp;#1048708; 亚微米例子排放减少了10 倍以上。
􀂄 直径小于 2.5μm 的PM2.5 微粒排放减少了5 倍以上。
􀂄 视煤种和电厂条件的不同,阻光度可降低了2~8 倍。
􀂄 质量排放浓度下降了1/3 到2/3(用美国“方法17”进行测定)。
􀂄 两年多来,南方公司在Watson 电厂的试验
效果一直良好。
Indigo 凝聚器除了能显著减少进入电除尘器的微粒之外,还明显地改善了供电。前级电场的电
流由于
空间电荷减少而增长了40%以上。后级电场中由于微粒减少,因电晕极积灰而导致的功率下
降减轻了一倍,因此所有灰尘的收集效率都提高了。
长时间多次在不同电厂、不同煤种情况下测定,证实Indigo 凝聚器是降低排放浓度、降低阻光
度、减少PM 2.5 微粒排放的行之有效的商业
设备。
Indigo 凝聚技术
Indigo 凝聚器含有两项专利技术,能使细尘附着到粗尘上而为电除尘器所扑集。第一项是“流动
凝聚”(FAP),它是一种
物理过程, 并不需要供电。 第二项是“双极静电凝聚”(BEAP),它需要
电力使灰尘荷电。两种机制相结合可使得细尘大为减少,如试验数据所示。
流动凝聚(FAP)是基于强化流动使大小不同的粒子有选择性地混合,增强粗细粒子之间的物
理作用,从而促使其相互碰撞,形成聚合的粒团,减少细粒子的数目。曾在Adelaide
大学用激光
荧光法(LIF)做了许多试验,证实FAP 确实能减少细粒子。
将1μm 的水滴掺混到
化学浓液之中,当它们穿过激光薄层进入风洞
气流之中时,会发生荧光,
荧光的强度和穿过激光薄层微粒的总体积成正比。用数码摄像机装上与荧光波长相当的滤色镜记录
测量荧光的强度。用计算机分析时均录像数据,再按蓝底计量细粒子的空间分布。表明尽管细粒子
数目增加,并没有细粒子通过而使色谱转红。 如果需要,大的、约为10μm 没有掺混的水滴可以被
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弹出,但是由于滤色镜的关系在做LIF 分析时表现为蓝色。 当大小水滴互相撞击时,细水滴被吸
收,没有掺混的大水滴被高度稀释,而不再发出荧光。
图1a 是没有大水滴或流动凝聚时的细粒子颜色分布情况, 可作为比较细粒子多少的基准。图1b
是有大水滴掺入但是没有FAP 的细水滴分布情况,表明细粒子分散的程度加大了,但是细粒子的总
质量变化不大。图1c 是有大水滴掺入同时有FAP 的细水滴分布情况,表明细水滴的质量大大减
少。这些数据证实FAP 能大大增加粗细水滴的碰撞从而显著减少了细水滴的数量。碰撞凝聚的比例
还不清楚,但是现场试验表明,在全尺寸装置上FAP 使细粒子数目减少了一大半。