外文翻译--利用静电增加对灰尘的沉积中文版-精品

1、利用静电增加对灰尘的沉积 概要： 这项研究的基本思想是，利用静电沉淀来减少飞尘中重金属的浓度。当重 金属的浓度很高时会妨碍利用飞尘作为肥料，并且这种浓度是可变化的。飞尘 分馏法实验是通过在四个发电站利用静电沉淀装置进行的。基于实验结果，第 一个收集装置中重金属的浓度处于它的最低值， 而最后一个装置中的浓度则是 最高。镉在作为肥料的飞尘中的浓度，可以通过应用静电沉淀分馏法，使其降 低 70% 。对重金属的分馏情况相比之下没有对镉进行的分馏的效果明显。 结果 显示，静电沉淀分馏法在分馏将成为肥料飞尘或改善土壤方面是很合适的一种 方法。 导论： 芬兰的热能工厂和发电厂每年都会产生大约 400 ，00

2、0 公吨的原始生物燃 料灰烬。这种灰烬的产生量在将来会随着生物燃料使用量的增加而增加。木材 和泥煤燃后的灰烬能够作为肥料或土壤改良物质而被应用在林地或耕地上。 并 且能够达到给土壤“补钙”的目的。对灰烬的利用一直受到它本身含尘量和重 金属浓度这些因素的局限： 后者在很多情况下已经超出了芬兰在对使用土壤改 良剂所规定的最高允许标准。 在 2001 年，燃煤灰烬的利用率（ 84% ）相比泥煤和混合燃料灰烬的利用 率（43% ）高出相当多一部分。木材飞尘的利用率却相当低，在 1997 年大约 是 6% 。从飞尘中提取出重金属能够使它更充分的被利用。通常，似乎操纵发 电厂的燃料质量是达到这一目的唯一可

3、行的方法。 这就意味着我们必须知道这 些易燃燃料的精确密度和性质，并且知道哪些物质提高灰尘含量中镉的浓度， 进而筛选出含镉物质。 Tiibk 1 W iiA Ltn uiiii 卩 ci in Lit ed. co net. iiLral kiis ol h e-av y in eld L ini tn pro veme jiL maunah and in fly 鮎h from potr plum A (Orava, 2IO3| Lletment 卩uwer p 1 jnt A: ill ith | mum pe nn ii ted cc neemri lion 1 in 小 口 dr 20

4、U2r 200J Ycjr M 如 M ereun (H| V 0.31 10 Cadiiiiuii 4 Cd) 5.05 0.3 lu Ar：i I 13-200 2-200 UJ-6U 7-3K C admium iCd| 0.UI -250 0.05-N (I.4-1U C liriimc ( r.l 1.6-7400 15-250 15 25i 40 K Copper (Cu) 彌 3D(M) 却 404) 15 -300 57 144 Merciu H I li U.0I 阳 U.lWl-l l).U2 I 0,Ul 2 (1.4 、ickeL (Nl) I.N- I5-?W 2b

5、3 36-5Z Lemd (Ph) 3,1-1600 3150 I5-1ON 53-141) Zinc 17 m 14 13Q00 HJ-600 15 111.000 1100 5100 表2显示了四种类型灰烬的重金属浓度。 灰烬中所含有的很多物质都是极其难溶解的。由于灰烬中的很多重金 属（如镉，铅，镍）都很难溶解，可以假定灰烬肥料并不会受到重金属的显著 影响。比如说，在水系中，短时期之内然后进行施肥。最后，一些有害的重金 属可能就会被从灰烬中以一种可溶的形式释放出来，并且因此而转移到植被中 去。 灰烬中的石灰效应会降低土壤中重金属的溶解程度。灰烬最初会提高直立 树木中的镉的浓度，但是一旦树木

6、的生长提高了其中微量元素的浓度，重金属 的浓度就会下降到甚至比最初还要低的水平。 一些植物物种中的镉金属浓度的 升高可以持续很长一段时间。镉被认为是所有重金属中危害最大的金属，因为 它可以停留在土壤中，能够在食物链中逐渐富集，并且会使生物体中毒。 图一静电除尘器 静电沉淀（图一）是当前用于分离发电站废气中的固体物质最普遍的一种 方法，它的优势包括高效率收集（高达 99.9% ）和它在处理不同大小尺寸微粒 （甚至大小小于1流明的粒子）的适用性，以及体积不定的废气。它的更进一 步的优势是它的长期有效性，很好的使用可靠性和低廉的经营维护费用。 静电沉淀的机能很显著的依赖于将要收集的飞尘的性质特征。将

7、要被分离 的微粒的数量和颗粒大小的分布情况对静电沉淀的机能有很大的影响。尽管静 电沉淀收集的高效性或多或少可以持续忽略微粒的量，但是它的有效迁动速度 在微粒颗粒小的情况下会有所下降。由于微粒不同的专有特性，对微粒的收集 效率根据微粒的大小而有变化。从分离的角度看，最难分离的颗粒大小是在0.2 到0.5流明之间。 2. Heuvyconctitrutions und their diviskm as buIk percentage figure ui twiioni 叫氐ily ash und fika Hy ash lAgurwul unJ Agiimul. 灰烬中的重金属浓度可以通过多层静电

8、沉淀将废气中细小灰烬颗粒分馏 出的方法来降低。沉淀的分馏工具会受到比如限制或振荡电流这些方法的影 响。我们的研究结果已经显示出，重金属被浓缩聚集在细小灰尘颗粒中。根据 Thun和Korhonen (1999 )的结果，第三层电场的静电沉淀已经停止，依赖 于它的运行条件，灰尘总量的 84-95%在第一层次中，4-15%在第二层次中, 大约1%的在最后一个层次中。灰尘中镉的浓度可以通过静电沉淀的分馏法， 被降低至少15-25%。由于锅炉受到议论和怀疑，来自于以树皮为燃料和树木 碎屑为燃料的发电站(大锅炉)的灰烬被划分为以下重量百分比级别，底部灰 烬70-90%，气旋飞尘10-30%，静电沉淀飞尘2

9、-8%和粉尘排放0.1-0.3% 在灰尘燃烧和流化床燃烧中，产生的飞尘所占份量为 80-100% 。多达 75-90% 的重金属存在于飞尘通过静电沉淀后的那些细颗粒中，图二展示了在 底部灰尘，气旋灰尘和静电沉淀喉飞尘中锌，铅，和镉的含量（ mg/kg and m-% ）。基于表二种的数据。 各种灰尘类型中的重金属浓度 重金属 mg/kg 煤灰 泥煤灰 木材燃灰 树皮燃灰 砷 (As) 2.3 00 2 -200 0.2-60 7-28 镉(Cd) 0.01 50 0.05-8 0.4-40 4-20 铬 (Cr) 3.6 -7400 15 -250 15 -250 40-81 铜 (Cu) 3

10、0 -3000 20 -400 15 -300 57 -144 汞 (Hg) 0.01-80 0.001 -1 0.02-1 0.012-0.4 镍 (Ni) 1.8 -800 15 -200 20 -250 36-52 铅 (Pb) 3.1 -800 5 -150 15 -1000 53-140 锌 (Zn) 14 -13,000 10 -600 15 -10,000 1100 -5100 表一 土壤改良中允许的最大重金属浓度 来自发电站 A 的飞尘中的物质 元素 发电站 A ：飞尘（ mg/kg ） 允许最大值浓度（ mg/kg ） 2002 年 2001 年 1999 年 汞(Hg) a

11、 bioful-fi red power phut urwal and ArwalK 从静电沉淀装置中提取的所有样品都来自于在灰尘被放入筒仓之前安置 在静电沉淀装置之下的灰尘进料装置中。 通过石墨法分析样品中的铅，铜，锌, 砷，和镉的存在情况，并且应用Malvern装置来决定粒子颗粒大小。发电站A 使用泥煤，树木碎片和石油以及机械木材工业中的副产品作为燃料。发电站的 锅炉有效燃料容量是150兆瓦。分馏试验室利用当前发电站的3层静电除尘装 置进行的。发电站B使用两个锅炉，一个是泡沫焦性石墨循环流化床锅炉（燃 料容量55兆瓦），另一个是单流化床锅炉（燃料容量42兆瓦）。试验的实施是 利用单流化床锅

12、炉进行。该发电站的主要燃料是碾碎的泥煤块和木材燃料， 煤烟和铝的氧化物的混合物。来自两个锅炉中的飞尘是通过 2层的静电除尘被 传送到共同的灰尘筒仓之中。发电站 C装备两个锅炉，锅炉1是一个单流化 床，它的燃料容量是267兆瓦。锅炉2是一个泡沫焦性石墨循环流化床， 燃料 容量是315兆瓦。试验是通过利用泡沫焦性石墨循环流化床锅炉进行的。发电 站所用的燃料主要是碾碎的泥煤块和各种木材燃料。两个锅炉都被安装了 3层 的静电沉淀装置，使锅炉中的飞尘能够由空气作用被吹到一个共同的灰尘筒 仓。D发电站的流化床锅炉设备所产生的电能是77兆瓦，它的热容量是246 兆瓦。流化床锅炉中所使用的燃料主要是碾碎的泥煤

13、块和木材废物。废气中的 飞尘通过一个3层的静电沉淀装置来进行分离。 3.结果 在A发电站的静电沉淀试验中（试验1-7 ），所使用的燃料是由49%的泥 煤和61%的木材燃料构成。静电沉淀装置1-3层的灰尘过滤烟窗被取样并且 进行了分析。（图表4） 14 PGX/bulPO 12m 冋酣d 1 口 Fikl 2 口 Fi-eWS 123567 Fig.4. Cd ccaceniniiions （mg/kg othe fly asb in lieId （l-3j during trial rui （ 1-71 * iLh pjt fuL vhea ung the vlckl rental ic pi

14、i pita lor. 基于结果，静电沉淀装置第一层镉的浓度处于它的最低值，而在第三层中 则是最高值。这是由于较大颗粒的飞尘微粒在第一层中积聚，而第三层中则容 纳了含有最小微粒的飞尘。第一层中镉浓度的变化范围在 2.2-3.6mg/kg 之间, 同时第三层中的镉浓度变化范围则是在7.2-12.4之间。这些浓度受很多种性质 情况的影响，比如电子稳定程序，燃料质量、性质，和废气的流动率。几乎在 每个静电沉淀装置第一层中镉的浓度都低于为灰尘作为肥料使用所规定的允 许浓度的最大值极限（3.0mg/kg） 在试验进展过程中，静电沉淀装置层中的运转中循环周期阻滞比率被控制 在0-2之内。0值是指被讨论的装

15、置层所有的半循环周期在通常情况下都能 正常活跃。2值是指只有半周期的三分之一起作用。因此运转循环周期阻滞的 这个评价阐述了有多少连续的半周期已经关闭，也就是，分离器的补充电流的 跳动频率是多少。 m葱 uijpo 4 2 3 8 G 4 22 0 4& C BO-raiie 绘 I ig. 5. Ihe ciTcvt vi he C JiO rd do rrtun ikrfirgjk precipLim or fiekl I un tl Cd cuLicciHt dLi； ct die ckctrcfiUiLk: precipiiiiLar (limit value3 m/kg) ui pow

16、er pluni Dh C and D. 根据得出的结果，铅，铜，和镍的浓度从分馏的角度看并没有什么问题。 至于这些金属，飞尘不经过分馏而直接作为肥料应用是可以的。锌，砷和镉的 浓度可能超过允许的最大极限时，如果将飞尘当作肥料使用就会因此引起很 多的问题。对于这些金属，将飞尘作为肥料应用时，就要取决于燃料的成分和 分馏的效力。 Hold 1 HFiebd 主 Field 3 Sik -ig. ID.卜ly iirh pa flick wizg miBLmLx ul the precipitator, partLJesize 缶山牌卄f、（ptni DSCI. 表10显示了对B，C，D发电站各种

17、不同大小的微粒的分析。基于这些数 据，可以这样说，在静电沉淀装置的第一层电场中仍有粗糙的灰尘。 在发电站BCD，静电沉淀装置是通过调节电流值来控制的。然而，静电沉 淀装置的生产力容量取决于它的电压水平。 电压和电流的比例并不是均衡对称 的。当电流大小被降低 50% 的时候，电压仅仅会降低 10-20% 。而且，当电流 的给定值降低时，就会有相当的更少的击穿情况。 在各种实验之间， 平均电压值并没有改变并达到一个足够的值是有很多原 因的，以致于影响到静电沉淀装置的分离效率。这就意味着对静电沉淀装置中 的电流不同的调整并没有对实验期间的重金属浓度产生很大的影响。 4.结论。 燃烧后产生的灰烬，它的

18、化学性质和物理性质，还有作为最后结果的灰烬 的体积，都取决于易燃燃料的成分和性质。燃烧技术和参数（相关因素） ，例 如温度，燃烧效率，补给空气体积，还有锅炉的燃烧环境以及以灰烬的恢复防 御体系，都对最终得到的结果灰烬的性质有影响。从飞尘性质的角度来看，分 离灰烬的装置尤其重要，因为在灰烬的构成上，它的废气中的细颗粒部分是至 关重要的， 飞尘中的微粒经常被重金属富集并浓缩强化。 飞尘中重金属浓度水平的较 大变化范围是飞尘在实际应用中受到质疑。 飞尘中含的重金属浓度会超过可作 肥料使用的法定要求局限。木材燃烧灰烬中最让人质疑的重金属就是镉。在芬 兰，当前的有效法令规定的极限值是 3mg/kg 。而木材灰烬则超过了这个极限 值。在若干情况中，重金属的发射性可以通过科技加工方法来降低。这些包括 瓦斯泻出体积的最小值， 废气收集， 空气流通的利用， 原料和能源的有效利用， 以及含有最小重金属浓度的原料和燃料的利用。并且，飞尘的性质可以通过分 馏而被改变。 分馏的目的是将高密度和重金属浓度的细小微粒部分从适合实际应用的 那部分中分离出来。 分馏实验证明了在静电沉淀装置第一层电场中重金属的浓 度处于最低值，而在第三层中则是最高值。重金属在飞尘微粒中会得到富集和 增多。含