改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)工業(yè)發(fā)展舉世矚目,但工業(yè)帶來(lái)的大氣環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重。2014年李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中提出,向霧霾等污染宣戰(zhàn)。這對(duì)我國(guó)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理行業(yè)來(lái)說(shuō),既是挑戰(zhàn),也是機(jī)遇。
控制工業(yè)大氣環(huán)境污染問(wèn)題的重點(diǎn)在于對(duì)工業(yè)鍋爐煙氣的治理。煙氣污染處理系統(tǒng)主要包括脫硫、除塵系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況與煙氣工況密切相關(guān),煙氣濕度是煙氣工況的重要參數(shù)之一,對(duì)于煙氣處理系統(tǒng)有很大的影響。因此,對(duì)煙氣含濕量測(cè)量技術(shù)的研究具有相當(dāng)積極的意義。
煙氣含濕量亦即煙氣的濕度,通常有煙氣的濕度和相對(duì)濕度兩種表達(dá)形式。煙氣的濕度指的是煙氣中所含的水蒸氣的質(zhì)量與絕熱干煙氣的質(zhì)量之比H(kg/kg)。煙氣濕度反映的是煙氣中所含水分的量。它可表示為:
H=M1/M2
式中M1—煙氣中水蒸汽的質(zhì)量(g)
M2—煙氣中干煙氣的質(zhì)量(g)
煙氣的相對(duì)濕度RH定義為煙氣的濕度與同溫度下飽和濕煙氣的濕度之比的百分?jǐn)?shù),即:
RH=H/H1×100%
式中H1—煙氣溫度下的飽和濕煙氣的濕度(%)。
煙氣含濕量是煙氣參數(shù)中zui難測(cè)量的一個(gè)參數(shù),但是因?yàn)闊煔獾暮瑵窳繉?duì)于煙氣的脫硫、除塵等工藝都有比較大的影響,所以它是煙氣工況的必測(cè)參數(shù)之一。
1)煙氣含濕量對(duì)煙氣脫硫的影響
煙氣含濕量對(duì)煙氣脫硫的效率及其測(cè)量都會(huì)帶來(lái)較為明顯的影響。以常用的爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)為例,其脫硫效率與煙氣濕度的關(guān)系比較顯著,脫硫床的相對(duì)濕度增大將導(dǎo)致吸收劑表面的濕潤(rùn)程度增加,加快Ca(OH)2的生成速度,Ca(OH)2吸收SO2的量也同時(shí)增加,從而增大了脫硫效率。
在煙氣脫硫效率的測(cè)量中,目前使用的測(cè)量方式有甲醛緩沖溶液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法、碘量法定電位電解儀器法等。以常用的定電位電解儀器法為例,相對(duì)濕度對(duì)該測(cè)量方法所測(cè)得結(jié)果的影響較大。在采樣過(guò)程中,因?yàn)镾O2易溶于水,若煙氣含濕量較大,將會(huì)造成大幅度的測(cè)量損失,zui終導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏低。
2)煙氣含濕量對(duì)煙氣電除塵的影響
煙氣含濕量對(duì)于煙氣電除塵效率有很大的影響,煙氣含濕量的增加,有利于提高電除塵器的除塵效率,這一原理目前廣泛應(yīng)用在煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)中。
高比電阻粉塵與煙氣中的水分接觸后,容易將水分吸附在粉塵表面,煙氣含濕量越高,這種吸附的作用就越明顯。與水分結(jié)合后,高比電阻粉塵的導(dǎo)電性能得到改善,使得比電阻降低到一個(gè)容易被電除塵器捕集的范圍內(nèi),從而提高電除塵器的除塵效率。
煙氣含濕量還影響電除塵器擊穿電壓。水的介電常數(shù)是空氣的80倍,屬于極性分子,在電場(chǎng)中可以吸附大量的自由電子,減少電場(chǎng)中的自由電子數(shù),減弱煙氣的電離強(qiáng)度,減小電暈電流,從而增大擊穿電壓。因此增大煙氣含濕量,可以提高電除塵器的運(yùn)行電壓,從而提高了電場(chǎng)強(qiáng)度,使電除塵器的收塵得到顯著的提高。
濕度的測(cè)量方法很多,國(guó)內(nèi)外目前應(yīng)用zui多的就是干濕球法、重量法、冷凝法這三種傳統(tǒng)的技術(shù)。這些技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié),可以說(shuō)理論已經(jīng)很完善,技術(shù)也已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒?,其測(cè)量方法簡(jiǎn)便,設(shè)備簡(jiǎn)單,但是這些方法有一共同的缺點(diǎn),就是測(cè)量過(guò)程是手工的,測(cè)量結(jié)果都是經(jīng)過(guò)手動(dòng)計(jì)算得到的,數(shù)據(jù)不能遠(yuǎn)距離傳輸,與現(xiàn)在的自動(dòng)化設(shè)備相矛盾。這也是市場(chǎng)對(duì)煙氣含濕量測(cè)量設(shè)備提出的新要求。
新近興起的HMS545C型阻容法濕度傳感器可測(cè)定不同典型污染源濕度,其測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度均較好,檢測(cè)儀器結(jié)構(gòu)緊湊、方便攜帶,可以顯示實(shí)時(shí)讀數(shù),并帶有存儲(chǔ)器,適用于在線監(jiān)測(cè),具有廣闊的應(yīng)用前景。
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