受限于我国的能源结构,煤炭仍是目前我国能源主要来源之一. 据国家统计年鉴的数据,2019 年煤炭消费占能源消费总量的57.7%。 然而,煤炭低效、粗放的原始消费方式无法满足中国对生态环境、气候变化及未来能源消费方式的需求,高效、清洁、低碳开发利用煤炭已经成为共识。
基于热解的多联产技术从整体利用的角度分级转化、分级利用,实现了煤炭的高效低污染利用,可以更好地解决资源与环境问题. 但在煤热解过程中由于煤颗粒的破碎和爆裂以及可凝结颗粒物冷凝等原因,热解气相产物中夹带较多的微细颗粒物,在与凝结的液相产物黏结、团聚后,会逐渐堵塞后续工艺管道,造成系统停车、焦油品质差、热解过程含尘量大、后期油尘难分离等技术瓶颈问题。
因此,热解过程中粉尘的控制、高效气固分离技术成为亟须突破的技术瓶颈,在焦油冷凝回收前尽可能多地除去高温煤气中剩余的大量细小粉尘是解决此问题的关键。
相比其他高温除尘技术,电除尘技术的系统压降低、细小颗粒的除尘效率较高、能耗低,能够满足热解煤气粉尘控制的技术要求,是最有潜力解决高温除尘难题的技术之一。
近日,浙江大学能源清洁利用国家重点实验室方梦祥团队采用实验室高温放电系统研究电除尘器中温度、气氛、气体调质以及电源极性等因素对热解煤气放电性能的影响。
研究结果表明:
提高温度,热解煤气的放电电流上升,起晕电压、击穿电压下降,不利于颗粒脱除。
对于高温热解煤气,降低CH4的体积分数,提高H2、CO2的体积分数,使放电电流减小,起晕电压和击穿电压升高,更利于颗粒脱除. 添加水蒸气,起晕电压升高,放电电流减小,电晕放电区间更宽,伏安特性曲线向右偏移,优化了放电性能。
在高温下通过正极性电源施加电压,标准煤气及添加水蒸气调质后的热解煤气都具有较高的击穿电压及正电晕放电区域,性能优于负极性电源。
这项研究得到了国家重点研发计划的资金支持。成果以《高温热解煤气放电性能的影响因素》为题于11月4日在《浙江大学学报(工学版)》进行了网路首发。