【编者按:近日,在2138cn太阳集团古天乐第二十届挑战杯竞赛中,澳门太阳娱乐网站官网再获佳绩,其中有两篇作品荣获特等奖,显示了澳门太阳娱乐网站官网学生杰出的科研探索能力,在此特推出两篇文章,介绍这两个特等奖作品。】
杜诚同学的《工业烟气中超细颗粒物PM2.5的团聚技术》,研究了工业烟气中超细颗粒物的团聚特性,提出了降低烟气中超细颗粒物和有毒重金属元素排放浓度的技术方法,荣获特等奖,导师米建春">米建春教授被评为“优秀指导教师”。
我国所需电力的80%以上来自燃煤火力发电,所需其它动力能源的60%以上来自煤炭的工业燃烧。而多种监测数据均表明,由燃烧源产生的可吸入颗粒物(PM10)与可入肺颗粒物(PM2.5)是目前我国大气环境的最主要污染物之一。由于其通常富集各种有毒重金属元素(Hg, As, Se, Pb, Cd)及碱金属,且能够深入人体内部,因此超细颗粒污染已变成首重之害。
即将颁发的《火电厂大气污染物排放标准》中明确指出,燃煤电站锅炉烟尘排放不能超过30mg/m3,并且该标准首次增加了火电厂大气中重金属元素汞污染排放标准,这对我国目前主要采用的静电除尘装置(> 80%)提出了极大的挑战。这也是近年来制造成本、安装成本、运营成本均很昂贵的布袋除尘装置和新式混合除尘系统逐渐获得重视的原因。本课题研究的超细颗粒物团聚技术为一种低能耗、低阻力、高效率、结构简单的超细颗物污染控制技术,其污染物控制策略是:在传统除尘器(如静电除尘器ESP或布袋除尘器)之前,加装超细颗粒物聚并装置,使微细颗粒物附着于大颗粒表面,随后使之在下游传统除尘器中随大颗粒一并被脱除。这种策略主要通过挖掘传统除尘器潜力的方式提高污染物去除效率,对电厂烟道、引风装置等系统不需进行改造。因此该技术能够以极低的成本实现新式除尘器的高效率,高效降低超细颗粒物及重金属的工业排放。
该课题目前已经过了理论设计、实验室实验、中试试验阶段,并已进入工业级别实验,同时,二代技术也已经完成了理论设计,并已进入中试试验阶段。作为课题组中(共三人)唯一的学生,杜诚同学从2006年底本科毕业设计时就开始为项目展开理论调研与设计工作,在之后的四年中,他全面参与课题,并主导了实验室实验、3吨燃煤锅炉中试的测量方案,完成了二代技术的双极静电荷电装置研发。这些工作都取得了非常良好的效果。实验证明,本技术能够减少超细颗粒物排放 40% - 80%,在原有基础上减少烟尘的排放总浓度 30% - 60%,提高有害重金属及其化合物的脱除率 30% - 60%,而团聚装置增加烟道阻力仅为200 - 500Pa。截至目前,本技术正在两家12.5WKw、30Wkw火电机组烟道上进行初步测试。
据杜诚同学介绍,在研究工作中,导师米建春">米建春教授给予了他极大的支持和帮助,并推荐他去燃烧器研究条件更为成熟的香港理工大学完成自己的博士论文,帮助他在工业污染控制和节能燃烧装置两个感兴趣的方向上均有所为。