烟气除汞活性炭干粉喷射实验及喷射效果数值模拟刘汉晓、陈兆美、郭高飞、王建波、崔英、孟银灿、刘美玲（浙江飞达环保科技有限公司，诸暨，浙江）摘要：针对目前粗放的活性炭喷射工艺由于材料消耗大的问题，为了增加活性炭在单个喷射点的扩散面积，设计了活性炭干粉喷射实验台。建造的。 对3种喷嘴进行了实验，结果表明，干粉喷射效果明显优于管式直接喷射效果。 与管内直接喷射相比，距喷嘴750mm截面处的扩散面积分别扩大了73.58%、201.89%、137.74%； 内置喷嘴旋流叶片对活性炭干粉喷射的改善效果不明显。 利用商用CFD软件，建立了活性炭干粉喷射的数值模拟方法，并通过实验验证了模型的合理性。 该活性炭干粉注入模型可用于指导实际工程项目科学布置活性炭注入点。 关键词：燃煤电厂； 活性炭注入； 烟气除汞； 数值模拟； 干粉喷嘴CLC号：TM621； 生物毒性高，严重危害人类健康。 近年来汞排放量仍在上升。 燃煤电厂的排放量约占中国烟气汞排放量的35%[1]。 2006年，我国燃煤电厂烟气汞排放量达到峰值（114吨），随后逐年略有下降。 2014年，我国燃煤电厂烟气汞排放量为82t，仅次于水泥行业（145t）和燃煤工业锅炉。 （116 吨）[2]。
中国签署了《汞水俣公约》，对汞排放限制和控制提出了相关要求。 对于燃煤电厂烟气脱汞，活性炭干粉喷射脱汞技术被认为是最成熟可靠的脱汞技术[3]。 根据活性炭喷射位置的不同，活性炭喷射工艺可分为传统ACI工艺（除尘前喷射）、Mer-Cure工艺（空气预热器前喷射）、工艺（电除尘器中间烟道喷射）袋式除尘器）、技术（电除尘器末端电场前喷吹）等[4]； 根据活性炭类型的不同，可分为常规活性炭干粉和卤素改性活性炭干粉喷射技术。 改性活性炭的价格一般高于常规活性炭，但达到相同的去除效率。 在汞效率条件下，改性活性炭的消耗量较少，因此综合成本较便宜。 例如，在美国，使用常规活性炭脱汞的成本为55,000-154,000美元/kg，而改性活性炭仅成本为04,000-44,000美元/kg[5]。 烟道喷雾活性炭干粉在烟道内的覆盖度、均匀度、停留时间等与脱汞效率密切相关，也是提高脱汞效率、节省运行成本的关键。 目前国内大部分项目采用管道直喷，干粉扩散效果不好，不仅影响脱汞效率，而且增加了材料消耗。 文献[6]发现，提高活性炭干粉在烟道内的覆盖度和均匀分布，可以显着提高脱汞效率； 文献[7]通过实验观察得到了活性炭干粉停留时间对脱汞效率的影响； 文献[8]]利用CFD软件模拟了燃煤粉煤灰在喷射点位置和数量、不同喷射速度、不同粒径等不同工况下的分布特性，但没有涉及活性炭干粉注射; 文献[9]利用CFD软件模拟烟气，将活性炭注入烟道中，分析注入位置、注入角度等对活性炭在烟道中分布的影响； 文献[10]利用CFD软件模拟了注入活性炭后烟道内的气固流场，探讨了不同喷嘴布置方案对活性炭颗粒的覆盖率、停留时间和颗粒浓度场均匀性的影响。
上述文献不仅没有提及喷嘴的具体结构，而且模拟结果也没有经过实验验证。 基于此，本文首次通过实验与数值模拟相结合的方式获得了活性炭干粉喷射的材料扩散规律，并指导了工程设计。 研究结果可为后续活性炭喷射工艺的优化设计提供参考。 收稿日期：2019-05-03； 修改日期：2019-07-01。 基金项目：国家重点研发计划资助项目（大气环保产业创新创业基地（大气环保产业园）试点建设）； 浙江省“万人计划”资助项目（）。 《中国电力》第10期第52卷 52，十月号。