PGCC系統(tǒng)基本原理

PGCC系統(tǒng)由綠炭制備系統(tǒng)、等離子綠炭氣化系統(tǒng)、鍋爐燃燒系統(tǒng)、煙氣凈化處理系統(tǒng)以及汽機發(fā)電系統(tǒng)五大系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)采用了等離子技術、綠炭氣化技術、煙氣凈化處理技術以及熱電聯(lián)產(chǎn)等前沿技術，具體應用技術如下：

等離子技術

等離子的概念：當電離過程頻繁發(fā)生，使電子和離子的濃度達到一定的數(shù)值時，物質(zhì)的狀態(tài)也就起了根本的變化。為區(qū)別于固體、液體和氣體這三種狀態(tài)，我們稱物質(zhì)的這種狀態(tài)為物質(zhì)的第四態(tài)，又起名叫等離子態(tài)。

等離子技術事實上就是基于等離子產(chǎn)生的方式和環(huán)境所開發(fā)的用來促使物質(zhì)的形態(tài)轉(zhuǎn)化為區(qū)別于傳統(tǒng)三態(tài)的第四態(tài)的一種技術。

PGCC系統(tǒng)的等離子技術主要運用于綠炭的氣化，即利用等離子炬作為氣化爐的熱源，而不是傳統(tǒng)的利用本身熱值點火和燃燒。等離子炬有著能產(chǎn)生高強度熱源的優(yōu)勢（比常規(guī)熱源高），而且操作相對簡單，可控可調(diào)。氣化爐內(nèi)的等離子體具有高溫和高熱密度的特點，可將綠炭高效氣化成清潔無污染的可燃氣體。

綠炭氣化技術

PGCC系統(tǒng)的綠炭氣化過程主要經(jīng)由綠炭制備系統(tǒng)、等離子綠炭氣化系統(tǒng)兩大系統(tǒng)。

綠炭制備系統(tǒng)的綠炭制備過程：利用焦化設施，以原煤為主要原料，輔以固硫、助燃、增碳復合助劑，經(jīng)高溫蒸餾制取。之所以選擇綠炭作為后續(xù)可燃氣體的制備原料，是因為綠炭具有燃燒性能好、污染小、燃燒充分、揮發(fā)分更低、生產(chǎn)成本較型煤和無煙煤低等特點。它可以有效解決焦炭燃燒時著火溫度高、點火困難，揮發(fā)分低、火焰短，反應性差、燃燒速率低等缺點。

等離子綠炭氣化系統(tǒng)的作用原理：基于等離子技術，在一個密閉的環(huán)境中（氣化爐內(nèi)）制造有別于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的第四態(tài)：等離子態(tài)。往該狀態(tài)內(nèi)通入適當比例的布朗氣，并利用等離子點火器，產(chǎn)生等離子電弧，制造高能熱環(huán)境，使綠炭在等離子活性狀態(tài)的熱環(huán)境中吸熱發(fā)生一系列復雜的化學反應。該環(huán)境下產(chǎn)生的可燃氣體主要成分為H2等，產(chǎn)生的可燃氣體具有純度高、熱值高等優(yōu)點。

煙氣凈化處理技術

圖1為PGCC系統(tǒng)的煙氣凈化處理流程圖，該過程主要經(jīng)由勒納德深度除塵塔、等離子脫硫脫硝一體化裝置、冷凝式煙氣吸收塔三個部分。

勒納德深度除塵塔：

除塵原理：水經(jīng)過高速摩擦、尖端放電等現(xiàn)象后，容易被激發(fā)，從而分解產(chǎn)生大量的負氧離子，這就是著名的勒納德效應。反應方程式如下：勒納德效應 3H2O = 2H3O O2-，在山林、瀑布、噴泉處勒納德效應很容易產(chǎn)生。利用勒納德效應，通過自激式負氧發(fā)生器產(chǎn)生負氧離子對粉塵進行吸附。

除塵效果：煙氣進入勒納德深度除塵塔后，自激式負氧發(fā)生器產(chǎn)生大量負氧離子，通過靜電吸附捕集粉塵，再經(jīng)過雨淋負氧發(fā)生器二次除塵，進而形成含塵水滴。煙氣經(jīng)過勒納德塔后，有害污染成份主要剩余SO2和NOx。

等離子脫硫脫硝一體化裝置：

等離子脫硫脫硝處理過程：煙氣進入等離子脫硫脫硝一體化裝置后，煙氣中的O2和水蒸氣發(fā)生激活，產(chǎn)生強氧化性的自由基O-，OH-，（HO2）3-和H2O2等。通過這些自由基將煙氣中的SO2氧化為SO3、NO氧化為NO2，SO3與水生成H2SO4、NO2與水生成HNO3。生成的H2SO4、HNO3可作為副產(chǎn)物利用。

等離子脫硫脫硝化學反應原理：利用等離子設備產(chǎn)生強電壓低電流反應室，將煙氣成份激活，形成活性自由基，在這狀態(tài)下SO2會形成自由基，引發(fā)復雜的鏈反應 ,最終重組形成穩(wěn)定的更易于被水吸收的SO3；等離子體自由基 OH、O、N、 OH、O3等與NO反應。

冷凝式煙氣吸收塔：

基本原理：在高效換熱層涂裝特殊納米材料，可增大過濾板對水的吸附力(粘滯力)，使過濾板上附著水流后，減小過濾板間隙，產(chǎn)生納米通道，從而提高煙氣降溫效果。

吸收塔的主要作用：用于降低煙氣的排放溫度，經(jīng)冷凝式煙氣吸收塔作用后，煙氣排放溫度可降至環(huán)境溫度。采用多層高效換熱層可以最大限度降低煙氣溫度， 煙氣排放無明顯白色煙霧形成，真正實現(xiàn)超凈排放。

熱電聯(lián)產(chǎn)技術

熱電聯(lián)產(chǎn)技術 是時下比較成熟的一門技術，具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提供電力、提高供熱質(zhì)量、減輕分散鍋爐房工人勞動強度和節(jié)省建設用地等優(yōu)點，特別是在化工、冶金、機械、民用等行業(yè)，建設自備熱電廠優(yōu)點更為突出，已被越來越多的業(yè)內(nèi)人士所認識。

PGCC系統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)模式是以燃氣鍋爐－蒸汽輪機為主，輔以燃氣輪機或者燃氣內(nèi)燃機帶動發(fā)電機發(fā)電。 作用原理：用燃氣輪機發(fā)電后的高溫余熱排氣，通過余熱鍋爐再產(chǎn)生蒸汽，供給抽汽式（或背壓式）蒸汽輪機組發(fā)電供熱。進入汽輪機的蒸汽，由燃氣輪機先發(fā)電后送入余熱鍋爐再產(chǎn)生蒸汽，所以它的全廠熱效率比鍋爐—蒸汽輪機供熱機組高，全廠燃料利用率也比單循環(huán)的供熱機組高。2100433B

閉式系統(tǒng)開式系統(tǒng)

開式系統(tǒng)的特點是系統(tǒng)中的水與外界空氣有接觸，或系統(tǒng)中的水向外界釋放或流失，系統(tǒng)需要不斷的補水。這樣的系統(tǒng)不可靠，經(jīng)過數(shù)年（大約3-5年），系統(tǒng)的管道和各種配件因腐蝕損壞而漏水，其改造費用遠遠大于初投資（不含漏水引起的附加損失）。屬于這類系統(tǒng)的有無壓鍋爐（最常見，相當于定時炸彈），直接用地熱或溫泉采暖，直接用大型工廠的冷卻水采暖，蒸汽直接注射到大樓的采暖循環(huán)系統(tǒng)等。對于這類系統(tǒng)常見的鋼制和鋁制散熱器均不能使用，與水直接接觸的材料必須是不銹鋼或銅。

自動噴水滅火系統(tǒng)中的閉式系統(tǒng) close-type sprinkler system　即采用閉式灑水噴頭的自動噴水滅火系統(tǒng)。分為以下四種：

閉式系統(tǒng)濕式系統(tǒng)

準工作狀態(tài)時管道內(nèi)充滿用于啟動系統(tǒng)的有壓水的閉式系統(tǒng)。適于在環(huán)境溫度不低于4℃且不高于70℃的場所采用。（避免低溫凍結(jié)膨脹和高溫氣蝕）

閉式系統(tǒng)干式系統(tǒng)

準工作狀態(tài)時配水管道內(nèi)充滿用于啟動系統(tǒng)的有壓氣體的閉式系統(tǒng)。適于在環(huán)境溫度低于4℃或高于70℃的場所采用。

閉式系統(tǒng)預作用系統(tǒng)

準工作狀態(tài)時配水管道內(nèi)不充水，由火災自動報警系統(tǒng)自動開啟雨淋報警閥后轉(zhuǎn)換為濕式系統(tǒng)的閉式系統(tǒng)。適于在系統(tǒng)處于準工作狀態(tài)是嚴禁管道漏水；嚴禁系統(tǒng)誤噴；替代干式系統(tǒng) 。的場所中。重復啟閉預作用系統(tǒng)能在撲滅火宅后自動關閥、復燃是再次開閥噴水的預作用系統(tǒng)。適用于滅火后必須及時停止噴水的場所。

時不變系統(tǒng)是輸出不會直接隨著時間變化的系統(tǒng)。

如果輸入信號

如果系統(tǒng)的傳遞函數(shù)不是時間的函數(shù)，就可以滿足這個特性。 這個特性也可以用示意圖的術語進行描述

如果一個系統(tǒng)是時不變的，那么系統(tǒng)框圖與任意延時時刻的框圖都是可以互換的。

為了表明如何確定系統(tǒng)是時不變系統(tǒng)，我們來看兩個系統(tǒng)：

系統(tǒng) A:

系統(tǒng) B:

由于系統(tǒng) A 除了x(t)與 y(t)之外還顯式地依賴于 t 所以它是時變系統(tǒng)，而系統(tǒng) B 沒有顯式地依賴于時間 t 所以它是時不變的。

加濕系統(tǒng)超聲波加濕系統(tǒng)

超聲波加濕系統(tǒng)是傳統(tǒng)加濕系統(tǒng)的代表，采用超高頻率的震動，將水分子擴散到周圍的空氣中，具有靜音，效果好，加濕系統(tǒng)強度大等優(yōu)點，缺點是超聲波式加濕系統(tǒng)使用壽命較短，造價高且容易算壞。

加濕系統(tǒng)高壓微霧加濕系統(tǒng)

高壓微霧加濕系統(tǒng)是冷霧加濕系統(tǒng)的另一個代表，具有加濕強度大，加濕效果迅速，性能可靠，使用成本低，維護簡便等特點，廣泛適用于大面積的加濕需求，如大型工廠車間，開放式的環(huán)境等。高壓微霧加濕系統(tǒng)的缺點是，相對蒸汽式加濕系統(tǒng)，水霧的顆粒相對較大，蒸發(fā)效果不如蒸汽式迅速，且高壓微霧噴頭在長期使用以后容易堵塞，這種情況主要取決于水源的清潔程度，可以通過加裝過濾水裝置進行解決。

加濕系統(tǒng)電極式加濕系統(tǒng)

電極式加濕系統(tǒng)是傳統(tǒng)蒸汽加濕系統(tǒng)的杰出代表，具有加濕效果迅速明顯，性能可靠，加濕精度高，加濕量大等特點，適用于對加濕環(huán)境要求較高的環(huán)境，如電子車間、醫(yī)藥制造車間、手術室、計算機機房等。其缺點是適用成本高，耗電量大。