CN101513583B

CN101513583B - 一种燃煤超细颗粒化学团聚促进剂

Info

Publication number: CN101513583B
Application number: CN2009100607780A
Authority: CN
Inventors: 张军营; 李海龙; 赵永椿; 张凯; 杨艳; 郑楚光
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: WUHAN TIANKONGLAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2029-02-16
Also published as: CN101513583A

Abstract

本发明公开了一种燃煤超细颗粒化学团聚促进剂，团聚促进剂按质量百分比包含0.001～0.2％的表面活性剂，0.0001～0.01％的水溶性高分子化合物，0.001～0.05％的无机盐添加剂，其余为水。本发明有效促进超细颗粒团聚，提高静电除尘器对超细颗粒物及高比电阻飞灰的去除效率，降低烟尘排放，减少企业排污费用，团聚促进剂组分来源广泛，价格经济，环境友好，合成过程简单，易操作，不污染环境。

Description

一种燃煤超细颗粒化学团聚促进剂

技术领域

本发明属于能源与环境领域，具体涉及对现有燃煤电厂静电除尘器进行化学团聚技术改造中使用的团聚促进剂，用于促进燃煤超细颗粒团聚，提高静电除尘器对燃煤超细颗粒的捕集效率。

背景技术

颗粒物是目前我国城市大气环境的首要污染物，我国烟尘90％来自燃煤，其中超细颗粒物(PM_2.5)的污染问题更加严重。虽然现有除尘装置的除尘效率可达99％以上，但这些除尘器对超细颗粒物的捕获率较低，仍有大量的超细颗粒物进入大气中，以颗粒的数量计可达到飞灰颗粒总数的90％以上。国家颁布的最新的环保标准将颗粒物的排放浓度限制提高到50mg/Nm³，这对我国燃煤电厂烟气排放控制提出了极大的挑战，现有静电除尘装置大都无法达到此标准，新技术的开发攻关迫在眉睫。声、光、电、磁、热、相变等各种技术对细微颗粒物的团聚都有不同程度的促进作用，但均有一定的局限性。化学团聚技术可以在既不改变正常生产条件、也不改变现有除尘设备及其操作参数的条件下，有效去除超细颗粒物，实现多种污染物协同脱除，具有广阔的应用前景。团聚促进剂是化学团聚技术的核心，开发高效、经济、环境友好的化学团聚促进剂意义重大。申请号为200410013001.6的中国专利文件“燃煤超细颗粒物团聚促进方法及其装置”公布了一种团聚促进剂，该团聚促进剂为质量百分比浓度0.1～1％的黄原胶溶液与质量百分比浓度0.5～5％的磷酸溶液按照质量比1∶1充分混合后形成的混合物，其在一定范围内能够促进超细颗粒团聚成为大颗粒，但该团聚促进剂对于润性性能较差的超细颗粒团聚促进作用不明显，也不能有效调节颗粒比电阻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃煤超细颗粒化学团聚促进剂，它不仅能够有效促进燃煤超细颗粒团聚成为大颗粒，还能调节燃煤飞灰比电阻提高静电除尘器对高比电阻飞灰的去除效率。

一种燃煤超细颗粒化学团聚促进剂，按质量百分比包含以下组分：0.001～0.2％的表面活性剂，0.0001～0.01％的水溶性高分子化合物，0.001～0.05％的无机盐添加剂，其余为水。

所述水溶性高分子化合物为非离子型聚丙稀酰胺。

所述非离子型聚丙烯酰胺的分子量大于300万。

当所述水溶性高分子化合物为黄原胶或羧甲基纤维素钠或聚二甲基二烯丙基氯化铵时，所述团聚促进剂还包括占团聚剂质量百分比为0.000001-0.1％的磷酸。

所述表面活性剂为Triton X 100、十二烷基苯磺酸钠及十二烷基硫酸钠中的任意一种。

所述无机盐添加剂为磷酸铵或多聚磷酸钠。

本发明的技术效果体现在：

本发明所采用的团聚促进剂包括表面活性剂、水溶性高分子化合物、pH调节剂、无机盐添加剂及水。表面活性剂通过降低溶液表面张力，促进超细颗粒润湿，加速超细颗粒进入团聚促进剂液滴内部，从而提高团聚促进剂对超细颗粒的捕集速度和捕集量。钠基表面活性剂被颗粒吸附以后还可以增强颗粒的导电性能，降低颗粒比电阻。水溶性高分子化合物溶于水后，所形成的带电基团可与超细颗粒间发生电性中和作用；吸附在颗粒表面上的高分子长链可能同时吸附在另一个颗粒的表面上，通过“架桥”方式将两个或更多的颗粒团聚在一起，电性中和、吸附架桥作用均可以导致颗粒团聚。pH调节剂可以改变水溶性高分子化合物分子链在溶液中的存在形态，使得卷曲或刚性伸展的分子链软化成柔性伸展的分子链，增强其团聚颗粒的能力，进而提高团聚促进剂对超细颗粒的团聚效率。无机盐添加剂可以增强表面活性剂降低溶液表面张力的能力，促进超细颗粒的润湿；同时无机盐添加剂还可以增强颗粒的导电性，降低颗粒比电阻，提高静电除尘器对高比电阻飞灰的去除效率。

本发明的团聚促进剂组分来源广泛，价格经济，环境友好；合成过程简单，易操作，不污染环境；对超细颗粒的团聚作用明显，可使燃煤电厂超细颗粒排放降低30％以上；对于难润湿颗粒及高比电阻飞灰也非常有效。由于大部分有毒重金属均富集于超细颗粒上，采用该团聚促进剂还可以实现重金属(汞除外)的脱除。

附图说明

图1为本发明的团聚促进剂制备及使用工艺图。

具体实施方式

本发明团聚促进剂的制备方法为：在混合器中加入自来水(选择还原胶及羧甲基纤维素钠两种高分子化合物作为组分时，自来水应升温到40-60℃以促进其溶解)，一边搅拌一边加入水溶性高分子化合物，待高分子化合物完全溶解后，分别加入表面活性剂、pH调节剂、无机盐添加剂搅拌至完全溶解混合均匀即可。

团聚促进剂在使用前可按组分独立存储，也可按比例配成高浓度的溶液存储(使用时用自来水按比例稀释)，但时间不宜超过一周。

如图1所示，将本发明团聚促进剂按照如下方式用于对燃煤电厂静电除尘器进行化学团聚技术改造：根据电厂烟气条件及燃煤飞灰特性调节团聚促进剂不同组分的配比，确定团聚促进剂的用量，在静电除尘器之前的烟道中采用双流雾化喷嘴将团聚促进剂以20-25μm粒径喷入，促进超细颗粒团聚，提高静电除尘器对超细颗粒物及高比电阻飞灰的去除效率，降低烟尘排放，减少企业排污费用，保护大气环境。

下面将详细列举实施例，实施例中的百分比均为质量百分比。

实施例1：

配方实例(1)：

Triton X 100 0.001％

黄原胶 0.0001％

磷酸 0.1％

磷酸铵 0.001％

水 99.8979％

配方实例(2)：

十二烷基苯磺酸钠 0.05％

还原胶 0.005％

磷酸 0.005％

多聚磷酸钠 0.01％

自来水 99.93％

配方实例(3)：

十二烷基苯磺酸钠 0.1％

非离子型聚丙稀酰胺 0.005％

多聚磷酸钠 0.01％

自来水 99.885％

配方实例(4)：

十二烷基硫酸钠 0.01％

羧甲基纤维素钠 0.01％

磷酸 0.001％

磷酸铵 0.05％

自来水 99.929％

配方实例(5)：

十二烷基苯磺酸钠 0.2％

聚二甲基二烯丙基氯化铵0.001％

磷酸 0.000001％

多聚磷酸钠 0.001％

自来水 99.7980％

实施例2：

应用实例(1)：

某电厂静电除尘器四电场飞灰与预热空气混合作为模拟烟气进入团聚室，配方实例(2)及(4)所述的团聚促进剂在加压空气的作用下被雾化成平均粒径25μm左右的雾滴喷入团聚室，两者在团聚室内模拟烟道环境中发生相互作用，停留时间约为1s，团聚促进剂促使超细颗粒团聚长大，进而被后续的布袋除尘器捕获。布袋采用常规化纤滤料，采用烟气分析仪在布袋除尘装置后部出口处进行恒流采样，测定颗粒排放浓度。结果表明，分别喷入配方实例(2)及(4)所述的团聚促进剂后飞灰颗粒产生了明显的团聚作用，除尘装置后粉尘浓度由未喷入团聚促进剂时的320.845mg/m³分别降低到了174.561mg/m³及206.328mg/m³，降低比例分别达到了45.6％及35.7％。

应用实例(2)：

在某300KW机组静电除尘器前，通过配液泵、压缩空气、双流雾化喷嘴将配方实例(3)所述的团聚促进剂按0.05Kg/Nm³烟气的流量，以25μm左右的粒径喷入垂直烟道中，烟尘排放浓度由原来的64mg/Nm³降低到42mg/Nm³，降低约35％，达到国家最新的燃煤电厂颗粒物排放标准。

Claims

1.一种燃煤超细颗粒化学团聚促进剂，其特征在于，按质量百分比包含以下组分：0.001～0.2％的表面活性剂，0.0001～0.01％的水溶性高分子化合物，0.001～0.05％的无机盐添加剂，其余为水；

所述水溶性高分子化合物为非离子型聚丙稀酰胺；

所述非离子型聚丙烯酰胺的分子量大于300万；

所述表面活性剂为Triton X 100、十二烷基苯磺酸钠及十二烷基硫酸钠中的任意一种；

所述无机盐添加剂为磷酸铵或多聚磷酸钠。