CN104474830B - 用于脱除燃煤细颗粒物的化学团聚促进剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于脱除燃煤细颗粒物的化学团聚促进剂，由聚二甲基二烯丙基氯化铵、失水山梨醇脂肪酸酯及水组成，其中，在团聚促进剂中，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量百分比为0.001%-0.01%，所述失水山梨醇脂肪酸酯的质量百分比为0.001%-0.1%。本发明还公开了该化学团聚促进剂的使用方法。所述化学团聚促进剂不仅能有效促进烟气道内细颗粒团聚絮凝形成大颗粒，还能对烟气中的重金属进行一体化脱除，提高除尘器脱除细颗粒物效率，有效缓解环境问题。

Description

用于脱除燃煤细颗粒物的化学团聚促进剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种细颗粒物的团聚促进剂，尤其涉及一种用于脱除燃煤细颗粒物的化学团聚促进剂。同时，本发明还涉及该化学团聚促进剂的使用方法。

背景技术

我国是目前世界上最大的煤炭生产和消费国，燃煤飞灰颗粒是我国大气污染物的主要来源之一。燃煤细颗粒物（PM2.5）的污染问题更为严重，细颗粒上通常富集有大量的有毒微量元素和有机污染物，且容易被人体吸入，严重危害人类健康。同时，这些细颗粒物也是诱发全球气候变化、烟雾时间和臭氧层破坏等重大环境时间的重要因素。我国于2012年颁布了新的《环境空气质量标准》，其中规定了PM2.5的标准，并统一在空气质量日报中取消了TSP质量指数，采用PM2.5指标。随着环境空气质量标准的日益严格，相应的排放标准必将降低污染物的排放浓度限值，2012年1月1日起开始实施的《火电厂大气污染物排放标准》将颗粒物的排放浓度限值降低到30mg·m-3，这对我国已建成中小燃煤电厂烟气排放控制提出了极大的挑战。虽然现有除尘设备的效率可达99%以上，但这些除尘器对细颗粒物的捕集效率仍然较低。目前，控制燃煤细颗粒排放的主流技术是在除尘设备前设置预处理设施，使其通过物理或化学作用团聚成较大颗粒后脱除。声、光、电、磁、热、相变等各种技术对细颗粒的团聚絮凝有不同程度的促进作用。化学团聚技术可以在既不改变正常生产条件、也不更换现有除尘设备及其操作参数的情况下，有效促进燃煤细颗粒团聚，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。化学团聚絮凝剂一般由粘结剂、表面活性剂、水及其他添加剂组成，团聚絮凝剂在一定范围内能够促进静电除尘器前细颗粒物团聚成大颗粒，但其团聚效率较为有限，仅为30%左右，且配方中含有磷酸等酸性物质成分，会对烟道设备造成一定程度腐蚀，此外，团聚剂溶液组成复杂，对溶液酸碱度特有一定要求，配置工艺复杂，不适合应用于大规模工业化生产。本专利配方简单，效率更高，可达到接近60%，配置工艺流程简单，有利于企业大规模生产应用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于脱除燃煤细颗粒物的化学团聚促进剂，它不仅能有效促进烟气道内细颗粒团聚絮凝形成大颗粒，还能对烟气中的重金属进行一体化脱除，提高除尘器脱除细颗粒物效率，有效缓解环境问题。

本发明的目的之二在于提供以一种上述化学团聚促进剂在脱除燃煤细颗粒物中的使用方法。

本发明的第一个发明目的通过以下技术方案来实现：一种用于脱除燃煤细颗粒物的化学团聚促进剂，由聚二甲基二烯丙基氯化铵、失水山梨醇脂肪酸酯及水组成，其中，在团聚促进剂中，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量百分比为0.001%-0.01%，所述失水山梨醇脂肪酸酯的质量百分比为0.001%-0.1%。

本发明所采用的团聚促进剂由聚二甲基二烯丙基氯化铵、失水山梨醇脂肪酸酯及水组成。其中，聚二甲基二烯丙基氯化铵溶解在水中，形成带电基团，这些带电基团与燃煤细颗粒物间发生电性中和作用，从而使聚二甲基二烯丙基氯化铵吸附在燃煤细颗粒物的表面上。而聚二甲基二烯丙基氯化铵的高分子长链可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絮凝在一起，就这样，聚二甲基二烯丙基氯化铵通过电性中和和吸附桥架作用来促进细颗粒物团聚絮凝。所述失水山梨醇脂肪酸酯则可降低水的表面张力，提高有机化合物的可溶性，有利于团聚絮凝的发生。

本发明的第二个发明目的通过以下技术方案来实现：上述化学团聚促进剂在脱除燃煤细颗粒物中的使用方法，在除尘器之前的烟道中布置双流雾化喷嘴，将团聚促进剂以10-40μm粒径的雾滴喷入烟道内，与烟气中的细颗粒物接触，促进细颗粒团聚，提高除尘器对细颗粒物及高比电阻飞灰的去除效率，降低烟尘排放浓度，减少企业排污费用，保护大气环境。

本发明的有益效果为：

(1)本发明能有效促进烟气道内细颗粒团聚絮凝形成大颗粒。团聚促进剂中的聚二甲基二烯丙基氯化铵形成的带电基团，与细颗粒物间发生电性中和作用而吸附在细颗粒物表面，而且它的的高分子长链可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絮凝在一起，通过电性中和和吸附桥架作用促进了细颗粒物的团聚絮凝。其中的失水山梨醇脂肪酸酯可降低水的表面张力，提高有机化合物的可溶性，有利于团聚絮凝的发生。因此，本发明提供的化学团聚促进剂对细颗粒物的团聚作用显著，可使燃煤电厂细颗粒物排放降低45%以上。

(2)由于大部分有毒重金属均富集于细颗粒物上，采用本发明提供的团聚促进剂在促使细颗粒物团聚絮凝成大颗粒而被除尘器捕获的同时，还可以脱除烟气中的重金属，实现了除外汞的重金属的一体化脱除。

(3)本发明中不含有酸性物质，因此不会对烟道产生腐蚀破坏。

(4)本发明的团聚絮凝剂原料来源广泛，价格低廉，对环境友好，化学组成简单，合成过程简单快捷，且对环境无危害。

附图说明

图1为本发明的团聚促进剂使用工艺流程框图。

具体实施方式

团聚促进剂的制备方法：在混合容器中加入工业用水，然后在匀速搅拌下加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，待聚二甲基二烯丙基氯化铵完全溶解后，再加入失水山梨醇脂肪酸酯，然后搅拌至完全溶解即可。

团聚促进剂在混合前按不同组分独立储存，也可按比例配成高浓度溶液储存（使用时按比例添加工业水稀释）。但时间不宜过久，以一周为宜。

针对电厂、钢厂、水泥厂除尘设备进行化学团聚技术改造，根据不同烟气条件及燃煤飞灰特性调节团聚促进剂不同组分的比例，确定团聚剂用量，在除尘器之前的烟道中布置双流雾化喷嘴，将团聚剂以10-40μm粒径喷入，促进细颗粒团聚，提高除尘器对细颗粒物及高比电阻飞灰的去除效率，降低烟尘排放浓度，减少企业排污费用，保护大气环境。

下面将详细列举实施例，实施例中百分比均为质量百分比。

实施例1：

聚二甲基二烯丙基氯化铵：0.001%

失水山梨醇脂肪酸酯：0.001%

其余为水。

实施例2：

聚二甲基二烯丙基氯化铵：0.005%

失水山梨醇脂肪酸酯：0.01%

其余为水。

实施例3：

聚二甲基二烯丙基氯化铵：0.01%

失水山梨醇脂肪酸酯：0.01%

其余为水。

实施例4：

聚二甲基二烯丙基氯化铵：0.003%

失水山梨醇脂肪酸酯：0.006%

其余为水。

实施例5：

聚二甲基二烯丙基氯化铵：0.007%

失水山梨醇脂肪酸酯：0.01%

其余为水。

应用实施例1：

采用电厂静电除尘器电场飞灰与预热空气混合作为模拟烟气进入团聚室，实施例1的团聚促进剂在外加空气的作用下被雾化成平均粒径30μm左右的雾滴喷入团聚室内，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10s，团聚促进剂促使细颗粒物团聚长大，进而被后续的布袋除尘器捕获。布袋采用常规化纤滤料，采用等速取样仪在布袋除尘装置后部出口处进行等速采样，测定颗粒排放浓度。结果表明，喷入配方实例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230.8mg/m³降到了104.1mg/m³，降低比例达到了54.9%。

应用实施例2：

在300KW锅炉静电除尘器前，通过配液泵、压缩空气、双流雾化喷嘴。采用图1所示的方法流程，测定烟气、飞灰性质剂颗粒物排放浓度及烟气量，确定团聚促进剂的用量及组分配比。在本应用实施例中，采用实施例2的团聚促进剂。双流雾化喷嘴将实施例2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68mg/Nm³降低到28mg/Nm³，降低约58%，达到国家最新的燃煤电厂颗粒物排放标准。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不是限制，如本发明中所例举的实施例3~5的团聚促进剂均能获得与实施例1和2一样的超细颗粒物脱除效果。因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (2)

1.一种用于脱除燃煤细颗粒物的化学团聚促进剂，其特征在于，由聚二甲基二烯丙基氯化铵、失水山梨醇脂肪酸酯及水组成，其中，在团聚促进剂中，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量百分比为0.001%-0.01%，所述失水山梨醇脂肪酸酯的质量百分比为0.001%-0.1%。

2.权利要求1所述的化学团聚促进剂在脱除燃煤细颗粒物中的使用方法，其特征在于，在除尘器之前的烟道中布置双流雾化喷嘴，将团聚促进剂以10-40μm粒径的雾滴喷入烟道内，与烟气中的细颗粒物接触，促进细颗粒团聚。