CN1562444A

CN1562444A - 燃煤超细颗粒物团聚促进方法及其装置

Info

Publication number: CN1562444A
Application number: CN 200410013001
Authority: CN
Inventors: 张军营; 郑楚光
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2004-04-10
Filing date: 2004-04-10
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2024-04-10
Also published as: CN1242830C

Abstract

燃煤超细颗粒物团聚促进方法及其装置，属于能源与环境技术领域。为了解决燃煤烟尘污染问题，本发明在不改变现有除尘设备和参数的前提下、不增加大型设备、不需大量投资，通过配液泵或混合器将水和团聚促进剂按0.05％～2.5％混合，溶液被空气压缩机的压力经双流雾化器送入静电除尘器前的烟道中，形成表面具有较高粘附活性的雾云，雾云吸附飞灰颗粒表面，在颗粒之间产生液桥，进而转化为固桥，促进颗粒团聚，提高ESP对超细颗粒物的脱除效率，达到用袋式除尘器置换ESP才能达到的目标，降低烟尘排放，改善大气环境。

Description

燃煤超细颗粒物团聚促进方法及其装置

技术领域

本发明属于能源与环境技术领域，涉及在现有燃煤电厂静电除尘器条件下，降低烟尘排放浓度的一种新方法。

背景技术

目前和今后相当长时间中国都是世界上煤炭消费量和生产量最大的国家，2002年煤炭产量近14亿吨，2003年已超过16亿吨，2020年煤炭产量预计将达25-33亿吨。我国资源特点决定了以煤为主的能源结构长期不会改变。而且煤炭在一次能源消费中占很大比例，高达65％左右。我国燃煤引起的环境污染问题已相当严重，烟尘90％来自燃煤，2001年烟尘排放量达1059.1万吨。2002年，在所监测统计的343个城市中有2/3城市空气质量超过国家二级标准，107个城市空气质量劣于国家三级标准。大气中颗粒物对人体健康具有致癌、致畸和致突变的效应，是导致人类死亡率上升的主要原因之一，同时，也是诱发全球气候变化、烟雾事件、臭氧层破坏等重大事件的重要因素。联合国环境署《2002年全球环境展望》指出，中国11个最大城市中，燃煤烟尘和细颗粒物污染，每年使5万多人夭折，40多万人感染慢性支气管炎。上海市从1960年至1979年由于工业发展，其居民肺癌死亡率由5.25/10万上升至35.79/10万，20年间约上升6.8倍；PM₁₀污染对感冒时咳嗽、支气管炎的影响均呈显著性正相关，即PM₁₀污染越重，两种疾病发病率越高；儿童肺功能随着空气污染加重而下降，儿童咳痰、咳嗽症状的发生率呈线性增加；近年来各城市市区肺癌死亡率与大气总悬浮颗粒物呈正相关关系；我国某电厂烟囱主风向下风侧居民区新生儿的先天畸形发病率明显高于洁净区，并且距电厂越近，畸形发病率越高，其中排放的颗粒物起到重要的毒害作用。颗粒物对大气能见度也产生极大的影响，也是大气光化学烟雾、酸沉降的重要贡献者。北京市全年能见度低于4km的天数由50年代的60天，到70年代的150天，至80年代增为180天，1994年达到203天。

目前，我国90％以上的大型燃煤锅炉机组设备采用的除尘装置是静电除尘器，虽然静电除尘器的除尘效率可高达99％以上，但静电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，同时超细颗粒物富集了许多有毒重金属组分，对人类和环境危害更大。因此，如何有效控制燃煤后超细烟尘的排放已经成为目前燃煤污染急需解决的问题之一。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种燃煤超细颗粒物团聚促进方法，通过促进超细颗粒物团聚来提高静电除尘器的除尘效率，从源头超细颗粒物含量达到降低烟尘排放浓度的方法。

本发明的一种燃煤超细颗粒物团聚促进方法，顺序包括如下步骤：(1).通过配液泵或混合器将团聚促进剂和水充分混合；(2).混合后团聚促进剂溶液被空气压缩机的压力经双流雾化器送入静电除尘器前的烟道中，形成表面具有较高粘附活性的雾云。

所述的燃煤超细颗粒物团聚促进方法，所述团聚促进剂占水的质量百分比在0.05％～2.5％之间；团聚促进剂溶液流量占烟气流量体积百分比为0.05％～1％，使其对烟气温度的影响不超过20℃。

所述的燃煤超细颗粒物团聚促进方法，所述的团聚促进剂可以为质量百分比浓度0.1-1.0％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。

本发明的一种燃煤超细颗粒物团聚促进装置，包括储液罐、混合室、空气压缩机、双流雾化喷嘴；混合室进口通过管道分别与储液罐和工业用水连接，混合室出口、空气压缩机通过管道与双流雾化喷嘴连接；从储液罐流出的团聚促进剂在混合室与工业用水充分混合后的溶液被空气压缩机产生的高压空气通过双流雾化喷嘴雾化。使用时，双流雾化喷嘴置于静电除尘装置前的烟道中。

所述的燃煤超细颗粒物团聚促进装置，所述储液罐与混合室之间可以设置有计量泵，从储液罐流出的团聚促进剂通过计量泵控制其流量，再在混合室与工业用水混合。

本发明的燃煤超细颗粒物团聚促进方法，喷入的团聚促进剂在强力双流雾化器作用下经破碎后形成有一定扩散角度、且表面具有较高粘附活性的雾云，雾云吸附于飞灰颗粒表面，在颗粒之间产生液桥，在除尘器前的尾部烟道里，进而转化为固桥，促进颗粒团聚，使细小颗粒形成较大的聚团，以及细小颗粒被粗颗粒吸附，从而提高ESP的除尘效率，改善大气环境。

本发明的优点在于：

1.本发明主要通过在电除尘装置前对超细颗粒物进行团聚，使之能够在静电除尘器的作用下加以脱除，能够在不影响燃烧运行工况和不改变除尘器参数的条件下进行。

2.本发明所采用的整套装置，包括强力双流雾化器、配液泵、混合器和储液罐等设备，结构相对简单，成本较低，占地少，具有在工业上大规模应用的可能性。

3.通过本发明提供的方法可以提高静电除尘器对超细颗粒物的脱除效率，减少超细烟尘的排放，达到用袋式除尘器置换ESP才能达到的目标。采用该方法处理使超细烟尘团聚成较大粒径的颗粒，并通过静电除尘器加以脱除，可以在不影响静电除尘器的工作状态和收集方式的条件下，达到降低废气中烟尘浓度20％以上。

附图说明

图1本发明的方法具体实施示意图；

图2本发明的装置构成示意图；

图3双流喷嘴的示意图。

具体实施方式

图1表示本发明所用的方法是从静电除尘器前的尾部烟道喷入团聚促进剂。图2表示本发明的装置构成示意图，本发明的装置由储液罐、计量泵、混合室、空气压缩机、双流喷嘴等组成，从图中可以看出，从促进剂储液罐流出的团聚促进剂通过计量泵控制其流量，并与工业用水充分混合后的溶液被空气压缩机的强大压力送入静电除尘装置前的烟道中，从而对烟尘产生团聚作用。

图3为双流喷嘴示意图，其包括喷口-1，过滤塞-2，储液罐(油泵)连接管-3，空气压缩机连接管-4，喷嘴外壳-5，材料为黄铜，进气孔-6，进液孔-7，混合室-8。

现场布置是在燃煤电厂静电除尘器前尾部烟道中布置一系列双流雾化喷嘴。这种团聚促进方法首先可根据锅炉实际运行工况所产生的烟尘浓度，通过计量泵对储液罐中团聚促进剂的流量进行有效控制，然后与工业水进行充分混合并溶解形成促进剂溶液，其中促进剂占水的质量浓度范围在0.05％～2.5％之间，喷出的团聚促进剂溶液的容积流量占烟气容积流量的0.05％～1.0％；最后，促进剂溶液被空气压缩机的强大压力送入静电除尘器前、有一定温度(大约300度)的烟道中，同时喷入的团聚促进剂在强力双流雾化器作用下经破碎后形成有一定扩散角度、且表面具有较高粘附活性的雾云，雾化产生的平均粒径一般在20-50um的范围。雾云吸附于飞灰颗粒表面，在颗粒之间产生液桥，在烟气温度下，雾化颗粒中水分蒸发，粒径逐渐变小，颗粒之间的作用力转化为固桥，使细小颗粒更加紧密结合在一起，形成较大的聚团，或者细小颗粒被粗颗粒吸附，使细小颗粒减少，提高电除尘器的除尘效率，降低烟尘排放。

1.作为本发明的装置的一个实施例：

储液罐采用YE-50型的不锈钢储液罐，大小为400*400mm，容积为50升，带水位计，放液阀等器件。

空气压缩机采用DC1051A型的空气压缩机，排气量为0.036m³/min，压力为0.8Mpa，功率为550W。

混合室和计量泵采用全名为LMI电磁驱动隔膜计量泵，型号：P026/P126，功率为22W。

2.作为本发明的方法的实施例：

所用的团聚促进剂为0.5％的黄原胶溶液与1％的磷酸溶液1∶1的混合物，按照1％(质量比)的浓度喷入，当喷入的团聚促进剂溶液约占烟气体积流量的1.2‰，团聚率为10％左右；当喷入的团聚促进剂溶液占烟气体积流量的2.3‰时，团聚促进剂对超细颗粒的团聚效率可达到20％，烟气温度下降5℃；当喷入的团聚促进剂溶液占烟气体积流量的4.2‰时，团聚促进剂的团聚效率可达到35％，温度约降低10℃左右。

按照不同浓度的黄原胶溶液、不同浓度的磷酸溶液和喷入不同流量的团聚促进剂溶液，所取得对超细烟尘的团聚效率也不一样，但其最佳团聚效率可以达到70％。一般而言，当喷入的团聚促进剂溶液中黄原胶浓度较高，且团聚促进剂溶液体积流量(雾化后)约占烟气体积流量的0.05-1.0％时，团聚效果比较好，团聚率可达到20％以上。现举例说明不同配比的团聚促进剂溶液喷入水平烟道后的团聚效果见下表。

1.为0.1％的黄原胶溶液与0.5％的磷酸溶液1∶1的混合物；

2.为1.0％的黄原胶溶液与5％的磷酸溶液1∶1的混合物。

溶液占烟气体积的1.0％			溶液占烟气体积的0.05％
溶液占烟气体积的1.0％			溶液占烟气体积的0.05％			1与水的配比为0.05％	1与水的配比为0.1％	1与水的配比为2.5％	1与水的配比为0.05％	1与水的配比为0.1％	1与水的配比为2.5％
团聚率	3％	5％	60％	0.2％	0.5％	1与水的配比为0.05％	1与水的配比为0.1％	1与水的配比为2.5％	1与水的配比为0.05％	1与水的配比为0.1％	1与水的配比为2.5％	6％

溶液占烟气体积的1.0％			溶液占烟气体积的0.05％
溶液占烟气体积的1.0％			溶液占烟气体积的0.05％			2与水的配比为0.05％	2与水的配比为0.1％	2与水的配比为2.5％	2与水的配比为0.05％	2与水的配比为0.1％	2与水的配比为2.5％
团聚率	20％	35％	70％	1％	2.5％	2与水的配比为0.05％	2与水的配比为0.1％	2与水的配比为2.5％	2与水的配比为0.05％	2与水的配比为0.1％	2与水的配比为2.5％	40％

Claims

1.一种燃煤超细颗粒物团聚促进方法，顺序包括如下步骤：(1).通过配液泵或混合器将团聚促进剂和水充分混合；(2).混合后团聚促进剂溶液被空气压缩机的压力经双流雾化器送入静电除尘器前的烟道中，形成表面具有较高粘附活性的雾云。

2.如权利要求1所述的燃煤超细颗粒物团聚促进方法，其特征在于所述团聚促进剂占水的质量百分比在0.05％～2.5％之间；团聚促进剂溶液流量占烟气流量体积百分比为0.05％～1％，使其对烟气温度的影响不超过20℃。

3.如权利要求1或2所述的燃煤超细颗粒物团聚促进方法，其特征在于所述的团聚促进剂为质量百分比浓度0.1-1.0％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。

4.一种燃煤超细颗粒物团聚促进装置，包括储液罐、混合室、空气压缩机、双流雾化喷嘴；混合室进口通过管道分别与储液罐和工业用水连接，混合室出口、空气压缩机通过管道与双流雾化喷嘴连接；从储液罐流出的团聚促进剂在混合室与工业用水充分混合后的溶液被空气压缩机产生的高压空气通过双流雾化喷嘴雾化。

5.如权利要求4所述的燃煤超细颗粒物团聚促进装置，其特征为所述储液罐与混合室之间设置有计量泵，从储液罐流出的团聚促进剂通过计量泵控制其流量，再在混合室与工业用水混合。