[发明专利]利用凹凸棒粘土悬浊液团聚捕集燃煤PM2.5的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种利用凹凸棒粘土悬浊液团聚捕集燃煤PM_2.5的方法，属于环境污染防治与洁净煤燃烧技术领域。

 

背景技术

煤粉燃烧为我们提供热源和电力，同时也会产生细颗粒物污染。电厂现有的除尘设备对占质量份额较大的粒径大于2.5微米的颗粒捕集效率很高，但是对烟气中数量份额较大而粒径小于等于2.5微米（PM_2.5）的颗粒捕集效率并不高，尤其对PM₁的收集效率则更低，导致大量细颗粒进入到环境中。电厂排入大气的PM_2.5富集着有毒的有机污染物和各种痕量元素，会提高人类发病率和死亡率，严重影响人们的健康，而且还会诱发全球气候变化、大气能见度降低、灰霾天气等重大事件。因此降低PM_2.5排放量具有十分重要的意义。

现有对PM_2.5排放的控制技术主要有电团聚、声团聚、磁团聚、热团聚、湍流（边界层）流动团聚和化学团聚等。其中，使用固体吸附剂捕获亚微米颗粒的方法称为化学团聚，其团聚机理主要是物理吸附和化学反应。目前，国内外对燃煤细颗粒物采用化学团聚方法研究内容主要集中在使用高岭石、铝土矿等常用吸附剂对颗粒物团聚的影响作用及其对一种或几种重金属的脱除作用，使用新型团聚剂进行化学团聚捕集的研究并不多。寻找经济有效的团聚剂是化学团聚法促使颗粒物团聚捕集的关键。凹凸棒粘土别名绿凹凸棒石、坡缕缟石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐稀有黏土矿物，其较大的比较面积及其表面存在的吸附中心使其适于应用在燃煤PM_2.5的控制中。

 

发明内容

技术问题：本发明提供一种可以解决烟气中细颗粒含量大，难以被后续除尘设备捕集的问题，从而实现燃煤PM_2.5减排，降低对大气环境污染的利用凹凸棒粘土悬浊液团聚捕集燃煤PM_2.5的方法。       

技术方案：本发明的利用凹凸棒粘土悬浊液团聚捕集燃煤PM_2.5的方法，包括以下步骤：

1）将凹凸棒粘土磨制成粒径小于200目筛的颗粒，以0.1~1 %的质量百分比浓度添加到水中形成悬浊液，同时在悬浊液中添加表面活性剂，并控制悬浊液pH值为5~7，不断搅拌悬浊液；

2）按烟气体积流量的0.01%~0.1%，泵入所述步骤1）得到的悬浊液，按照空气与凹凸棒粘土悬浊液的质量比为0.25~0.5，经由双流体喷嘴将悬浊液雾化为20~50 μm的雾滴后，喷射入除尘器前110~350℃的烟道，所述雾滴与燃煤烟气混合使烟气中的细颗粒物团聚长大，有利于后续常规除尘器捕集，从而大大减少烟气中PM_2.5的排放量。

本发明的优选方案中，步骤1）中，表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠，其添加量为0.481g/L。

本发明的优选方案中，步骤1）中，调节悬浊液pH值的物质为磷酸、盐酸、硫酸或三者的混合物。

本发明的优选方案中，步骤2）中的除尘器为静电除尘器、布袋除尘器、多管除尘器或旋风除尘器。

本发明的优选方案中，燃煤烟气为锅炉在空气气氛或O₂/CO₂气氛下燃烧产生的烟气。

本发明的优选方案中，将凹凸棒粘土磨制成粒径小于200目筛的颗粒，以0.1~1 %的质量百分比浓度添加到水中形成悬浊液，同时在悬浊液中添加表面活性剂，并控制悬浊液pH值为5~7，不断搅拌悬浊液。由液体泵按悬浊液体积流量占烟气流量体积百分比为0.01%~0.1%，将悬浊液泵入除尘器前110~350℃的烟道，雾化空气与凹凸棒粘土悬浊液的质量比为0.25~0.5，双流体喷嘴将悬浊液雾化为20~50 μm的雾滴，所述雾滴再与燃煤烟气混合使烟气中的细颗粒物团聚长大，有利于后续常规除尘器捕集，从而大大减少烟气中PM_2.5的排放量。