[发明专利]一种利用氮化硼控制污泥焚烧细颗粒物的方法及装置

说明书

本发明关于一种对污泥焚烧烟气中细颗粒物的处理方法，并提出了细颗粒物在吸附方面的潜力。利用高温吸附剂氮化硼对重金属和细颗粒物的竞争吸附性，以及氮化硼对细颗粒物生成过程中中间体的抑制性，去解决细颗粒物的捕集和排放问题，具体提供一种利用氮化硼控制污泥焚烧细颗粒物的方法，以及根据本发明的另一方面还提供了在该方法中所采用的去除颗粒的装置。

技术领域

本发明关于对污泥焚烧烟气中细颗粒物的处理方法，并提出了细颗粒物在吸附方面的潜力。利用高温吸附剂氮化硼对重金属和细颗粒物的竞争吸附性，以及氮化硼对细颗粒物生成过程中中间体的吸附性，去解决细颗粒物的捕集和排放问题，具体提供一种利用氮化硼控制污泥焚烧细颗粒物的方法，以及在该方法中所采用的装置。

背景技术

目前常用的颗粒物处理方法，基本以物理碰撞以及隔断为主，包括，静电除尘器，袋式除尘器等。但是，以上方法对颗粒粒径比较大的颗粒物去除效率才足够高，对细颗粒物的处理效率较为差强人意。在对细颗粒物的单项处理中，很少有考虑到从源头方面促使细颗粒物的成长长大，以及利用吸附剂的物理化学吸附能力对细颗粒物进行吸附，以使得其被更有效的去除的。

活性炭等常见的吸附剂在高温烟气中失活，并不能达到对细颗粒物的吸附作用。而氮化硼这种在高温下仍保持良好的吸附能力，且对重金属的独特的选择吸附性，以及它的可再生性和高效性，成为良好的重金属吸附剂。但是，在重金属和氮化硼的吸附中，细颗粒物即作为吸附剂也作为被吸附物质的存在，使得她们三者的应用有更多可能。

以污泥为例，污泥中含有大量的重金属，污泥中富含Zn、Cu、Cr、Cd、Pb、Mn、Ni等重金属，其中尤其以重金属Zn、Cu含量远远高于相关标准要求。在污泥焚烧过程中，细颗粒物的形成来源一般有两种，一种是通过矿物质的破碎的同时由于其高比表面积，吸附重金属烟气形成重金属附着性细颗粒物；另外一种则是，重金属烟气经过挥发-冷凝机制形成的重金属细颗粒物。根据其形成机理，细颗粒物即是重金属的载体，也是重金属本身。氮化硼，作为一种新型高温吸附材料，可以在高温下仍旧保持其优越的吸附特性。此外，氮化硼对重金属Zn、Cu有着相对独特的选择吸附性。这恰好与污泥焚烧细颗粒物中高含量的Zn、Cu重金属细颗粒物相互补充。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种利用氮化硼控制污泥焚烧细颗粒物的方法，利用S改性氮化硼吸附剂对细颗粒物和重金属的竞争与协同吸附以达到在高温烟气中去除细颗粒物的目的，具体方案如下：

一种利用氮化硼控制污泥焚烧细颗粒物的方法，包括如下步骤，

步骤1）矿物质细颗粒物PM10的合成：

在矿物质颗粒物成分总量占污泥焚烧后颗粒物百分比稳定为88%的条件下，按顺序选取各矿物质颗粒物成分，依次为CaO：17-19%、SiO2：15-17%、Fe2O3：27-29%、Al2O3：17-19%、MgO：0.5-2.5%、P2O5：4-6%、K2O：0.5-2.5%,以上各颗粒物的占比是指的占污泥焚烧细颗粒物总量的比重；将各颗粒物成分粉末混合在一起，振荡器震荡20-50min后加入有机絮凝剂，使其团聚成颗粒物，然后在研磨机中进行研磨，利用鼓风机吹入ELPI，对粒径小于10μm的细颗粒物进行收集；

步骤2）制备掺杂S的高温烟气吸附剂氮化硼：

S与氮化硼的摩尔比为1:5-1:10；并对氮化硼吸附剂进行研磨，过筛150-200目75-100μm；

步骤3）去除重金属生成的细颗粒物以及矿物质细颗粒物：

重金属在污泥焚烧细颗粒物中所占比例低于12%，再按国标对烟气中重金属盐成分含量进行定量化；将重金属盐置于管道内进行焚烧形成重金属烟气，同时将该管道仪器从室温开始进行升温，控制升温速率为5-8℃/min；当管道内温度达到200℃时，向管道内部同时喷射矿物质细颗粒物PM10和S改性氮化硼吸附剂，直至仪器持续升温到800℃；其中，利用袋式除尘器进行颗粒物的收集。