本發(fā)明屬于火電廠燃煤顆粒物去除技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種化學(xué)團(tuán)聚聯(lián)合聲波團(tuán)聚去除燃煤煙氣細(xì)小顆粒物的方法。

背景技術(shù)：

2015年4月，國家出臺(tái)了《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》力求全面控制水污染物排放，將水環(huán)境保護(hù)上升到了國家戰(zhàn)略層面。燃煤電廠一直以來都是我國工業(yè)用水大戶，電廠廢水零排放是必然趨勢，而縱觀當(dāng)前國內(nèi)火電廠的廢水處理現(xiàn)狀，能實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”的電廠并不樂觀。

傳統(tǒng)的方法將廢水進(jìn)行中和、沉降、絮凝、濃縮和澄清等程序進(jìn)行處理。處理方式比較簡單，一般為加藥沉淀處理后直接排放，廢水中含大量溶解性鹽類直接排入地表水，嚴(yán)重影響水體質(zhì)量。使得水體含鹽量增高、淡水生物種群死亡、土地鹽堿化等生化池內(nèi)微生物大量死亡，出水水質(zhì)惡化。同時(shí)，pm2.5污染已經(jīng)成為我國突出的大氣環(huán)境問題，導(dǎo)致大氣能見度低、灰霾天氣，同時(shí)也是全球氣候變化等重大環(huán)境問題的主要因素，pm2.5主要來源于燃煤排放。目前工業(yè)上常用的除塵設(shè)備主要有旋風(fēng)分離器、靜電除塵器、布袋除塵器和濕式洗滌器等。這些設(shè)備具有較高的總除塵效率，如靜電除塵器可以達(dá)到99％以上，但是它們有共同的缺陷，即對(duì)粒徑較大的顆粒的脫除效率很高，而對(duì)微米或亞微米級(jí)顆粒脫除效率很低。因此，這些除塵設(shè)備對(duì)pm10特別是對(duì)pm2.5的捕集效率很低。傳統(tǒng)的除塵方法難以控制超細(xì)顆粒物的排放，但在傳統(tǒng)除塵器前設(shè)置預(yù)處理階段，使超細(xì)顆粒物通過物理或化學(xué)的作用團(tuán)聚成較大的顆粒后再加以清除已成為除塵技術(shù)發(fā)展的一種趨勢。

聲波團(tuán)聚作為一種有效的預(yù)處理技術(shù)，指粒徑不同的細(xì)顆粒物在高強(qiáng)度聲場作用下發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而提高它們的碰撞團(tuán)聚效率，從而減少細(xì)顆粒物的濃度。大量實(shí)驗(yàn)研究表明，在現(xiàn)有聲源條件下采用單一的聲波團(tuán)聚技術(shù)對(duì)細(xì)顆粒物的清除效率較低，且能耗較大.因此，有必要進(jìn)一步探索開發(fā)高效、節(jié)能、環(huán)保型細(xì)顆粒脫除技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，目前，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，廢水經(jīng)過處理后加入高聚物凝結(jié)劑可以成為有效的化學(xué)團(tuán)聚劑，聲波團(tuán)聚聯(lián)合其他除塵技術(shù)的細(xì)顆粒團(tuán)聚效果顯著高于單一聲波團(tuán)聚效果。聲波團(tuán)聚聯(lián)合其他除塵技術(shù)中較常見的技術(shù)主要包括種子顆粒聯(lián)合聲波團(tuán)聚技術(shù)、噴霧聯(lián)合聲波團(tuán)聚技術(shù)、相變聯(lián)合聲波團(tuán)聚技術(shù)。本發(fā)明在深入研究化學(xué)團(tuán)聚聯(lián)合聲波團(tuán)聚技術(shù)的基礎(chǔ)上，將簡單處理后的廢水作為團(tuán)聚劑來使用，如此不僅實(shí)現(xiàn)廢水零排放，同時(shí)顯著提高燃煤細(xì)小顆粒物的團(tuán)聚效果，從而進(jìn)行去除。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：將廢水進(jìn)行中和，沉淀處理后的上清液加入高聚物凝結(jié)劑配置成化學(xué)團(tuán)聚劑，同時(shí)將聲波團(tuán)聚和化學(xué)團(tuán)聚技術(shù)進(jìn)行耦合，在除塵器之前的尾部煙道中，將團(tuán)聚劑進(jìn)行霧化噴入煙道中，同時(shí)加入聲場，其作用效果除了發(fā)揮各自的團(tuán)聚作用以外，同時(shí)聲波加劇了化學(xué)團(tuán)聚過程中的碰撞概率、速率，團(tuán)聚劑增強(qiáng)了聲波團(tuán)聚中大、小顆粒之間結(jié)合的強(qiáng)度，避免了破碎，長大后的顆粒作為種子顆粒與原煙氣中的細(xì)顆粒，在聲場中產(chǎn)生“雙模態(tài)團(tuán)聚”效應(yīng)，又促進(jìn)了細(xì)顆粒的碰撞團(tuán)聚。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)主要有兩點(diǎn)：

1)燃煤鍋爐除塵器之前的溫度在125-130℃，利用余溫能源的同時(shí)降低了煙塵比電阻，濃縮后的物質(zhì)經(jīng)除塵裝置捕集后進(jìn)入灰?guī)?，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”，廢水蒸汽不會(huì)對(duì)煙道和電除塵器產(chǎn)生腐蝕。

2)通過化學(xué)團(tuán)聚聯(lián)合聲波團(tuán)聚技術(shù)，聲波增強(qiáng)了顆粒間的碰撞概率和速率，同時(shí)化學(xué)團(tuán)聚劑增強(qiáng)了聲波團(tuán)聚中大、小顆粒之間結(jié)合的強(qiáng)度，避免了破碎，長大后的顆粒作為種子顆粒與原煙氣中的細(xì)顆粒，在聲場中產(chǎn)生“雙模態(tài)團(tuán)聚”效應(yīng)，又促進(jìn)了細(xì)顆粒的碰撞團(tuán)聚。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是，一種化學(xué)團(tuán)聚聯(lián)合聲波團(tuán)聚去除燃煤煙氣細(xì)小顆粒物的方法，包括以下步驟：

1)將脫硫脫硝后的廢水引入沉淀池中，經(jīng)過絮凝沉淀后，取上清液引入團(tuán)聚劑添加池中；

2)在團(tuán)聚池中，添加表面活性劑和高聚物凝結(jié)劑，充分?jǐn)嚢?，以此作為化學(xué)團(tuán)聚劑；

3)在計(jì)量泵和空氣壓縮機(jī)的作用下將化學(xué)團(tuán)聚劑通過雙流霧化噴嘴噴入除塵器前的煙道中；

4)在煙道兩側(cè)安裝揚(yáng)聲器，通過聲波導(dǎo)管導(dǎo)入聲場；

5)化學(xué)團(tuán)聚劑液滴在煙道中蒸發(fā)，團(tuán)聚，并在聲場的作用下進(jìn)行化學(xué)和聲波的“雙模態(tài)團(tuán)聚”；

6)團(tuán)聚長大后的顆粒物通過常規(guī)除塵器去除。

進(jìn)一步，步驟2)中所述表面活性劑是十二烷基硫酸鈉，添加量為0.025％。

進(jìn)一步，步驟2)中所述高聚物凝結(jié)劑是果膠，添加量為0.05％。

進(jìn)一步，步驟3)中煙道中的煙氣處理量與所述化學(xué)團(tuán)聚劑的體積比為20m³/l。

進(jìn)一步，步驟4)中所述揚(yáng)聲器的設(shè)定頻率為1300hz,聲壓級(jí)為120db。

本發(fā)明作為傳統(tǒng)除塵器前設(shè)置預(yù)處理措施，相較于現(xiàn)有的技術(shù)，本發(fā)明大大提高了團(tuán)聚效果，減少了pm2.5的排放，由于化學(xué)團(tuán)聚劑中的上清液為脫硫廢水，利用余溫能源的同時(shí)降低了煙塵比電阻，濃縮后的物質(zhì)經(jīng)除塵裝置捕集后進(jìn)入灰?guī)?，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”，廢水蒸汽不會(huì)對(duì)煙道和電除塵器產(chǎn)生腐蝕。這不僅解決了廢水零排放問題，而且解決了燃煤細(xì)小顆粒物去除的問題，所以該聯(lián)合技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明化學(xué)團(tuán)聚聯(lián)合聲波團(tuán)聚去除燃煤細(xì)小顆粒物的系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明方法聲波團(tuán)聚系統(tǒng)和噴嘴布置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種化學(xué)團(tuán)聚聯(lián)合聲波團(tuán)聚去除燃煤煙氣細(xì)小顆粒物的方法，包括以下步驟：

1)將脫硫脫硝后的廢水引入沉淀池中，經(jīng)過絮凝沉淀后，取上清液引入團(tuán)聚劑添加池中；

2)在團(tuán)聚池中，添加表面活性劑和高聚物凝結(jié)劑，充分?jǐn)嚢?，以此作為化學(xué)團(tuán)聚劑；

3)在計(jì)量泵和空氣壓縮機(jī)的作用下將化學(xué)團(tuán)聚劑通過雙流霧化噴嘴噴入除塵器前的煙道中；

4)在煙道兩側(cè)安裝揚(yáng)聲器，通過聲波導(dǎo)管導(dǎo)入聲場；

5)化學(xué)團(tuán)聚劑液滴在煙道中蒸發(fā)，團(tuán)聚，并在聲場的作用下進(jìn)行化學(xué)和聲波的“雙模態(tài)團(tuán)聚”；

6)團(tuán)聚長大后的顆粒物通過常規(guī)除塵器去除。

圖1為本發(fā)明化學(xué)團(tuán)聚聯(lián)合聲波團(tuán)聚去除燃煤細(xì)小顆粒物的系統(tǒng)示意圖。圖2為本發(fā)明方法聲波團(tuán)聚系統(tǒng)和噴嘴布置示意圖。

圖中的主體結(jié)構(gòu)為鍋爐尾部除塵器前后的煙道，在除塵器前煙道正上方布置雙流霧化噴嘴，經(jīng)過處理的廢水配置成化學(xué)團(tuán)聚劑，團(tuán)聚劑在雙流霧化噴嘴的作用下變?yōu)樾∫旱螄娙霟煹乐?。煙道兩?cè)是揚(yáng)聲器，在聲波導(dǎo)管的作用下，將聲場導(dǎo)入煙道中，進(jìn)行化學(xué)和聲波的“雙模態(tài)團(tuán)聚”。團(tuán)聚長大后的顆粒物經(jīng)過除塵器后被去除。

上述實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)說明。顯然，本發(fā)明并不局限于所描述的實(shí)施方式?；诒景l(fā)明的實(shí)施方式，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員還可據(jù)此做出多種變化，但任何與本發(fā)明等同或相類似的變化都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種化學(xué)團(tuán)聚聯(lián)合聲波團(tuán)聚去除燃煤煙氣細(xì)小顆粒物的方法，以解決燃煤電廠脫硫脫硝廢水零排放，常規(guī)除塵設(shè)備難以去除煙氣中細(xì)小顆粒物的難題。本發(fā)明方法取電廠脫硫脫硝廢水經(jīng)過處理后上清液，添加高聚物粘結(jié)劑和表面活性劑配置成化學(xué)團(tuán)聚劑，通過霧化噴嘴噴入除塵器前的煙道中，同時(shí)加入低頻聲場，燃煤電廠細(xì)小顆粒物在化學(xué)和聲波的聯(lián)合作用下進(jìn)行團(tuán)聚，最后通過常規(guī)除塵器去除團(tuán)聚后的顆粒物。在合適的條件下，10μm以下的細(xì)小顆粒物70％可經(jīng)過團(tuán)聚長大至10μm以上。這不僅解決了廢水零排放問題，而且解決了燃煤煙氣細(xì)小顆粒物去除的問題，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：吳瑞鵬;沈國清;楊宇辰;徐媛媛;何春龍;黃曉宇;張世平;安連鎖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華北電力大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.25
技術(shù)公布日：2017.09.15