本發(fā)明屬于火電廠燃煤顆粒物去除技術領域，特別是涉及一種化學團聚聯(lián)合聲波團聚去除燃煤煙氣細小顆粒物的方法。

背景技術：

2015年4月，國家出臺了《水污染防治行動計劃》力求全面控制水污染物排放，將水環(huán)境保護上升到了國家戰(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，而縱觀當前國內(nèi)火電廠的廢水處理現(xiàn)狀，能實現(xiàn)廢水“零排放”的電廠并不樂觀。

傳統(tǒng)的方法將廢水進行中和、沉降、絮凝、濃縮和澄清等程序進行處理。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，pm2.5污染已經(jīng)成為我國突出的大氣環(huán)境問題，導致大氣能見度低、灰霾天氣，同時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)上常用的除塵設備主要有旋風分離器、靜電除塵器、布袋除塵器和濕式洗滌器等。這些設備具有較高的總除塵效率，如靜電除塵器可以達到99％以上，但是它們有共同的缺陷，即對粒徑較大的顆粒的脫除效率很高，而對微米或亞微米級顆粒脫除效率很低。因此，這些除塵設備對pm10特別是對pm2.5的捕集效率很低。傳統(tǒng)的除塵方法難以控制超細顆粒物的排放，但在傳統(tǒng)除塵器前設置預處理階段，使超細顆粒物通過物理或化學的作用團聚成較大的顆粒后再加以清除已成為除塵技術發(fā)展的一種趨勢。

聲波團聚作為一種有效的預處理技術，指粒徑不同的細顆粒物在高強度聲場作用下發(fā)生相對運動，進而提高它們的碰撞團聚效率，從而減少細顆粒物的濃度。大量實驗研究表明，在現(xiàn)有聲源條件下采用單一的聲波團聚技術對細顆粒物的清除效率較低，且能耗較大.因此，有必要進一步探索開發(fā)高效、節(jié)能、環(huán)保型細顆粒脫除技術。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，目前，國內(nèi)外學者進行了大量的實驗研究，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團聚劑，聲波團聚聯(lián)合其他除塵技術的細顆粒團聚效果顯著高于單一聲波團聚效果。聲波團聚聯(lián)合其他除塵技術中較常見的技術主要包括種子顆粒聯(lián)合聲波團聚技術、噴霧聯(lián)合聲波團聚技術、相變聯(lián)合聲波團聚技術。本發(fā)明在深入研究化學團聚聯(lián)合聲波團聚技術的基礎上，將簡單處理后的廢水作為團聚劑來使用，如此不僅實現(xiàn)廢水零排放，同時顯著提高燃煤細小顆粒物的團聚效果，從而進行去除。

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

本發(fā)明的創(chuàng)新點主要有兩點：

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)除塵裝置捕集后進入灰?guī)欤M而實現(xiàn)廢水“零排放”，廢水蒸汽不會對煙道和電除塵器產(chǎn)生腐蝕。

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

本發(fā)明的具體技術方案是，一種化學團聚聯(lián)合聲波團聚去除燃煤煙氣細小顆粒物的方法，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，取上清液引入團聚劑添加池中；

2)在團聚池中，添加表面活性劑和高聚物凝結(jié)劑，充分攪拌，以此作為化學團聚劑；

3)在計量泵和空氣壓縮機的作用下將化學團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)安裝揚聲器，通過聲波導管導入聲場；

5)化學團聚劑液滴在煙道中蒸發(fā)，團聚，并在聲場的作用下進行化學和聲波的“雙模態(tài)團聚”；

6)團聚長大后的顆粒物通過常規(guī)除塵器去除。

進一步，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％。

進一步，步驟3)中煙道中的煙氣處理量與所述化學團聚劑的體積比為20m³/l。

進一步，步驟4)中所述揚聲器的設定頻率為1300hz,聲壓級為120db。

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

附圖說明

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

圖2為本發(fā)明方法聲波團聚系統(tǒng)和噴嘴布置示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明方法進一步詳細說明。

一種化學團聚聯(lián)合聲波團聚去除燃煤煙氣細小顆粒物的方法，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，取上清液引入團聚劑添加池中；

2)在團聚池中，添加表面活性劑和高聚物凝結(jié)劑，充分攪拌，以此作為化學團聚劑；

3)在計量泵和空氣壓縮機的作用下將化學團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)安裝揚聲器，通過聲波導管導入聲場；

5)化學團聚劑液滴在煙道中蒸發(fā)，團聚，并在聲場的作用下進行化學和聲波的“雙模態(tài)團聚”；

6)團聚長大后的顆粒物通過常規(guī)除塵器去除。

圖1為本發(fā)明化學團聚聯(lián)合聲波團聚去除燃煤細小顆粒物的系統(tǒng)示意圖。圖2為本發(fā)明方法聲波團聚系統(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團聚劑，團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)是揚聲器，在聲波導管的作用下，將聲場導入煙道中，進行化學和聲波的“雙模態(tài)團聚”。團聚長大后的顆粒物經(jīng)過除塵器后被去除。

上述實施方式對本發(fā)明的技術方案進行了詳細說明。顯然，本發(fā)明并不局限于所描述的實施方式?；诒景l(fā)明的實施方式，熟悉本技術領域的人員還可據(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)明保護的范圍。

技術特征：

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種化學團聚聯(lián)合聲波團聚去除燃煤煙氣細小顆粒物的方法，以解決燃煤電廠脫硫脫硝廢水零排放，常規(guī)除塵設備難以去除煙氣中細小顆粒物的難題。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團聚劑，通過霧化噴嘴噴入除塵器前的煙道中，同時加入低頻聲場，燃煤電廠細小顆粒物在化學和聲波的聯(lián)合作用下進行團聚，最后通過常規(guī)除塵器去除團聚后的顆粒物。在合適的條件下，10μm以下的細小顆粒物70％可經(jīng)過團聚長大至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小顆粒物去除的問題，具有廣闊的應用前景。

技術研發(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
受保護的技術使用者：華北電力大學
技術研發(fā)日：2017.05.25
技術公布日：2017.09.15