一種用于降低飛灰比電阻的比電阻調節劑及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于能源與環境領域，涉及一種比電阻調節劑，更具體地，涉及一種用于降低飛灰比電阻的比電阻調節劑。本發明還涉及該比電阻調節劑的應用。
【背景技術】
[0002]靜電除塵器在電力行業的應用越來越為廣泛。這是因為靜電除塵器是利用強電場使氣體電離，即產生電暈放電，進而使粉塵荷電，并在電場力的作用下，將粉塵從氣體中分離出來的除塵裝置，靜電除塵器較其它除塵方式有很多優點:能處理大流量氣體及高溫或腐蝕性氣體；庫侖力直接作用于浮游在氣體中的粒子，并且設備機構簡單、氣流速度低，故除塵器壓力損失小，除塵器效率高，可達99%以上，同時耐高溫；運行維護費用低等一系列優點。一般粉塵比電阻在14-1OwQ.cm范圍內時最適宜于電氣收塵，而在電力工業生產中，經常遇到比電阻高于SXlOwQ.cm的粉塵即高比電阻粉塵，所以解決高比電阻的收塵問題是對于提高靜電除塵器除塵效率有著及其重大的意義。
[0003]根據國內外的研究現狀和部分電廠運行實踐，對電除塵系統增設煙氣調質系統以提高靜電除塵器對燃煤的適應性和進一步提高除塵效率，是解決粉塵排放問題的一種有效而有前景的途徑。其中，比電阻調節劑的性能又起著決定性的作用。目前應用最為廣泛的調質技術是SO3調質，SO 3調質的原理是將少量可控制的SO 3噴射到煙氣當中，SO3酸霧吸附在飛灰上，在飛灰的表面形成一個吸附層，通過表面導電降低比電阻，使粉塵更易收集，從而提高除塵效率。盡管這種技術相對來說發展得較為完善，應用較為普遍，但是仍然存在一些問題，表現在以下幾個方面=(I)SO3可以與煙氣中的水蒸氣結合生成硫酸蒸汽，從而對靜電除塵器和煙道產生腐蝕；(2)有部分SO3會通過煙囪排向大氣，影響大氣環境；(3)在SO3煙氣調質裝置的操作和維護中噴射器噴嘴的堵塞腐蝕也是一個被普遍關注的問題；(4)價格昂貴，日常維護、運行費用較高。因而，研制一種安全，經濟，環保，高效的新型比電阻調節劑，對于減少粉塵排放濃度，滿足不斷嚴格的法律法規要求將具有重大的意義。
【發明內容】
[0004]本發明目的之一在于提供一種用于降低飛灰比電阻的比電阻調節劑。該比電阻調節劑能夠降低粉塵比電阻，從而解決高比電阻粉塵對靜電除塵器除塵效率影響問題，并且不會對靜電除塵器、煙道和噴射器噴嘴產生腐蝕。
[0005]本發明的目的通過以下技術方案來實現:一種用于降低飛灰比電阻的比電阻調節劑，為含有堿金屬鹽的水溶液，所述堿金屬鹽包括醋酸鈉和磷酸氫二鉀。
[0006]本發明提供的比電阻調節劑中含有堿金屬鹽，存在鈉、鉀堿金屬離子，根據飛灰導電機理，不論是表面導電還是體積導電過程，堿金屬離子都是導電過程電荷迀移的主要載體，飛灰的比電阻高往往也是堿金屬離子含量少或者難以釋放的原因。本發明的比電阻調節劑為飛灰額外提供了適量的鈉鉀離子，增強了飛灰的導電性，降低了飛灰比電阻，使其達到最適合靜電除塵器工作的比電阻范圍。
[0007]本發明中，醋酸鈉和磷酸氫二鉀的添加量可根據電廠飛灰性質進行調整。作為本發明的一個實施方式，溶液中，所述醋酸鈉的質量百分比為0.00P/0-0.01%，所述磷酸氫二鉀的質量百分比為0.001%-0.1%。優選地，所述醋酸鈉的質量百分比為0.005%-0.01%，所述磷酸氫二鉀的質量百分比為0.01%-0.1%。
[0008]進一步地，所述堿金屬鹽還包括木質素碳酸鈉，該木質素碳酸鈉不僅可以提供鈉離子，還具備一定程度的分散性，能夠吸附在飛灰表面上，增強金屬離子交換，促進鈉鉀離子的釋放，更有效地降低飛灰的比電阻。本發明中所述木質素碳酸鈉在溶液中的質量百分比為 0.001%-0.005%。
[0009]本發明的目的之二是提供上述比電阻調節劑的應用，具體地，所述比電阻調節劑在電廠除塵中去除高比電阻飛灰中的應用。
[0010]本發明的目的之三是提供上述比電阻調節劑在電廠除塵中的使用方法。具體地，該使用方法如下:測試煙氣及飛灰性質和顆粒物排放濃度以及煙氣量，根據測試結果確定比電阻調節各組分用量，在靜電除塵器之前的煙道內將比電阻調節劑以10-40 μπι粒徑噴入，所述比電阻調節劑吸附在飛灰顆粒上，從而降低飛灰的比電阻，提高靜電除塵器對高比電阻飛灰的去除效率。不同機組比電阻調節劑的用量不同，比電阻調節劑的噴入量與鍋爐煙氣量有關，每小時1000m3煙氣所需調節劑的量約為lt，此時效果最佳。
[0011]本發明的具有以下優點:
(I)本發明的比電阻調節劑能有效降低飛灰的比電阻，提高靜電除塵器對其的脫除效率。
[0012]醋酸鈉和磷酸氫二鉀為飛灰額外提供了適量的鈉、鉀離子，增強了飛灰的導電性，降低了飛灰比電阻，使其達到最適合靜電除塵器工作的比電阻范圍。當比電阻調節劑中進一步含有木質素碳酸鈉時，木質素碳酸鈉不僅可以提供鈉離子，還具有一定程度的分散性，能吸附在飛灰的表面上，增強金屬離子交換，促進鈉鉀離子的釋放，能顯著降低飛灰的比電阻，可使燃煤電廠靜電除塵器出口粉塵濃度降低30%左右，具有廣闊的商業前景。
[0013](2)本發明的比電阻調節劑主要成分是鹽類物質，有效降低調節劑對煙道的腐蝕。
[0014](3)本發明的比電阻調節劑原料來源廣泛，價格低廉，化學組成簡單，合成過程簡單快捷，適合工業推廣。
[0015](4)本發明的比電阻調節劑對環境無污染，符合當前的環保理念。
[0016](5)由于大部分有毒重金屬均富集于細顆粒物上，采用本發明的比電阻調節劑還可以實現重金屬的一體化脫除。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的比電阻調節劑使用方法流程框圖。
【具體實施方式】
[0018]本發明的比電阻調節劑的制備方法:在混合容器中加入自來水，然后在勻速攪拌下加入醋酸鈉和磷酸氫二鉀，待二者完全溶解后，加入木質素碳酸鈉，然后攪拌至完全溶解即可。
[0019]比電阻調節劑在混合前按不同組分獨立儲存，也可按比例配成高濃度溶液儲存，使用時按比例添加自來水稀釋。但時間不宜過久，以一周為宜。
[0020]針對不同電廠，不同煙氣條件及燃煤飛灰特性調節比電阻調節劑不同組分的比例，確定比電阻調節劑用量，在除塵器之前的煙道中布置雙流霧化噴嘴，將比電阻調節劑以10-40 μπι粒徑噴入，降低飛灰的比電阻，提高除塵器對高比電阻飛灰的去除效率，降低煙塵排放濃度，減少企業排污費用，保護大氣環境。
[0021]下面將詳細列舉實施例，實施例中百分比均為質量百分比。
[0022]實施例1
醋酸鈉0.001%
磷酸氫二鉀 0.001%
木質素碳酸鈉 0.001%
其余為水。
[0023]測試煙氣及飛灰性質和顆粒物排放濃度以及煙氣量，根據測試結果確定比電阻調節各組分用量，如上述配比。在空氣預熱器與靜電除塵器之間的煙道內噴入該比電阻調節劑，在外加空氣的作用下比電阻調節劑被霧化成平均粒徑30 μπι左右的霧滴噴入煙道，兩者在煙道中發生相互作用，停留時間約10s，比電阻調節劑與飛灰接觸，融合，調節比電阻，進而被后續的靜電除塵器捕獲。靜電除塵器后部出口處用采用等速取樣儀進行恒流采樣，測定顆粒排放濃度。結果表明，噴入比電阻調節劑后，除塵裝置后粉塵濃度由未噴入比電阻調節劑時的130.6mg/m3降至90.8mg/m 3，降低比例達30.5 %。
[0024]
實施例2
醋酸鈉0.005%
磷酸氫二鉀 0.005%
木質素碳酸鈉 0.002%
其余為水。
[0025]測試煙氣及飛灰性質和顆粒物排放濃度以及煙氣量，根據測試結果確定比電阻調節各組分用量，如上述配比。在靜電除塵器前，通過配液栗、壓縮空氣、雙流霧化噴嘴將比電阻調節劑按0.05Kg/Nm3煙氣的流量，以25 μπι左右的粒徑噴入垂直煙道中，煙塵排放濃度由原來的38.8mg/Nm3降低至25.7mg/Nm3，降低約33.8%，達到國家最新的燃煤電廠顆粒物排放標準。
[0026]實施例3
醋酸鈉0.007%
磷酸氫二鉀 0.007%
木質素碳酸鈉 0.005%
其余為水。
[0027]實施例4 醋酸鈉0.01%
磷酸氫二鉀 0.1% 木質素碳酸鈉 0.005% 其余為水。
[0028]實施例5
醋酸鈉0.003%
磷酸氫二鉀 0.003% 木質素碳酸鈉 0.002% 其余為水。
[0029]實施例6
醋酸鈉0.007%
磷酸氫二鉀 0.05% 木質素碳酸鈉 0.005% 其余為水。
[0030]實施例7 醋酸鈉0.01% 磷酸氫二鉀 0.01% 木質素碳酸鈉 0.003% 其余為水。
【主權項】
1.一種用于降低飛灰比電阻的比電阻調節劑，其特征是，所述比電阻調節劑為含有堿金屬鹽的水溶液，所述堿金屬鹽包括醋酸鈉和磷酸氫二鉀。2.根據權利要求1所述的用于降低飛灰比電阻的比電阻調節劑，其特征是，所述醋酸鈉的質量百分比濃度為0.001%-0.01%，所述磷酸氫二鉀的質量百分比濃度為0.001%-0.1%。3.根據權利要求1所述的用于降低飛灰比電阻的比電阻調節劑，其特征是，所述醋酸鈉的質量百分比濃度為0.005%-0.01%，所述磷酸氫二鉀的質量百分比濃度為0.01%-0.1%。4.根據權利要求1-3任一項所述的用于降低飛灰比電阻的比電阻調節劑，其特征是，所述堿金屬鹽還包括木質素碳酸鈉。5.根據權利要求4所述的用于降低飛灰比電阻的比電阻調節劑，其特征是，所述木質素碳酸鈉在溶液中的質量百分比濃度為0.0OP/o-0.005%。6.權利要求1-5任一項所述的比電阻調節劑在電廠除塵中去除高比電阻飛灰中的應用。7.權利要求1-5任一項所述的比電阻調節劑在電廠除塵中的使用方法，其特征是，在除塵器之前的煙道內將比電阻調節劑以10-40 μπι粒徑噴入，所述比電阻調節劑吸附在飛灰顆粒上，從而降低飛灰的比電阻。8.根據權利要求7所述的所述的比電阻調節劑在電廠除塵中的使用方法，其特征是，每小時1000m3煙氣所需比電阻調節劑的量為U。
【專利摘要】本發明公開了一種用于降低飛灰比電阻的比電阻調節劑，該比電阻調節劑為含有堿金屬鹽的水溶液，所述堿金屬鹽包括醋酸鈉和磷酸氫二鉀。本發明公開了該比電阻調節劑的應用及使用方法。該比電阻調節劑能有效降低飛灰的比電阻，提高靜電除塵器對其的脫除效率。
【IPC分類】B03C3/04, B03C3/34
【公開號】CN105107629
【申請號】CN201510596639
【發明人】盤思偉, 張凱, 張軍營, 趙永椿
【申請人】廣東電網有限責任公司電力科學研究院, 華中科技大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月18日