一种用于降低飞灰比电阻的比电阻调节剂及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于能源与环境领域，涉及一种比电阻调节剂，更具体地，涉及一种用于降低飞灰比电阻的比电阻调节剂。本发明还涉及该比电阻调节剂的应用。
【背景技术】
[0002]静电除尘器在电力行业的应用越来越为广泛。这是因为静电除尘器是利用强电场使气体电离，即产生电晕放电，进而使粉尘荷电，并在电场力的作用下，将粉尘从气体中分离出来的除尘装置，静电除尘器较其它除尘方式有很多优点:能处理大流量气体及高温或腐蚀性气体；库仑力直接作用于浮游在气体中的粒子，并且设备机构简单、气流速度低，故除尘器压力损失小，除尘器效率高，可达99%以上，同时耐高温；运行维护费用低等一系列优点。一般粉尘比电阻在14-1OwQ.cm范围内时最适宜于电气收尘，而在电力工业生产中，经常遇到比电阻高于SXlOwQ.cm的粉尘即高比电阻粉尘，所以解决高比电阻的收尘问题是对于提高静电除尘器除尘效率有着及其重大的意义。
[0003]根据国内外的研究现状和部分电厂运行实践，对电除尘系统增设烟气调质系统以提高静电除尘器对燃煤的适应性和进一步提高除尘效率，是解决粉尘排放问题的一种有效而有前景的途径。其中，比电阻调节剂的性能又起着决定性的作用。目前应用最为广泛的调质技术是SO3调质，SO 3调质的原理是将少量可控制的SO 3喷射到烟气当中，SO3酸雾吸附在飞灰上，在飞灰的表面形成一个吸附层，通过表面导电降低比电阻，使粉尘更易收集，从而提高除尘效率。尽管这种技术相对来说发展得较为完善，应用较为普遍，但是仍然存在一些问题，表现在以下几个方面=(I)SO3可以与烟气中的水蒸气结合生成硫酸蒸汽，从而对静电除尘器和烟道产生腐蚀；(2)有部分SO3会通过烟囱排向大气，影响大气环境；(3)在SO3烟气调质装置的操作和维护中喷射器喷嘴的堵塞腐蚀也是一个被普遍关注的问题；(4)价格昂贵，日常维护、运行费用较高。因而，研制一种安全，经济，环保，高效的新型比电阻调节剂，对于减少粉尘排放浓度，满足不断严格的法律法规要求将具有重大的意义。
【发明内容】
[0004]本发明目的之一在于提供一种用于降低飞灰比电阻的比电阻调节剂。该比电阻调节剂能够降低粉尘比电阻，从而解决高比电阻粉尘对静电除尘器除尘效率影响问题，并且不会对静电除尘器、烟道和喷射器喷嘴产生腐蚀。
[0005]本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种用于降低飞灰比电阻的比电阻调节剂，为含有碱金属盐的水溶液，所述碱金属盐包括醋酸钠和磷酸氢二钾。
[0006]本发明提供的比电阻调节剂中含有碱金属盐，存在钠、钾碱金属离子，根据飞灰导电机理，不论是表面导电还是体积导电过程，碱金属离子都是导电过程电荷迀移的主要载体，飞灰的比电阻高往往也是碱金属离子含量少或者难以释放的原因。本发明的比电阻调节剂为飞灰额外提供了适量的钠钾离子，增强了飞灰的导电性，降低了飞灰比电阻，使其达到最适合静电除尘器工作的比电阻范围。
[0007]本发明中，醋酸钠和磷酸氢二钾的添加量可根据电厂飞灰性质进行调整。作为本发明的一个实施方式，溶液中，所述醋酸钠的质量百分比为0.00P/0-0.01%，所述磷酸氢二钾的质量百分比为0.001%-0.1%。优选地，所述醋酸钠的质量百分比为0.005%-0.01%，所述磷酸氢二钾的质量百分比为0.01%-0.1%。
[0008]进一步地，所述碱金属盐还包括木质素碳酸钠，该木质素碳酸钠不仅可以提供钠离子，还具备一定程度的分散性，能够吸附在飞灰表面上，增强金属离子交换，促进钠钾离子的释放，更有效地降低飞灰的比电阻。本发明中所述木质素碳酸钠在溶液中的质量百分比为 0.001%-0.005%。
[0009]本发明的目的之二是提供上述比电阻调节剂的应用，具体地，所述比电阻调节剂在电厂除尘中去除高比电阻飞灰中的应用。
[0010]本发明的目的之三是提供上述比电阻调节剂在电厂除尘中的使用方法。具体地，该使用方法如下:测试烟气及飞灰性质和颗粒物排放浓度以及烟气量，根据测试结果确定比电阻调节各组分用量，在静电除尘器之前的烟道内将比电阻调节剂以10-40 μπι粒径喷入，所述比电阻调节剂吸附在飞灰颗粒上，从而降低飞灰的比电阻，提高静电除尘器对高比电阻飞灰的去除效率。不同机组比电阻调节剂的用量不同，比电阻调节剂的喷入量与锅炉烟气量有关，每小时1000m3烟气所需调节剂的量约为lt，此时效果最佳。
[0011]本发明的具有以下优点:
(I)本发明的比电阻调节剂能有效降低飞灰的比电阻，提高静电除尘器对其的脱除效率。
[0012]醋酸钠和磷酸氢二钾为飞灰额外提供了适量的钠、钾离子，增强了飞灰的导电性，降低了飞灰比电阻，使其达到最适合静电除尘器工作的比电阻范围。当比电阻调节剂中进一步含有木质素碳酸钠时，木质素碳酸钠不仅可以提供钠离子，还具有一定程度的分散性，能吸附在飞灰的表面上，增强金属离子交换，促进钠钾离子的释放，能显著降低飞灰的比电阻，可使燃煤电厂静电除尘器出口粉尘浓度降低30%左右，具有广阔的商业前景。
[0013](2)本发明的比电阻调节剂主要成分是盐类物质，有效降低调节剂对烟道的腐蚀。
[0014](3)本发明的比电阻调节剂原料来源广泛，价格低廉，化学组成简单，合成过程简单快捷，适合工业推广。
[0015](4)本发明的比电阻调节剂对环境无污染，符合当前的环保理念。
[0016](5)由于大部分有毒重金属均富集于细颗粒物上，采用本发明的比电阻调节剂还可以实现重金属的一体化脱除。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的比电阻调节剂使用方法流程框图。
【具体实施方式】
[0018]本发明的比电阻调节剂的制备方法:在混合容器中加入自来水，然后在匀速搅拌下加入醋酸钠和磷酸氢二钾，待二者完全溶解后，加入木质素碳酸钠，然后搅拌至完全溶解即可。
[0019]比电阻调节剂在混合前按不同组分独立储存，也可按比例配成高浓度溶液储存，使用时按比例添加自来水稀释。但时间不宜过久，以一周为宜。
[0020]针对不同电厂，不同烟气条件及燃煤飞灰特性调节比电阻调节剂不同组分的比例，确定比电阻调节剂用量，在除尘器之前的烟道中布置双流雾化喷嘴，将比电阻调节剂以10-40 μπι粒径喷入，降低飞灰的比电阻，提高除尘器对高比电阻飞灰的去除效率，降低烟尘排放浓度，减少企业排污费用，保护大气环境。
[0021]下面将详细列举实施例，实施例中百分比均为质量百分比。
[0022]实施例1
醋酸钠0.001%
磷酸氢二钾 0.001%
木质素碳酸钠 0.001%
其余为水。
[0023]测试烟气及飞灰性质和颗粒物排放浓度以及烟气量，根据测试结果确定比电阻调节各组分用量，如上述配比。在空气预热器与静电除尘器之间的烟道内喷入该比电阻调节剂，在外加空气的作用下比电阻调节剂被雾化成平均粒径30 μπι左右的雾滴喷入烟道，两者在烟道中发生相互作用，停留时间约10s，比电阻调节剂与飞灰接触，融合，调节比电阻，进而被后续的静电除尘器捕获。静电除尘器后部出口处用采用等速取样仪进行恒流采样，测定颗粒排放浓度。结果表明，喷入比电阻调节剂后，除尘装置后粉尘浓度由未喷入比电阻调节剂时的130.6mg/m3降至90.8mg/m 3，降低比例达30.5 %。
[0024]
实施例2
醋酸钠0.005%
磷酸氢二钾 0.005%
木质素碳酸钠 0.002%
其余为水。
[0025]测试烟气及飞灰性质和颗粒物排放浓度以及烟气量，根据测试结果确定比电阻调节各组分用量，如上述配比。在静电除尘器前，通过配液栗、压缩空气、双流雾化喷嘴将比电阻调节剂按0.05Kg/Nm3烟气的流量，以25 μπι左右的粒径喷入垂直烟道中，烟尘排放浓度由原来的38.8mg/Nm3降低至25.7mg/Nm3，降低约33.8%，达到国家最新的燃煤电厂颗粒物排放标准。
[0026]实施例3
醋酸钠0.007%
磷酸氢二钾 0.007%
木质素碳酸钠 0.005%
其余为水。
[0027]实施例4 醋酸钠0.01%
磷酸氢二钾 0.1% 木质素碳酸钠 0.005% 其余为水。
[0028]实施例5
醋酸钠0.003%
磷酸氢二钾 0.003% 木质素碳酸钠 0.002% 其余为水。
[0029]实施例6
醋酸钠0.007%
磷酸氢二钾 0.05% 木质素碳酸钠 0.005% 其余为水。
[0030]实施例7 醋酸钠0.01% 磷酸氢二钾 0.01% 木质素碳酸钠 0.003% 其余为水。
【主权项】
1.一种用于降低飞灰比电阻的比电阻调节剂，其特征是，所述比电阻调节剂为含有碱金属盐的水溶液，所述碱金属盐包括醋酸钠和磷酸氢二钾。2.根据权利要求1所述的用于降低飞灰比电阻的比电阻调节剂，其特征是，所述醋酸钠的质量百分比浓度为0.001%-0.01%，所述磷酸氢二钾的质量百分比浓度为0.001%-0.1%。3.根据权利要求1所述的用于降低飞灰比电阻的比电阻调节剂，其特征是，所述醋酸钠的质量百分比浓度为0.005%-0.01%，所述磷酸氢二钾的质量百分比浓度为0.01%-0.1%。4.根据权利要求1-3任一项所述的用于降低飞灰比电阻的比电阻调节剂，其特征是，所述碱金属盐还包括木质素碳酸钠。5.根据权利要求4所述的用于降低飞灰比电阻的比电阻调节剂，其特征是，所述木质素碳酸钠在溶液中的质量百分比浓度为0.0OP/o-0.005%。6.权利要求1-5任一项所述的比电阻调节剂在电厂除尘中去除高比电阻飞灰中的应用。7.权利要求1-5任一项所述的比电阻调节剂在电厂除尘中的使用方法，其特征是，在除尘器之前的烟道内将比电阻调节剂以10-40 μπι粒径喷入，所述比电阻调节剂吸附在飞灰颗粒上，从而降低飞灰的比电阻。8.根据权利要求7所述的所述的比电阻调节剂在电厂除尘中的使用方法，其特征是，每小时1000m3烟气所需比电阻调节剂的量为U。
【专利摘要】本发明公开了一种用于降低飞灰比电阻的比电阻调节剂，该比电阻调节剂为含有碱金属盐的水溶液，所述碱金属盐包括醋酸钠和磷酸氢二钾。本发明公开了该比电阻调节剂的应用及使用方法。该比电阻调节剂能有效降低飞灰的比电阻，提高静电除尘器对其的脱除效率。
【IPC分类】B03C3/04, B03C3/34
【公开号】CN105107629
【申请号】CN201510596639
【发明人】盘思伟, 张凯, 张军营, 赵永椿
【申请人】广东电网有限责任公司电力科学研究院, 华中科技大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月18日