[发明专利]基于改性凹凸棒控制燃煤电厂细颗粒物及重金属的方法

说明书

本发明公开了一种基于改性凹凸棒控制燃煤电厂细颗粒物及重金属的方法，按照燃煤量与改性凹凸棒粉末质量比（43000‑50000）：1的方式，在燃烧有煤的炉膛中喷入改性凹凸棒粉末；并按照电除尘前的烟气量（标态、湿基，6%O₂,单位：m³/s）与改性凹凸棒液体体积比（5000000‑8000000）:1方式，在电除尘通道中喷洒改性凹凸棒液体；所述的改性凹凸棒粉末为采用浓度为3.5‑3.9mol/L硫酸进行酸改性；所述的改性凹凸棒液体采用改性凹凸棒粉末分散在去离子水溶液中，制得悬浮液，并将悬浮液置于60‑70℃，按质量比1：60加入酸性增稠剂制得。该基于改性凹凸棒控制燃煤电厂细颗粒物及重金属的方法可以减少燃煤电厂在燃烧时产生的细颗粒物及重金属。

技术领域

本发明具体涉及一种基于改性凹凸棒控制燃煤电厂细颗粒物及重金属的方法。

背景技术

燃煤电厂排放出大量污染物（诸如硫氧化物、氮氧化物、细颗粒物和重金属等）对大气环境和人类身体健康产生巨大危害。燃煤烟气经过除尘、石灰石石膏湿法脱硫后，可脱除大部分粉尘及重金属，但排放到大气烟气中仍然存在细颗粒物及质量可观的、以汞、铅、铬和镉等为主要元素的重金属。

现有对细颗粒物排放的控制技术主要有电团聚、声团聚、磁团聚、热团聚、湍流（边界层）流动团聚和化学团聚等。其中，使用吸附剂捕获亚微米颗粒的方法称为化学团聚，其团聚机理主要是物理吸附和化学反应。目前，国内外对燃煤细颗粒物采用化学团聚方法研究内容主要集中在使用高岭石、铝土矿等常用吸附剂对颗粒物团聚的影响作用及其对一种或几种重金属的脱除作用，使用新型团聚剂进行化学团聚捕集的研究并不多。寻找经济有效的团聚剂是物理及化学团聚法促使颗粒物团聚捕集的关键。

凹凸棒石又名绿凹凸棒石或坡缕缟石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿石。晶体形状为棒状、纤维状、针状粘土矿物，即两层硅氧四面体，一层铝氧八面体，其标准化学式为Mg₅Si₈O₂₀(HO)₂(OH₂)₄·4H₂O，但实际上化学成分以SiO₂、MgO、Al₂O₃为主，其中含有一定量的Fe₂O₃、MnO、TiO₂等。由于凹凸棒本身具有十分独特的层链状晶体结构，因此凹凸棒有许多特殊的物化性质，例如吸附性、流变性、催化性、离子交换、可塑性等。凹凸棒的这些特性，使得凹凸棒被广泛应用于石油、化工、医药、环保、印刷等诸多领域。其较大的比较面积及其表面存在的吸附中心使其适于应用在燃煤细颗粒物的控制中。

天然产出的凹凸棒石常伴生有蒙脱石、高岭石、水云母、石英、碳酸盐等矿物。适当的酸处理一方面可以起到疏通孔道、去除碳酸盐及杂质、增加活性吸附位点数量等作用。另一方面，由于凹凸棒的阳离子可交换性，半径较小的 H⁺能置换出凹凸棒层间部分 K⁺、Na⁺、Ca²⁺和 Mg²⁺等离子，增大空容积。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种新型改性具有同时具备物理及化学改性凹凸棒促进对细颗粒物及重金属的捕集，以达到减少燃煤电厂排出的细颗粒物及重金属的目的。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种基于改性凹凸棒控制燃煤电厂细颗粒物及重金属的方法，按照燃煤量与改性凹凸棒粉末质量比（43000-50000）：1的方式，在燃煤电厂炉膛中喷入改性凹凸棒粉末；并按照电除尘前的烟气量（标态、湿基，6%O₂,单位：m³/s）与改性凹凸棒液体体积比（5000000-8000000）:1方式，在电除尘通道中喷洒改性凹凸棒液体；

所述的改性凹凸棒粉末采用浓度为3.5-3.9mol/L硫酸进行酸活化；