[发明专利]一种用于燃烧中PM2.5

说明书

本发明属于燃烧污染物处理相关技术领域，其公开了一种用于燃烧中PM_2.5脱除的复合吸附剂及其应用，所述复合吸附剂包括硅铝基吸附剂和钙基吸附剂的混合物，其中，所述硅铝基吸附剂和钙基吸附剂的质量比为1∶9～9∶1，在燃烧的高温条件下，燃料中原子态无机质及易挥发重金属气化与所述复合吸附剂接触发生气固反应进而将所述无机质和重金属固化在所述复合吸附剂中，同时，所述硅铝基吸附剂和钙基吸附剂在高温下反应形成Si‑Al‑Ca共熔体熔融表面，PM_2.5颗粒通过碰撞粘附于所述熔融表面实现PM_2.5的捕集脱除。本申请的复合吸附剂可以通过气固反应以及生成的熔融表面，显著减少PM_2.5的释放。

技术领域

本发明属于燃烧污染物处理相关技术领域，更具体地，涉及一种用于燃烧中PM_2.5脱除的复合吸附剂及其应用。

背景技术

固体燃料主要包括煤、生物质、城市生活垃圾和工业垃圾等，其燃烧会产生大量的污染物，例如，颗粒物、硫、氯以及重金属等，影响设备的运行，其排放到大气中将造成严重的大气污染，危害人体健康。

目前，固体燃料燃烧污染物控制主要通过在燃烧后端布置污染物脱除装置，例如，选择性催化还原脱硝设备、低温省煤器、静电除尘器、脱硫塔和湿式电除尘等，以上污染物脱除设备以单一污染物脱除为目标，且设备复杂、运行成本高。除尘器虽然对PM₁₀脱除效率较高，但对PM_2.5的脱除存在“穿透窗口”，脱除效率低，因此，强化对燃烧源PM_2.5的脱除变得尤为重要。

燃烧固体燃料产生的污染物主要以气态污染物和固态污染物为主，气态污染物主要以PM_2.5前躯体Na、K、S、Cl和有害易挥发的重金属为主，固体污染物主要以破碎为主的PM_2.5、燃烧过程中由前驱体形成的PM_2.5。目前，对燃料过程中PM_2.5的脱除主要还是以单一吸附剂为主，单一吸附剂技术主要存在以下问题：1)单一吸附剂通过单一机理对污染物实现脱除，难以实现协同脱除，如高岭土通过捕获颗粒物前驱体Na、K实现颗粒物的脱除，石灰石通过钙硫反应脱除硫化物等，以上吸附剂对PM₁都有较好的脱除效果，但对PM_2.5效果较差；2)缺乏固体燃料种类适应性，高岭土实现对PM_2.5的脱除仅对高碱燃料作用效果明显，石灰石仅对高硫燃料效果明显；3)吸附剂成本及制备工序难以工业化制约其发展，目前脱除效果较好的吸附剂成本较高，如镁基吸附剂和钛基吸附剂，而其他化学改性吸附剂制备工艺复杂，且难以实现燃烧过程中多污染物的脱除。现有的复合吸附剂仅仅针对燃煤PM_2.5进行脱除且脱除效率较低，未见有同时对颗粒物、硫、氯及重金属的多污染物脱除且实现对不同固体燃料的适应性。因此，亟需设计一种制备简单、脱除效率高、脱除种类多、脱除成本低的PM_2.5脱除吸附剂。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于燃烧中PM_2.5脱除的复合吸附剂及其应用，以解决现有的吸附剂脱除种类单一，脱除成本高，制备复杂的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于燃烧中PM_2.5脱除的复合吸附剂，其特征在于，所述复合吸附剂包括硅铝基吸附剂和钙基吸附剂的混合物，其中，所述硅铝基吸附剂和钙基吸附剂的质量比为1∶9～9∶1，在燃烧的高温条件下，燃料中原子态无机质及易挥发重金属气化与所述复合吸附剂接触发生气固反应进而将所述无机质和重金属固化在所述复合吸附剂中，同时，所述硅铝基吸附剂和钙基吸附剂在高温下反应形成Si-Al-Ca共熔体熔融表面，PM_2.5颗粒通过碰撞粘附于所述熔融表面实现PM_2.5的捕集脱除。

优选地，所述硅铝基吸附剂包括高岭土、沸石、蛭石、蒙脱石、铝土矿、硅藻土、凹凸棒石、长石、云母、硅灰石、或石榴石中的一种或多种混合物。