燃煤可吸入顆粒物的脫除方法技術

燃煤可吸入顆粒物的脫除方法，解決現有的燃煤可吸入顆粒物對大氣環境以及人體的巨大危害。該方法利用流化床氣溶膠發生器將具有軟磁特性的磁種氣溶膠化，將其加入燃煤含塵煙氣中。將添加磁種的含塵煙氣引入高梯度磁種聚并捕集裝置，飛灰可吸入顆粒物與磁種粒子在高梯度磁場的作用下發生碰撞聚并，聚并長大后被磁介質捕捉，吸附于磁介質表面。被凈化后的煙氣直接排空。在運行過程中，磁介質表面吸附的顆粒逐漸增多，采用間歇式電磁振打方式將顆粒振落。采用磁選的方式，將振落顆粒中的磁種粒子與飛灰粒子分離開來，磁種粒子回收后循環利用，飛灰粒子排入灰倉。本方法具有高效、節能，設施占地面積小，投資和處理成本低等特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及燃煤可吸入顆粒物脫除的工藝，屬于環境污染防治與潔凈煤燃燒

技術介紹
大氣可吸入顆粒物已成為大氣環境污染的突出問題，并且日益引起世界各國的高度重視。人們已經認識到大氣可吸入顆粒物對人體健康的嚴重危害，大氣中SO2、NOx和CO等污染物的含量與人類死亡率并沒有緊密的聯系，而可吸入顆粒物則成為導致人類死亡率上升的主要原因。同時，大氣顆粒物也是導致大氣能見度降低、酸雨、全球氣候變化、煙霧事件、臭氧層破壞等重大問題的重要因素。燃燒排放的可吸入顆粒物是大氣可吸入顆粒物的主要來源，同時在可吸入顆粒物中最有危害的物質通常也來自于燃燒源。因而，燃燒源可吸入顆粒物的脫除技術已被列為國家重點基礎研究發展計劃的研究內容之一。目前，工業應用的除塵裝置有濕法和干法兩大類。1.濕法除塵。采用水洗的方式洗滌含塵煙氣，將顆粒物分離出來。該方法存在物料難以回收、易造成污染轉移(由大氣污染轉變為水污染)以及高溫環境下會造成能量浪費等缺點。2.干法除塵主要包括旋風除塵器、布袋除塵器和靜電除塵器。布袋除塵和靜電除塵屬于高效除塵器，但是布袋除塵器的阻力較大，濾料抗腐蝕性差，需定期清潔和更換，維護成本高，在我國應用不多。靜電除塵器除塵效果不但和顆粒粒徑有關，而且還和顆粒的比電阻有關，比電阻過高和過低都不利于顆粒的清除。旋風除塵器由于其結構簡單、造價低廉、維護管理方便且適用面寬而在各工業領域被普遍使用。由于其分離機理基于慣性分離，對于粒徑較大的顆粒分離效率較高，但對于微米級和亞微米級粒子，其分離能力很低。盡管靜電除塵和布袋除塵對小粒子的捕集效率較旋風除塵器高，但對于粒徑為0.1μm-10μm的可吸入顆粒物清除效率很低。當前，高效靜電除塵器的除塵效率可達99.9％，但是除塵器無法清除的0.1％粉塵主要是可吸入顆粒物。而正是這些可吸入顆粒物，其粒徑很小，質量濃度占總體份額很低，但數量濃度卻很高(占排放顆粒的90％以上)，對環境和人體造成巨大的危害。因此，要從源頭上控制燃煤可吸入顆粒物的排放，必須采用新的控制方法。
技術實現思路
技術問題本專利技術的目的是提供一種，該方法能有效控制燃煤可吸入顆粒物的排放，降低對環境的污染，消除對人體的危害，解決傳統工業除塵裝置對燃煤可吸入顆粒物基本無法脫除的問題。技術方案本專利技術的1)添加磁種采用流化床氣溶膠發生器將磁種均勻氣溶膠化后連續、穩定、可控地加入到含塵煙氣中，使磁種與含塵煙氣中的燃煤可吸入顆粒物混合后進入高梯度磁場磁種聚并捕集裝置，2)高梯度磁種聚并捕集含磁種的煙氣進入高梯度磁場磁種聚并捕集裝置中，磁種粒子和飛灰粒子在高梯度外磁場作用下被磁化，磁化后在粒子間磁偶極子力和外磁場力作用下相對運動并靠近磁介質，作相對運動的粒子碰撞后聚并在一起，形成粒徑較大的顆粒，聚并形成的大顆粒在外磁場高梯度力的作用下加速靠近磁介質，最終吸附于磁介質表面，被凈化后的煙氣從通道排出，3)電磁振打采用電磁振打將吸附在磁性介質上的顆粒物聚并體振落，振落的顆粒物聚并體進入一級灰斗，4)高梯度磁選采用高梯度磁分離方法分離顆粒物聚并體中的磁種，對其進行回收再利用，添加的磁種為具有軟磁特性的鐵磁性顆粒。高梯度磁種聚并捕集裝置中，磁介質為具有高磁導率的鐵磁性柱狀介質，直徑小于0.2mm。高梯度磁種聚并捕集裝置中，聚并通道內布置多排磁介質，采用錯列布置方式，橫向節距小于4倍磁介質直徑。高梯度磁種聚并捕集裝置中，外加背景磁場可由電磁鐵或永磁體產生，兩個磁極對稱布置于通道兩側。高梯度磁種聚并捕集裝置，氣流速度方向、磁介質軸線方向、外加背景磁場方向在三維空間內相互垂直。電磁振打中，振打方式為間歇式振打。磁種回收，采用高梯度磁分離方式回收顆粒中的磁種。有益效果1.采用高梯度磁場磁種聚并捕集裝置，可有效脫除燃煤煙氣中的可吸入顆粒物，脫除效率可以達到80％之上。2.高梯度磁場磁選回收磁種，有效降低了投資和運行成本。3.該工藝流程簡單，設備少，占地面積小。附圖說明圖1為高梯度磁場中添加磁種實現燃煤可吸入顆粒物聚并脫除工藝流程圖；圖2為高梯度磁場磁種聚并捕集裝置布置示意圖。其中有磁極1.通道2.磁介質3.磁極4。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術進行說明圖1為本專利技術的工藝流程，煤燃燒產生的含塵煙氣在進入高梯度磁場磁種聚并捕集裝置前，采用流化床氣溶膠發生裝置將具有軟磁特性的鐵磁性顆粒氣溶膠化后通入煙氣中，充分混合后進入高梯度磁場磁種聚并裝置。在高梯度磁場的作用下，磁種粒子和飛灰粒子發生碰撞聚并，粒徑長大，最終被磁介質捕捉。脫除顆粒物的煙氣直接排空。在顆粒物的捕集過程中，采用間歇式電磁振打方式，將吸附于磁介質表面的顆粒物振落，使其落入一級灰斗。由于一級灰斗中的灰中含有一定量的磁種，為有效降低運行成本，采用高梯度磁分離方式將磁種分離出來再利用，分離后的飛灰直接排入二級灰斗。圖2為高梯度磁場磁種聚并捕集裝置布置示意圖。該捕集裝置由通道、磁極和磁介質組成，兩個磁極對稱布置于通道兩側，氣流速度方向、磁介質軸線方向、外加背景磁場方向在三維空間內相互垂直。采用流化床氣溶膠發生器，將磁種顆粒氣溶膠化后通入含塵煙氣中，使磁種顆粒均勻分布于煙氣中。含磁種的煙氣進入高梯度磁場磁種聚并捕集裝置中，磁種粒子和飛灰粒子在高梯度外磁場作用下被磁化，磁化后在粒子間磁偶極子力和外磁場力作用下相對運動并靠近磁介質。作相對運動的粒子碰撞后聚并在一起，形成粒徑較大的顆粒，不僅加強了粒子間磁偶極子力，而且外磁場力也有所提高，從而促進了粒子的聚并，形成的粒徑較大顆粒更易于被磁介質捕捉，吸附于磁介質表面。被凈化后的煙氣從通道排出。隨著磁介質對粒子的捕捉，其表面的顆粒逐漸增多，采用間歇式電磁振打方式，將吸附于磁介質表面的顆粒振落，進入一級灰斗。由于脫除的飛灰中含有一定量的磁種，為降低運行成本，將一級灰斗中的灰通入高梯度磁選裝置中，將其中的磁種粒子分離出來，進行再利用。分離后的飛灰直接排入二級灰斗。采用該工藝處理燃煤煙氣時，優選方案為高梯度磁場磁聚并捕集裝置內氣流速度為0.1m/s-0.5m/s；磁介質直徑小于0.2mm，磁介質間距小于0.4mm，磁介質布置排數不少于20排；外加背景磁場磁通密度為4000-5000高斯；磁種添加質量比(磁種與飛灰質量濃度比值)為0.02-0.06。權利要求1.一種，其特征在于該脫除顆粒物的方法為1)添加磁種采用流化床氣溶膠發生器將磁種均勻氣溶膠化后連續、穩定、可控地加入到含塵煙氣中，使磁種與含塵煙氣中的燃煤可吸入顆粒物混合后進入高梯度磁場磁種聚并捕集裝置，2)高梯度磁種聚并捕集含磁種的煙氣進入高梯度磁場磁種聚并捕集裝置中，磁種粒子和飛灰粒子在高梯度外磁場作用下被磁化，磁化后在粒子間磁偶極子力和外磁場力作用下相對運動并靠近磁介質，作相對運動的粒子碰撞后聚并在一起，形成粒徑較大的顆粒，聚并形成的大顆粒在外磁場高梯度力的作用下加速靠近磁介質，最終吸附于磁介質表面，被凈化后的煙氣從通道排出，3)電磁振打采用電磁振打將吸附在磁性介質上的顆粒物聚并體振落，振落的顆粒物聚并體進入一級灰斗，4)高梯度磁選采用高梯度磁分離方法分離顆粒物聚并體中的磁種，對其進行回收再利用，2.根據權利要求1所述的，其特征在于添加的磁種為具有軟磁特性的鐵磁性顆粒。3.根據權利要求1所述的，其特本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃煤可吸入顆粒物的脫除方法，其特征在于該脫除顆粒物的方法為：１）添加磁種：采用流化床氣溶膠發生器將磁種均勻氣溶膠化后連續、穩定、可控地加入到含塵煙氣中，使磁種與含塵煙氣中的燃煤可吸入顆粒物混合后進入高梯度磁場磁種聚并捕集裝置，　 　２）高梯度磁種聚并捕集：含磁種的煙氣進入高梯度磁場磁種聚并捕集裝置中，磁種粒子和飛灰粒子在高梯度外磁場作用下被磁化，磁化后在粒子間磁偶極子力和外磁場力作用下相對運動并靠近磁介質，作相對運動的粒子碰撞后聚并在一起，形成粒徑較大的顆粒，聚 并形成的大顆粒在外磁場高梯度力的作用下加速靠近磁介質，最終吸附于磁介質表面，被凈化后的煙氣從通道排出，３）電磁振打：采用電磁振打將吸附在磁性介質上的顆粒物聚并體振落，振落的顆粒物聚并體進入一級灰斗，４）高梯度磁選：采用高梯度 磁分離方法分離顆粒物聚并體中的磁種，對其進行回收再利用，。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙長遂，李永旺，魯端峰，吳新，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：84[中國|南京]