可吸入颗粒物的去除技术.doc

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1、可吸入颗粒物控制技术研究热点与趋势更新时间：2008-12-2511:03 来源：环境污染与防治 作者: 阅读：325 网友评论0条摘要：综述了可吸入颗粒物的常规除尘技术和细颗粒凝并技术、联合脱除技术、电联合处理技术等新的控制技术。通过对可吸入颗粒物控制技术的研究现状分析，指出常规除尘技术和这些新的控制技术的应用局限性，在综合分析有关文献的基础上,提出利用纺织品滤料纤维改形（改性）后得到高效低阻的异型纤维材料来脱除可吸入颗粒物的新思路。可吸入颗粒物指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物(PM2.5)。可吸入颗粒物污染已成为大气

2、环境污染的突出问题，并日益引起人们高度重视。可吸入颗粒受到的主要作用一般是气体扩散和湍流扩散，由于它质量微小且对气流跟随性极好，故在常规除尘设备中，几乎总是跟随气流一起运动，难于从气流中分离出来。此外由于可吸入颗粒粒径小、比表面积大，因而其吸附性很强，容易成为空气中各种有毒物质的载体，特别是容易吸附多环芳烃、多环苯类和重金属及微量元素等，是多种污染物(如重金属、酸性氧化物、有害有机物等)的载体和催化剂，有时能成为多种污染物的集合体[1,2]。因此，研究可吸入颗粒物的控制技术具有重要的意义。目前颗粒污染物控制技术的重点是如何提高细微颗粒物的分

3、级效率，解决问题的思路有二：一是促使小颗粒变大颗粒；二是创造条件提高小颗粒的动力学捕集作用。小颗粒变大颗粒可以通过凝并也可以通过凝结作用，且在国外蒸汽凝结在冶金行业已有成功应用的案例。本文旨在对脱除可吸入颗粒物的控制技术做一定的归纳总结，以方便相关领域的科研工作。1 控制技术的研究热点与趋势1.1 常规除尘技术目前工业上应用的除尘方法有干法和湿法两大类，传统的湿式除尘设备主要有水膜、泡沫、冲激、水浴等除尘器。湿法除尘存在物料难以回收、易造成污染转移以及高温环境下会造成能量浪费等缺点；干法除尘设备主要有旋风除尘器、布袋除尘器、电除尘器和颗粒层

4、除尘器等。电除尘器对颗粒的比电阻要求严格；旋风除尘器处理粗粉尘颗粒效果较好，而对于微米级和亚微米级粒子其分离能力很低；多孔陶瓷高温除尘过滤器的除尘效率高,可达99%以上,能除去粒径5μm以上的尘粒，但清灰比较困难；而移动颗粒层过滤除尘技术被认为是继陶瓷过滤器之后最具发展前途的高温除尘技术之一，但在高温下运行时,床层容易堵塞[3]。为了弥补传统的控制技术在脱除超细颗粒物时的不足，细颗粒凝并技术、联合脱除技术、电催化氧化联合处理技术等新控制技术将成为未来发展的趋势,本文对这些技术的国内外研究现状进行了综述。1.2 新控制技术1.2.1 细颗粒凝

5、并技术从控制角度来看，清除可吸入颗粒可以通过内场力或外场力作用来使其发生凝并或团聚,其结果是使粒子的数目减少、粒子的有效直径增大,它易于被常规的分离设备分离，从而提高整体的清除效率。超细颗粒物凝并技术主要有声波凝并、电凝并、热凝并、化学凝并、磁凝并、光凝并和湍流边界层凝并等[3-7]。声波凝并通过外加声波的作用使细颗粒发生碰撞团聚长大，团聚后产生的细颗粒团聚物的平均粒径大,从而通过常规的除尘设备将其清除，达到控制细颗粒排放的目的。通过声波团聚的方法控制超细颗粒物有较好的可行性和实际效果。但由于声波凝并问题本身的复杂性和超细颗粒物测试手段的局

6、限性，目前还没有形成一个完整的体系，使得声波团聚超细颗粒物技术仍然处在实验探索和理论研究阶段。同时姚刚[6]指出，由于产生几十甚至几百千赫的声波，可能消耗大量能源，且产生很大的噪音等负面效果。化学凝并是使用固体吸附剂捕获超细颗粒物的除尘方法，主要是通过物理吸附和化学反应相结合的机理来实现的。温绍国等[8]通过实验表明，凝聚剂存在下的凝聚是小粒径胶粒先凝并成较大的胶粒,同时大粒径的胶粒凝并成更大的胶粒。张军营等[9]指出，在炉膛中加入固态吸附剂，可以使细小颗粒团聚形成较大颗粒，同时也可以抑制成核，吸收痕量金属元素，目前化学凝并主要采用硅土、矾

7、土、石灰石等作为吸附剂，但在脱除0~5μm的可吸入颗粒物的同时也产生了其他的重金属颗粒污染物。热凝并是指超细颗粒物在没有外力、温度较高的环境下产生明显的成核和凝并的现象。按经典的热团聚方程计算,团聚所用的时间约要9h以上。由于热团聚过程缓慢,因而难以在工业中得到应用。电凝并[10]是通过增强微细颗粒的荷电能力，促进微细颗粒以电泳方式到达飞灰颗粒的表面，从而增强颗粒间的凝并效应。GAUNT等[11]指出，荷电水雾来捕集湿度较大的微细粉尘是一种较好的方法。荷电水雾振弦除尘技术是将液滴荷电技术与振弦除尘技术相结合，以求得对微细粉尘的高效捕集，而且

8、能耗低、结构简单，是一种新型高效除尘技术[12]。用电凝并除尘器收集亚微米级粉尘的研究在理论和实验方面都取得了突破性进展[13]。虽然采用电团聚技术能够使电除尘器除去超细颗粒物的