化學(xué)濕潤除煙技術(shù)

1. 化學(xué)濕潤除塵機理

粉塵與液體（通常為水）相互附著的難易程度的性質(zhì)稱為粉塵的潤濕性。當(dāng)粉塵與液體接觸時，如果接觸面能擴大而相互附著，則粉塵能被潤濕；如果接觸面趨于縮小而不能附著，則粉塵不能被潤濕。根據(jù)粉塵能夠被水潤濕的程度，一般可將粉塵分為容易被水潤濕的親水性粉塵（如鍋爐飛灰、石英粉塵等）和難以被水潤濕的疏水性粉塵（如石墨、炭黑、煙塵等）。粉塵的潤濕性除與粉塵的生成條件、濕度、壓力、含水率、表面粗糙度及荷電性等有關(guān)外，還與液體的表面張力、對粉塵的黏附力及相對于粉塵的運動速度等因素有關(guān)。例如，小于1μm的粉塵一般就很難被水潤濕，這是因為微粒表面皆存在一層氣膜，只有液滴以相對較高的速度沖擊粉塵時，才能沖破氣膜，將粉塵潤濕。此外，粉塵的潤濕性還隨溫度的升高而減小，隨壓力升高而增大，隨液體表面張力的減少而增強。親水性粉塵可采用濕法除塵，對疏水性粉塵在濕法除塵中，如果在水中加入某些濕潤劑（如皂角素、平平加竺），可降低水的表面張力，提高粉塵的潤濕性?；瘜W(xué)濕潤劑用于提高水對粉塵的濕潤能力和抑塵效果，特別適合于疏水性的呼吸性粉塵。化學(xué)濕潤劑濕潤粉塵的微觀機理常用的解釋是：水由極性分子組成，當(dāng)水中添加某種適合的表面活性劑時，水的強極性現(xiàn)象部分消失，水的表面張力也隨之減?。涣硗?，疏水性粉塵表面吸收了表面活性劑，其疏水性轉(zhuǎn)化為親水性，因此，粉塵顆粒容易被水濕潤。另一種解釋是表面活性劑能提高粉塵顆粒在溶液中的電位，進而增加水對粉塵的濕潤能力。當(dāng)濕潤劑用于濕潤疏水性粉塵時，化學(xué)濕潤劑的除塵可以提高濕式除塵器的除塵效果。

2.表面活性劑

化學(xué)濕潤劑、發(fā)泡劑均由表面活性劑配制而成。所謂表面活性劑是指具有表面活，性能顯著降低溶劑（通常為水）表面張力和液-液界面張力且具有一定結(jié)構(gòu)、親水親油特性和特殊吸附性能的物質(zhì)表面活性劑具有親水親油的特性，易于吸附、定向于物質(zhì)表面（界面），能表現(xiàn)出降低表面（界面）張力、滲透、潤濕、乳化、發(fā)泡、消泡、潤滑、拒水、抗靜電等一系列性能。作為化學(xué)抑塵劑的組分主要是利用其降低表面張力、滲透、潤濕、乳化、發(fā)泡等性能。表面活性劑有以下五類。

（1）陰離子表面活性劑 制皂業(yè)所生產(chǎn)的肥皂即為陰離子表面活性劑，肥皂屬高級脂肪酸鹽。此外，有代表性的陰離子表面活性劑還有磺酸鹽、硫酸酯鹽、脂肪酰-肽縮合物、磷酸酯等。陰離子表面活性劑一般具有良好的滲透、潤濕、乳化、分散、增溶、起泡、抗靜電和潤滑等性能，可用作為化學(xué)抑塵劑的重要組分。

（2）陽離子表面活性劑 陽離子表面活性劑溶于水發(fā)生離解所形成的陽離子具有表面活性，其親水基可以含氮、磷或硫，在含氮的陽離子表面活性中，按氨原子在分子結(jié)構(gòu)中的位置又可分為鋅鹽、季釣鹽、氮苯和咪嘩嚇?biāo)念?，其中以季鉤鹽類用途廣，其次是鉤鹽類。

（3）兩性表面活性劑 兩性表面活性劑是指在同一分子中兼有陰離子性和陽離子性，以及在非離子性親水基中有任意一種離子性質(zhì)的物質(zhì)。主要是指兼有陰離子性和陽離子性親水基的表面活性劑。兩性表面活性劑的陽離子部分可以是鹽、季鉤鹽或咪嘩嘛類，陰離子部分則為浚酸鹽硫酸鹽、磺酸鹽或磷酸鹽。

（4）非離子表面活性劑 它在水溶液中由于不是以離子狀態(tài)存在，故其穩(wěn)定性高，不易受強電解質(zhì)存在的影響，也不易受酸、堿的影響，與其他表面活性相容性好，在各種溶劑中溶解性均好。非離子表面活性劑按親水基分類有聚乙二醇型、脂肪醇酰胺型和多元醇型三類。

非離子表面活性劑在水中的潤濕度隨溫度升高而降低。非離子表面活性劑具有良好的洗滌、分散、乳化、增溶、潤濕、發(fā)泡、抗靜電、和保護膠體等多種性能。

（5）高分子表面活性劑 高分子表面活性劑根據(jù)來源可分為天然的、半合成的和合成的三類。

3.活性劑用量與效果

活性劑的使用量因表面活性劑的種類、性能相差很大。通常表面活性劑溶水后其濃度0.005%～0.05%。供 5μm 以下煙塵捕集率達(dá)到50%～70%（單獨用清水時為0%，用合成洗滌劑為16%）。

4.濕式化學(xué)除塵器

濕式化學(xué)除塵器是利用含化學(xué)抑塵劑的液體（通常是用添加濕潤劑的水溶液）來除塵的設(shè)備。捕集粉塵有四種情況：①依靠在除塵器中產(chǎn)生的液滴捕捉塵粒，然后塵粒和液滴一起從氣體中分離出來；②氣體通過液體形成氣泡而把塵粒捕捉；③依靠液體射流捕捉塵粒；④依靠固體表面覆蓋的一層液膜捕捉塵粒。在這些情況中，捕集粒子的機制主要是慣性、截留和擴散效應(yīng)。不論是哪一種情況，往洗滌液中添加適合的化學(xué)濕潤劑應(yīng)該是有益的。濕式化學(xué)除塵器比普通濕式除塵器有利于捕集粒子，能提高除塵效率，相應(yīng)減小設(shè)備體積和結(jié)構(gòu)尺寸。缺點是化學(xué)濕潤劑可能增加除塵器運行費用和設(shè)備構(gòu)造的復(fù)雜性。