应用锰化合物提高静电除尘器效率并减少其反电晕放电制造技术

为了提高静电除尘器收集飞灰的效率，向燃烧燃料、燃烧空气或产生的燃烧排出气中添加锰。另外，为了减少静电除尘器内另外可能发生的反电晕放电，向燃料、和／或燃烧空气或燃烧排出气流中添加锰或其它火焰抑制剂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及公用事业和工业炉系统中的静电除尘器的效率提高和操作改进。具体地说，向燃料、燃烧空气或燃烧排出气(烟道气)中添加锰提高了静电除尘器从燃烧气体中收集飞灰的效率。另外，向燃料、燃烧空气或燃烧排出气中添加锰或其它火陷抑制剂降低了静电除尘器的反电晕放电，因而也提高了飞灰收集效率。
技术介绍
有关烟囱排放物的环境问题和利害关系已得到良好认识。燃烧排出气产物中受到相当多关注的是飞灰。人们已投入大量的技术和努力来减少燃烧装置中含烃燃料燃烧产生的飞灰排放物。静电除尘器是用于减少飞灰排放物的一种有效技术。静电除尘器中用到的基本方法包括在含有飞灰的燃烧排出气流流经的管子或通道内产生电场。当气体流过电场时，气体中的颗粒(飞灰)由发射源发射的电子中获得负电荷。气体中的这些颗粒积聚负电荷然后被接地收集板上的正电荷吸引。于是这些颗粒在那儿收集。然后，通过物理敲打收集板和收集落入用于随后移出飞灰的料斗中的飞灰来从板上收集飞灰。静电除尘器的效率受几个基本因素的影响，其中一个是系统试图收集的飞灰颗粒的电阻率。对于正常操作，飞灰颗粒的电阻率应介于大约1×108和1×104Ohm-cm之间。高于这个范围的值导致反电晕放电，低于这个范围的值由于电阻率非常低的颗粒很容易放出其负电荷，导致飞灰再飞散回到排出气流。飞灰中的碳使电阻率降低太多以致阻碍了静电除尘器的有效收集。如果颗粒导电性高(即具有特别低的电阻率)，那么颗粒非常容易失去电荷并相对难于保留在收集板上。这种情况的一个例子是飞灰中的高碳含量，其造成了静电除尘器的低效率已为人所知。另一方面，电阻率非常高的颗粒即使被收集到收集板上后仍保留其电荷。这些电阻率高的颗粒，虽然开始时易于收集，但会在系统的收集板上形成绝缘层。经过一段相对短的时间后，这些堆积颗粒可阻断系统有效操作所需的电流。这种高电阻率颗粒在收集板上的堆积还带来其它性能问题。其中一个问题称作“反电晕”放电，它是一种由收集板上收集颗粒层间形成的电压梯度产生的跨过电场的火花或电弧。如果静电除尘器的电压由于飞灰的电阻率非常高(超过109Ohm-cm)而变得太大，颗粒层上捕集的气体会电离分解，从而引起大大降低静电除尘器效率的火花或闪光。每当这种情况发生时，排气烟囱中喷出的烟雾增加，记录为烟道气浑浊度瞬时升高。为防止这种情况，静电除尘器控制装置补偿电极间的电势(降低电极电压)，从而导致性能降低和稳态排出气浑浊度升高。通过改变将要燃烧的燃料或改变流经静电除尘器前的燃烧气体，可控制和改善颗粒电阻率。把能释放高电阻率颗粒的燃料和能释放低电阻率颗粒的燃料混合，是使燃烧气体获得所需电阻率的一种方法。或者，也可改变或调节燃烧气体使其具有所需的电阻率。最被认可的改变或调节燃烧排出气的方法之一是向燃烧排出气气流中添加三氧化硫(SO3)蒸汽。SO3的添加降低了电阻率。SO3的添加量可根据具体的燃料燃烧排出气和其它操作参数来改变。人们也认识到了硫黄类排放物的缺点，因此需要其它类型的处理方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是为了提高静电除尘器收集产生的飞灰的效率而向燃烧燃料或燃烧空气或产生的燃烧排出气中添加锰源。本专利技术的另一个目的是为了减少静电除尘器中还可能发生的反电晕放电而向燃料或燃烧空气或燃烧排出气流中添加锰源或其它火焰抑制剂。在一种实施方案中，本专利技术包括提高用于从燃烧装置内燃料燃烧产生的燃烧排出气中收集飞灰的静电除尘器的效率的方法。该方法包括向燃料中添加有效量的锰源。可选地，该方法包括向燃烧排出气中添加有效量的锰源。在另一种可选方案中，本专利技术包括减少用于从燃烧装置内燃料燃烧产生的燃烧排出气中收集飞灰的静电除尘器中的反电晕放电的方法。这种方法包括向燃料中添加有效量的锰源。可选地，该方法包括向燃烧排出气中添加有效量的锰源。还可选地，该方法包括向燃烧排出气中添加有效量的选自过渡金属、锕系元素、镧系元素、碱金属、碱土金属、非金属、卤素、磷和硫的无机化合物和有机化合物的添加剂。也可选地，该方法可包括向燃烧排出气中添加有效量的充氧剂。对于前述任一方法，燃烧装置可选自任意种燃烧器、固定燃烧炉、废物焚烧炉、柴油燃烧炉、汽油燃烧炉、电厂发电机、电厂加热炉、任何类型的内燃设备和外燃设备、锅炉、熔炉、蒸发燃烧器、等离子燃烧系统、等离子电孤和能燃烧含烃燃料或在其内部含烃燃料可被燃烧的设备。另外，对于前述任一方法，燃料可选自柴油、生物柴油、生物柴油衍生燃料、合成柴油、喷气式发动机燃料、醇、醚、煤油、低硫燃料、合成燃料、费-托法合成燃料、液化石油气、煤衍生燃料、煤、遗传工程生物燃料和农作物及其提取物、天然气、丙烷、丁烷、无铅动力汽油和航空汽油、包含汽油沸程内的烃和溶于燃料的氧化混合剂的新配方汽油、汽油、船用燃料、煤(尘或浆)、原油、炼油厂“残油”及其副产品、原油提炼油、有害废弃物、工厂切屑及废料、木屑及锯屑、农业废料、饲料、青贮料、塑料、有机废弃物和以上物质的混合物，以及在水、乙醇或其它载体流体中的分散液、乳液、悬浮液。另一可选地，锰源可选自三羰基甲基环戊二烯合锰、三羰基环戊二烯合锰、双环戊二烯合锰(manganocene)、双烷基环戊二烯合锰、磺酸锰、苯酚锰、水杨酸锰、三羰基烷基环戊二烯合锰、三羰基有机锰衍生物、烷基环戊二烯合锰衍生物、中性和高碱性水杨酸锰、中性和高碱性苯酚锰、中性和高碱性磺酸锰、羧酸锰、和它们的结合物与混合物。在又一个实施方案中，燃料适合于在燃烧装置内燃烧以产生燃烧排出气，所述的燃料提高了从燃料气体中收集飞灰的静电除尘器的效率。燃料包含有效量的锰源。或者，本专利技术为包含有效量锰源的燃烧料添加剂。再或者，添加剂可适合注入到燃烧排出气中，所述的添加剂包含有效量的锰源。在又一个实施方案中，适合于在燃烧装置内燃烧以产生燃烧排出气的燃料会减少从燃烧排出气中收集飞灰的静电除尘器的反电晕放电。燃料包含有效量的锰源。或者，燃烧添加剂可包含有效量锰源。再或者，一种包含有效量锰源；或过渡金属、锕系元素、镧系元素、碱金属或碱土金属、非金属、卤素、磷或硫的无机化合物和有机化合物；或充氧剂的添加剂可被注入到燃烧装置内燃料燃烧产生的燃烧排出气中。在另一可选实施方案中，本专利技术包括提高用于从燃烧装置内燃料和燃烧空气燃烧产生的燃烧排出气中收集飞灰的静电除尘器的效率的方法。该方法包括向燃烧空气中添加有效量的锰源。在还一个实施方案中，本专利技术包括减少用于从燃烧装置内燃料和燃烧空气燃烧产生的燃烧排出气中收集飞灰的静电除尘器中反电晕放电的方法。该方法包括向燃烧空气中添加有效量的锰源或有效量的过渡金属、锕系元素、镧系元素、碱金属或碱土金属、非金属、卤素、磷或硫的无机化合物和有机化合物。附图说明图1为试验过程中燃烧气体的飞灰电阻率的比较示意图。图2为试验过程中向燃料中添加锰源引起的飞灰矿物组成变化的示意图。图3表明试验过程中电阻率的增加未引起反电晕放电(见图4)。图4为本专利技术一个试验段内油用量对烟囱浑浊度的示意图。具体实施例方式本专利技术的焦点以及这里描述的改进措施是改善静电除尘器从燃烧装置内含烃燃料同燃烧空气燃烧产生的燃烧排出气中收集飞灰的操作。因而，根据本专利技术的一个实施方案，向燃料、燃烧空气或燃烧排出气中添加有效量的锰源以提高飞灰的电阻率，从而使静电除尘器收集飞灰更有效。不管是在燃烧前还是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高用于收集燃烧装置内燃料燃烧产生的燃烧排出气中飞灰的静电除尘器效率的方法，该方法包括向燃料中添加有效量的锰源以提高静电除尘器效率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AA阿拉迪，MW亚当斯，SA法克特，
申请(专利权)人：乙基公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]