聚丙烯酰胺复配物在自激式除尘器中的应用：
聚丙烯酰胺复配物在自激式除尘器中的应用，为了提高自激式除尘器对呼吸性粉尘的去除效率，同时降低除尘能耗，将聚丙烯酰胺 (PAM)、琥珀酸二辛酯磺酸钠（A0T)、硫酸钠和氢氧化钠或盐酸溶液进行复配，形成的PAM复配 物用于自激式除尘器，对除尘情况进行了相关研究.从理论上分析了该复配物的除尘降阻机理，分 别使用纯水、A0T溶液和PAM复配物溶液在自激式除尘器中进行了对比试验.结果表明，自激式 除尘器使用PAM复配物溶液不但可以提高全尘特别是呼吸性粉尘的除尘效率，而且降低除尘器的 阻力损失，减少能耗，在相同除尘效率和处理风量下，自激式除尘器使用PAM复配物溶液比使用纯 水更经济、合理.
然而，湿式除尘效率与粉尘的湿润性 和粒径分布关系甚大，对于湿润性差和粒径小的呼
吸性粉尘脱除效率不佳，而这类粉尘对人体的危害 最大，是粉尘治理的重点.在目前报道的湿式除尘技 术中，能同时达到高效和低能耗要求的除尘技术很 少.因此，采用相对低能耗的湿式除尘技术，提高呼 吸性粉尘除尘效率的研究具有十分重要的意 义[1-3].作者在自激式除尘器中采用聚丙烯酰胺复 配物溶液提高除尘效率和降低通风阻力方面进行了 相关研究.
1 PAM复配物除尘降阻机理
1.1 PAM复配物及除尘机理
聚丙烯酰胺复配物由PAM、琥珀酸二辛酯磺酸 钠（AOT)、Na2SO4和质量分数为1%的氢氧化钠溶 液或盐酸溶液复配而成.
AOT是一种阴离子湿润剂，其分子中含有非极 性的亲油基和极性的亲水基.当AOT溶于水时，亲 水基一端被水分子吸引而进水里，憎水基一端被排 斥使分子离开水伸向空气，聚丙烯酰胺复配物在自激式除尘器中的应用，于是AOT分子会在水溶 液表面上形成紧密分布的定向排列层，使水的表面 性质大大改善，具有较好的湿润性质.另外，朝向空 气的AOT分子中的憎水基与粉尘之间存在吸附作 用.当粉尘粒子与AOT溶液接触时，即形成憎水基 吸附尘粒通过亲水基朝向水溶液的“桥”，从而把粉 尘迅速带入水中，提高粉尘湿润效果[4].
当pH值低于某个值时，将AOT与PAM复配并 溶于水后，通过光谱分析可知，AOT分子中的羧基 与PAM分子上的一CONH2基发生氢键缔合，形成 新的复配物，反应式如图1所示.
该PAM复配物除了保留有AOT的功能外，其大 分子疏水链使得水溶液及界面吸附层形成三维网状 结构的胶束，负电荷增多，粘度增大，不但增加了离子 交换湿润效果，同时将多个细微粉尘絮凝为重量更大 的絮凝体，防止因风流冲击而再次随空气漂流，从而 提高除尘效果.另外，加入适量Na2SO4的作用主要是 防止复配物分子中的疏水基团在静电力作用下吸附 在粉尘表面的亲水晶格而使其转化为疏水晶格，从而 导致湿润能力下降，且SO42-使粉尘表面的复配物分 子紧密填充，增加湿润效果.适量氢氧化钠溶液或盐 酸溶液的功能主要是调节pH值为最佳值，使得PAM 和AOT的复配更容易进行[5，].
1.2 降阻机理
在自激式除尘器中含尘气体冲击液面，依靠激 起的液滴与粉尘相互作用捕尘.
PAM复配物加入自激式除尘器水中后，在适当 的温度和质量分数下，可形成链式分子聚合体，该链 式分子聚合体能随流体弯曲、伸缩而随流体一起流 动，具有强剪应力，为富有粘弹性的非牛顿流体.含 尘气体冲击液面后，其聚合体分子与流动方向呈平 行排列，阻碍了与流体主流垂直方向的动量传递，使 得粘性底层变厚，摩擦阻力变小，抑制了摩擦耗散的 能量，对湍流脉动动能具有吸收和缓冲作用，使湍流 强度减弱，大大降低了含尘气体冲击液面及其气固 液三相流流动的湍流阻力[7，].
2试验系统及参数的测定
采用文丘里泵式发尘器在除尘管道入口处发 尘，聚丙烯酰胺复配物在自激式除尘器中的应用，使用ZWCC -7型卧式自激式除尘器除尘，通风 机电机额定功率为7.5 kW.处理风量采用补偿式微 压计和L型皮托管测定，除尘器阻力采用胶皮管和 U型压差计测定，除尘器进出口粉尘质量分数采用 滤筒称重法测定，采样仪器为TH -880!微电脑平 行采样仪，粉尘分散度采用CIS -50激光粒度仪测 定，除尘器耗水量通过测定除尘器运行10 min后液 位下降量计算，溶液表面张力采用全自动表面张力 仪测定，粉体接触角采用JF -99A粉体接触角测量 仪测定，试验用粉尘选自某电厂，其粒径分布如 图3.
3试验结果与讨论
为了考察PAM复配物的湿润、除尘及降阻等效 果，作者分别使用纯水、AOT(质量分数为40% )溶 液和PAM复配物溶液进行相关试验[9].
3.1湿润效果
通过测定，25 C时纯水的表面张力为71. 18 mN/m，AOT溶液的表面张力随质量分数的增大而 降低，当质量分数增大到0. 4%后基本保持不变，约 为27.0 mN/m.纯水、AOT溶液和PAM复配物溶液 的质量分数同上，在25 C时对粉体的接触角分别为 25. 3。，1.2。和0。.很明显，PAM复配物显著降低了 表面张力，大大提高了粉尘的湿润效果.
3.2除尘效果
纯水、AOT溶液和PAM复配物溶液在各种平 衡水位下除尘效率的测定结果如表1、表2及图4 所示.
表1各种情况下除尘总效率和阻力损失 Tab. 1 Dust-removing efficiency and resistance in different instance
平衡总除尘效率/%阻力损失/kPa
水位/
cm纯水AOTPAM
复配物纯水PAM
AOT
AOT 复配物
193.295.397.82.122.051.86
394.897.198.92.132. 082. 02
595.198.099.22.152. 132. 06
795.798.299.32.172. 162. 07
1097.398.799.62.262. 172. 10
表2平衡液位1cm处除尘分级效率
Tab. 2 Fractional collection efficiency when
balanceable-water level is 1cm
粒径间隔/幻/纯水AOTPAM复配物
!m %!2i,%!2i,%!2i,%
0. 1 0 . 23240.92.940.75.943.8
0.1 ~0. 5 214.351. 421.250. 229.567.6
0.5~2 20.1032. 589. 038. 591.048.494.7
2~5 25.8022.894.021.796.012. 998.9
5 ~10 30. 7023.594.813.198.03. 399.8
10 ~20 15. 504. 997.92. 699.20100
>20 5.67010001000100
注：1i 一原始粉尘分散度，,2i 一出口粉尘分散度，！i 一分级效率.
图4不同平衡液位下除尘效率 Fig. 4 Dust-removing efficiency on different balanaceable-water levels
不难看出，在相同的平衡液位下，PAM复配物 溶液除尘效率（特别是呼吸性粉尘除尘效率）明显 高于AOT溶液、纯水，其除尘效率的高低顺序是： PAM复配物溶液> AOT溶液 > 纯水.例如，聚丙烯酰胺复配物在自激式除尘器中的应用，在平衡 液位1 cm处，纯水、AOT溶液和PAM复配物溶液的 除尘总效率分别为93. 2%，95. 3%和97. 8%，三种 溶液对粒径小于5 !m的呼吸性粉尘的除尘效率分 别为89. 88% ,91.70%和95. 58%，特别是对粒径小 于0.5 !m的粉尘的去除效率，纯水为50. 3%，而 PAM复配为65.1%，比纯水有较为明显的提升.
3.3降阻效果
降阻方面，纯水、AOT溶液和PAM复配物溶液 在各种平衡水位下除尘器阻力测定结果如表1及图 5所示.可以发现，在相同平衡液位下，纯水时除尘 器阻力最大，AOT溶液次之，PAM复配物溶液最 小.如在平衡液位1 cm处，纯水、AOT溶液和PAM 复配物溶液的阻力分别为2. 12,2. 05, 1. 86 kPa， PAM复配物比纯水阻力损失下降约12.3% .
3.4经济性分析
文中主要通过考察在相同除尘效率、处理风量 时的运行费用来分析其经济性.从表1中可以看出， 纯水在平衡液位10 cm的总除尘效率和PAM复配 物在平衡液位1 cm处的总除尘效率相差不多，风量 也很相近，因此两者可比较.现取风机全压效率为
dustremover
洗涤液电费/ (元/d)水费/ (元/d)加药费/ (元/d)总计/ (元/d)
纯水117.08.150125.15
PAM复配物101.40.8221.38123.60
0.7,电动机效率为0.98,传动效率为1，处理风量为 6 270 m3/h，系统其他部分阻力为除尘器阻力的 15%，则纯水在平衡液位10 cm时通风机全压Ht约 为2 825 Pa，需配备功率为7. 5 kW的电动机;PAM 复配物在平衡液位1 cm处的Ht约为2 325 Pa，需配 备功率为6.5 kW的电动机.经测定，PAM复配物在 平衡液位1 cm处耗水量为0. 218 L/min，纯水在平 衡液位10 cm处耗水量为2. 18 L/min，若再取电费 为0.65元/kWh，水费为2.63元/t，则自激式除尘 器分别使用纯水和PAM复配物溶液时的运行费用 比较见表3。
表3自激式除尘器运行费用比较 Tab. 3 Comparison of operating cost of self-swash
显然，除尘器运行一天，使用PAM复配物溶液 比使用纯水的总运行费用低，聚丙烯酰胺复配物在自激式除尘器中的应用，所以，在相同除尘效 率、处理风量条件下，自激式除尘器使用PAM复配 物溶液是经济的.
4结论
(1)自激式除尘器使用PAM复配物溶液可提 高全尘特别是呼吸性粉尘的除尘效率.
(2)自激式除尘器使用PAM复配物溶液可降 低除尘器阻力损失，减少能耗.
(3)在相同除尘效率、处理风量条件下，自激式 除尘器使用PAM复配物溶液比使用纯水更经济、合 理.
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