湘潭九华示范区聚丙烯酰胺在垃圾燃烧中的作用与效果

聚丙烯酰胺（PAM）在垃圾焚烧过程中的作用主要集中在烟气净化系统，特别是半干法烟气脱酸系统中，其核心作用是作为絮凝剂提高除尘效率。它本身不直接参与燃烧过程，也不用于飞灰固化（那是水泥或螯合剂的作用）。

以下是它在垃圾焚烧厂中的具体作用、效果和应用环节：

作用环节：喷雾干燥反应塔（SDA）或循环流化床（CFB）脱酸系统之后的除尘器前

在半干法脱酸工艺中（这是垃圾焚烧最常用的脱酸方法之一），石灰浆液被雾化喷入反应塔，与高温烟气中的酸性气体（SO₂, HCl, HF等）反应生成固态盐类颗粒（如CaCl₂, CaSO₃, CaSO₄）以及未完全反应的石灰。

同时，烟气中还含有大量的原始飞灰、未燃尽碳粒、重金属化合物以及反应生成的细微颗粒物。

这些颗粒物（尤其是反应生成的新颗粒和未反应的石灰细粉）通常非常细小，难以被后续的除尘设备（如袋式除尘器或电除尘器）高效捕集。

核心作用：絮凝

聚丙烯酰胺（通常是阴离子型PAM）被稀释后，以极低的浓度（ppm级）注入到反应塔出口与除尘器入口之间的烟道或反应器中。

PAM是一种长链高分子聚合物。其分子链上的活性基团（如酰胺基）能够通过架桥作用和电荷中和作用（主要是阴离子PAM的负电荷与颗粒表面可能存在的正电荷区域相互作用）吸附多个细小的粉尘颗粒。

被吸附的颗粒相互靠近、聚集，形成体积更大、结构更密实的絮状物。这个过程称为絮凝。

主要效果：

显著提高除尘效率： 这是最主要的效果。经过PAM絮凝后形成的较大絮团，其沉降速度和惯性大大增加，更容易被后续的袋式除尘器（滤袋拦截）或电除尘器（荷电后被电极捕集）高效去除。这直接降低了烟气中的粉尘排放浓度（颗粒物）。

改善滤袋性能（针对袋式除尘器）：

形成较大絮团后，粉尘在滤袋表面形成的粉尘层（滤饼）透气性更好，降低了过滤阻力。

减少了细微颗粒穿透滤料或堵塞滤料孔隙的可能性，有助于延长滤袋的使用寿命。

形成的粉尘层更易清灰脱落，提高清灰效率。

提高脱酸效率（间接）： 未完全反应的石灰颗粒被絮凝捕集下来后，减少了其随烟气逃逸的量。这部分被捕获的石灰在袋式除尘器滤袋表面的粉尘层中，可以继续与渗透进来的酸性气体发生反应（滤袋表面二次反应），进一步提高整体的脱酸效率。

降低设备磨损： 减少细微颗粒对引风机等后续设备的磨损。

改善飞灰性质（潜在）： 絮凝形成的较大颗粒可能使飞灰的物理性质（如粒径分布、流动性）发生一定改变，但这通常不是主要目的。

应用要点：

类型选择： 垃圾焚烧烟气净化中普遍使用阴离子型聚丙烯酰胺。这是因为烟气中的粉尘颗粒（飞灰、反应产物）在特定条件下（尤其是在半干法系统中）表面常带微弱正电荷，阴离子PAM通过电荷中和与架桥作用实现有效絮凝。阳离子PAM在水处理中常用，但在烟气絮凝中较少使用。非离子型有时也用于特定场合。

投加点： 必须在反应塔之后，除尘器之前。通常在反应塔出口烟道或专门的增湿/活化反应器中注入。注入点需要有足够的湍流以保证PAM溶液与烟气的充分混合。

投加浓度： 用量非常小，通常为百万分之几（ppm）级别。需要精确计量和稀释系统。过量投加可能导致粘壁、堵塞或效果反而下降。

溶解与熟化： PAM需要专门的溶解装置（如熟化罐）进行充分溶解和“熟化”（使分子链充分伸展），才能发挥最佳絮凝效果。溶解不好会产生“鱼眼”状胶块，效果差且易堵塞管道喷嘴。

与其他药剂的协同： PAM絮凝通常与石灰浆（脱酸剂）、活性炭（吸附二噁英/重金属）等协同使用，共同完成烟气净化目标。

总结：

在垃圾焚烧中，聚丙烯酰胺（PAM）主要用于烟气净化系统的后半段（脱酸后、除尘前），作为高效絮凝剂。它通过将细小的粉尘颗粒（包括飞灰、脱酸反应产物、未反应石灰等）絮凝成较大颗粒，显著提高后续除尘器（尤其是袋式除尘器）的捕集效率，从而有效降低颗粒物排放，并间接改善脱酸效果和滤袋运行性能。其用量少但效果关键，是保证垃圾焚烧厂烟气达标排放（特别是控制颗粒物浓度）的重要辅助手段之一。它不参与燃烧过程，也不用于飞灰的最终固化处理。