一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方法.pdf

本发明公开了一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方法，包括以下步骤：1)制备改性高岭土粉末添加剂；2)将改性高岭土粉末添加剂与煤粉按质量比为3：100～5：100的比例送入磨煤机中进行混合；3)将混有改性高岭土粉末添加剂的煤粉送入炉膛燃烧，通过改性高岭土添加剂捕获煤粉燃烧产生的超细颗粒物，改性高岭土粉末添加剂与超细颗粒物结合形成的颗粒通过烟道后被除尘装置捕获。本发明的改性高岭土粉末添加剂相对于改性前的高岭土而言，物理化学特性发生了变化，对燃煤超细颗粒物的捕获能力明显提高，能够进一步提高改性高岭土对细颗粒物的减排效果。

权利要求书
1.  一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方法，其特征在于：包括以 下步骤：
1)制备改性高岭土粉末添加剂，所述改性高岭土粉末添加剂为酸改性 高岭土粉末、锰酸盐改性高岭土粉末和硫酸盐改性高岭土粉末中的一种 或多种；
2)将改性高岭土粉末添加剂与煤粉按质量比为3：100～5：100的比例送 入磨煤机中进行混合；
3)将混有改性高岭土粉末添加剂的煤粉送入炉膛燃烧，通过改性高岭土 添加剂捕获煤粉燃烧产生的超细颗粒物，改性高岭土粉末添加剂与超细 颗粒物结合形成的颗粒通过烟道后被除尘装置捕获。

2.  根据权利要求1所述的一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方 法，其特征在于：所述改性高岭土粉末添加剂包括酸改性高岭土粉末， 所述酸改性高岭土粉末为盐酸改性高岭土粉末，盐酸改性高岭土粉末的 制备过程如下：
1)将高岭土在800～1000℃条件下煅烧2～4h；
2)按照每7～10mL盐酸溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的高岭土 加入3～5mol/L的盐酸溶液中，在温度为80～100℃的恒温水浴条件下反 应2～4h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除氯离子，得到盐酸 改性高岭土；
3)将盐酸改性高岭土在80～120℃下烘干；
4)烘干的盐酸改性高岭土经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选，收 集通过筛网的粉末，得到盐酸改性高岭土粉末。

3.  根据权利要求1所述的一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方 法，其特征在于：所述改性高岭土粉末添加剂包括锰酸盐改性高岭土粉 末，所述锰酸盐改性高岭土粉末为锰酸钾改性高岭土粉末，锰酸钾改性 高岭土粉末的制备方法如下：
1)将高岭土在600～700℃条件下煅烧2～3h；
2)按照每20～30mL的锰酸钾溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的 高岭土加入2～3mol/L的锰酸钾溶液中，在反应温度为70～90℃的恒温水 浴条件下反应6～8h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除钾离 子，得到锰酸钾改性高岭土；
3)将锰酸钾改性高岭土在80～120℃下烘干；
4)烘干的锰酸钾改性高岭土经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选， 收集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。

4.  根据权利要求1所述的一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方 法，其特征在于：所述改性高岭土粉末添加剂包括硫酸盐改性高岭土粉 末，所述硫酸盐改性高岭土粉末为硫酸铝改性高岭土粉末，硫酸铝改性 高岭土粉末的制备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高岭 土6～8份、硫酸铝1～2份、活性炭0.1～0.5份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)将糊状的混合添加物静置30～40min后，置于90～100℃的恒温烘箱内 保温l～2h；
4)将保温后的混合添加物在200～300℃温度下焙烧1～2h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选，收集 通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。

5.  根据权利要求2所述的一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方 法，其特征在于：所述改性高岭土粉末添加剂还包括锰酸钾改性高岭土 粉末，改性高岭土粉末添加剂按照重量份数比包括3～5份盐酸改性高 岭土粉末、2～4份锰酸钾改性高岭土粉末；锰酸钾改性高岭土粉末的制 备方法如下：
1)将高岭土在600～700℃条件下煅烧2～3h；
2)按照每20～30mL的锰酸钾溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的 高岭土加入2～3mol/L的锰酸钾溶液中，在反应温度为70～90℃的恒温水 浴条件下反应6～8h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除钾离 子，得到锰酸钾改性高岭土；
3)将锰酸钾改性高岭土在80～120℃下烘干；
4)烘干的锰酸钾改性高岭土经粉碎、碾磨后经粉碎、碾磨后用100～300 目的筛网筛选，收集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。

6.  根据权利要求2所述的一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方 法，其特征在于：所述改性高岭土粉末添加剂还包括硫酸铝改性高岭土 粉末，改性高岭土粉末添加剂按照重量份数比包括：3～5份盐酸改性高 岭土粉末、2～4份硫酸铝改性高岭土粉末；硫酸铝改性高岭土粉末的制 备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高岭 土6～8份、硫酸铝1～2份、活性炭0.1～0.5份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)糊状的混合添加物静置30～40min后，置于90～100℃的恒温烘箱保温 l～2h；
4)将烘干后的混合添加物在200～300℃温度下焙烧1～2h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选，收集 通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。

7.  根据权利要求2所述的一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方 法，其特征在于：所述改性高岭土粉末添加剂还包括锰酸钾改性高岭土 粉末和硫酸铝改性高岭土粉末；改性高岭土粉末添加剂按照重量份数 比包括3～5份盐酸改性高岭土粉末、2～4份锰酸钾改性高岭土粉末、2～4 份硫酸铝改性高岭土粉末；其中
锰酸钾改性高岭土粉末的制备方法如下：
1)将高岭土在600～700℃条件下煅烧2～3h；
2)按照每20～30mL的锰酸钾溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的 高岭土加入2～3mol/L的锰酸钾溶液中，在反应温度为70～90℃的恒温水 浴条件下反应6～8h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除钾离 子，得到锰酸钾改性高岭土；
3)将锰酸钾改性高岭土在80～120℃下烘干；
4)烘干的盐酸改性高岭土经粉碎、碾磨后经粉碎、碾磨后用100～300 目的筛网筛选，收集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末； 硫酸铝改性高岭土粉末的制备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高岭 土6～8份、硫酸铝1～2份、活性炭0.1～0.5份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)糊状的混合添加物静置30～40min后，置于90～100℃的恒温烘箱保温 l～2h；
4)将烘干后的混合添加物在200～300℃温度下焙烧1～2h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选，收集 通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。

8.  根据权利要求3所述的一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方 法，其特征在于：所述改性高岭土粉末添加剂还包括硫酸铝改性高岭土 粉末，改性高岭土粉末添加剂按照重量份数比包括1～2份锰酸钾改性 高岭土粉末、1～2份硫酸铝改性高岭土粉末；硫酸铝改性高岭土粉末的 制备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高岭 土6～8份、硫酸铝1～2份、活性炭0.1～0.5份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)糊状的混合添加物静置30～40min后，置于90～100℃的恒温烘箱保温 l～2h；
4)将烘干后的混合添加物在200～300℃温度下焙烧1～2h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选，收集 通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。

说明书一种基于改性高岭土的燃煤超细颗粒物控制方法
技术领域
本发明属于燃煤污染物控制领域，更具体地，涉及一种基于改性高岭 土的燃煤超细颗粒物控制方法。
背景技术
近年来，随着我国新能源技术的不断发展和普及，煤作为我国国民经 济发展最主要的能源，其比例虽然有些下降，但是基于我国多煤、贫油、 少气的能源结构，煤炭将在未来很长一段时间内依然是我国最主要的能源。 煤在使用中主要是以燃煤发电为主，而煤在燃烧过程中会产生许多的污染 物，像SOX、NOX、CO2以及颗粒物等，对环境和人体造成极大的损害，产生 温室效应、形成酸雨损坏建筑物和农作物、污染大气影响环境以及人体健 康等。燃煤产生的颗粒物，尤其是细颗粒物是大气污染物的重要组成部分， 大气中富集大量的颗粒物会产生雾霾现象，而近年来各个城市的雾霾越显 严重，已经严重影响了人们的日常生活和身体健康，因此人们将越来越重 视颗粒物所产生的不良影响，同时也在不断的寻求颗粒物产生源头及抑制 方法。
大气颗粒物简称PM(Particulate Matter)，根据颗粒物的空气动力学 直径范围，可定义不同的颗粒物简称。PM2.5：指空气动力学直径小于或等 于2.5μm的大气颗粒物，这类颗粒物可以通过血液系统进入人体肺泡，又 叫做细颗粒物。细颗粒物，由于其粒径小、比表面积大，因此易富集有机 污染物和多种痕量重金属元素，如铅、镉、镍、锰、钒、溴、锌和PAHs等， 会对人体的神经系统、呼吸系统、血液循环系统、生殖系统等造成极大的 危害。
目前的研究表明，燃煤超细颗粒物主要由气化凝结、矿物直接转化、 煤焦破碎以及异相凝结等作用产生，通过吸附剂表面反应以及熔融的机理， 能够阻止超细模态颗粒形成或使得超细颗粒物(空气动力学直径小于或等 于0.5μm的颗粒物)朝着细颗粒物转变，从而有效的控制超细颗粒物的排 放。因此通过炉内喷入添加剂是一种有效的减少燃烧中细颗粒物生成的方 法，而高岭土则被认为是一种非常好的燃煤颗粒物吸附剂。高岭土主要成 分为硅铝氧化物以及结合水，高岭土在煤粉燃烧产生的高温条件下，能够 吸附碱金属Na、K的氢氧化物、硫酸盐以及氯化物等化合物蒸气，反应生 成硅铝酸盐，因此，高岭土减少PM2.5生成是通过吸附Na、K，进而抑制超 细模态颗粒物生成来实现的。
已有专利《燃煤超细颗粒物的脱除方法》(zl201010109820.6)中将Mg 基脱除剂与煤粉混烧，燃煤产生的超细颗粒物被吸附剂吸附脱除，从而有 效的减少了燃煤超细颗粒物的排放；《燃煤超细颗粒物的排放控制方法》 (zl201110420438.1)、《燃煤超细颗粒物的排放控制方法》 (zl201010201835.5)、《一种燃煤超细颗粒物的排放控制方法》 (zl201210405695.2)中分别将Ba基脱除剂(BaO、Ba(OH)2、BaCO3或 Ba(HCO3)2)、Fe基脱除剂(FeO、Fe2O3、Fe(OH)2或Fe(OH)3)、Mn基脱除剂 (MnO2、Mn3O4、Mn(OH)2或MnCO3)以及其混合物与煤粉进行均匀混合，送入 炉膛燃烧，燃煤所产生的细颗粒物被脱除剂捕获变成较大粒径颗粒，随后 被尾部除尘器脱除，该方法可有效地减少碱金属钠和钾排放，减少碱金属 对锅炉的高温腐蚀，在脱除PM2.5的同时还可以脱除烟气中的有害重金属 元素；《一种富氧燃烧下脱除污染物的方法》(zl200910273086.4)中提出 利用高岭土作为吸附剂，在O2/CO2燃烧下通过化学反应和物理吸附，将亚微 米颗粒(PM1)、重金属和碱金属等多种污染物进行联合脱除，进而减少细 颗粒物的排放。然而高岭土作为一种燃煤超细颗粒物吸附剂，其对颗粒物 的脱除效果有待进一步的提高。
高岭土的化学式为Al2O3·2SiO2·2H2O，主要化学成分是Al2O3和SiO2， 其晶体结构为1:1型的二八面体层状结构，由Si～O四面体和Al～(O,OH)假 八面体层通过共同的氧原子连接垒成。在高岭石的实际结构中，Si～O四面 体片四面必须经过轻微的相对转动和翘曲才能与“变形”的“氢氧铝石” 片相匹配。高岭土的晶体结构中，层间距较小，层间结合力较弱，并且存 在不饱和填充扭曲。由于高岭土的结构存在以上缺点，其对超细颗粒物的 吸附率不是很高。
随着环境问题越显突出，颗粒物的排放所产生的危害越来越大，针对 现有燃煤产生的细颗粒物高排放的问题，急需寻求更高效实用的燃煤超细 颗粒物吸附剂。从目前的研究表明高岭土能够更有效的减排燃煤超细颗粒 物，其对燃煤超细颗粒物的吸附率约为31％，吸附率并不高，超细颗粒物 排出后对环境污染比较大。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于改性高 岭土的燃煤超细颗粒物控制方法，通过添加吸附剂脱除超细颗粒物，能够 明显提高改性高岭土对超细颗粒物的吸附率，有效的减少超细颗粒物的排 放。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于改性高岭 土的燃煤超细颗粒物控制方法，包括以下步骤：
1)制备改性高岭土粉末添加剂，所述改性高岭土粉末添加剂为酸改性 高岭土粉末、锰酸盐改性高岭土粉末和硫酸盐改性高岭土粉末中的一种或 多种；
2)将改性高岭土粉末添加剂与煤粉按质量比为3：100～5：100的比例 送入磨煤机中进行混合；
3)将混有改性高岭土粉末添加剂的煤粉送入炉膛燃烧，通过改性高岭 土添加剂捕获煤粉燃烧产生的超细颗粒物，改性高岭土粉末添加剂与超细 颗粒物结合形成的颗粒通过烟道后被除尘装置捕获。
优选地，所述改性高岭土粉末添加剂包括酸改性高岭土粉末，所述酸 改性高岭土粉末为盐酸改性高岭土粉末，盐酸改性高岭土粉末的制备过程 如下：
1)将高岭土在800～1000℃条件下煅烧2～4h；
2)按照每7～10mL盐酸溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的高岭 土加入3～5mol/L的盐酸溶液中，在温度为80～100℃的恒温水浴条件下反应 2～4h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除氯离子，得到盐酸改性 高岭土；
3)将盐酸改性高岭土在80～120℃下烘干；
4)烘干的盐酸改性高岭土经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选， 收集通过筛网的粉末，得到盐酸改性高岭土粉末。
优选地，所述改性高岭土粉末添加剂包括锰酸盐改性高岭土粉末，所 述锰酸盐改性高岭土粉末为锰酸钾改性高岭土粉末，锰酸钾改性高岭土粉 末的制备方法如下：
1)将高岭土在600～700℃条件下煅烧2～3h；
2)按照每20～30mL的锰酸钾溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后 的高岭土加入2～3mol/L的锰酸钾溶液中，在反应温度为70～90℃的恒温水 浴条件下反应6～8h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除钾离子， 得到锰酸钾改性高岭土；
3)将锰酸钾改性高岭土在80～120℃下烘干；
4)烘干的锰酸钾改性高岭土经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选， 收集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
优选地，所述改性高岭土粉末添加剂包括硫酸盐改性高岭土粉末，所 述硫酸盐改性高岭土粉末为硫酸铝改性高岭土粉末，硫酸铝改性高岭土粉 末的制备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高 岭土6～8份、硫酸铝1～2份、活性炭0.1～0.5份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)将糊状的混合添加物静置30～40min后，置于90～100℃的恒温烘箱 内保温l～2h；
4)将保温后的混合添加物在200～300℃温度下焙烧1～2h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选，收 集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
优选地，所述改性高岭土粉末添加剂还包括锰酸钾改性高岭土粉末， 改性高岭土粉末添加剂按照重量份数比包括3～5份盐酸改性高岭土粉末、 2～4份锰酸钾改性高岭土粉末；锰酸钾改性高岭土粉末的制备方法如下：
1)将高岭土在600～700℃条件下煅烧2～3h；
2)按照每20～30mL的锰酸钾溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后 的高岭土加入2～3mol/L的锰酸钾溶液中，在反应温度为70～90℃的恒温水 浴条件下反应6～8h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除钾离子， 得到锰酸钾改性高岭土；
3)将锰酸钾改性高岭土在80～120℃下烘干；
4)烘干的锰酸钾改性高岭土经粉碎、碾磨后经粉碎、碾磨后用100～300 目的筛网筛选，收集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
优选地，所述改性高岭土粉末添加剂还包括硫酸铝改性高岭土粉末， 改性高岭土粉末添加剂按照重量份数比包括：3～5份盐酸改性高岭土粉末、 2～4份硫酸铝改性高岭土粉末；硫酸铝改性高岭土粉末的制备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高 岭土6～8份、硫酸铝1～2份、活性炭0.1～0.5份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)糊状的混合添加物静置30～40min后，置于90～100℃的恒温烘箱保 温l～2h；
4)将烘干后的混合添加物在200～300℃温度下焙烧1～2h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选，收 集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
优选地，所述改性高岭土粉末添加剂还包括锰酸钾改性高岭土粉末和 硫酸铝改性高岭土粉末；改性高岭土粉末添加剂按照重量份数比包括3～5 份盐酸改性高岭土粉末、2～4份锰酸钾改性高岭土粉末、2～4份硫酸铝改性 高岭土粉末；其中
锰酸钾改性高岭土粉末的制备方法如下：
1)将高岭土在600～700℃条件下煅烧2～3h；
2)按照每20～30mL的锰酸钾溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后 的高岭土加入2～3mol/L的锰酸钾溶液中，在反应温度为70～90℃的恒温水 浴条件下反应6～8h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除钾离子， 得到锰酸钾改性高岭土；
3)将锰酸钾改性高岭土在80～120℃下烘干；
4)烘干的盐酸改性高岭土经粉碎、碾磨后经粉碎、碾磨后用100～300 目的筛网筛选，收集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末；
硫酸铝改性高岭土粉末的制备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高 岭土6～8份、硫酸铝1～2份、活性炭0.1～0.5份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)糊状的混合添加物静置30～40min后，置于90～100℃的恒温烘箱保 温l～2h；
4)将烘干后的混合添加物在200～300℃温度下焙烧1～2h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选，收 集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
优选地，所述改性高岭土粉末添加剂还包括硫酸铝改性高岭土粉末， 改性高岭土粉末添加剂按照重量份数比包括1～2份锰酸钾改性高岭土粉 末、1～2份硫酸铝改性高岭土粉末；硫酸铝改性高岭土粉末的制备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高 岭土6～8份、硫酸铝1～2份、活性炭0.1～0.5份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)糊状的混合添加物静置30～40min后，置于90～100℃的恒温烘箱保 温l～2h；
4)将烘干后的混合添加物在200～300℃温度下焙烧1～2h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用100～300目的筛网筛选，收 集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于 采用了改性高岭土，能够取得下列有益效果：
1)改性高岭土粉末添加剂吸附细颗粒物是通过两种途径：其一，通过 改性高岭土表面与碱金属蒸气发生化学反应，通过化学吸附捕获碱金属蒸 气，从而防止这些碱金属蒸气凝结成超细模态颗粒物；其二，改性高岭土 表面与碱金属蒸气化学反应形成的钠硅铝酸盐，在高温下容易熔融形成表 面液相层，熔融成液相的钠硅铝酸盐能够进一步与中间模态颗粒物发生液 相捕获反应，从而进一步减少燃煤超细颗粒物的形成。
2)改性高岭土粉末添加剂相对于改性前的高岭土而言，物理化学特性 发生了变化，对燃煤超细颗粒物的捕获能力明显提高，能够进一步提高改 性高岭土对细颗粒物的减排效果。
3)改性高岭土粉末添加剂制作方便，原料充足，可做大规模的生产和 应用。同时制作出的产品便于存储运输，组分功能稳定，无毒无害。
3)改性高岭土粉末添加剂能够有效地吸附碱金属、碱土金属以及SOx 等绝大部分细颗粒物的成分，显著降低细颗粒物排放到大气中的含量。
附图说明
图1是本发明的工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的 本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可 以相互组合。
实施例1
盐酸改性高岭土粉末Ⅰ的制备：
1)将高岭土在800℃条件下煅烧2h；
2)按照每7mL盐酸溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的高岭土 加入4mol/L的盐酸溶液中，在温度为80℃的恒温水浴条件下反应3.5h后 进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除氯离子，得到盐酸改性高岭土；
3)将盐酸改性高岭土在80℃下烘干；
4)烘干的盐酸改性高岭土经粉碎、碾磨后用100目的筛网筛选，收集 通过筛网的粉末，得到盐酸改性高岭土粉末。
按照盐酸改性高岭土粉末Ⅰ与煤粉重量比为3：100的比例，将盐酸改 性高岭土粉末Ⅰ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；将混合了盐酸改 性高岭土粉末Ⅰ的煤粉在沉降炉中燃烧，实验温度为1500℃，给粉速率为 0.15g/min，煤粉经过沉降炉燃烧后所产生的颗粒，进过旋风分离器进行分 离，去除空气动力学直径在10μm以上的颗粒，然后再由具有13级粒径分 割功能的低压撞击器(DLPI)进行收集；低压撞击器(DLPI)收集空气动 力学直径小于10μm的颗粒，13级颗粒粒径分别为：0.0281μm、0.0565 μm、0.0944μm、0.154μm、0.258μm、0.377μm、0.605μm、0.936μ m、1.58μm、2.36μm、3.95μm、6.6μm、9.8μm，之后将收集到的颗粒 物用百万分之一天平(精度为1μg)称样，对比改性前后高岭土吸附能力 的变化，得到添加盐酸改性高岭土粉末Ⅰ后的超细颗粒的吸附率为59.36％。
实施例2
盐酸改性高岭土粉末Ⅱ的制备：
1)将高岭土在950℃条件下煅烧2～4h；
2)按照每10mL盐酸溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的高岭土 加入3mol/L的盐酸溶液中，在温度为100℃的恒温水浴条件下反应2h后进 行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除氯离子，得到盐酸改性高岭土；
3)将盐酸改性高岭土在120℃下烘干；
4)烘干的盐酸改性高岭土经粉碎、碾磨后用300目的筛网筛选，收集 通过筛网的粉末，得到盐酸改性高岭土粉末。
按照盐酸改性高岭土粉末Ⅱ与煤粉重量比为4：100的比例，将盐酸改 性高岭土粉末Ⅱ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；将混合了盐酸改 性高岭土粉末Ⅱ的煤粉在沉降炉中燃烧，后续操作过程与实施例1相同； 对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到添加盐酸改性高岭土粉末Ⅱ后 的超细颗粒的吸附率为62.05％。
实施例3
盐酸改性高岭土粉末Ⅲ的制备：
1)将高岭土在1000℃条件下煅烧4h；
2)按照每9mL盐酸溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的高岭土 加入5mol/L的盐酸溶液中，在温度为75℃的恒温水浴条件下反应4h后进 行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除氯离子，得到盐酸改性高岭土；
3)将盐酸改性高岭土在110℃下烘干；
4)烘干的盐酸改性高岭土经粉碎、碾磨后用200目的筛网筛选，收集 通过筛网的粉末，得到盐酸改性高岭土粉末。
按照盐酸改性高岭土粉末Ⅲ与煤粉重量比为5：100的比例，将盐酸改 性高岭土粉末Ⅲ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；将混合了盐酸改 性高岭土粉末Ⅲ的煤粉在沉降炉中燃烧，后续操作过程与实施例1相同； 对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到添加盐酸改性高岭土粉末Ⅲ后 的超细颗粒的吸附率为60.26％。
实施例4
锰酸钾改性高岭土粉末Ⅰ的制备方法如下：
1)将高岭土在660℃条件下煅烧2h；
2)按照每20mL的锰酸钾溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的高 岭土加入2mol/L的锰酸钾溶液中，在反应温度为70℃的恒温水浴条件下反 应6.5h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除钾离子，得到锰酸钾 改性高岭土；
3)将锰酸钾改性高岭土在80℃下烘干；
4)烘干的锰酸钾改性高岭土经粉碎、碾磨后用100目的筛网筛选，收 集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
按照锰酸钾改性高岭土粉末Ⅰ与煤粉重量比为3：100的比例，将锰酸 钾改性高岭土粉末Ⅰ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；将混合了锰 酸钾改性高岭土粉末Ⅰ的煤粉在沉降炉中燃烧，后续操作过程与实施例1 相同；对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到添加锰酸钾改性高岭土 粉末Ⅰ后的超细颗粒的吸附率为50.56％。
实施例5
锰酸钾改性高岭土粉末Ⅱ的制备方法如下：
1)将高岭土在700℃条件下煅烧2.5h；
2)按照每30mL的锰酸钾溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的高 岭土加入3mol/L的锰酸钾溶液中，在反应温度为90℃的恒温水浴条件下反 应6h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除钾离子，得到锰酸钾改 性高岭土；
3)将锰酸钾改性高岭土在95℃下烘干；
4)烘干的锰酸钾改性高岭土经粉碎、碾磨后用300目的筛网筛选，收 集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
按照锰酸钾改性高岭土粉末Ⅱ与煤粉重量比为4：100的比例，将锰酸 钾改性高岭土粉末Ⅱ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；将混合了锰 酸钾改性高岭土粉末Ⅱ的煤粉在沉降炉中燃烧，后续操作过程与实施例1 相同；对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到添加锰酸钾改性高岭土 粉末Ⅱ后的超细颗粒的吸附率为52.48％。
实施例6
锰酸钾改性高岭土粉末Ⅲ的制备方法如下：
1)将高岭土在600℃条件下煅烧3h；
2)按照每25mL的锰酸钾溶液投放1g高岭土的投放比，将煅烧后的高 岭土加入2.5mol/L的锰酸钾溶液中，在反应温度为85℃的恒温水浴条件下 反应8h后进行离心分离，经过多次离心洗涤分离去除钾离子，得到锰酸钾 改性高岭土；
3)将锰酸钾改性高岭土在120℃下烘干；
4)烘干的锰酸钾改性高岭土经粉碎、碾磨后用200目的筛网筛选，收 集通过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
按照锰酸钾改性高岭土粉末Ⅲ与煤粉重量比为5：100的比例，将锰酸 钾改性高岭土粉末Ⅲ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；将混合了锰 酸钾改性高岭土粉末Ⅲ的煤粉在沉降炉中燃烧，后续操作过程与实施例1 相同；对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到添加锰酸钾改性高岭土 粉末Ⅲ后的超细颗粒的吸附率为53.05％。
实施例7
硫酸铝改性高岭土粉末Ⅰ的制备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高 岭土7份、硫酸铝1份、活性炭0.2份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)将糊状的混合添加物静置36min后，置于90℃的恒温烘箱内保温 lh；
4)将保温后的混合添加物在200℃温度下焙烧1h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用100目的筛网筛选，收集通 过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
按照硫酸铝改性高岭土粉末Ⅰ与煤粉重量比为3：100的比例，将硫酸 铝改性高岭土粉末Ⅰ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；将混合了硫 酸铝改性高岭土粉末Ⅰ的煤粉在沉降炉中燃烧，后续操作过程与实施例1 相同；对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到添加硫酸铝改性高岭土 粉末Ⅰ后的超细颗粒的吸附率为50.42％。
实施例8
硫酸铝改性高岭土粉末Ⅱ的制备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高 岭土6份、硫酸铝1.5份、活性炭0.1份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)将糊状的混合添加物静置30min后，置于100℃的恒温烘箱内保温 1.2h；
4)将保温后的混合添加物在300℃温度下焙烧1h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用300目的筛网筛选，收集通 过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
按照硫酸铝改性高岭土粉末Ⅱ与煤粉重量比为4：100的比例，将硫酸 铝改性高岭土粉末Ⅱ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；将混合了硫 酸铝改性高岭土粉末Ⅱ的煤粉在沉降炉中燃烧，后续操作过程与实施例1 相同；对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到添加硫酸铝改性高岭土 粉末Ⅱ后的超细颗粒的吸附率为52.24％。
实施例9
硫酸铝改性高岭土粉末Ⅲ的制备方法如下：
1)制备混合添加物，所述混合添加物按照重量份数比包括：高 岭土8份、硫酸铝2份、活性炭0.5份；
2)向混合添加物中加入蒸馏水并搅拌均匀，使混合添加物成糊状；
3)将糊状的混合添加物静置40min后，置于95℃的恒温烘箱内保温 2h；
4)将保温后的混合添加物在260℃温度下焙烧1.2h；
5)焙烧后的混合添加物经粉碎、碾磨后用200目的筛网筛选，收集通 过筛网的粉末，得到锰酸钾改性高岭土粉末。
按照硫酸铝改性高岭土粉末Ⅲ与煤粉重量比为5：100的比例，将硫酸 铝改性高岭土粉末Ⅲ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；将混合了硫 酸铝改性高岭土粉末Ⅲ的煤粉在沉降炉中燃烧，后续操作过程与实施例1 相同；对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到添加硫酸铝改性高岭土 粉末Ⅲ后的超细颗粒的吸附率为53.25％。
实施例10
1)取上述的盐酸改性高岭土粉末Ⅰ50kg，锰酸钾改性高岭土粉末Ⅰ 25kg，硫酸铝改性高岭土粉末Ⅰ25kg混合作为燃煤添加剂Ⅰ，然后放入混 合机械中混合均匀；
2)按照燃煤添加剂Ⅰ与煤粉的质量比为3：100的比例，将配制好的 燃煤添加剂Ⅰ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；
3)将混合了改性高岭土粉末的煤粉分别在沉降炉中燃烧，实验温度为 1500℃，给粉速率为0.15g/min，煤粉经过沉降炉燃烧后所产生的颗粒，进 过旋风分离器进行分离，去除空气动力学直径在10μm以上的颗粒，然后 再由具有13级粒径分割功能的低压撞击器(DLPI)进行收集；低压撞击器 (DLPI)收集空气动力学直径小于10μm的颗粒，13级颗粒粒径分别为： 0.0281μm、0.0565μm、0.0944μm、0.154μm、0.258μm、0.377μm、0.605 μm、0.936μm、1.58μm、2.36μm、3.95μm、6.6μm、9.8μm，之后将 收集到的颗粒物用百万分之一天平(精度为1μg)称样，比较添加改性前 后的高岭土及原煤所生成的颗粒量；
4)对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到对超细颗粒物的吸附率 为62.38％。
实施例11
1)取上述盐酸改性高岭土粉末Ⅱ30kg，锰酸钾改性高岭土粉末Ⅱ40kg， 硫酸铝改性高岭土粉末Ⅱ30kg混合作为燃煤添加剂Ⅱ，然后放入混合机械 中混合均匀；
2)按照燃煤添加剂Ⅱ与煤粉的质量比为4：100的比例，将配制好的 燃煤添加剂Ⅱ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；
3)操作过程与实施例10的步骤3)相同；
4)对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到吸附率为61.53％。
实施例12
1)取上述盐酸改性高岭土粉末Ⅲ30kg，锰酸钾改性高岭土粉末Ⅲ30kg， 硫酸铝改性高岭土粉末Ⅲ40kg混合作为燃煤添加剂Ⅲ，然后放入混合机械 中混合均匀；
2)按照燃煤添加剂Ⅲ与煤粉的质量比为5：100的比例，将配制好的 燃煤添加剂Ⅲ与煤粉(粒径范围45～100μm)充分混合；
3)操作过程与实施例10的步骤3)相同；
4)对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到吸附率为63.58％。
实施例13
将实施例10中的燃煤添加剂Ⅰ在一个30MW的小型工业炉中开展试验， 包含如下步骤：
1)按照燃煤添加剂Ⅰ与煤质量比为3：100的比例，将制备好的燃煤 添加剂Ⅰ与煤粉一并送入磨煤机，使二者充分混合；
2)将混有燃煤添加剂Ⅰ的煤粉随一次风送入炉膛，在一个30MW的小 型工业炉中开展试验，同时在尾部烟道由具有13级粒径分割功能的低压撞 击器(DLPI)进行取样收集；
3)低压撞击器(DLPI)收集空气动力学直径小于10μm的颗粒，之 后将收集到的颗粒物用百万分之一天平(精度为1μg)称样，比较添加复 合添加剂和原煤所生成的颗粒量，对比改性前后高岭土吸附能力的变化。
4)燃煤产生的超细颗粒物通过添加剂的捕集，向大颗粒转化，随着烟 气进入尾部烟道中，随后通过静电除尘器或布袋除尘器捕获，从而减少燃 煤超细颗粒物的排放；
5)对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到吸附率为57.46％。
实施例14
将实施例11中的燃煤添加剂Ⅱ在一个30MW的小型工业炉中开展试验， 包含如下步骤：
1)按照燃煤添加剂Ⅱ与煤质量比为4：100的比例，将制备好的燃煤 添加剂Ⅱ与煤粉一并送入磨煤机，使二者充分混合；
2)将混有燃煤添加剂Ⅱ的煤粉随一次风送入炉膛，在一个30MW的小 型工业炉中开展试验，同时在尾部烟道由具有13级粒径分割功能的低压撞 击器(DLPI)进行取样收集；
步骤3)、4)与实施例13相同；
5)对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到吸附率为56.37％。
实施例15
将实施例12中的燃煤添加剂Ⅲ在一个30MW的小型工业炉中开展试验， 包含如下步骤：
1)按照燃煤添加剂Ⅲ与煤质量比为5：100的比例，将制备好的燃煤 添加剂Ⅲ与煤粉一并送入磨煤机，使二者充分混合；
2)将混有燃煤添加剂Ⅲ的煤粉随一次风送入炉膛，在一个30MW的小 型工业炉中开展试验，同时在尾部烟道由具有13级粒径分割功能的低压撞 击器(DLPI)进行取样收集；
步骤3)、4)与实施例13相同；
5)对比改性前后高岭土吸附能力的变化，得到吸附率为58.21％。
本发明解决了目前颗粒物脱除设备对超细颗粒物脱除效率低的难题， 提出了一种制作方便、便于存储与运输的改性高岭土粉末添加剂。该改性 高岭土粉末添加剂可有效的较低超细颗粒物的生成量以及重金属元素在超 细颗粒物中的总量和浓度，对于环境保护与人体健康都有极大益处。
另外，按照上述方法配置的改性高岭土粉末添加剂可放置多年不变质， 同时改性高岭土粉末掺入煤粉中对煤粉的保质期无影响。
此外，通过上述方法得到的盐酸改性高岭土粉末、锰酸钾改性高岭土 粉末及硫酸铝改性高岭土粉末，还可以两两结合加入煤粉中。
盐酸改性高岭土粉末、硫酸铝改性高岭土粉末混合加入煤粉中时，混 合物按重量份数比包括3～5份盐酸改性高岭土粉末、2～4份硫酸铝改性高岭 土粉末。
盐酸改性高岭土粉末、锰酸钾改性高岭土粉末混合加入煤粉中时，混 合物按重量份数比包括3～5份盐酸改性高岭土粉末、2～4份锰酸钾改性高岭 土粉末。
锰酸钾改性高岭土粉末、硫酸铝改性高岭土粉末混合加入煤粉中时， 混合物按重量份数比包括1～2份锰酸钾改性高岭土粉末、1～2份硫酸铝改性 高岭土粉末。
两两加入的情况下，也能提高对超细颗粒物的吸附率。
另外，酸改性高岭土除了可以采用盐酸改性高岭土外，还可以采用硫 酸改性高岭土、磷酸改性高岭土等。
锰酸盐改性高岭土除了可以采用锰酸钾改性高岭土外，还可以采用锰 酸钡改性高岭土、锰酸钙改性高岭土、锰酸镁改性高岭土等。
硫酸盐改性高岭土除了可以采用硫酸铝改性高岭土外，还可以采用硫 酸钡改性高岭土、硫酸钙改性高岭土、硫酸镁改性高岭土等。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等 同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。