荷電干式吸收劑噴射法(CDSI)脫硫技術(shù)原理
荷電干式吸收劑噴射脫硫系統(tǒng)(CDSI)是美國(guó)最新專利技術(shù),它通過在鍋爐出口煙道噴入干的吸收劑(通常用熟石灰),使吸收劑與煙氣中的SO2 發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生顆粒物質(zhì),被后面的除塵設(shè)備除去,從而達(dá)到脫硫的目的。
干式吸收劑噴射是一種傳統(tǒng)技術(shù),但由于存在以下兩個(gè)技術(shù)問題沒能得到很好的解決,因此效果不明顯,工業(yè)應(yīng)用價(jià)值不大。
一個(gè)技術(shù)難題是反應(yīng)溫度與滯留時(shí)間,在通常的鍋爐煙氣溫度(低于200℃)條件下,只能產(chǎn)生慢速亞硫酸鹽化反應(yīng),充分反應(yīng)的時(shí)間在4秒以上。而煙氣的流速通常為10~15m/s,這樣就需要在煙氣進(jìn)入除塵設(shè)備之前至少有40~60m的煙道,無(wú)論從占地面積還是煙氣溫度下降等方面考慮均是不現(xiàn)實(shí)的。
另一個(gè)技術(shù)難題是即使有足夠長(zhǎng)的煙道,也很難使吸收劑懸浮在煙氣中與SO2發(fā)生反應(yīng)。因?yàn)榱6仍傩〉奈談╊w粒在進(jìn)入煙道后也會(huì)重新聚集在一起形成較大的顆粒,這樣反應(yīng)只發(fā)生在大顆粒的表面,反應(yīng)概率大大降低;并且大的吸收劑顆粒會(huì)由于自重的原因落到煙氣的底部,對(duì)于傳統(tǒng)的干式吸收劑噴射技術(shù)來說,這兩個(gè)技術(shù)難題很難解決,因此脫硫效率低,一般在20%以下,很難在工業(yè)上得到應(yīng)用。
荷電干式吸收劑噴射脫硫系統(tǒng)利用先進(jìn)技術(shù)使這兩個(gè)技術(shù)難題得到解決,從而使在通常煙氣溫度下的脫硫成為可能。
其荷電干式吸收劑噴射系統(tǒng)包括一個(gè)吸收劑噴射單元 、一個(gè)吸收劑給料系統(tǒng)(進(jìn)料控制器,料斗裝置)及SO2檢測(cè)器和計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)等。
吸收劑以高速流過噴射單元產(chǎn)生的高壓靜電暈充電區(qū),使吸收劑得到強(qiáng)大的靜電荷(通常是負(fù)電荷)。當(dāng)吸收劑通過噴射單元的噴管被噴射到煙氣流中時(shí),由于吸收劑顆粒都帶同一符號(hào)電荷,因而相互排斥,很快在煙氣中擴(kuò)散,形成均勻的懸浮狀態(tài),使每個(gè)吸收劑粒子的表面都充分暴露在煙氣中,與SO2完全反應(yīng)機(jī)會(huì)大大增加,從而提高了脫硫效率,而且吸收劑粒子表面的電暈還大大提高了吸收劑的活性,降低了同SO2完全反應(yīng)所需的滯留時(shí)間,一般在2秒鐘左右即可完成化學(xué)反應(yīng),從而有效地提高了SO2的去除效率。工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明:當(dāng)Ca/S比為1.5左右時(shí),系統(tǒng)脫硫效率可達(dá)60%~70%。
除提高吸收劑化學(xué)反應(yīng)速率外,荷電干吸收劑噴射系統(tǒng)對(duì)小顆粒(亞微米級(jí)PM10)粉塵的清除效率也很有幫助,帶電的吸收劑粒子把小顆粒吸附在自己的表面,形成較大顆粒,提高了煙氣中塵粒的平均粒徑,這樣就提高了相應(yīng)除塵設(shè)備對(duì)亞微米級(jí)顆粒的去除效率。
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