荷電干式吸收劑噴射法(CDSI)脫硫技術原理
荷電干式吸收劑噴射脫硫系統(CDSI)是美國最新專利技術,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 發生反應產生顆粒物質,被后面的除塵設備除去,從而達到脫硫的目的。
干式吸收劑噴射是一種傳統技術,但由于存在以下兩個技術問題沒能得到很好的解決,因此效果不明顯,工業應用價值不大。
一個技術難題是反應溫度與滯留時間,在通常的鍋爐煙氣溫度(低于200℃)條件下,只能產生慢速亞硫酸鹽化反應,充分反應的時間在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入除塵設備之前至少有40~60m的煙道,無論從占地面積還是煙氣溫度下降等方面考慮均是不現實的。
另一個技術難題是即使有足夠長的煙道,也很難使吸收劑懸浮在煙氣中與SO2發生反應。因為粒度再小的吸收劑顆粒在進入煙道后也會重新聚集在一起形成較大的顆粒,這樣反應只發生在大顆粒的表面,反應概率大大降低;并且大的吸收劑顆粒會由于自重的原因落到煙氣的底部,對于傳統的干式吸收劑噴射技術來說,這兩個技術難題很難解決,因此脫硫效率低,一般在20%以下,很難在工業上得到應用。
荷電干式吸收劑噴射脫硫系統利用先進技術使這兩個技術難題得到解決,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包括一個吸收劑噴射單元 、一個吸收劑給料系統(進料控制器,料斗裝置)及SO2檢測器和計算機控制的系統等。
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吸收劑以高速流過噴射單元產生的高壓靜電暈充電區,使吸收劑得到強大的靜電荷(通常是負電荷)。當吸收劑通過噴射單元的噴管被噴射到煙氣流中時,由于吸收劑顆粒都帶同一符號電荷,因而相互排斥,很快在煙氣中擴散,形成均勻的懸浮狀態,使每個吸收劑粒子的表面都充分暴露在煙氣中,與SO2完全反應機會大大增加,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完全反應所需的滯留時間,一般在2秒鐘左右即可完成化學反應,從而有效地提高了SO2的去除效率。工業應用結果表明:當Ca/S比為1.5左右時,系統脫硫效率可達60%~70%。
除提高吸收劑化學反應速率外,荷電干吸收劑噴射系統對小顆粒(亞微米級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,這樣就提高了相應除塵設備對亞微米級顆粒的去除效率。

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