一种脉冲电场活化干式喷钙烟气脱硫方法和装置制造方法及图纸

一种脉冲电场活化干式喷钙烟气脱硫方法和装置，属环境工程技术领域。本方法将Ｃａ（ＯＨ）↓［２］作为脱硫剂，在喷射单元中以高速喷入一级除尘器后的烟气输送管道中（二级除尘器前）与含有ＳＯ↓［２］烟气混合，再通过施加在烟气输送管道中高压脉冲电场，使Ｃａ（ＯＨ）↓［２］与烟气中的ＳＯ↓［２］反应生成ＣａＳＯ↓［３］及少量ＣａＳＯ↓［４］颗粒物质，然后被后部的二级除尘设备除去，从而达到脱去烟气中ＳＯ↓［２］的目的。在输送管道中脉冲电场活化干式喷钙烟气脱硫系统还有助于清除超微细粉尘（ＰＭ↓［１０］，粒径≤１０μｍ）。由于在烟气输送管道中施加高压脉冲电场，对于超微细粉尘起到预荷电的作用，有利于二级静电除尘器的净化，提高了粉尘的净化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境工程
，特指一种在输送管道中脉冲电场活化干式 喷钙烟气脱硫方法和装置。
技术介绍
燃煤电厂等工业锅炉的排烟中含有大量的S02，不但污染大气环境，同时可 形成酸雨，严重破坏生态环境。所以，去除烟气中的S02，解决对大气环境的污染和酸雨问题，己引起世界范围的关注和重视，成为全球性的亟需解决的环境问 题之一。国内外对烟气脱硫技术(FGD)已做了大量的研究工作，根据脱硫剂类型和 最终产物干湿状态的不同，按工艺特点，烟气脱硫方法通常有湿法、半干法和干 法。湿法烟气脱硫技术脱硫率高，技术成熟、应用最广，但投资成本和运行费用 较高。随着我国经济的快速发展，我国的环保形势越来越严重，开发高效、低成 本的干式烟气脱技术，研究开发具有自主知识产权的高效、低成本的干式烟气脱 硫技术显得任重道远。荷电干式吸收剂喷射脱硫技术(CDSI)，由于具有投资低、占地少，适用于 老电厂烟气脱硫改造；工艺简单、操作方便、易于国产化，便于在国内电厂加以 应用和维护管理等特点近几年受到人们的关注。CDSI法是20世纪90年代由美国 阿兰柯环境资源公司(Alanco Environmental Resources Corporation)开发的一种 干式烟气脱硫方法。其脱硫原理是把Ca(OH)2作为脱硫剂，在喷射单元中以高速 通过高压直流电晕荷电区后，再进入一级除尘器后的烟气输送管道中(二级除尘 器前)与烟气混合，使Ca(OH)2与烟气中的S02反应生成CaS03及少量CaS04颗粒 物质，然后被后部的二级除尘设备除去。脱硫剂经过高压直流电晕荷电区后在其 表面上形成静电荷，由于同种电荷相互排斥，使脱硫剂颗粒很快在烟气中扩散， 形成均匀的悬浮状态，从而增加与S02反应的机会。此外由于放电电场作用，可 增强其活性，縮短反应所需滞留时间(一般为2s左右)，从而有效提高了脱硫效 率。该系统自1994年初进入中国市场以来，在治理发电厂S02方面取得了一定的 成效。但该法存在的缺点是，采用直流电晕放电产生的电子平均能量较低，通常 为1.5eV左右，使脱硫剂获得的能量较低，因此脱硫率低，仅为60%-70%，无法满足较高浓度S02脱除的需要。此外，脱硫所需要的Ca/S比较高，为1.5，存在脱 硫剂利用率不足的问题，增加了脱硫设备的运行成本。为了解决存在的问题，2006 年陈志刚和储金宇等人在CDSI方法的基础上，用正极性窄脉冲电晕放电替代直 流电晕放电。当Ca/S比为1.5，停留时间为2.8s时，802脱除率达到80%。该法虽 然提高了S02脱除率，但没有有效降低Ca/S比和停留时间，仍然存在脱硫剂利用 率低，运行费用高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决荷电干式吸收剂喷射脱硫技术(CDSI)存在的脱硫 率较低，Ca/S比较高，脱硫剂利用率不足以及运行费用高的问题，提供了在输 送管道中脉冲电场活化干式喷钙烟气脱硫方法。该脱硫方法结合了 CDSI法的特 点，研制了在输送管道中脉冲电场活化干式喷钙烟气脱硫系统，可直接利用原有 的烟气管道设施进行技术改进，无须再进行大的厂房、设备投入，工业实用性强， 特别适合于中小(电厂)企业的烟气脱硫技术改造。由于在锅炉烟气输送管道中 施加高压脉冲电场，在提高脱硫剂活性的同时，也激活了烟气及so2，使S02 处于激发态。因此，有效提高了脱硫率(80%以上)，降低了 Ca/S比(约为1.2 1.3)，从而解决了脱硫剂利用率不足以及运行费用高的问题。在输送管道中脉冲电场活化干式喷钙烟气脱硫方法是一种烟气脱硫新工艺， 该法是对荷电干式脱硫剂喷射脱硫系统(CDSI)的改进和完善。主要改进是，将 CDSI中施加在喷射供料单元中的高压直流电场改为在烟气输送管道中施加高压 脉冲电场，即在管道中安装3个针状电极作为放电极，以烟气管道作为接地极， 形成高压脉冲放电电场。该系统包括一级除尘器、喷射供料单元、烟气输送管道 中高压脉冲放电单元、二级静电除尘器和检测系统。上述装置中，放电极1与放电极2和放电极2与放电极3之间的距离为150 300mm。上述装置中，每个放电极沿烟气输送管道轴向长度分别为10 30腿。 上述装置中，每个放电极的直径均为0.5 3mm。上述装置中，放电极与作为接地极的烟气管道平行，且在烟气管道轴线上。 上述装置中，放电极的供电电源采用高压脉冲等离子体电源，输出功率为 2kW,放电极施加电压为5 25kV，供电频率为2. 0kHz 20kHz。其脱硫原理是把Ca(OH)2作为脱硫剂，在喷射单元中以高速喷入一级除尘器 后的烟气输送管道中(二级除尘器前)与含有S02烟气混合，再通过施加在烟气输送管道中高压脉冲电场，使Ca(OH)2与烟气中的S02反应生成CaS03及少量 CaS04颗粒物质，然后被后部的二级除尘设备除去，从而达到脱去烟气中S02 的目的。其反应式如下S02+Ca(OH)2—CaSO4-0.5H2O+0.5H2O由于烟气中还含有少量的氧气和水分，因此还可能发生以下反应2CaSO3.0.5H2O+O2+3H2O—2CaSO42H2O脱硫剂经过高压脉冲电场后在其表面上形成静电荷，由于同种电荷相互排斥，使脱硫剂颗粒很快在烟气中扩散，形成均匀的悬浮状态，从而增加与S02反应的机会。采用高压脉冲电场气体放电后产生的非平衡等离子体将烟气中的H20、 02等分子激活、裂解，产生大量活性粒子，把HO-H及O-O健打开，使之成为自由基或活化粒子，这些自由基或活化粒子与高能电子一起处理脱硫剂粒 子，可引起固体表面分子化学键的断裂，提高了粒子的化学反应活性。同时，在等离子体的作用下使S02气体分子处于激发态，可有效降低与脱硫剂完全反应所需的滞留时间， 一般在1.5s左右即可完成慢硫化反应，可有效减少反应过程所需 管路的长度，以及占地面积和空间，使设备的安装和实际运行变得简单易行。此外，在输送管道中脉冲电场活化干式喷钙烟气脱硫系统还有助于清除超微 细粉尘(PMh)，粒径Sl0pm)。由于在烟气输送管道中施加高压脉冲电场，对于 超微细粉尘起到预荷电的作用，有利于二级静电除尘器的净化，提高了粉尘的净 化效率。本专利技术的使用条件 烟气在管道中停留时间21.6S; 温度范围室温 20(TC; 鈣硫比L2 1.3; 烟气风速214m/s; 脱硫剂粒度S50pm;高压脉冲电场强度5kV 20kV。 3、有益效果(1) 采用高压脉冲放电等离子体技术对脱硫剂进行活化处理，具有创新性。 传统的荷电干式脱硫剂喷射脱硫系统(CDSI)主要采用高压直流电晕放电的方法，使脱硫剂表面荷电来提高其活性。由于在高压脉冲产生的等离子体中电 子的平均能量高达3eV以上，可以产生大量的OH、 H02、 0(iD)等活性粒子，使 脱硫剂得以充分荷电、激活，大大提高脱硫剂的活性。 一方面提高了脱硫剂的利 用率，降低了 Ca/S比(约为1.2 1.3)，使运行成本大幅度降低；另一方面由于 脱硫剂的活性的提高，可获得较高的烟气脱硫效率(80%以上)。(2) 可直接利用原有的烟气管道设施进行技术改进，无须再进行大的厂房、 设备投入，工业实用性强，特别适合于中小(电厂)企业的烟气脱硫技术改造。采用等离子体处理后的脱硫剂，因其活性的增加，可有效降低同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲电场活化干式喷钙烟气脱硫方法，将Ｃａ（ＯＨ）↓［２］作为脱硫剂，在烟气输送管道中与含有ＳＯ↓［２］烟气混合，使Ｃａ（ＯＨ）↓［２］与烟气中的ＳＯ↓［２］反应生成ＣａＳＯ↓［３］及少量ＣａＳＯ↓［４］颗粒物质，然后通过除尘设备除去，其特征在于：Ｃａ（ＯＨ）↓［２］与含有ＳＯ↓［２］烟气混合反应过程中施加高压脉冲电场。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春笃，依成武，储金宇，欧红香，陈志刚，汪松美，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]