[發明專利]一種超細粉體分散和噴射系統及其處理方法和用途

有效

• 申請號: 201910149133.8
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109701382B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 劉忠攀;王振平;楊曉輝;宋德政;譚波;王傳志;司碩;宋令坡
• 申請（專利權）人: 兗礦集團有限公司;兗礦科技有限公司
• 主分類號: B01D53/83
• 分類號: B01D53/83;B01D53/50;B01D53/56;B01D53/64
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種超細粉體分散和噴射系統及其處理方法和用途，所述系統包括粉體流化裝置、高壓氣流分散裝置、靜電分散裝置和粉體輸出裝置；其中，粉體流化裝置側壁設有超細粉體進料口，粉體流化裝置底部設有氣體入口，粉體流化裝置頂部設有物料出口，物料出口與高壓氣流分散裝置的物料入口相連；高壓氣流分散裝置的物料出口與靜電分散裝置的物料入口相連，靜電分散裝置的物料出口與粉體輸出裝置的物料出口。本發明將干燥、多粒度流態化、高速氣流以及靜電等四種分散技術相結合，實現超細粉體的充分分散。

技術領域

本發明屬于粉體分散技術領域，涉及一種超細粉體分散和噴射系統及其處理方法和用途，尤其涉及一種用于脫硫、脫硝或脫汞等過程的超細復合添加劑和/或超細石灰石粉的分散和噴射系統及其處理方法和用途。

背景技術

傳統的爐內噴鈣脫硫工藝是采用氣力輸送方式向爐內添加廉價的鈣基脫硫劑(以石灰石為主)的脫硫方式，相比于爐外尾部煙氣脫硫(濕法或半干法)，爐內噴鈣脫硫工藝具有占地面積少、初投資和運行成本低、不耗水、無副產品以及系統簡單等優勢，爐內脫硫效率可達40％(煤粉爐)或90％(循環流化床鍋爐)。

爐內噴鈣脫硫工藝系統通常由石灰石供料和輸送系統、氣化系統和壓縮空氣系統組成。石灰石粉通過罐車由上粉管進入到石灰石粉倉，經電加熱器加熱氣化風干燥和流化后，經電動給料機均勻輸送進入緩沖倉，再由緩沖倉經變頻給料機計量送入噴射器，石灰石粉在噴射器中被羅茨風機提供的高壓風攜帶進入輸粉管道，從二次風管噴入爐膛，從而實現爐內脫硫。如CN 105817136A公開了一種循環流化床鍋爐爐內脫硫系統。

石灰石粒度是影響脫硫效率的重要因素之一。在以往的爐內噴鈣工程實踐中，通常使用-200目(-74微米)的細石灰石粉；大量工程實踐表明，雖然-200目的石灰石顆粒經煅燒后比表面積較大，具有更為發達的微孔結構，反應活性較高，然而其噴入爐膛后被迅速夾帶上升，并從循環流化床旋風分離器逃逸(分離器分離臨界粒徑一般為70μm～100μm)，從而造成石灰石粉與煙氣中SO₂接觸時間太短，不僅SO₂脫除效率低，而且造成飛灰中殘余CaO過量，降低飛灰品質。

對于超細復合添加劑噴射脫硫，理論研究表明，隨著脫硫劑尺寸減小，直接脫硫反應逐漸從產物層控制階段向化學反應控制階段過渡。在反應控制條件下，脫硫劑微孔暢通，反應活化能很低，SO₂在脫硫劑表面和內部同時快速反應，因此可以實現高效脫硫。采用超細脫硫劑脫硫，由于反應速度快，所需反應時間短，僅需數秒鐘即可實現高度轉化。

超細粉體復合添加劑一般指粒徑小于10微米，具有與煙氣中的硫氧化物、氮氧化物和汞等進行化學反應，物理和/或化學吸附等，從而實現降低這些污染物排放的固體或液體物質。超細粉體復合添加劑由于其粒度小、質量均勻，同常規脫硫劑相比，具有良好的表面性能，并具有一系列優異的電性、磁性、光學性能及力學和化學等宏觀特性。然而，在空氣中，超細粉體顆粒極易產生自發凝并，表現出強烈的聚團特性，生成較大粒度的二次顆粒，其分散性和流變性變差，導致其制備、分級、混勻和儲運等加工該廠無法正常進行，從而降低了材料的性能，這是世界范圍內一直無法解決的問題。

粉體在空氣中的聚團主要有以下幾方面原因：

(1)分子間作用力引起的顆粒聚團。

分子之間存在的范德華氏引力會引起顆粒聚團，且與顆粒直徑成正比。

(2)顆粒間靜電作用力引起的聚團。

粉體在干空氣中會由于以下三種途徑帶荷電：①顆粒在其生產過程中荷電，如在干法研磨過程中顆粒靠表面摩擦帶電；②與荷電表面接觸可使顆粒接觸荷電；③氣態離子的擴散作用使顆粒帶電，氣態離子可由電暈放電、放射線、宇宙線、光電離及火焰的電離作用產生。

(3)顆粒在濕空氣中的粘結引起聚團。