[发明专利]一种超细粉体分散和喷射系统及其处理方法和用途

说明书

本发明提供了一种超细粉体分散和喷射系统及其处理方法和用途，所述系统包括粉体流化装置、高压气流分散装置、静电分散装置和粉体输出装置；其中，粉体流化装置侧壁设有超细粉体进料口，粉体流化装置底部设有气体入口，粉体流化装置顶部设有物料出口，物料出口与高压气流分散装置的物料入口相连；高压气流分散装置的物料出口与静电分散装置的物料入口相连，静电分散装置的物料出口与粉体输出装置的物料出口。本发明将干燥、多粒度流态化、高速气流以及静电等四种分散技术相结合，实现超细粉体的充分分散。

技术领域

本发明属于粉体分散技术领域，涉及一种超细粉体分散和喷射系统及其处理方法和用途，尤其涉及一种用于脱硫、脱硝或脱汞等过程的超细复合添加剂和/或超细石灰石粉的分散和喷射系统及其处理方法和用途。

背景技术

传统的炉内喷钙脱硫工艺是采用气力输送方式向炉内添加廉价的钙基脱硫剂(以石灰石为主)的脱硫方式，相比于炉外尾部烟气脱硫(湿法或半干法)，炉内喷钙脱硫工艺具有占地面积少、初投资和运行成本低、不耗水、无副产品以及系统简单等优势，炉内脱硫效率可达40％(煤粉炉)或90％(循环流化床锅炉)。

炉内喷钙脱硫工艺系统通常由石灰石供料和输送系统、气化系统和压缩空气系统组成。石灰石粉通过罐车由上粉管进入到石灰石粉仓，经电加热器加热气化风干燥和流化后，经电动给料机均匀输送进入缓冲仓，再由缓冲仓经变频给料机计量送入喷射器，石灰石粉在喷射器中被罗茨风机提供的高压风携带进入输粉管道，从二次风管喷入炉膛，从而实现炉内脱硫。如CN 105817136A公开了一种循环流化床锅炉炉内脱硫系统。

石灰石粒度是影响脱硫效率的重要因素之一。在以往的炉内喷钙工程实践中，通常使用-200目(-74微米)的细石灰石粉；大量工程实践表明，虽然-200目的石灰石颗粒经煅烧后比表面积较大，具有更为发达的微孔结构，反应活性较高，然而其喷入炉膛后被迅速夹带上升，并从循环流化床旋风分离器逃逸(分离器分离临界粒径一般为70μm～100μm)，从而造成石灰石粉与烟气中SO₂接触时间太短，不仅SO₂脱除效率低，而且造成飞灰中残余CaO过量，降低飞灰品质。

对于超细复合添加剂喷射脱硫，理论研究表明，随着脱硫剂尺寸减小，直接脱硫反应逐渐从产物层控制阶段向化学反应控制阶段过渡。在反应控制条件下，脱硫剂微孔畅通，反应活化能很低，SO₂在脱硫剂表面和内部同时快速反应，因此可以实现高效脱硫。采用超细脱硫剂脱硫，由于反应速度快，所需反应时间短，仅需数秒钟即可实现高度转化。

超细粉体复合添加剂一般指粒径小于10微米，具有与烟气中的硫氧化物、氮氧化物和汞等进行化学反应，物理和/或化学吸附等，从而实现降低这些污染物排放的固体或液体物质。超细粉体复合添加剂由于其粒度小、质量均匀，同常规脱硫剂相比，具有良好的表面性能，并具有一系列优异的电性、磁性、光学性能及力学和化学等宏观特性。然而，在空气中，超细粉体颗粒极易产生自发凝并，表现出强烈的聚团特性，生成较大粒度的二次颗粒，其分散性和流变性变差，导致其制备、分级、混匀和储运等加工该厂无法正常进行，从而降低了材料的性能，这是世界范围内一直无法解决的问题。

粉体在空气中的聚团主要有以下几方面原因：

(1)分子间作用力引起的颗粒聚团。

分子之间存在的范德华氏引力会引起颗粒聚团，且与颗粒直径成正比。

(2)颗粒间静电作用力引起的聚团。

粉体在干空气中会由于以下三种途径带荷电：①颗粒在其生产过程中荷电，如在干法研磨过程中颗粒靠表面摩擦带电；②与荷电表面接触可使颗粒接触荷电；③气态离子的扩散作用使颗粒带电，气态离子可由电晕放电、放射线、宇宙线、光电离及火焰的电离作用产生。

(3)颗粒在湿空气中的粘结引起聚团。