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除尘脱硫一体化的实现原理
作者:管理员    发布于:2013-11-01 13:59:42    文字:【】【】【
    除尘脱硫一体化是将高温煤气中的粉尘颗粒和气态H2S污染物在一个单独的捕集单元中脱除。这种复合化有利于建立更为紧凑的系统,但开发这项技术的研究到目前进行得很少。除尘脱硫一体化系统在反应器上存在多种选择,浙江除尘设备传统的气固接触反应器包括固定床、移动床和流化床反应器。旋风分离器和静电过滤器对于粒径为微米级的粉尘颗粒一般无法达到足够的脱除效率。另外,静电除尘器一般不适于高温除尘[2]。在固定床、移动床和流化床反应器中,固定床最大的缺点在于必须间歇操作,脱硫剂再生时需停止操作。移动床、流化床可连续运行,且对于脱硫和除尘能同时达到足够的效率,但移动床脱硫剂磨损比流化床低。高效除尘、脱硫过程有可能在相似的操作条件下进行。
    移动床中,床层颗粒粒径减小,一方面有利于提高由扩散及惯性碰撞分离机制控制粒径范围的粉尘颗粒的捕集;另一方面,由于缩短了气体扩散进固体颗粒内部孔道路程,有利于强化脱硫的气固反应。具有易扩散内部孔道的耐磨损颗粒既可降低床层过滤压降,又提高了固体颗粒脱硫反应转化率。另外,降低过滤气速、增加停留时间可提高微米级粉尘颗粒的捕集效率,同时可提高固体颗粒转化率,提高脱硫效率。1除尘、脱硫过程影响因素1.1温度对粉尘捕集的影响温度对于复合式脱除过程的影响较为复杂。对于过滤时间短、入口粉尘浓度低的情况,无需考虑已捕集粉尘的过滤作用,温度提高,有利于扩散机制控制粒径范围(<0.5Lm)粉尘颗粒的捕集,但不利于惯性碰撞机制控制粒径范围(>1Lm)粉尘颗粒的捕集。温度提高,增加了粉尘颗粒的粘性,强化了床层的过滤动力学,但同时容易形成滤饼。对于吸附反应,温度提高,有利于提高扩散速率及反应速率,但同时需考虑反应的热力学平衡,因为温度提高对于非催化气固反应其平衡一般向反应物方向转移。
    脱硫反应过程对粉尘捕集的影响脱硫反应过程对粉尘捕集的影响一般是由于气固反应会在固体颗粒表面形成生成物层,从而显著改变颗粒大小,造成捕集效率改变。但是如果气固反应过程中固体颗粒能够形成足够的内孔体积,则颗粒半径有可能保持几乎不变,这时颗粒的捕集性能不会有很大变化。因此脱硫反应过程对粉尘捕集的影响直接决定于脱硫剂的性能。1.3粉尘捕集对脱硫吸附过程的影响惰性的粉尘沉积在脱硫剂表面有可能恶化传质过程。反应气体由气相主体传递到颗粒表面的速度减缓,但颗粒内部的反应和扩散速率保持不变。实验结果表明,依赖粉尘捕集多少,传质速率可能降低2)4倍。但通过粉尘层的传质速率总是比颗粒内部相对小孔道中的扩散速率快得多。行一定时间后,通过生成物层的扩散一般会成为反应的控制步骤。固体颗粒内部孔道中的扩散系数一般为10-12m2/s,低于多孔粉尘层中扩散系数约6个数量级。因此,粉尘捕集对脱硫反应过程影响极小。通过以上讨论可以看到,粉尘捕集和脱硫反应这两个过程如果选择具有适当物理化学性质的脱硫剂有可能互不影响,因此,是否能够一体化的关键在于这两个过程达到所要求效率所需气固接触时间能否匹配。
      
脚注信息
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