BR112018009430B1

BR112018009430B1 - Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado e método de purificação de gás de combustão

Info

Publication number: BR112018009430B1
Application number: BR112018009430-7A
Authority: BR
Inventors: Hengdi Ye; Jinchao Wei; Changqi Liu
Original assignee: ZhongYe Changtian International Engineering Co., Ltd
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2022-11-22
Also published as: CN106693603A; KR20180067644A; BR112018009430A2; MY192747A; KR102053559B1; RU2697688C1; CN106693603B; WO2017080502A1

Abstract

Trata-se de um dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado que compreende uma torre de adsorção de carvão ativado. A torre de adsorção de carvão ativado compreende uma porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A), uma porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) e uma região de transição (C) disposta entre essas duas porções. A torre de adsorção de carvão ativado também compreende um alimentador (3), uma entrada de gás de combustão (1) e uma saída de gás de combustão (2), em que a extremidade de efluxo de gás de combustão (G2) da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) é conectada a uma extremidade de influxo de gás de combustão (G3) da porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) através de um canal de gás de combustão (5). A porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) tem 2 a 7 câmaras de carvão ativado divididas e, desse modo, formadas por placas separadoras porosas (4), e as câmaras de carvão ativado dispostas na porção inferior aumentam sequencialmente em espessura ao longo de uma direção de fluxo de gás de combustão. A porção de camada de leito de carvão (...).

Description

[001] O presente pedido reivindica o benefício da prioridade do Pedido de Patente no CN201510780033.7 intitulado “ACTIVATED CARBON FLUE GAS PURIFICATION DEVICE AND FLUE GAS PURIFICATION METHOD”, e depositado pelo Escritório de Prioridade Intelectual da China em 13 de novembro de 2015, cuja totalidade do mesmo está incorporada ao presente documento a título de referência.

CAMPO

[002] O presente pedido refere-se a um dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado e um método de purificação de gás de combustão, e o dispositivo é um dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado aplicável para controle de poluição do ar e se refere ao campo de proteção ambiental.

ANTECEDENTES

[003] Para gás de combustão industrial, especialmente, o gás de combustão de máquina de sinterização na indústria de ferro e aço, é relativamente para empregar um dispositivo e tecnologia de dessulfurização e desnitração que inclui uma torre de adsorção de carvão ativado e uma torre de dessorção. No dispositivo de dessulfurização e desnitração que inclui a torre de adsorção de carvão ativado e a torre de dessorção (ou uma torre de regeneração), a torre de adsorção de carvão ativado é usada para adsorver poluentes, que incluem óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio e dioxina, do gás de combustão de sinterização ou gás de escape (especialmente o gás de combustão de sinterização de uma máquina de sinterização na indústria de aço), e a torre de dessorção é usada para a regeneração a quente do carvão ativado.

[004] A dessulfurização de carvão ativado tem um alto grau de dessulfurização e pode realizar desnitração, remoção de dioxina e remoção de poeira ao mesmo tempo sem produzir água residual e resíduo, desse modo, é um método de purificação de gás de combustão promissor. O carvão ativado pode ser regenerado em uma alta temperatura, quando a temperatura estiver acima de 350 °C, os poluentes, tais como óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio, dioxina e semelhantes, adsorvidos no carvão ativado serão rapidamente dessorvidos ou decompostos (o dióxido de enxofre é dessorvido, e os óxidos de nitrogênio e a dioxina são decompostos). E com o aumento da temperatura, uma velocidade de regeneração de carvão ativado é adicionalmente acelerada, desse modo, um tempo de regeneração é encurtado. Preferencialmente, a temperatura de regeneração de carvão ativado na torre de dessorção é controlada de modo geral para ser de aproximadamente 430 °C, portanto, uma temperatura de dessorção ideal (ou temperatura de regeneração) está, por exemplo, em uma faixa de 390 °C a 450 °C e, mais preferencialmente, em uma faixa de 400 °C a 440 °C.

[005] A tecnologia de dessulfurização de carvão ativado convencional é mostrada na Figura 1. O gás de combustão é introduzido na torre de adsorção por uma ventoinha intensificadora, um gás misturado de amônia e ar é pulverizado na torre a partir de uma entrada de torre, de modo a aprimorar a eficácia de remoção de NOx , e o gás de combustão purificado entra em uma chaminé principal de sinterização a ser descarregada. O carvão ativado é adicionado na torre de adsorção a partir de uma parte de topo de torre e se move para baixo sob as ações tanto de gravidade quanto de um dispositivo de descarga em uma parte de fundo de torre. O carvão ativado que sai da torre de dessorção é transportado para a torre de adsorção por um transportador de carvão ativado no 2, o carvão ativado saturado adsorvido com os poluentes na torre de adsorção é descarregado da parte de fundo da torre, e o carvão ativado descarregado é transportado para a torre de dessorção por um transportador de carvão ativado no 1 para regeneração de carvão ativado.

[006] A função da torre de dessorção é liberar SO2 adsorvido pelo carvão ativado, e em uma temperatura acima de 400 °C e com um determinado tempo de retenção, mais que 80% da dioxina podem ser decompostos. O carvão ativado pode ser reutilizado após ser resfriado e peneirado. O SO2 liberado pode ser usado para produzir ácido sulfúrico e semelhantes, em que o carvão ativado dessorvido é distribuído para a torre de adsorção por um transportador, a ser reutilizado para adsorver SO2, NOxe semelhantes.

[007] NOx e amônia realizam reações de SCR, SNCR e semelhantes na torre de adsorção e na torre de dessorção, de modo que NOx seja removido. Quando estiver passando através da torre de adsorção, a poeira é adsorvida pelo carvão ativado, e é separada por uma peneira de vibração na parte de fundo da torre de dessorção, o pó de carvão ativado obtido pela peneiragem é enviado para um recipiente de cinzas e, então, pode ser transportado para um alto-forno ou uma máquina de sinterização como um combustível.

[008] Quando o carvão ativado for empregado para purificar o gás de combustão, a fim de aprimorar o efeito de purificação, o gás de combustão pode ser passado através de camadas de leito de carvão ativado de múltiplas camadas. A disposição de camadas de leito de carvão ativado de múltiplas camadas é principalmente dividida em uma estrutura superior e inferior e uma estrutura frontal e traseira, conforme mostrado na Figura 2. As camadas de leito de carvão ativado na torre são um inteiro, o carvão ativado se move para baixo de modo uniforme pela gravidade. Ao longo de uma direção de fluxo de gás de combustão, o carvão ativado, primeiro em contato com o gás de combustão, adsorve mais poluentes no gás de combustão e é descarregado em conjunto com o carvão ativado em uma porção traseira, resultando em tal o carvão ativado na porção traseira ser descarregado a partir da torre sem ser saturado por adsorção, ou o carvão ativado na porção frontal ainda permanece na torre após ser saturado por adsorção e não tem um efeito de purificação de gás de combustão.

[009] A tecnologia convencional emprega a torre de adsorção de uma estrutura de séries frontais e traseiras, conforme mostrado na Figura 3. No entanto, um conjunto de dispositivo de transporte de carvão ativado também é exigido, o qual não apenas aumenta os custos de investimento e operação, mas também aumenta as cargas de trabalho de manutenção de equipamento adicional.

[010] Portanto, a fim de economizar custos de investimento e operação, bem como aprimorar o efeito de purificação, exige-se que um dispositivo de purificação de carvão ativado mais viável seja empregado.

SUMÁRIO

[011] Um objetivo do presente pedido é fornecer um dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado que inclui uma torre de adsorção de carvão ativado. A torre de adsorção de carvão ativado inclui uma porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) em uma porção inferior, uma porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) em uma porção superior e uma região de transição (C) localizada entre a porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) e a porção de camada de leito de carvão ativado superior (B), e a torre de adsorção de carvão ativado inclui adicionalmente um recipiente de alimentação (3) localizado acima ou em uma parte de topo da torre de adsorção, uma entrada de gás de combustão (1) localizada na porção inferior da torre de adsorção e a saída de gás de combustão (2) localizada na porção superior da torre de adsorção, em que uma extremidade de efluxo de gás de combustão (G2) da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) está em comunicação com uma extremidade de influxo de gás de combustão (G3) da porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) através de um canal de gás de combustão (5), em que a porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) tem 2 a 7 (preferencialmente, 3 a 5) câmaras de carvão ativado divididas por uma partição porosa (4), e a porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) tem 2 a 7 (preferencialmente, 3 a 5) câmaras de carvão ativado divididas por uma partição porosa (4).

[012] Preferencialmente, o presente pedido fornece um dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado que inclui uma torre de adsorção de carvão ativado (isto é, um dispositivo de dessulfurização e desnitração que inclui uma torre de adsorção de carvão ativado e uma torre de dessorção ou um dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado que inclui uma torre de adsorção de carvão ativado e uma torre de dessorção). A torre de adsorção de carvão ativado inclui uma porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) em uma porção inferior, uma porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) em uma porção superior e a região de transição (C) (ou ser chamada região intermediária (C)) localizada entre essas duas porções. A torre de adsorção de carvão ativado também inclui um recipiente de alimentação (3) localizado acima de ou em uma parte de topo da torre de adsorção, uma entrada de gás de combustão (1) localizada na porção inferior da torre de adsorção e uma saída de gás de combustão (2) localizada na porção superior da torre de adsorção, em que uma extremidade de efluxo de gás de combustão (G2) da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) está em comunicação com a extremidade de influxo de gás de combustão (G3) da porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) através de um canal de gás de combustão (5). A porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) tem 2 a 7 (preferencialmente, 3 a 5, por exemplo, 3, 4, 5, 6 ou 7) câmaras de carvão ativado (por exemplo, há 7 câmaras de carvão ativado, que podem ser sequencialmente numeradas a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7; e assim por diante) divididas por (ou formadas ao serem divididas por) uma partição porosa (4). E ao longo de uma direção de fluxo de gás de combustão (nessa ordem), as câmaras de carvão ativado localizadas na porção inferior aumentam sequencialmente em espessura, ou ao longo da direção de fluxo de gás de combustão, em quaisquer duas câmaras de carvão ativado adjacentes na porção inferior (por exemplo, a2 e a3, ou a3 e a4) atrás de uma primeira câmara de carvão ativado (a1) localizada na porção inferior, sendo que uma câmara traseira (por exemplo, a3 ou a4) dentre as duas câmaras de carvão ativado adjacentes tem uma espessura maior ou igual a uma espessura de uma câmara frontal (por exemplo, a2 ou a3) dentre as duas câmaras de carvão ativado adjacentes. A porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) tem 2 a 7 (preferencialmente, 3 a 5, por exemplo, 3, 4, 5, 6 ou 7) câmaras de carvão ativado (por exemplo, há 7 câmaras de carvão ativado, que podem ser sequencialmente numeradas b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7; e assim por diante) divididas por (ou formadas ao serem divididas por) uma partição porosa (4). E ao longo da direção de fluxo de gás de combustão (nessa ordem), as câmaras de carvão ativado localizadas na porção superior aumentam sequencialmente em espessura, ou ao longo da direção de fluxo de gás de combustão, em quaisquer duas câmaras de carvão ativado adjacentes (por exemplo, b2 e b3, ou b3 e b4) atrás de uma primeira câmara de carvão ativado (b1) localizada na porção superior, sendo que uma câmara traseira (por exemplo, b3 ou b4) dentre as duas câmaras de carvão ativado adjacentes tem uma espessura maior ou igual a uma espessura de uma câmara frontal (por exemplo, b2 ou b3) dentre as duas câmaras de carvão ativado adjacentes.

[013] Preferencialmente, entre as 2 a 7 (por exemplo, 3) câmaras de carvão ativado localizadas na porção inferior ou entre as 2 a 7 (por exemplo, 3) câmaras de carvão ativado localizadas na porção superior, de acordo com a sequência da direção de fluxo de gás de combustão, uma espessura de uma segunda câmara (a2 ou b2) é de 1 a 9 vezes (por exemplo, 1,5 a 7 vezes, tal como 2, 3, 4, 5, 6 vezes) uma espessura da primeira câmara (a1 ou b1). Ademais, em um caso em que há uma terceira câmara (a3 ou b3), uma espessura da terceira câmara (a3 ou b3) é 1 a 2,5 vezes (preferencialmente, 1,2 a 2 vezes, por exemplo, 1,3 vez, 1,5 vez ou 1,8 vez) a espessura da segunda câmara (a2 ou b2). No presente pedido, empregando- se o projeto estrutural acima, uma velocidade de movimento de um meio de adsorção de sólido (ou chamado de meio sólido, tal como carvão ativado ou coque ativado) de uma câmara frontal é mais rápido que ou igual a velocidade de movimento do meio de adsorção de sólido (ou chamado de meio sólido) de uma câmara traseira.

[014] De modo geral, a porção inferior tem três câmaras de carvão ativado, de acordo com a sequência da direção de fluxo de gás de combustão, sendo que as espessuras da primeira câmara (a1) (a saber, uma câmara frontal), da segunda câmara (a2) (a saber, uma câmara intermediária) e da terceira câmara (a3) (a saber, uma câmara traseira) estão em uma faixa de 90 a 250 mm (preferencialmente, 100 a 230 mm, por exemplo, 120, 150, 200 ou 220 mm), 360 a 1.000 mm (preferencialmente, 400 a 950 mm, por exemplo, 450, 600, 700, 800 ou 900 mm) e 432 a 1.200 mm (preferencialmente, 450 a 1.150 mm, por exemplo, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000 ou 1.100 mm) respectivamente.

[015] De modo geral, a porção superior tem três câmaras de carvão ativado, de acordo com a sequência da direção de fluxo de gás de combustão, sendo que as espessuras da primeira câmara (b1) (a saber, uma câmara frontal), da segunda câmara (b2) (a saber, uma câmara intermediária) e da terceira câmara (b3) (a saber, uma câmara traseira) estão em uma faixa de 90 a 250 mm (preferencialmente, 100 a 230 mm, por exemplo, 120, 150, 200 ou 220 mm), 360 a 1.000 mm (preferencialmente, 400 a 950 mm, por exemplo, 450, 600, 700, 800 ou 900 mm) e 432 a 1.200 mm (preferencialmente, 450 a 1.150 mm, por exemplo, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000 ou 1.100 mm) respectivamente.

[016] Preferencialmente, a entrada de gás de combustão (1) localizada na porção inferior da torre de adsorção e a saída de gás de combustão (2) localizada na porção superior da torre de adsorção estão em um mesmo lado da torre de adsorção.

[017] Preferencialmente, um rolo alimentador (6) é disposto em uma parte de fundo de cada câmara da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A).

[018] Preferencialmente, uma ou mais válvulas giratórias de descarga (7) são dispostas em um recipiente de fundo da torre de adsorção.

[019] De modo geral, múltiplos canais (por exemplo, 2 a 7, tais como 3, 4, 5, 6) de carvão ativado (10) são dispostos na região de transição (C). Preferencialmente, os canais de carvão ativado (10) são formados por placas de separação (9) e uma parede de torre da torre de adsorção, ou formados por barris cilíndricos (9) ou barris cônicos (9) que têm um corte transversal circular, ou formados por tubos ou barris (9) que têm um corte transversal elíptico, ou formados por tubos ou barris (9) que têm um corte transversal de um formato poligonal (por exemplo, um triângulo ou um retângulo ou um pentágono ou um hexágono). Mais preferencialmente, as placas de separação (9) são placas não porosas ou os barris cilíndricos (9) ou barris cônicos (9) são feitas de placas não porosas. Mais preferencialmente, os tubos ou barris (9) sãos feitos de placas não porosas.

[020] Preferencialmente, as 2 a 7 (preferencialmente 3 a 5, por exemplo, 3, 4, 5, 6 ou 7) câmaras de carvão ativado na porção superior estarem em comunicação com as 2 a 7 (preferencialmente, 3 a 5, por exemplo, 3, 4, 5, 6 ou 7) câmaras de carvão ativado correspondentes na porção inferior através dos respectivos canais de carvão ativado (10).

[021] Preferencialmente, em uma posição intermediária em uma direção vertical da região de transição (C), uma soma de áreas de corte transversal de todos os canais de carvão ativado (10) é menor ou igual a uma soma de áreas de corte transversal de todas as câmaras de carvão ativado na porção superior ou uma soma de áreas de corte transversal de todas as câmaras de carvão ativado na porção inferior e, preferencialmente, o último é de 20% a 60% do anterior, preferencialmente, é 20% a 50%, e, mais preferencialmente, é 22% a 35%.

[022] Uma altura da região de transição (C) da torre de adsorção ou a comprimento na direção vertical da região de transição (C) da torre de adsorção é de 1 a 5 metros, preferencialmente, de 1,2 a 4 metros e, mais preferencialmente, 1,5 a 3 metros.

[023] Preferencialmente, o rolo alimentador (6) é disposto em uma parte de fundo de cada câmara de carvão ativado na porção superior. Preferencialmente, os rolos alimentadores (6) são localizados na região de transição (C) da torre de adsorção e uma folga ou uma distância vertical é mantida entre os rolos alimentadores (6) e uma camada de carvão ativado de cada câmara de carvão ativado na porção inferior (isto é, um rolo do rolo alimentador (6) não está em contato com a camada de carvão ativado de cada câmara de carvão ativado na porção inferior).

[024] De modo geral, uma altura de uma estrutura de corpo principal da torre de adsorção é de 6 a 60 m (metros), preferencialmente, 8 a 55 m (metros), preferencialmente, 10 a 50 m, preferencialmente, 15 a 45 m, 18 a 40 m, preferencialmente, 20 a 35 m, 22 a 30 m. A altura de uma estrutura de corpo principal da torre de adsorção se refere à altura entre a entrada e a saída da torre de adsorção (a estrutura de corpo principal).

[025] Uma razão entre uma altura de preenchimento do meio de adsorção de sólido ou do adsorvente de sólido (tal como carvão ativado) na porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) e uma altura de preenchimento (enchimento) do meio de adsorção de sólido ou do adsorvente de sólido (tal como carvão ativado) na porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) é de 3:1 a 1:3, preferencialmente, 2:1 a 1:2, preferencialmente, 1,8:1 a 1:1,8, mais preferencialmente, 1.5:1 a 1:1,5, e mais preferencialmente, 1.2:1 a 1:1,2, por exemplo, 1:1.

[026] No presente pedido, o carvão ativado se refere a carvão ativado generalizado, que inclui: carvão ativado convencional, coque ativado, meio de adsorção à base de carbono, catalisador à base de carbono e assim por diante. Além disso, o adsorvente de sólido ou o meio de adsorção de sólido pode também substitui o carvão ativado generalizado, que também está no escopo de proteção do presente pedido.

[027] Além disso, no presente pedido, o gás de combustão in general inclui: gás de combustão industrial convencional ou gás residual industrial.

[028] Com o projeto estrutural acima, na torre de adsorção, as respectivas velocidades de movimento ou velocidades de alimentação para baixo do carvão ativado ou respectivas vezes de retenção do carvão ativado de cada uma dentre as camadas de leito de carvão ativado na porção superior e cada uma dentre as camadas de leito de carvão ativado na porção inferior podem ser controladas individual ou separadamente. Além disso, pode-se garantir que: durante a operação estável, uma quantidade de alimentação de carvão ativado total de todas as camadas de leito de carvão ativado na porção superior é igual à quantidade de alimentação de carvão ativado total de todas as camadas de leito de carvão ativado na porção inferior em unidade de tempo. Além disso, a alimentação pode ser controlada apenas pelo rolo alimentador na porção de camada de leito de carvão ativado inferior A (a saber, camada de leito A). Independentemente de qual tipo de maneira de controle de velocidade de alimentação seja empregado, as velocidades de movimento do meio sólido na câmara frontal são mais rápidas que ou iguais às velocidades de movimento do meio sólido na câmara traseira.

[029] Um método de purificação de gás de combustão que emprega o dispositivo acima (ou um gás de combustão ou método de dessulfurização e desnitração de gás de combustão de sinterização que emprega o dispositivo acima) é fornecido de acordo com uma segunda solução do presente pedido, que inclui: 1) transportar gás de combustão ou sinterizar gás de combustão (ambos coletivamente denominados gás de combustão doravante no presente documento) para a torre de adsorção de carvão ativado de um dispositivo de dessulfurização e desnitração que tem a torre de adsorção de carvão ativado acima e uma torre de dessorção (convencional), em que o gás de combustão passa através da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) na porção inferior e da porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) na porção superior em sequência e entra em contato com carvão ativado transmitido a partir da parte de topo da torre de adsorção para a porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) e para a porção de camada de leito de carvão ativado superior (B), para permitir que o carvão ativado absorva poluentes que incluem óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio e dioxina; 2) transferir o carvão ativado na torre de adsorção de carvão ativado do dispositivo de dessulfurização e desnitração, que adsorveu poluentes do gás de combustão ou gás de combustão de sinterização, para uma região de aquecimento da torre de dessorção de carvão ativado que tem a região de aquecimento em uma porção superior e uma região de resfriamento em uma porção inferior, em que o carvão ativado é aquecido ou esquentado a uma temperatura de dessorção de carvão ativado Td (por exemplo, Td= 390 a 450 °C) realizando-se troca de calor indireta com um gás quente que atua como um gás de aquecimento, para permitir que o carvão ativado seja dessorvido e se regenere sob a temperatura Td; 3) introduzir o carvão ativado que foi dessorvido e regenerado na região de aquecimento na porção superior da torre de dessorção na região de resfriamento na porção inferior da torre de dessorção através de uma região de tamponamento intermediária, a saber, uma seção intermediária, e, enquanto isso, jatear ar em temperatura ambiente (que atua como vento de resfriamento ou ar de resfriamento) a partir de uma entrada de ar de resfriamento da região de resfriamento da torre de dessorção para a região de resfriamento da torre de dessorção, para resfriar o carvão ativado realizando-se troca de calor indireta com o carvão ativado que se move para baixo na região de resfriamento; e 4) transferir o carvão ativado resfriado descarregado a partir de uma parte de fundo da torre de dessorção (por exemplo, após as cinzas serem removidas por peneiragem) para a parte topo (por exemplo, o recipiente de alimentação na parte de topo) da torre de adsorção de carvão ativado na etapa 1 acima).

[030] De modo geral, a temperatura de regeneração de carvão ativado Td está em uma faixa de 390 a 500 °C, preferencialmente, 400 a 470 °C, mais preferencialmente, 405 a 450 °C, mais preferencialmente, 410 a 440 °C e, mais preferencialmente, 410 a 430 °C.

[031] Frequentemente, o gás quente introduzido na região de aquecimento da torre de dessorção tem uma temperatura em uma faixa de 400 a 500 °C, preferencialmente, 410 a 480 °C, mais preferencialmente, 415 a 470 °C, mais preferencialmente, 420 a 460 °C e, ainda mais preferencialmente, 420 a 450 °C.

[032] No método acima, na torre de adsorção, na torre de adsorção, as respectivas velocidades de movimento ou velocidades de alimentação para baixo do carvão ativado ou respectivas vezes de retenção do carvão ativado de cada uma dentre as camadas de leito de carvão ativado na porção superior e cada uma dentre as camadas de leito de carvão ativado na porção inferior podem ser controladas individual ou separadamente. E durante a operação estável, uma quantidade de alimentação de carvão ativado total de todas as camadas de leito de carvão ativado na porção superior é igual à quantidade de alimentação de carvão ativado total de todas as camadas de leito de carvão ativado na porção inferior em unidade de tempo.

[033] A torre de dessorção, de acordo com o presente pedido, é a torre de dessorção ou a torre de regeneração em um dispositivo de dessulfurização e desnitração seco usado para tratamento de gás residual na indústria de ferro e aço , e frequentemente tem uma altura de 10 a 40 metros, preferencialmente, 15 a 40 metros e, mais preferencialmente, 20 a 35 metros. A torre de dessorção frequentemente tem uma área de corte transversal de corpo principal de 6 a 100 metros quadrados, preferencialmente, 8 a 50 metros quadrados, mais preferencialmente, 10 a 30 metros quadrados e, ainda mais preferencialmente, 15 a 20 metros quadrados. A torre de adsorção (dessulfurização e desnitração) (ou torre de reação) no dispositivo de dessulfurização e desnitração frequentemente tem um tamanho maior, por exemplo, uma altura de torre da torre de adsorção é de 6 a 60 m (metros), preferencialmente, 8 a 55 m (metros), preferencialmente, 10 a 50 m, preferencialmente, 15 a 45 m, 18 a 40 m, preferencialmente, 20 a 35 m, preferencialmente, 22 a 30 m. A altura de torre da torre de adsorção se refere à altura entre uma saída de carvão ativado na parte de fundo da torre de adsorção e uma entrada de carvão ativado na parte topo da torre de adsorção, isto é, a altura da estrutura de corpo principal da torre.

[034] A técnica de projeto e adsorção da torre de adsorção de gás de combustão (ou gás residual) foi revelada em diversos documentos na tecnologia convencional, por exemplo, os documentos US 5932179, JP 2004209332 A, JP 3581090 B2 (JP 2002095930 A), JP 3351658 B2 (JP H 08332347 A) e JP 2005313035 A, que não serão descritos em detalhes no presente pedido.

[035] Não há exigência especial para a torre de dessorção de acordo com o presente pedido, todas as torres de dessorção na tecnologia convencional podem usadas no presente pedido. Preferencialmente, a torre de dessorção é uma torre de dessorção vertical de tubo e carcaça, em que o carvão ativado entra a partir da parte de topo de torre, passa para baixo através de um lado de tubo, então, chega na parte de fundo de torre, enquanto o gás de aquecimento passa através de a lado de carcaça, em que o gás de aquecimento entra a partir de um lado da torre, e é resfriado realizando-se troca de calor com o carvão ativado que passa através do lado de tubo, então, sai por outro lado da torre. Preferencialmente, a torre de dessorção é uma torre de dessorção vertical de tubo e carcaça (ou carcaça e tubo) ou uma torre de dessorção vertical de tubo e arranjo, em que o carvão ativado entra a partir da parte de topo de torre, passa para baixo através do lado de tubo da região de aquecimento na porção superior, então, chega na região de tamponamento localizada entre a região de aquecimento e a região de aquecimento na porção inferior, então, passa através do lado de tubo da região de aquecimento e, então, chega na parte de fundo de torre, enquanto o gás de aquecimento (ou o gás quente de alta temperatura) passa através do lado de carcaça da região de aquecimento, o gás de aquecimento (400 a 500 °C) entra por um lado da região de aquecimento da torre de dessorção, e é resfriado realizando-se troca de calor indireta com o carvão ativado que passa através do lado de tubo da região de aquecimento, então, sai pelo outro lado da região de aquecimento da torre. O ar de resfriamento entra por um lado da região de resfriamento da torre de dessorção, e realiza troca de calor indireta com o carvão ativado dessorvido e regenerado que passa através do lado de tubo da região de resfriamento. Após a troca de calor indireta, o ar de resfriamento é esquentado até 120±20 °C, por exemplo, aproximadamente 120 °C.

[036] O projeto da torre de dessorção ativada e o método de regeneração de carvão ativado foram revelados em diversos documentos na tecnologia convencional. O documento JP 3217627 B2 (JP H 08155299 A) revelou uma torre de dessorção (a saber, uma torre de extração), que emprega válvulas de vedação dupla, vedação de gás inerte, peneiragem e resfriamento de água (com referência à Figura 3 na patente). O documento JP 3485453 B2 (JP H 11104457 A) revelou uma torre de regeneração (com referência à Figura 23 e à Figura 24), que pode empregar uma seção de pré-aquecimento, válvulas de vedação dupla, gás inerte e resfriamento de ar ou resfriamento de água. O documento JP S 59142824 A revelou que um gás de uma seção de resfriamento é usado para pré-aquecer o carvão ativado. Pedido de Patente no CN 201210050541.6 (Shanghai clear science company) revelou uma solução da reutilização de energia da torre de regeneração, em que um secador 2 é empregado. O documento JP S 4918355 B revelou que gás de alto-forno é usado para regeneração de carvão ativado. O documento JP H 08323144 A revelou uma torre de regeneração que usa um combustível (óleo pesado ou óleo leve), e um forno de aquecimento de ar (referindo-se à Figura 2 da patente, 11 - forno de ar quente, 12 - dispositivo de abastecimento de combustível) é empregado. Modelo de Serviços Públicos Chinês 201320075942.7 se refere a um dispositivo de aquecimento e um dispositivo de tratamento de gás residual que tem o dispositivo de aquecimento (aquecido pelo carvão combustível e o ar), referindo-se à Figura 2 na patente de modelo de serviços públicos.

[037] A torre de dessorção no presente pedido emprega resfriamento de ar.

[038] Em um caso em que a capacidade para dessorção da torre de dessorção é de 10 tons de carvão ativado por hora e, de acordo com a tecnologia tradicional, a fim de manter a temperatura na torre de dessorção a 420 °C, uma quantidade exigida de gás de coqueira é de aproximadamente 400 Nm3/h, uma quantidade exigida de ar comburente é de aproximadamente 2.200 Nm3/h, uma quantidade exigida de gás quente de descarga é de aproximadamente 2.500 Nm3/h; uma quantidade exigida de ar de resfriamento é de 3.000 Nm3/h, e uma temperatura exigida do carvão ativado após ser resfriado é de 140 °C.

[039] No presente pedido, o termo “opcional” indica com ou sem, “opcionalmente” indica a possibilidade ou não de prosseguir. Os termos torre de dessorção e torre de regeneração podem ser usados intercambiavelmente. Os termos regeneração e dessorção podem ser usados intercambiavelmente. Além disso, dessorção e extração têm o mesmo conceito. Os termos “seção de aquecimento” e “região de aquecimento” têm o mesmo conceito. Os termos “seção de resfriamento” e “região de resfriamento” têm o mesmo conceito.

[040] A espessura da câmara de carvão ativado se refere à distância ou ao intervalo entre duas partições porosas da câmara de carvão ativado.

[041] As vantagens ou efeitos técnicos benéficos do presente pedido são os seguintes: 1. a torre de adsorção, de acordo com o presente pedido, aprimora significativamente a quantidade de tratamento de gás de combustão, por um lado e, por outro lado, reduz os custos de fabricação, operação e manutenção do dispositivo, e economiza energia elétrica e térmica. 2. o processo é mais fácil de controlar, o que pode evitar o ângulo morto do fluxo de ar. 3. o dispositivo é compacto e a manutenção é conveniente. 4. o tempo de retenção do carvão ativado corresponde estritamente à quantidade de adsorção do carvão ativado em cada uma dentre as porções na torre de adsorção, portanto, o carvão ativado tem uma alta razão de utilização. 5. o presente pedido diminui uma primeira quantidade de preenchimento do carvão ativado, reduz o custo de investimento, e diminui, enquanto isso, o tempo de retenção do carvão ativado que não entrou em contato com o gás de combustão. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista esquemática que mostra um dispositivo de dessulfurização e desnitração que inclui uma torre de adsorção de carvão ativado e uma torre de geração de carvão ativado e um processo técnico de acordo com a tecnologia convencional; A Figura 2 é uma vista esquemática que mostra uma torre de adsorção de acordo com a tecnologia convencional; AS Figura 3 é uma vista esquemática que mostra outra torre de adsorção de acordo com a tecnologia convencional; A Figura 4 é uma vista esquemática que mostra um primeiro tipo de uma torre de adsorção de acordo com o presente pedido; A Figura 5 é uma vista esquemática que mostra um segundo tipo de uma torre de adsorção de acordo com o presente pedido; A Figura 6 é uma vista esquemática que mostra um terceiro tipo de uma torre de adsorção de acordo com o presente pedido; Números de Referência nos desenhos: A porção de camada de leito de carvão ativado inferior, B porção de camada de leito de carvão ativado superior, C região de transição em uma porção intermediária da torre de adsorção, 1 entrada de gás de combustão, 2 saída de gás de combustão, 3 recipiente de alimentação, 4 partição porosa, 4’ partição porosa ou abertura, 5 canal de gás de combustão, 6 rolo alimentador, 7 válvula giratória, 8 dispositivo de transporte, 9 placa de separação não porosa ou barril cilíndrico ou barril cônico feito de placa não porosa, 10 canal de carvão ativado na região de transição (C), a1 primeira câmara de carvão ativado inferior, a2 segunda câmara de carvão ativado inferior, a3 terceira câmara de carvão ativado inferior, b1 primeira câmara de carvão ativado superior, b2 segunda câmara de carvão ativado superior, b3 terceira câmara de carvão ativado superior, G1 extremidade de entrada de gás de combustão da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A), G2 extremidade de saída de gás de combustão da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A), G3 extremidade de entrada de gás de combustão da porção de camada de leito de carvão ativado superior (B), G4 extremidade de saída de gás de combustão da porção de camada de leito de carvão ativado superior (B).

DESCRIÇÃO DETALHADA

[042] O dispositivo de dessulfurização e desnitração empregado nas modalidades inclui uma torre de adsorção de carvão ativado e uma torre de dessorção. A torre de dessorção de carvão ativado tem uma região de aquecimento superior, uma região de resfriamento inferior e uma região de tamponamento intermediária localizada entre a região de aquecimento superior e a região de resfriamento inferior.

[043] O gás de combustão de sinterização exigido a ser tratado nas modalidades é o gás de combustão de máquina de sinterização da indústria de ferro e aço.

[044] Nas modalidades, o tamanho da torre de dessorção é: uma altura de torre é de 20 metros, e uma área de corte transversal de corpo principal é de 15 metros quadrados.

[045] As estruturas de três tipos de torres de adsorção são mostradas na Figura 4 a Figura 6.

[046] Um dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado que inclui uma torre de adsorção de carvão ativado é um dispositivo de dessulfurização e desnitração que inclui uma torre de adsorção de carvão ativado e uma torre de dessorção, ou um dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado que inclui uma torre de adsorção de carvão ativado e uma torre de dessorção. A torre de adsorção de carvão ativado inclui uma porção de camada de leito de carvão ativado inferior A em uma porção inferior, uma porção de camada de leito de carvão ativado superior B em uma porção inferior e uma região de transição C ou uma região intermediária C localizada entre essas duas porções. A torre de adsorção de carvão ativado também inclui um recipiente de alimentação 3 localizado acima de ou em uma parte de topo da torre de adsorção, uma entrada de gás de combustão 1 localizada em uma porção inferior da torre de adsorção e uma saída de gás de combustão 2 localizada em uma porção superior da torre de adsorção. Uma extremidade de efluxo de gás de combustão G2 da porção de camada de leito de carvão ativado inferior A está em comunicação com uma extremidade de influxo de gás de combustão G3 da porção de camada de leito de carvão ativado superior B através de um canal de gás de combustão 5. A porção de camada de leito de carvão ativado inferior A tem 2 a 7 (preferencialmente, 3 a 5, por exemplo, 3, 4, 5, 6 ou 7) câmaras de carvão ativado (por exemplo, há 7 câmaras de carvão ativado, que podem ser sequencialmente numeradas como a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7; e assim por diante) divididas por ou formadas ao serem divididas por partições porosas 4. E ao longo de uma direção de fluxo de gás de combustão (nessa ordem), as câmaras de carvão ativado localizadas na porção inferior aumentam sequencialmente em espessura, ou ao longo da direção de fluxo de gás de combustão, em quaisquer duas câmaras de carvão ativado adjacentes na porção inferior (por exemplo, a2 e a3, ou a3 e a4) atrás de uma primeira câmara de carvão ativado a1 localizada na porção inferior, uma câmara traseira de carvão ativado (por exemplo, a3 ou a4) tem uma espessura maior ou igual à espessura de uma câmara frontal de carvão ativado (por exemplo, a2 ou a3). A porção de camada de leito de carvão ativado superior B tem 2 a 7 (preferencialmente, 3 a 5, por exemplo, 3, 4, 5, 6 ou 7) câmaras de carvão ativado (por exemplo, há 7 câmaras de carvão ativado, que são sequencialmente numeradas b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7; e por diante) divididas por partições porosas 4 ou formadas por serem divididas por partições porosas 4. E ao longo da direção de fluxo de gás de combustão, as câmaras de carvão ativado localizadas na porção superior aumentam sequencialmente em espessura, ou ao longo da direção de fluxo de gás de combustão, em quaisquer duas câmaras de carvão ativado adjacentes na porção superior (por exemplo, b2 e b3, ou b3 e b4) atrás de uma primeira câmara de carvão ativado b1 localizada na porção superior, uma câmara traseira de carvão ativado (por exemplo, b3 ou b4) tem uma espessura maior ou igual à espessura de uma câmara frontal de carvão ativado (por exemplo, b2 ou b3).

[047] Preferencialmente, entre as 2 a 7 (por exemplo, 3) câmaras de carvão ativado localizadas na porção inferior ou entre as 2 a 7 (por exemplo, 3) câmaras de carvão ativado localizadas na porção superior, de acordo com a sequência da direção de fluxo de gás de combustão, uma espessura de uma segunda câmara a2 ou b2 é 1 a 9 vezes a espessura da primeira câmara a1 ou b1, por exemplo, 1,5 a 7 vezes, ou 2, 3, 4, 5 ou 6 vezes. Além disso, quando há uma terceira câmara a3 ou b3, uma espessura da terceira câmara a3 ou b3 é 1 a 2,5 vezes a espessura da segunda câmara a2 ou b2, preferencialmente, 1,2 a 2 vezes, por exemplo, 1,3 vez, 1,5 vez ou 1,8 vez.

[048] De modo geral, a porção inferior tem três câmaras de carvão ativado, de acordo com a sequência da direção de fluxo de gás de combustão, a espessura da primeira câmara a1, a saber, uma câmara frontal, é de 90 a 250 mm, preferencialmente, 100 a 230 mm, por exemplo, 120, 150, 200 ou 220 mm; a espessura da segunda câmara a2, a saber, a câmara intermediária, é de 360 a 1.000 mm, preferencialmente, 400 a 950 mm, por exemplo, 450, 600, 700, 800 ou 900 mm; e a espessura da terceira câmara a3, a saber, a câmara traseira, é de 432 a 1.200 mm, preferencialmente, 450 a 1.150 mm, por exemplo, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000 ou 1.100 mm.

[049] De modo geral, a porção superior tem três câmaras de carvão ativado, de acordo com a sequência da direção de fluxo de gás de combustão, a espessura da primeira câmara b1, a saber, uma câmara frontal, é de 90 a 250 mm, preferencialmente, 100 a 230 mm, por exemplo, 120, 150, 200 ou 220 mm; a espessura da segunda câmara b2, a saber, a câmara intermediária, é de 360 a 1.000 mm, preferencialmente, 400 a 950 mm, por exemplo, 450, 600, 700, 800 ou 900 mm; e a espessura da terceira câmara b3, a saber, a câmara traseira, é de 432 a 1.200 mm, preferencialmente, 450 a 1.150 mm, por exemplo, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000 ou 1.100 mm.

[050] Preferencialmente, a entrada de gás de combustão 1 localizada na porção inferior da torre de adsorção e a saída de gás de combustão 2 localizada na porção superior da torre de adsorção são localizadas em um mesmo lado da torre de adsorção.

[051] Preferencialmente, um rolo alimentador 6 é disposto em uma parte de fundo de cada câmara da porção de camada de leito de carvão ativado inferior A.

[052] Preferencialmente, uma ou mais válvulas giratórias de descarga 7 são dispostas em um recipiente de fundo da torre de adsorção.

[053] De modo geral, múltiplos canais de carvão ativado 10, por exemplo, 2 a 7, tais como 3, 4, 5, 6 canais de carvão ativado 10, são dispostos na região de transição C. Preferencialmente, os canais de carvão ativado 10 são formados por placas de separação 9 e a parede de torre da torre de adsorção, ou formados por barris cilíndricos 9 ou barris cônicos 9 que têm um corte transversal circular, ou formados por tubos ou barris 9 que têm um corte transversal elíptico, ou formados por tubos ou barris 9 que têm um corte transversal de um formato poligonal, por exemplo, um triângulo, um retângulo, um pentágono ou um hexágono. Mais preferencialmente, as placas de separação 9 são placas não porosas ou os barris cilíndricos 9 ou barris cônicos 9 são produzidos a partir de placas não porosas. Mais preferencialmente, os tubos ou barris 9 são produzidos a partir de placas não porosas.

[054] Preferencialmente, as 2 a 7 câmaras de carvão ativado na porção superior, preferencialmente, 3 a 5, por exemplo, 3, 4, 5, 6 ou 7 câmaras de carvão ativado, estão em comunicação com as 2 a 7 câmaras de carvão ativado na porção inferior correspondentes, preferencialmente, 3 a 5, por exemplo, 3, 4, 5, 6 ou 7 câmaras de carvão ativado, através dos respectivos canais de carvão ativado 10.

[055] Preferencialmente, em uma posição intermediária em uma direção vertical da região de transição C, uma soma de áreas de corte transversal de todos os canais de carvão ativado 10 é menor ou igual a uma soma de áreas de corte transversal de todas as câmaras de carvão ativado na porção superior ou a soma de áreas de corte transversal de todas as câmaras de carvão ativado na porção inferior, e preferencialmente, o último é 20% a 60% do anterior, preferencialmente, 20% a 50%.

[056] Uma altura da região de transição C da torre de adsorção ou a comprimento na direção vertical da região de transição C da torre de adsorção é de 1 a 5 metros, preferencialmente, de 1,2 a 4 metros e, mais preferencialmente, 1,5 a 3 metros.

[057] Preferencialmente, o rolo alimentador 6 é disposto na parte de fundo de cada câmara de carvão ativado na porção superior. Preferencialmente, os rolos alimentadores 6 são localizados na região de transição C da torre de adsorção, e uma folga ou uma distância vertical é mantida entre os rolos alimentadores 6 e a camada de carvão ativado de cada câmara de carvão ativado na porção inferior, isto é, um rolo do rolo alimentador 6 não está em contato com a camada de carvão ativado de cada câmara de carvão ativado na porção inferior.

[058] De modo geral, uma altura de a estrutura de corpo principal da torre de adsorção é de 6 a 60 m (metros), preferencialmente, 8 a 55 m (metros), preferencialmente, 10 a 50 m, preferencialmente, 15 a 45 m, preferencialmente, 18 a 40 m, preferencialmente, 20 a 35 m, preferencialmente, 22 a 30 m.

[059] Um método de purificação de gás de combustão ou um método de dessulfurização e desnitração de gás de combustão de sinterização que emprega o dispositivo acima é fornecido de acordo com uma segunda solução do presente pedido, e o método inclui: 1) gás de combustão ou gás de combustão de sinterização (que contém poluentes) (ambos são doravante no presente documento coletivamente denominados gás de combustão) é transportado para a torre de adsorção de carvão ativado de um dispositivo de dessulfurização e desnitração que inclui a torre de adsorção de carvão ativado mencionado acima e uma torre de dessorção (convencional), o gás de combustão passa através da porção de camada de leito de carvão ativado inferior A e da porção de camada de leito de carvão ativado superior B em sequência e entra em contato com o carvão ativado transportado a partir de uma parte de topo da torre de adsorção para as duas porções A e B, de modo que os poluentes que incluam óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio e dioxina sejam adsorvidos pelo carvão ativado. 2) o carvão ativado na torre de adsorção de carvão ativado do dispositivo de dessulfurização e desnitração, que adsorveu poluentes do gás de combustão ou gás de combustão de sinterização, é transferido para uma região de aquecimento da torre de dessorção de carvão ativado que tem uma região de aquecimento superior e uma região de resfriamento inferior, e o carvão ativado é aquecido ou esquentado até uma temperatura de dessorção de carvão ativado Td realizando-se a troca de calor indireta com o gás quente que atua como um gás de aquecimento, por exemplo, Td=390 a 450 °C, que resulta na dessorção e regeneração do carvão ativado sob a temperatura Td. 3) o carvão ativado que foi dessorvido e regenerado na região de aquecimento superior da torre de dessorção entra na região de resfriamento inferior da torre de dessorção através de uma região de tamponamento intermediária, a saber, uma seção intermediária, enquanto o ar em temperatura ambiente (que atua como vento de resfriamento ou ar de resfriamento) é alimentado a partir de uma entrada de ar de resfriamento da região de resfriamento da torre de dessorção para a região de resfriamento da torre de dessorção, de modo a resfriar o carvão ativado realizando-se a troca de calor indireta com o carvão ativado que se move para baixo na região de resfriamento. 4) o carvão ativado resfriado descarregado da parte de fundo da torre de dessorção, por exemplo, após as cinzas serem removidas por peneiragem, é transferido para a parte de topo da torre de adsorção de carvão ativado na etapa 1 acima), por exemplo, transferido para o recipiente de alimentação na parte de topo da torre de adsorção de carvão ativado.

[060] De modo geral, a temperatura de regeneração de carvão ativado Td está em uma faixa de 390 a 500 °C, preferencialmente, 400 a 470 °C, mais preferencialmente, 405 a 450 °C, mais preferencialmente, 410 a 440 °C, e mais preferencialmente, 410 a 430 °C.

[061] Frequentemente, o gás quente introduzido na região de aquecimento da torre de dessorção tem uma temperatura em uma faixa de 400 a 500 °C, preferencialmente, 410 a 480 °C, mais preferencialmente, 415 a 470 °C, mais preferencialmente, 420 a 460 °C e, ainda mais preferencialmente, 420 a 450 °C.

PRIMEIRA MODALIDADE

[062] A torre de adsorção é mostrada na Figura 4. O dispositivo de dessulfurização e desnitração inclui a torre de adsorção de carvão ativado (a altura de torre é de 30 metros e a área de corte transversal é de 120 metros quadrados) e a torre de dessorção de carvão ativado (a altura de torre é de 20 metros e a área de corte transversal é de 15 metros quadrados).

[063] A porção de camada de leito de carvão ativado inferior A tem três câmaras de carvão ativado a1, a2 e a3, e a porção de camada de leito de carvão ativado superior B tem três câmaras de carvão ativado b1, b2 e b3.

[064] Ao longo da direção de fluxo de gás, de acordo com a sequência de cada uma dentre as camadas de carvão ativado que entram em contato com o gás de combustão, as camadas são definidas como uma câmara frontal de camada inferior, uma câmara intermediária de camada inferior, uma câmara traseira de camada inferior, uma câmara frontal de camada superior, uma câmara intermediária de camada superior e uma câmara superior de camada superior, respectivamente. As espessuras da câmara frontal de camada inferior, da câmara intermediária de camada inferior e da câmara traseira de camada inferior são respectivamente de 150 mm, 450 mm, 900 mm, e a espessura total é de 1.500 mm. As espessuras da câmara frontal superior, da câmara intermediária de camada superior e da câmara superior de camada superior são respectivamente de 150 mm, 450 mm, 900 mm, e a espessura total é de 1.500 mm. Portanto, o tempo de retenção de carvão ativado nas câmaras frontal, intermediária e traseira das camadas superior e inferior podem ser controladas para serem, por exemplo, de 40 horas, 120 horas ou 240 horas.

[065] As descargas inferior e superior são ajustáveis.

[066] O dispositivo, de acordo com a modalidade, divide a torre de adsorção em uma camada superior e uma camada inferior, em que o carvão ativado de cada camada é dividido em múltiplas câmaras por partições porosas, e um rolo alimentador é disposto em uma porção inferior de cada câmara para controlar a velocidade de fluxo de carvão ativado (ou tempo de retenção) em cada câmara separadamente.

[067] A câmara de carvão ativado a1 ou b1 que entra primeiro em contato com o gás de combustão é relativamente fina, e uma velocidade de alimentação relativamente rápida é empregada para descarregar o carvão ativado saturado pela adsorção assim que possível; entre as camadas, a câmara de carvão ativado que entra em contato com o gás de combustão por último é relativamente espessa, o carvão ativado tem um tempo de retenção longo na câmara, que pode reduzir de modo eficaz a concentração de poeira no gás de combustão.

[068] Na posição intermediária na direção vertical da região de transição C, uma soma de áreas de corte transversal de todos os canais de carvão ativado 10 é de aproximadamente 55% de uma soma de áreas de corte transversal de todas as câmaras de carvão ativado na porção superior ou de uma soma de áreas de corte transversal de todas as câmaras de carvão ativado na porção inferior. A altura da região de transição C da torre de adsorção ou o comprimento na direção vertical da região de transição C da torre de adsorção é de 2 metros.

[069] Após ser descarregado pelo rolo alimentador, o carvão ativado de camada superior é colocado em uma parte de topo de uma câmara de carvão ativado de camada inferior a ser temporariamente armazenada.

[070] Uma porção inferior de um rolo do rolo alimentador não está em contato com o carvão ativado, o que pode impedir uma alta temperatura ou faíscas causadas pelo atrito entre o rolo redondo e o carvão ativado.

SEGUNDA MODALIDADE

[071] A torre de adsorção é mostrada na Figura 5. Para o gás de combustão que tem uma composição de poluente que não varia muito, os rolos alimentadores para a alimentação de camada superior podem ser omitidos, e o tempo de retenção do material em cada camada pode ser realizado controlando-se uma largura de cada câmara nas camadas superior e inferior. A altura da região de transição C da torre de adsorção ou o comprimento na direção vertical da região de transição C da torre de adsorção é de 3 metros.

[072] Ao longo da direção de fluxo de gás, de acordo com a sequência de cada uma dentre as camadas de carvão ativado que entram em contato com o gás de combustão, as camadas são definidas como uma câmara frontal de camada inferior, uma câmara intermediária de camada inferior, uma câmara traseira de camada inferior, uma câmara frontal de camada superior, uma câmara intermediária de camada superior e uma câmara superior de camada superior, respectivamente. As espessuras da câmara frontal de camada inferior, da câmara intermediária de camada inferior e da câmara traseira de camada inferior são respectivamente de 150 mm, 450 mm, 900 mm, e a espessura total é de 1.500 mm. As espessuras da câmara frontal superior, da câmara intermediária de camada superior e da câmara superior de camada superior são respectivamente de 150 mm, 450 mm, 900 mm, e a espessura total é de 1.500 mm. Portanto, o tempo de retenção de carvão ativado nas câmaras frontal, intermediária e traseira das camadas superior e inferior podem ser controladas para serem, por exemplo, de 40 horas, 120 horas ou 240 horas.

TERCEIRA MODALIDADE

[073] A torre de adsorção é mostrada na Figura 6. A fim de diminuir uma primeira quantidade de preenchimento do carvão ativado, reduzindo-se o custo de investimento e, enquanto isso, diminuindo-se o tempo de retenção do carvão ativado que não entrou em contato com o gás de combustão, pode-se encurtar um comprimento do canal de carvão ativado entre a camada superior e a camada inferior.

[074] Ao longo da direção de fluxo de gás, de acordo com a sequência de cada uma dentre as camadas de carvão ativado que entram em contato com o gás de combustão, as camadas são definidas como uma câmara frontal de camada inferior, uma câmara intermediária de camada inferior, uma câmara traseira de camada inferior, uma câmara frontal de camada superior, uma câmara intermediária de camada superior e uma câmara superior de camada superior, respectivamente. As espessuras da câmara frontal de camada inferior, da câmara intermediária de camada inferior e da câmara traseira de camada inferior são respectivamente de 150 mm, 450 mm, 900 mm, e a espessura total é de 1.500 mm. As espessuras da câmara frontal superior, da câmara intermediária de camada superior e da câmara superior de camada superior são respectivamente de 150 mm, 450 mm, 900 mm, e a espessura total é de 1.500 mm. Portanto, o tempo de retenção de carvão ativado nas câmaras frontal, intermediária e traseira das camadas superior e inferior podem ser controladas para serem, por exemplo, de 40 horas, 120 horas ou 240 horas.

[075] Os canais de carvão ativado intermediários 10 são áreas inválidas, portanto, na premissa de que a velocidade de alimentação (a resistência é pequena) do carvão ativado está garantida, também exige-se que a altura ou comprimento dos canais ativados e a área de corte transversal total dos canais ativados sejam reduzidos o máximo possível. Na posição intermediária na direção vertical da região de transição C, uma soma de áreas de corte transversal de todos os canais de carvão ativado 10 é de aproximadamente 22% de uma soma de áreas de corte transversal de todas as câmaras de carvão ativado na porção superior ou de uma soma de áreas de corte transversal de todas as câmaras de carvão ativado na porção inferior. A altura da região de transição C da torre de adsorção ou o comprimento na direção vertical da região de transição C da torre de adsorção é de 1,8 metros.

Claims

1. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado caracterizado por compreender uma torre de adsorção de carvão ativado, em que a torre de adsorção de carvão ativado compreende uma porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) em uma porção inferior, uma porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) em uma porção superior e uma região de transição (C) localizada entre a porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) e a porção de camada de leito de carvão ativado superior (B), e a torre de adsorção de carvão ativado compreende adicionalmente um recipiente de alimentação (3) localizado acima de ou em uma parte de topo da torre de adsorção, uma entrada de gás de combustão (1) localizada na porção inferior da torre de adsorção e uma saída de gás de combustão (2) localizada na porção superior da torre de adsorção, em que uma extremidade de efluxo de gás de combustão (G2) da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) está em comunicação com uma extremidade de influxo de gás de combustão (G3) da porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) através de um canal de gás de combustão (5), em que a porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) tem uma pluralidade de câmaras de carvão ativado divididas por uma partição porosa (4) e a porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) tem uma pluralidade de câmaras de carvão ativado divididas por uma partição porosa (4); e em que a pluralidade de câmaras de carvão ativado na porção superior estarem em comunicação com a pluralidade correspondente de câmaras de carvão ativado na porção inferior através dos respectivos canais de carvão ativado (10).

2. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o número da pluralidade de câmaras de carvão ativado da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) estar na faixa de 2 a 7, e o número da pluralidade de câmaras de carvão ativado da porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) estarem na faixa de 2 a 7.

3. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o número da pluralidade de câmaras de carvão ativado da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) estar na faixa de 3 a 5, e o número da pluralidade de câmaras de carvão ativado da porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) estar na faixa de 3 a 5.

4. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) ter a pluralidade de câmaras de carvão ativado dividida pela partição porosa (4) e ao longo de uma direção de fluxo de gás de combustão, em que a pluralidade de câmaras de carvão ativado localizada na porção inferior aumenta sequencialmente em espessura, ou ao longo da direção de fluxo de gás de combustão, em quaisquer duas câmaras de carvão ativado adjacentes atrás de uma primeira câmara de carvão ativado (a1) localizada na porção inferior, sendo que uma câmara traseira dentre as duas câmaras de carvão ativado adjacentes tem uma espessura maior ou igual a uma espessura de uma câmara frontal dentre as duas câmaras de carvão ativado adjacentes; a porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) ter a pluralidade de câmaras de carvão ativado dividida pela partição porosa (4) e ao longo da direção de fluxo de gás de combustão, em que a pluralidade de câmaras de carvão ativado localizada na porção superior aumenta sequencialmente em espessura, ou ao longo da direção de fluxo de gás de combustão, em quaisquer duas câmaras de carvão ativado adjacentes atrás de uma primeira câmara de carvão ativado (b1) localizada na porção superior, sendo que uma câmara traseira dentre as duas câmaras de carvão ativado adjacentes tem uma espessura maior ou igual a uma espessura de uma câmara frontal dentre as câmaras de carvão ativado adjacentes.

5. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por, entre a pluralidade de câmaras de carvão ativado localizada na porção inferior ou entre a pluralidade de câmaras de carvão ativado localizada na porção superior, de acordo com uma sequência da direção de fluxo de gás de combustão, uma espessura de uma segunda câmara ter 1 a 9 vezes uma espessura da primeira câmara; e, em um caso em que há uma terceira câmara, uma espessura da terceira câmara ter 1 a 2,5 vezes a espessura da segunda câmara.

6. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por, de acordo com a sequência da direção de fluxo de gás de combustão, a espessura da segunda câmara ter 1,5 a 7 vezes a espessura da primeira câmara; e, em um caso em que há uma terceira câmara, uma espessura da terceira câmara ter 1,2 a 2 vezes a espessura da segunda câmara.

7. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a porção inferior ter três câmaras de carvão ativado, de acordo com a sequência do direção de fluxo de gás de combustão, em que as espessuras da primeira câmara (a1), da segunda câmara (a2) e da terceira câmara (a3) estão em uma faixa de 90 a 250 mm, 360 a 1.000 mm e 432 a 1.200 mm, respectivamente; e/ou pela porção superior ter três câmaras de carvão ativado, de acordo com a sequência da direção de fluxo de gás de combustão, em que as espessuras da primeira câmara (a1), da segunda câmara (a2) e da terceira câmara (a3) estão em uma faixa de 90 a 250 mm, 360 a 1.000 mm e 432 a 1.200 mm, respectivamente.

8. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por as espessuras da primeira câmara (a1), da segunda câmara (a2) e da terceira câmara (a3) estarem em uma faixa de 100 a 230 mm, 400 a 950 mm e 450 a 1.150 mm, respectivamente; e/ou pela porção superior ter três câmaras de carvão ativado, de acordo com a sequência da direção de fluxo de gás de combustão, sendo que as espessuras da primeira câmara (b1), da segunda câmara (b2) e da terceira câmara (b3) estão em uma faixa de 100 a 230 mm, 400 a 9.500 mm e 450 a 1.150 mm respectivamente.

9. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a entrada de gás de combustão (1) localizada na porção inferior da torre de adsorção e por a saída de gás de combustão (2) localizada na porção superior da torre de adsorção estarem do mesmo lado da torre de adsorção.

10. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por um rolo alimentador (6) ser disposto em uma parte de fundo de cada câmara da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A); e/ou uma ou mais válvulas giratórias de descarga (7) serem dispostas em um recipiente de fundo da torre de adsorção.

11. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por uma pluralidade de canais de carvão ativado (10) ser disposta na região de transição (C); os canais de carvão ativado (10) são formados separando-se placas (9) e uma parede de torre da torre de adsorção, ou formados por barris cilíndricos (9) ou barris cônicos (9) que têm um corte transversal circular, ou formados por tubos ou barris (9) que têm um corte transversal elíptico, ou formados por tubos ou barris (9) que têm um corte transversal de um formato poligonal; as placas de separação (9) são placas não porosas ou os barris cilíndricos (9) ou barris cônicos (9) são produzidos a partir de placas não porosas, sendo que os tubos ou barris (9) são produzidos a partir de placas não porosas.

12. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por, em uma posição intermediária em uma direção vertical da região de transição (C), uma soma de áreas de corte transversal de todos os canais de carvão ativado (10) ser menor ou igual a uma soma de áreas de corte transversal de todas as câmaras de carvão ativado na porção superior ou uma soma de áreas de corte transversal de todas as câmaras de carvão ativado na porção inferior, e o anterior é 20% a 60% do último.

13. Dispositivo de purificação de gás de combustão de carvão ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por um rolo alimentador (6) ser disposto em uma parte de fundo de cada câmara de carvão ativado na porção superior; os rolos alimentadores (6) são localizados na região de transição (C), e uma folga ou uma distância vertical é mantida entre os rolos alimentadores (6) e uma camada de carvão ativado de cada câmara de carvão ativado na porção inferior.

14. Método de purificação de gás de combustão que emprega o dispositivo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por compreender: 1) transportar gás de combustão ou sinterizar gás de combustão para a torre de adsorção de carvão ativado de um dispositivo de dessulfurização e desnitração que compreende a torre de adsorção de carvão ativado, e uma torre de dessorção, em que o gás de combustão passa através da porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) na porção inferior e da porção de camada de leito de carvão ativado superior (B) na porção superior em sequência e entra em contato com carvão ativado transmitido a partir da parte de topo da torre de adsorção para a porção de camada de leito de carvão ativado inferior (A) e para a porção de camada de leito de carvão ativado superior (B), para permitir que o carvão ativado absorva poluentes que compreendem óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio e dioxina; 2) transferir o carvão ativado na torre de adsorção de carvão ativado do dispositivo de dessulfurização e desnitração, que adsorveu poluentes do gás de combustão ou gás de combustão de sinterização, para uma região de aquecimento do torre de dessorção de carvão ativado que tem a região de aquecimento em uma porção superior e uma região de resfriamento em uma porção inferior, em que o carvão ativado é aquecido ou esquentado a uma temperatura de dessorção de carvão ativado Td realizando-se troca de calor indireta com um gás quente que atua como um gás de aquecimento, para permitir que o carvão ativado seja dessorvido e se regenere sob a temperatura Td; 3) introduzir o carvão ativado que foi dessorvido e regenerado na região de aquecimento na porção superior da torre de dessorção na região de resfriamento na porção inferior da torre de dessorção através de uma região de tamponamento intermediária, a saber, uma seção intermediária, e, enquanto isso, jatear ar em temperatura ambiente a partir de uma entrada de ar de resfriamento da região de resfriamento da torre de dessorção para a região de resfriamento da torre de dessorção, para resfriar o carvão ativado realizando-se troca de calor indireta com o carvão ativado que se move para baixo na região de resfriamento; e 4) transferir o carvão ativado resfriado descarregado a partir de uma parte de fundo da torre de dessorção para uma parte de topo da torre de adsorção de carvão ativado na etapa 1).

15. Método de purificação de gás de combustão, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por uma temperatura de dessorção de carvão ativado Td estar na faixa de 390 a 450 °C.