CN101279197A - 一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种赤泥－活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，属于脱硫脱硝设备技术领域。一种赤泥－活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，包括：原态赤泥循环脱硫装置、活性炭脱硫脱硝装置、活性炭循环再生装置，三个相对独立的装置依次串联构成。本发明的脱硫脱硝系统，由直接利用原态赤泥对含硫烟气进行脱硫的装置，与活性炭循环脱硫脱硝装置直接串联应用，对经过初脱硫的烟气进行精脱硫，同时进行脱硝，构成高效率的烟气脱硫脱硝系统装置，可解决氧化铝生产行业所产生的大量强碱赤泥固体废物的中性处理；再对吸附饱和的活性炭进行低温脱附再生，从而实现循环使用，该系统不产生任何的有害二次污染。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，属于脱硫脱硝设备技术领域。
二、背景技术
目前现有的脱硫技术装置主要是石灰石-石膏法、氨法、循环流化床法等。这些技术不能进行脱硝，同时产生固体废弃物等二次污染。此外设备的安装运行占地面积大，需要废物收集处理场地和厂房，运行费用高。仅因技术较成熟而成为目前的主要脱硫手段。随着国家对排放烟气中含硫量和氮氧化物排放含量及排放总量的要求不断严格，投资低、运行费用低的烟气同时脱硫脱硝技术具有很好发展前景。
三、发明内容
本发明目的在于解决上述已有技术存在的不足和缺陷，提出一种高效率的直接利用原态赤泥对含硫烟气进行脱硫的装置，与活性炭循环脱硫脱硝装置直接串联应用，解决氧化铝生产行业所产生的大量强碱赤泥固体废物的中性处理问题，不产生任何有害的二次污染的赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝一体化系统。
本发明通过以下技术方案实现：
一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，包括：原态赤泥循环脱硫装置、活性炭脱硫脱硝装置、活性炭循环再生装置，三个相对独立的装置依次串联构成；
如上所述的原态赤泥循环脱硫装置位于前端，装置中原态赤泥在反应塔中得到雾化，自上而下与自下而上的含硫烟气接触反应，实现脱硫；该装置由单组或多组垂直立式赤泥脱硫反应塔串联组成，含硫烟气在单循环或多循环的反应中实现脱硫；
原态赤泥循环脱硫装置包括赤泥脱硫反应塔6、10，赤泥脱硫反应塔6底部的烟气进入口连接初级除粉尘过滤器3，赤泥脱硫反应塔10底部的烟气进入口与赤泥脱硫反应塔6的烟气出口串接，赤泥雾化器5、9安装在脱硫反应塔6、10的顶部，粉化赤泥与雾化动力风适配装置4、8安装在赤泥雾化器5、9前端，系统内循环风适配器11安装在末级赤泥脱硫反应塔10的出风口处，粉化赤泥与雾化动力风适配装置4、8分别与系统内循环风适配器11、同原态赤泥料仓1相通的原态赤泥粉化装置2连接，赤泥脱硫反应塔6的出口还通过中性化赤泥排出装置7连通至粉化赤泥与雾化动力风适配装置8，末级赤泥脱硫反应塔10通过系统内循环风适配器11、中级粉尘净化装置12连通至活性炭脱硫脱硝装置；
所利用的铝业废弃物赤泥为原态，含水量为自然排放状态，其范围为0％-100％，赤泥雾化系统内置于脱硫反应塔6、10的上方，将原态铝业废弃物赤泥物化后在反应塔内形成祢散悬浮态；
所述的赤泥雾化器5、9包含的喷嘴按一定规律分布按装在曲面上；
如上所述的活性炭脱硫脱硝装置位于系统的中段，是一单体垂直立式反应塔，烟气自塔体下端进入塔体，先脱硫，再脱硝，实现脱硫脱硝一体化；由活性炭脱硫脱硝装置-脱硫段14、脱硝反应气体注入段15、活性炭脱硫脱硝装置-脱硝段16构成，活性炭脱硫脱硝装置-脱硫段14与末级赤泥脱硫反应塔10的出风口联接，其间加装中级粉尘净化装置12，终级粉尘净化装置21安装在脱硫脱硝烟气出口、烟气排入烟囱之前，与活性炭脱硫脱硝装置-脱硝段16出风口联接；活性炭脱硫脱硝装置-脱硫段14下端通至饱和活性炭分离器13，由饱和活性炭分离器13与活性炭循环再生装置18联接；
如上所述的活性炭循环再生装置位于系统的末端，对活性炭循环再生装置中脱硫脱硝反应饱和的活性炭进行低温循环再生，重复使用，同时将吸附的二氧化硫通过解吸转换成高浓度二氧化硫气体，脱附富集出富硫产物，可作为化工生产原料，生产多种含硫化工产品；包括脱附加热区段19、脱附区段20的活性炭循环再生装置18安装在饱和活性炭分离器13的后端，再生活性炭和废弃活性炭分离装置17安装在活性炭循环再生装置18的底部，由再生活性炭和废弃活性炭分离装置17通至再生活性炭和新活性炭混合装置22，再生活性炭和新活性炭混合装置22安装在活性炭脱硫脱硝装置-脱硝段16和新活性炭供应仓之间。
本发明由于直接应用高碱度和高CaO含量的铝业废弃物原态赤泥，在多级循环脱硫反应中脱硫效率可达85％，同时使具强碱性的铝业废弃物赤泥呈中性，随后的活性炭的脱硫脱硝一体化只承担脱硝负荷和5-10％的脱硫负荷，最大限度的降低了活性炭的脱硫成本；由于原态赤泥循环脱硫装置的脱硫效率可高达85％，将其位于任何其他脱硫装置前端，都将最大限度的降低其后续和脱硫成本；赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝一体化系统具有优良的整体性能和重要的环境保护和资源循环应用功能。
本发明的一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝一体化技术系统，由直接利用原态赤泥对含硫烟气进行脱硫的装置，与活性炭循环脱硫脱硝装置直接串联应用，对经过初脱硫的烟气进行精脱硫，同时进行脱硝，构成高效率的烟气脱硫脱硝系统装置，可解决氧化铝生产行业所产生的大量强碱赤泥固体废物的中性处理；再对吸附饱和的活性炭进行低温脱附再生，从而实现循环使用，该系统不产生任何的有害二次污染。
四、附图说明
图1为本发明系统装置结构图；
图中的I为位于系统前段的原态赤泥循环脱硫装置；
图中的II为位于系统中段的活性炭脱硫脱硝装置；
图中的III为位于系统末端的活性炭循环再生装置。
图中：1、原态赤泥料仓；2、原态赤泥粉化装置；3、除粉尘过滤器；4、粉化赤泥与雾化动力风适配装置；5、赤泥雾化器；6、脱硫反应塔；7、中性化赤泥排出装置；8、粉化赤泥与雾化动力风适配装置；9、赤泥雾化器；10、脱硫反应塔；11、系统内循环风适配器；12、粉尘净化装置；13、饱和活性炭分离器；14、活性炭脱硫脱硝装置-脱硫段；15、脱硝反应气体注入段；16、活性炭脱硫脱硝装置-脱硝段；17、再生活性炭和废弃活性炭分离装置；18、活性炭再生装置；19、脱附加热区段；20、脱附区段；21、终级粉尘净化装置；22、再生活性炭和新活性炭混合装置。
五、具体实施方式
以下参照附图，给出本发明的具体实施方式，用来具体说明本发明技术系统的组合、结构特点和工艺原理。
本实施例的一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统装置，烟气进入口安装在赤泥脱硫反应塔6、10底部，初级除粉尘过滤器3安装在烟气进入口前端，赤泥雾化器5、9安装在脱硫反应塔6、10的顶部，粉化赤泥与雾化动力风适配装置4、8安装在赤泥雾化器前端，系统内循环风适配器11安装在末级赤泥脱硫反应塔10的出风口处；
活性炭脱硫脱硝装置由活性炭脱硫脱硝装置-脱硫段14、脱硝反应气体注入段15、活性炭脱硫脱硝装置-脱硝段16构成，活性炭脱硫脱硝装置-脱硫段14与末级赤泥脱硫反应塔10的出风口联接，其间加装中级粉尘净化装置12，终级粉尘净化装置21安装在脱硫脱硝烟气出口、烟气排入烟囱之前，与活性炭脱硫脱硝装置-脱硝段16出风口联接；包括脱附加热区段19、脱附区段20的活性炭再生装置18安装在饱和活性炭分离器13的后端，再生活性炭和废弃活性炭分离装置17安装在活性炭再生装置18的底部，再生活性炭和新活性炭混合装置22安装在再生活性炭和废弃活性炭分离装置17和新活性炭供应仓之间。
本发明技术系统的组合、结构特点，是利用具有强碱性的赤泥构成的循环脱硫系统作为前端脱硫装置，将具有强吸附特性和具有可再生性的活性炭构成的循环脱硫脱硝一体化系统作为末端精脱装置，将活性炭再生装置作为循环净化系统支持装置。原态赤泥循环脱硫装置中的赤泥雾化动力风，源自原态赤泥循环脱硫系统内部，不增加系统的总排风量，同时提高烟气的脱硫效率和赤泥的中性化处理效果，含硫烟气经过赤泥构成的循环脱硫处理后其含硫量将接近排放标准。最大限度的降低后续脱硫处理的负荷，同时大量具有强碱性的赤泥得以中性化，使之成为可广泛直接应用的建材原材料。赤泥循环脱硫装置与后续的活性炭脱硫脱硝装置和活性炭循环再生装置串联应用，构成新的脱硫系统，或脱硫脱硝一体化系统，不仅净化效率高，运行成本低，占地少，易控制，而且不产生二次污染。该发明可以与现有的任何脱硫脱硝系统串连使用，作为首端预处理。
下面结合附图，通过对工艺流程的介绍，进一步详细介绍本实施例的一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统(所述活性炭包括活性焦炭)：
1、原态赤泥循环脱硫装置所用的赤泥为氧化铝生产所产生的固体废物赤泥，为经除液处理后准备废弃外运的原态赤泥。烧结法产生的原态赤泥脱硫效果因其强碱性和高CaO含量脱硫效率最佳，联合法产生的原态赤泥脱硫效果次之，拜尔法产生的原态赤泥脱硫效果最低；
2、烟气经初级除尘后自赤泥循环脱硫装置底部进入，烟气温度为95℃-250℃，该温度下赤泥脱硫效果最佳，赤泥脱硫后的硫化物被固化排除物中，对环境无害；
3、雾化后的赤泥自赤泥反应塔的顶部向下漂移，与自下向上移动的含硫烟气充分接触反应，以最终形成硫酸盐而使烟气中的硫含量和赤泥中的碱度降低，实现烟气脱硫和赤泥中性化；
4、赤泥反应塔可为单级或多级串联，多级赤泥反应塔的设计旨在实现最大限度的赤泥中性化和最佳的烟气脱硫效率，一般为1-3级，三级效果最佳，两级的性价比最佳；
5、赤泥反应塔的塔高为10-55米，确保反应时间充分；
6、赤泥雾化器5、9装在反应塔的顶部，将原态赤泥充分雾化，雾化后赤泥呈微颗粒状，最大限度提高烟气和赤泥颗粒接触的反应面积，赤泥雾化器5、9包含1-5169个喷嘴按一定规律分布按装在具有一定特性的曲面上；
7、赤泥循环脱硫装置的动力风供给采用赤泥循环脱硫系统内风，不增加系统的总排风量，含硫烟气在驱动风机作用下按一定温度和流速通过除粉尘过滤器3；
8、充分反应后的赤泥呈中性，自反应塔底部排出，送入加工料场；
9、粉尘除尘装置的安装位置和数量可根据具体情况变动和增减，粉尘除尘装置可为袋式、静电式等各种技术装置；
10、经过赤泥循环脱硫装置处理后，烟气脱硫效率可高达90％；
11、经过赤泥循环脱硫装置处理后的烟气，自底部进入活性炭(精)脱硫脱硝装置进行精脱硫和脱硝；所述赤泥脱硫工艺段，可作为首端脱硫系统与其它任何一种脱硫技术有机顺序结合，形成新的脱硫技术系统，可极大的降低后端脱硫系统的投资和维护成本；
12、活性炭(精)脱硫脱硝装置一体化反应塔为垂直式，塔的下部为活性炭精脱硫段，以平卧深床式或以垂直壁深床式式放置；活性炭在装置内自上而下以一定的速度缓慢移动，与自反应塔底部进入的经赤泥初脱硫后的烟气进行直接接触反应，实现烟气中硫的最后脱除；自反应塔底部进入的经赤泥初脱硫后的烟气进入平卧深床时，烟气自下而上垂直穿过活性炭床，当自反应塔底部进入的经赤泥初脱硫后的烟气进入垂直式深化床时，烟气自中心水平穿过活性炭深床；
13、活性炭(精)脱硫脱硝一体化反应塔中间段为脱硝反应气注入段，脱硝气体在该处以一定的温度和流量下注入，与脱硝段16处的活性炭一起完成烟气的脱硝；
14、饱和活性炭经塔体下部排出后，经饱和活性炭分离器13分离，将可再生部分送入再生装置，由再生装置顶部注入活性炭再生装置18，经脱附加热区段19富硫吸附物脱附，排出收集，吸附饱和的活性炭可多次进行低温脱附循环使用，其脱附产物为富硫物质可收集回收，用于制备高浓度硫酸；再生后的活性炭循环使用，与新活性炭混合送入活性炭(精)脱硫脱硝一体化反应塔；
15、新活性炭与再生的活性炭经混合装置22混合后自顶部输入活性炭脱硫脱硝装置-脱硝段16，进行循环脱硫脱硝使用；
16、烟气经过脱硫脱硝净化后，经最后经终级粉尘净化装置21排入烟囱。
Claims (7)
1、一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，特征在于：包括原态赤泥循环脱硫装置、活性炭脱硫脱硝装置、活性炭循环再生装置，三个相对独立的装置依次串联构成。
2、如权利要求1所述的一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，特征在于：所述的原态赤泥循环脱硫装置位于前端，由含硫烟气在单循环或多循环的反应中实现脱硫的单组或多组垂直立式赤泥脱硫反应塔串联组成。
3、如权利要求1或2所述的一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，特征在于：原态赤泥循环脱硫装置包括赤泥脱硫反应塔(6)、(10)，赤泥脱硫反应塔(6)底部的烟气进入口连接初级除粉尘过滤器(3)，赤泥脱硫反应塔(10)底部的烟气进入口与赤泥脱硫反应塔(6)的烟气出口串接，赤泥雾化器(5)、(9)安装在脱硫反应塔(6)、(10)的顶部，粉化赤泥与雾化动力风适配装置(4)、(8)安装在赤泥雾化器(5)、(9)前端，系统内循环风适配器(11)安装在末级赤泥脱硫反应塔(10)的出风口处，粉化赤泥与雾化动力风适配装置(4)、(8)分别与系统内循环风适配器(11)、与原态赤泥料仓(1)相通的原态赤泥粉化装置(2)连接，赤泥脱硫反应塔(6)的出口还通过中性化赤泥排出装置(7)连通至粉化赤泥与雾化动力风适配装置(8)，末级赤泥脱硫反应塔(10)通过系统内循环风适配器(11)、中级粉尘净化装置(12)连通至活性炭脱硫脱硝装置。
4、如权利要求3所述的一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，特征在于：所述的赤泥雾化器(5)、(9)包含的喷嘴按装在曲面上。
5、如权利要求1所述的一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，特征在于：所述的活性炭脱硫脱硝装置位于系统的中段，是一单体垂直立式反应塔，烟气自塔体下端进入实现脱硫脱硝一体化的塔体；由活性炭脱硫脱硝装置-脱硫段(14)、脱硝反应气体注入段(15)、活性炭脱硫脱硝装置-脱硝段(16)构成，活性炭脱硫脱硝装置-脱硫段(14)与末级赤泥脱硫反应塔(10)的出风口联接，其间加装中级粉尘净化装置(12)，终级粉尘净化装置(21)安装在脱硫脱硝烟气出口、烟气排入烟囱之前，与活性炭脱硫脱硝装置-脱硝段(16)出风口联接；活性炭脱硫脱硝装置-脱硫段(14)下端通至饱和活性炭分离器(13)，由饱和活性炭分离器(13)与活性炭循环再生装置(18)联接。
6、如权利要求1所述的一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，特征在于：所述的活性炭循环再生装置位于系统的末端，包括脱附加热区段(19)、脱附区段(20)的活性炭循环再生装置(18)安装在饱和活性炭分离器(13)的后端，再生活性炭和废弃活性炭分离装置(17)安装在活性炭循环再生装置(18)的底部，由再生活性炭和废弃活性炭分离装置(17)通至再生活性炭和新活性炭混合装置(22)，再生活性炭和新活性炭混合装置(22)安装在活性炭脱硫脱硝装置-脱硝段(16)和新活性炭供应仓之间。
7、如权利要求1所述的一种赤泥-活性炭复合烟气循环再生脱硫脱硝系统，特征在于：所利用的铝业废弃物赤泥为原态，含水量为自然排放状态，其范围为0％-100％，赤泥雾化系统内置于脱硫反应塔(6)、(10)的上方，将原态铝业废弃物赤泥物化后在反应塔内形成祢散悬浮态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110525 Termination date: 20130523 |