CN103894040A - 一种用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，包括：吸附塔、再生塔、第一输送通道、第二输送通道、料斗以及闸阀等；所述的吸附塔和再生塔均配有传动装置，用于塔内料斗移动；所述的料斗用于装填活性焦或者活性炭吸附剂，可降低活性焦在移动过程中的磨损；所述的第一输送通道用于塔外料斗移动，可将装载吸附饱和活性焦的料斗输送至再生塔，再将装载再生活性焦的料斗通过第二通道输送至吸附塔；所述的吸附塔和再生塔配备有闸阀，防止更换料斗造成污染气体泄露。本发明提出一种移动床模块化概念，并设计出具体的模块化装置，可在一定程度上减小活性焦的碳消耗量，具有可观的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气净化系统，特别涉及到一种用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置。
背景技术
目前，烟气净化技术以石灰石-石膏法脱硫和氨法选择性催化还原（SCR）脱硝串联使用为主，占地面积大、运行费用高，产生废渣、废水以及废弃的钒钛催化剂，即二次污染，越来越难以满足日益严格的环保要求。此时活性焦脱硫脱硝技术就显现出较大的优势，可协同脱除多种污染物（SO2、NOx、二噁英、重金属等），不产生二次污染，在未来较长时期内满足环保要求，受到越来越多的重视。
从企业调研及文献数据来看，碳消耗始终是活性焦技术无法回避的问题。碳消耗一般包括物理磨损和化学消耗，从工程运行数据来看，物理磨损占碳消耗总量的一半以上。因此，减小活性焦在吸附、输送及再生过程中的物理磨损具有重要的经济意义。另一方面，活性焦的机械强度和吸附性能之间存在矛盾，比表面积越大，其孔壁越薄，强度越差。在工程应用中，希望使用比表面积大的活性焦，以降低再生频率和循环次数，从而降低能耗与运行成本，但其较弱的机械强度是无法规避的。设计一种对活性焦机械强度要求较低的装置或工艺具有较大的现实意义。
物理磨损产生于吸附-再生循环过程中，即活性焦与塔壁、活性焦颗粒之间的相互碰撞、摩擦和挤压。为减小物理磨损，以及降低系统对活性焦的强度要求，应尽量避免活性焦在循环过程中的相互碰撞与摩擦。许多研究人员试图提出新的方法解决移动床碳消耗的难题，专利202654907U改进卸料器外形，保证了较小的摩擦；专利CN2366402Y提出了一种新颖的移动床概念，活性焦被包裹在传送带之中，构成“净化吸附带”，在动力装置作用下，吸附带可以在吸附区-再生区之间移动，避免了活性焦与塔壁、传送带之间的摩擦。这种移动床的不足在于：活性炭装填量有限，废气与活性焦的接触时间短，且在吸附带转动、弯曲过程中易对活性焦产生较大的挤压，可能存在较大的碳消耗问题。
随着吸附-再生循环次数的增加，活性焦被充分活化，粒径逐渐变小，甚至产生活性焦粉尘，床层压降显著增加。专利CN102107111A将吸附塔中的活性焦分成若干个吸附单元，将烟气分流后，分别通过特定床层。该吸附塔的实质是保证占地面积一定的条件下，增加床层横截面积，减小床层高度，从而降低压力损失。此发明的不足在于活性焦装卸不方便，同时，气流多次改变流向会增加系统压力损失。
在现行的工艺中，碳消耗是急需解决的工程应用问题，本发明提出的模块化装置可以很好的解决这一问题。一方面，本发明没有专利CN2366402Y中所存在装填量小、接触时间短等问题。另一方面，因为料斗的特殊设计，可以很好的减小系统压力损失，区别于专利CN102107111A，卸料、装填方便。
发明内容
本发明技术解决问题：为解决现有活性焦脱硫脱硝技术中碳消耗较大这一问题，提供一种用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，降低了活性焦在移动过程中的物理磨损。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，包括：吸附塔1-1、再生塔1-2、第一输送通道1-3、第二输送通道1-4、闸阀1-5、料斗1-6和传送装置；所述第一输送通道1-3、第二输送通道1-4用于吸附塔1-1和再生塔1-2外料斗1-6的移动，吸附塔1-1下部通过第一输送通道1-3与再生塔1-2下部相连，吸附塔1-1上部通过第二输送通道1-4与再生塔1-2上部相连；所述吸附塔1-1和再生塔1-2均配有传动装置，用于料斗1-6在两个塔内的上下移动；所述第一输送通道1-3和第二输送通道1-4均配有传送带1-7，料斗1-6随着传送带1-7移动；在所述第一输送通道1-3和第二输送通道1-4中均配有两个闸阀1-5，在料斗1-6随传送带1-7移动过程中，第一输送通道1-3和第二输送通道1-4中的两个闸阀1-5一开一闭，闸阀1-5抽出后，料斗1-6自由通过上述两个传送通道；活性焦被装填在具有固定结构的料斗1-6之中，每个料斗1-6及其中的活性焦作为一个模块单元，模块单元依靠第一输送通道1-3、第二输送通道1-4在吸附塔1-1、再生塔1-2之间移动，活性焦不直接与塔壁摩擦碰撞，因此降低碳损耗。
所述再生塔与吸附塔的结构相同，根据处理烟气量的大小，所述吸附塔1-1和再生塔1-2均可以有若干个，所述吸附塔1-1和再生塔1-2可以装载若干个模块单元。
所述吸附塔1-1和再生塔1-2的下部和上部均配置气体入口2-4和气体出口2-5，烟气从入口进入与活性焦接触后反应，净化后的烟气从出口排出。
所述传动装置包括铰链2-1和传动轮2-3；所述铰链2-1安装在两个塔内壁的正面与背面；铰链2-1设置有若干铰链支撑平台2-2，每个铰链支撑平台2-2之间的距离应大于料斗1-6的高度；两条铰链2-1上的一对铰链支撑平台2-2应保持高度一致；两条铰链2-1转动速度相同转动方向相反。
所述第一输送通道1-3和第二输送通道1-4的长度取决于吸附塔1-1和再生塔1-2的个数，当吸附塔1-1和再生塔1-2的个数由一个增加至数个时，两个输送通道的长度随之增加，吸附塔1-1、再生塔1-2、料斗1-6的数量应根据实际的烟气处理量、脱除效率以及再生效率确定。
所述第一输送通道1-3和第二输送通道1-4的通道外形与料斗1-6相匹配。
所述闸阀1-5的阀片边缘为耐400-500℃高温的软质材料，例如：惨杂金属的石棉材料等，保证阀片边缘与移动的传送带1-7之间紧密贴合。
所述料斗1-6顶部边缘设置有料斗支撑平台3-1和用于固定的料斗1-6的料斗横梁3-2，所述料斗1-6底部布置有若干料斗通气孔3-5，所述料斗1-6的底部至中部设有四个料斗导气管3-4，所述料斗导气管3-4的管壁面设置有若干料斗通气孔3-5，所述料斗通气孔3-5用于减小移动床床层压降。所述料斗通气孔3-5的孔径小于活性焦粒径，待净化气体经过通气孔进入料斗内部3-3与活性焦接触，发生反应。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明提出了移动床模块化概念；活性焦被装填在具有固定结构的料斗之中，每个料斗及其中的活性焦作为一个模块单元，依靠传动装置，模块可在吸附塔-再生塔之间移动，活性焦不直接与塔壁摩擦碰撞，减小了活性焦的碳消耗量，且具有可观的经济效益。
附图说明
图1为本发明移动床模块化装置原理图；
图2为本发明中吸附塔结构示意图；
图3为本发明中料斗结构示意图，其中a为主视图，b为侧视图，c为俯视图。
图中：1‐1吸附塔，1‐2再生塔，1‐3第一传动通道，1‐4第二传动通道，1‐5闸阀，1‐6料斗，1‐7传送带；
2‐1铰链，2‐2铰链支撑平台，2‐3传动轮，2‐4气体入口，2‐5气体出口；
3-1料斗支撑平台，3-2料斗横梁，3-3料斗内部，3-4料斗导气管，3-5料斗通气孔。
具体实施方案
如图1所示，本发明移动床包括吸附塔1-1、再生塔1-2、第一输送通道1-3、第二输送通道1-4、闸阀1-5以及料斗1-6，再生塔1-2与吸附塔1-1的结构相同。活性焦被装填在料斗1-6中，形成一个吸附模块单元。按图1中箭头指示的方向，装填有活性焦的料斗可以在本装置中移动，完成吸附-再生的循环过程。烟气从吸附塔1-1底部进入，与料斗1-6中的活性焦接触，并发生吸附反应。活性焦在吸附塔1-1中吸附饱和后，将料斗1-6移出，进入第一传送通道1-3。
第一输送通道1-3和第二输送通道1-4用于吸附塔1-1和再生塔1-2外料斗1-6的移动，吸附塔1-1下部通过第一输送通道1-3与再生塔1-2下部相连，吸附塔1-1上部通过第二输送通道1-4与再生塔1-2上部相连；吸附塔1-1和再生塔1-2均配有传动装置，用于料斗1-6在两个塔内的上下移动；第一输送通道1-3和第二输送通道1-4内部设置有传送带1-7，料斗1-6随着传送带1-7移动。第一输送通道1-3和第二输送通道1-4中均配有两个闸阀1-5，闸阀1-5可拉出或关闭，将闸阀1-5拉出通道外后，料斗1-6自由通过通道，关闭时可密封通道，防止烟气外泄。在料斗1-6随传送带1-7移动过程中，第一输送通道1-3和第二输送通道1-4中的两个闸阀1-5需要一开一闭配合使用。本发明实施例中闸阀1-5包括四个分别为闸阀1-5-1、1-5-2、1-5-3和1-5-4，闸阀1-5采用耐高温400-500℃软质材料（如：惨杂金属的饰面材料），可更好贴合通道内壁以及移动的传送带。打开闸阀1-5-1，料斗1-6通过后，关闭闸阀1-5-1并打开另一闸阀1-5-2，使料斗1-6顺利通过闸阀。料斗1-6通过第一输送通道1-3中的传送带输送至再生塔1-2后，关闭闸阀1-5-2。
料斗1-6可在再生塔1-2中上下移动，由再生塔1-2底部通入高热400-500℃惰性气体，活性焦得以再生。活性焦从再生塔1-2顶部移出，打开闸阀1-5-3，进入第二输送通道1-4，随后关闭闸阀1-5-3打开另一闸阀1-5-4，将料斗1-6运送至吸附塔1-1后，关闭闸阀1-5-4。
当烟气处理量较大时，可酌情增加吸附塔1-1和再生塔1-2的数量。例如，处理烟气量为20万Nm3/h时，可以配备一个吸附塔1-1和一个再生塔1-2；当处理烟气量为120万Nm3/h时，可以配备六个吸附塔1-1和两个再生塔1-2。吸附塔1-1和再生塔1-2的数量增加时，输送通道1-3和1-4的长度随之增加，例如一个吸附塔1-1和一个再生塔1-2的宽度均在6-10米时，输送通道1-3和1-4的长度在12-20米，每增加一个吸附塔1-1或者再生塔1-2，输送通道1-3和1-4的长度增加6-10米。必须保证闸阀1-5在吸附塔1-1和再生塔1-2之间的位置。活性焦被装填在具有固定结构的料斗1-6之中，每个料斗1-6及其中的活性焦作为一个模块单元，模块单元依靠输送通道在吸附塔1-1、再生塔1-2之间移动，活性焦不直接与塔壁摩擦碰撞，因此降低碳损耗。
如图2所示，吸附塔1-1和再生塔1-2的下部和上部均配置气体入口2-4和气体出口2-5，塔正面与背面设置有铰链2-1，铰链2-1上设置有若干铰链支撑平台2-2，此支撑平台2-2与料斗支撑平台3-1相匹配，铰链支撑平台2-2之间的距离应大于料斗1-6的高度，两条铰链2-1上的一对铰链支撑平台2-2应保持高度一致，两条铰链2-1转动速度相同转动方向相反。料斗1-6可固定在铰链2-1的铰链支撑平台2-2之上，并可随着铰链2-1的运动而运动。铰链2-1在传动轮2-3的带动下转动，使料斗1-6在吸附塔1-1内随之上下移动，同理在再生塔1-2内亦可以上下移动，可将吸附饱和的活性焦移出吸附塔1-1，或者将再生后的活性焦移出再生塔1-2。
如图3所示，料斗1-6顶部边缘设置有料斗支撑平台3-1，可将料斗1-6支撑于传送带1-7以及塔内的铰链支撑平台2-2上。为降低床层压降，料斗1-6底部布设若干料斗通气孔3-5，在料斗1-6中设置4个料斗导气管3-4，料斗导气管3-4的管壁面上也布设有若干料斗通气孔3-5，料斗通气孔3-5的孔直径小于活性焦粒径，待净化气体经过料斗通气孔3-5进入料斗内部3-3与活性焦接触，发生反应。
本发明未详细阐述部分属于本领域技术人员的公知技术。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，其特征在于包括：吸附塔（1-1）、再生塔（1-2）、第一输送通道（1-3）、第二输送通道（1-4）、闸阀（1-5）、料斗（1-6）和传送装置；所述第一输送通道（1-3）、第二输送通道（1-4）用于吸附塔（1-1）和再生塔（1-2）外料斗（1-6）的移动，吸附塔（1-1）下部通过第一输送通道（1-3）与再生塔（1-2）下部相连，吸附塔（1-1）上部通过第二输送通道（1-4）与再生塔（1-2）上部相连；所述吸附塔（1-1）和再生塔（1-2）均配有传动装置，用于料斗（1-6）在两个塔内的上下移动；所述第一输送通道（1-3）和第二输送通道（1-4）均配有传送带（1-7），料斗（1-6）随着传送带（1-7）移动；在所述第一输送通道（1-3）和第二输送通道（1-4）中均配有两个闸阀（1-5），在料斗（1-6）随传送带（1-7）移动过程中，第一输送通道（1-3）和第二输送通道（1-4）中的两个闸阀（1-5）一开一闭，闸阀（1-5）抽出后，料斗（1-6）自由通过上述两个传送通道；活性焦被装填在具有固定结构的料斗（1-6）之中，每个料斗（1-6）及其中的活性焦作为一个模块单元，模块单元依靠第一输送通道（1-3）、第二输送通道（1-4）在吸附塔（1-1）、再生塔（1-2）之间移动，活性焦不直接与塔壁摩擦碰撞，因此降低碳损耗。
2.根据权利要求1所述的用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，其特征在于：所述再生塔与吸附塔的结构相同，所述吸附塔（1-1）和再生塔（1-2）均可以有若干个，所述吸附塔（1-1）和再生塔（1-2）可以装载若干个模块单元。
3.根据权利要求1所述的用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，其特征在于：所述吸附塔（1-1）和再生塔（1-2）的下部和上部均配置气体入口（2-4）和气体出口（2-5）。
4.根据权利要求1所述的用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，其特征在于：所述传动装置包括铰链（2-1）和传动轮（2-3）；所述铰链（2-1）安装在两个塔内壁的正面与背面；铰链（2-1）设置有若干铰链支撑平台（2-2），每个铰链支撑平台（2-2）之间的距离应大于料斗（1-6）的高度；两条铰链（2-1）上的一对铰链支撑平台（2-2）应保持高度一致；两条铰链（2-1）转动速度相同但是转动方向相反。
5.根据权利要求1所述的用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，其特征在于：所述第一输送通道（1-3）和第二输送通道（1-4）的长度取决于吸附塔（1-1）和再生塔（1-2）的个数，当吸附塔（1-1）和再生塔（1-2）的个数由一个增加至数个时，两个输送通道的长度随之增加，吸附塔（1-1）、再生塔（1-2）、料斗（1-6）的数量根据实际的烟气处理量、脱除效率以及再生效率确定。
6.根据权利要求1所述的用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，其特征在于：所述第一输送通道（1-3）和第二输送通道（1-4）的通道外形与料斗（1-6）相匹配。
7.根据权利要求1所述的用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，其特征在于：所述闸阀（1-5）的阀片边缘为耐400-500℃高温的软质材料，保证阀片边缘与移动的传送带（1-7）之间紧密贴合。
8.根据权利要求1所述的用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，其特征在于：所述料斗（1-6）顶部边缘设置有料斗支撑平台（3-1），所述料斗（1-6）底部布置有若干料斗通气孔（3-5），所述料斗（1-6）的底部至中部设有四个料斗导气管（3-4），所述料斗导气管（3-4）的管壁面设置有若干料斗通气孔（3-5），所述料斗通气孔（3-5）用于减小移动床床层压降。
9.根据权利要求8所述的用于烟气脱硫脱硝的活性焦移动床模块化装置，其特征在于：所述料斗通气孔（3-5）的孔径小于活性焦粒径，待净化气体经过通气孔进入料斗内部（3-3）与活性焦接触，发生反应。
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