CN104190244B - 小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置及其烟气脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置及其脱硫方法，属于能源环保技术领域。该装置包括原烟气入口、方圆节、导流板、悬浮床、溢流管、烟气出口和活性焦称重给料系统；悬浮床根据需要设置3～8级，含SO2的原烟气自下而上穿过多级悬浮床反应器，在多级悬浮床反应器内与各级床层内的活性焦接触，通过活性焦的物理吸附和化学吸附作用脱除原烟气中的SO2。脱硫后烟气通过除尘器除去夹带的颗粒物后由烟囱排放。小颗粒活性焦由反应器顶部加入，自上而下运动。该装置具有硫容利用率高、污染物净化效率高、系统阻力小、活性焦磨损小、初投资和运行成本低等特点，非常适合富煤少水地区的烟气脱硫。
Description
技术领域
本发明涉及能源环保技术领域，特别是指一种小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置及其烟气脱硫方法。
背景技术
活性焦烟气脱硫技术是一种物理吸附-化学吸附相结合的烟气净化技术。吸附后的活性焦经再生，可获得硫酸、液体SO2或单质硫等副产品，实现硫资源的回收。
活性焦烟气脱硫技术因高效、节水、能够回收硫资源等优点，成为一种特别适合我国富煤少水地区的烟气污染物控制技术。活性焦烟气脱硫系统主要包含烟气脱硫装置、再生装置、物料输送装置和副产物生产装置。烟气脱硫装置是活性焦烟气脱硫系统的重要组成部分，决定了脱硫系统的脱硫效率和可用率。
目前，活性焦烟气脱硫装置采用的主要形式有固定床、移动床和流化床三种形式，其中，目前应用最为普遍的是移动床脱硫装置。
固定床脱硫装置中活性炭固定在装置内，进入的烟气在固定床内发生吸附，当活性炭吸附饱和后开始切换设备进行吸附剂的再生；移动床脱硫装置可实现连续运行，活性炭一般靠重力从上往下移动，烟气横向或自下往上流动，与活性炭错流或逆流接触；流化床脱硫装置内的吸附区，烟气与活性炭层逆流接触，达到吸附饱和的活性炭送至流化床的上端储罐，并被送去再生区，再生后的活性炭再向下进入吸附区。固定床脱硫装置在处理的烟气量大时会遇到气流分布不均、压降大和再生切换频繁等问题，且通常只能做到半连续运行；移动床脱硫装置可连续运行，但是存在活性焦损耗较大等问题；流化床脱硫装置则存在适应性差，对运行控制要求高等问题。
通常活性焦脱硫装置采用的活性焦为成型活性焦，常用的直径约为5～9mm，长度约为10～20mm。成型活性焦是通过将原料煤进行粘合、成型、碳化和活化过程后获得，价格相对较高。同时，成型活性焦在运行过程中还存在磨损较大的问题。因此，这不可避免的造成了脱硫装置的运行费用较高等问题。小颗粒活性焦在制造过程中无需采用粘合、成型工艺，可以将一定粒度的原料煤直接碳化活化制备活性焦，制造成本和成型活性焦相比可以降低80％以上。因此，如果活性焦脱硫装置采用小颗粒活性焦替代成型活性焦作为吸收剂，可以大大降低运行费用。
目前来看，尽管小颗粒活性焦有较大的价格优势，但活性焦脱硫采用移动床反应器时，反应器阻力相对于活性焦而言将大大增加，且还可能导致移动床反应器无法连续稳定运行。
为了解决采用移动床反应器采用小颗粒活性焦阻力大且可能无法连续稳定运行，而采用成型活性焦价格较高的问题，需要研发新型小颗粒活性焦烟气脱硫装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置及其烟气脱硫方法。
该烟气脱硫装置包括脱硫装置直段，还包括原烟气入口、导流板、方圆节、布气板、溢流管、烟气出口和活性焦称重给料系统；
其中，原烟气入口通过弯头与方圆节连接，弯头中设置导流板，使烟气进入反应器直段后速度分布更为均匀；方圆节与脱硫装置直段连接，脱硫装置直段为圆形，其中设置多级悬浮床，悬浮床根据实际工程参数以及所需的脱硫效率设置3～8级；悬浮床底部为布气板，烟气通过布气板将小颗粒活性焦托起至悬浮状态形成小颗粒活性焦床层，布气板上开孔便于小颗粒活性焦通过且形成悬浮状态，布气板的开孔率以及开孔直径根据实际工程参数及活性焦颗粒直径等参数确定，孔径大小范围为2～10mm，开孔率范围为3％～20％，孔的布置方式采用正三角形或正方形布置；溢流管顶端在布气板之上，底部深入下一级悬浮床的小颗粒活性焦床层内，保证溢流管内小颗粒活性焦的向下输送，溢流管的直径根据吸收剂颗粒大小确定，为30～80mm，溢流管的高度根据小颗粒活性焦的停留时间调节，从而使原烟气和活性焦之间形成充分的接触和足够的停留时间，进而保证活性焦的硫容得到最大利用，溢流管采用内溢流管或外溢流管；脱硫装置直段上方接烟气出口，活性焦称重给料系统位于脱硫装置直段的顶部。
该装置适用直径为1-8mm的小颗粒活性焦。
该脱硫装置的烟气脱硫方法为：使用该装置脱硫时，含SO2的原烟气通过原烟气入口进入脱硫装置，并自下而上穿过多级悬浮床，在多级悬浮床内与各级小颗粒活性焦床层内的活性焦接触，通过活性焦的物理吸附和化学吸附作用脱除原烟气中的SO2；脱硫后烟气通过烟气出口送至除尘器除尘后由烟囱排放；新鲜的和再生的小颗粒活性焦由反应器顶部的活性焦称重给料系统加入，小颗粒活性焦通过溢流管自上而下逐级向下层悬浮床运动，吸附饱和之后的活性焦送至活性焦再生塔进行再生后回收利用。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，能够充分利用小颗粒活性焦，且小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置具有硫容利用率高、污染物净化效率高、系统阻力小、活性焦磨损小、初投资和运行成本低、能够连续运行等优点，非常适合富煤少水地区的烟气脱硫。
附图说明
图1为本发明的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置示意图；
图2为本发明的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置中布气板示意图；
图3为本发明的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置中溢流管示意图。
[主要元件符号说明]
1-原烟气入口，2-导流板，3-方圆节，4-布气板，5-小颗粒活性焦床层，6-溢流管，7-烟气出口，8-活性焦称重给料系统。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，为本发明的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置示意图，该装置包括脱硫装置直段，还包括原烟气入口1、导流板2、方圆节3、布气板4、溢流管6、烟气出口7和活性焦称重给料系统8；其中，原烟气入口1通过弯头与方圆节3连接，弯头中设置导流板2，方圆节3与脱硫装置直段连接，脱硫装置直段中设置悬浮床，悬浮床底部为布气板4，烟气通过布气板4将小颗粒活性焦托起至悬浮状态形成小颗粒活性焦床层5，溢流管6顶端在布气板4之上，底部深入下一级悬浮床的小颗粒活性焦床层5内，脱硫装置直段上方接烟气出口7，活性焦称重给料系统8位于脱硫装置直段的顶部。
如图2所示，为该装置布气板的示意图，布气板上的孔可以采用三角形布置，也可以采用正方形布置。如图3所示，为该装置的溢流管示意图，溢流管采用内溢流管或外溢流管。
实施例1
在实际应用中，采用直径为1-6mm的小颗粒活性焦进行烟气脱硫。在脱硫装置直段设置5级悬浮床，所用布气板采用正三角形布置，其孔径大小为6mm，开孔率为12％，溢流管采用内溢流管，其直径为50mm。
含SO2的原烟气通过原烟气入口1进入脱硫装置，并自下而上穿过5级悬浮床，在这5级悬浮床内与各级小颗粒活性焦床层5内的活性焦接触，通过活性焦的物理吸附和化学吸附作用脱除原烟气中的SO2；脱硫后烟气通过烟气出口7送至除尘器除尘后由烟囱排放；小颗粒活性焦由反应器顶部的活性焦称重给料系统8加入，小颗粒活性焦通过溢流管6自上而下逐级向下层悬浮床运动，吸附饱和之后的活性焦送至活性焦再生塔进行再生后回收利用。
实施例2
采用直径为1-2mm的小颗粒活性焦进行烟气脱硫。在脱硫装置直段设置3级悬浮床，所用布气板采用正三角形布置，其孔径大小为2mm，开孔率为20％，溢流管采用外溢流管，其直径为30mm。
含SO2的原烟气通过原烟气入口1进入脱硫装置，并自下而上穿过3级悬浮床，在这3级悬浮床内与各级小颗粒活性焦床层5内的活性焦接触，通过活性焦的物理吸附和化学吸附作用脱除原烟气中的SO2；脱硫后烟气通过烟气出口7送至除尘器除尘后由烟囱排放；小颗粒活性焦由反应器顶部的活性焦称重给料系统8加入，小颗粒活性焦通过溢流管6自上而下逐级向下层悬浮床运动，吸附饱和之后的活性焦送至活性焦再生塔进行再生后回收利用。
实施例3
采用直径为1-8mm的小颗粒活性焦进行烟气脱硫。在脱硫装置直段设置8级悬浮床，所用布气板采用正方形布置，其孔径大小为10mm，开孔率为3％，溢流管采用内溢流管，其直径为80mm。
含SO2的原烟气通过原烟气入口1进入脱硫装置，并自下而上穿过8级悬浮床，在这8级悬浮床内与各级小颗粒活性焦床层5内的活性焦接触，通过活性焦的物理吸附和化学吸附作用脱除原烟气中的SO2；脱硫后烟气通过烟气出口7送至除尘器除尘后由烟囱排放；小颗粒活性焦由反应器顶部的活性焦称重给料系统8加入，小颗粒活性焦通过溢流管6自上而下逐级向下层悬浮床运动，吸附饱和之后的活性焦送至活性焦再生塔进行再生后回收利用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置，包括脱硫装置直段，其特征在于：还包括原烟气入口(1)、导流板(2)、方圆节(3)、布气板(4)、溢流管(6)、烟气出口(7)和活性焦称重给料系统(8)；原烟气入口(1)通过弯头与方圆节(3)连接，弯头中设置导流板(2)，方圆节(3)与脱硫装置直段连接，脱硫装置直段中设置多级悬浮床，悬浮床底部为布气板(4)，烟气通过布气板(4)将小颗粒活性焦托起至悬浮状态形成小颗粒活性焦床层(5)，溢流管(6)顶端在布气板(4)之上，底部深入下一级悬浮床的小颗粒活性焦床层(5)内，脱硫装置直段上方接烟气出口(7)，活性焦称重给料系统(8)位于脱硫装置直段的顶部。
2.根据权利要求1所述的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置，其特征在于：所述脱硫装置直段为圆形，悬浮床根据需要设置3～8级。
3.根据权利要求1所述的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置，其特征在于：所述布气板(4)的开孔率为3％～20％。
4.根据权利要求1所述的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置，其特征在于：所述布气板(4)的孔径大小为2～10mm。
5.根据权利要求1所述的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置，其特征在于：所述布气板(4)上孔的布置方式采用正三角形或正方形布置。
6.根据权利要求1所述的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置，其特征在于：所述溢流管(6)的直径为30～80mm。
7.根据权利要求1所述的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置，其特征在于：所述溢流管(6)采用内溢流管或外溢流管。
8.根据权利要求1所述的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置，其特征在于：该装置所用小颗粒活性焦直径为1-8mm。
9.根据权利要求1所述的小颗粒活性焦多级悬浮式烟气脱硫装置的烟气脱硫方法，其特征在于：使用该装置脱硫时，含SO2的原烟气通过原烟气入口(1)进入脱硫装置，并自下而上穿过多级悬浮床，在多级悬浮床内与各级小颗粒活性焦床层(5)内的活性焦接触，通过活性焦的物理吸附和化学吸附作用脱除原烟气中的SO2；脱硫后烟气通过烟气出口(7)送至除尘器除尘后由烟囱排放；小颗粒活性焦由反应器顶部的活性焦称重给料系统(8)加入，小颗粒活性焦通过溢流管(6)自上而下逐级向下层悬浮床运动，吸附饱和之后的活性焦送至活性焦再生塔进行再生后回收利用。
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