CN105363340B - 一种同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化方法及净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化方法及净化装置，该净化装置包括：吸附塔(A)、脱附塔(B)、烟囱(C)、活性炭输送设备(D)、活性炭筛分设备(E)；其中所述吸附塔(A)的两侧分别为进烟口和出烟口，所述出烟口比所述进烟口的位置高，且所述出烟口连接烟囱(C)，所述吸附塔(A)下部为活性炭出口，所述活性炭出口通过活性炭输送设备(D)与脱附塔(B)的顶部连接，所述脱附塔(B)的下端连接活性炭筛分设备(E)，而所述活性炭筛分设备(E)通过活性炭输送设备(D)与吸附塔(A)的顶部连接。本发明提供的技术方案能够同时将烟气中的SOX和NOX除去；同时，还可除去烟气中的其他有害成分(卤化氢，重金属等)及粉尘，从而更加适于实用。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，特别是涉及一种同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化方法及净化装置。
背景技术
随着基础工业的快速发展，我国经济取得了巨大的进步。但由工业污染而导致的空气污染，水污染等环境污染也越来越严重。特别是以燃煤和燃油为动力源而排放的废气中，如硫氧化物SOX,氮氧化物NOX,PM,重金属等加剧了雾霾天气的产生和延长。
传统的废气治理(也即烟气的脱硫脱硝)主要有湿法，半湿法，碱法等，虽然各有长短，但都存在以下缺点：1.需要用大量的水资源。2.产生二次污染(污水处理，化工污泥填埋)。3.系统运行成本高。4.设备报废周期短。5.达不到双百以下的要求(碱法除外)。
有鉴于上述现有的脱硫脱硝烟气净化方法及净化装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化方法及净化装置，能够改进一般现有的脱硫脱硝烟气净化方法及净化装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种一种同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化方法及净化装置，即一种活性炭干法烟气脱硫脱硝一体化技术，能够同时将烟气中的SOX和NOX除去；同时，还可除去烟气中的其他有害成分(卤化氢，重金属等)及粉尘，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置，包括：吸附塔(A)、脱附塔(B)、烟囱(C)、活性炭输送设备(D)、活性炭筛分设备(E)；其中所述吸附塔(A)的两侧分别为进烟口和出烟口，所述出烟口比所述进烟口的位置高，且所述出烟口连接烟囱(C)，所述吸附塔(A)下部为活性炭出口，所述活性炭出口通过活性炭输送设备(D)与脱附塔(B)的顶部连接，所述脱附塔(B)的下端连接活性炭筛分设备(E)，而所述活性炭筛分设备(E)通过活性炭输送设备(D)与吸附塔(A)的顶部连接。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置，所述吸附塔(A)包括：进烟仓室(1)，烟气分布仓室(2)，脱硫仓室(3)，喷氨仓室(4)，脱硝仓室(5)，烟气再分布仓室(6)，脱硫脱硝仓室(7)，净化烟气出口(8)及三个定量下料器(91、92、93)；所述进烟仓室(1)分别连接上述进烟口和烟气分布仓室(2)；所述脱硫仓室(3)分别连接烟气分布仓室(2)和喷氨仓室(4)，而所述脱硫仓室(3)的下端连接第一个定量下料器(91)；所述脱硝仓室(5)分别连接喷氨仓室(4)和烟气再分布仓室(6)，而所述脱硝仓室(5)的下端连接第二个定量下料器(92)；所述脱硫脱硝仓室(7)分别连接烟气再分布仓室(6)和净化烟气出口(8)，而所述脱硫脱硝仓室(7)的下端连接第三个定量下料器(93)。
前述的同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置，所述烟气分布仓室(2)是孔板加斜板结构；所述喷氨仓室(4)是螺旋式喷嘴；所述三个定量下料器(91、92、93)是圆柱形 结构。
前述的同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置，所述脱附塔(B)从上往下分别包括:活性炭预热段(10)、富SO2出口(11)、活性炭加热段(12)，吹扫氮气进口(13)，活性炭冷却段(14)，保护氮气进口(15)及封闭式下料器(16)；所述富SO2出口(11)位于活性炭预热段(10)和活性炭加热段(12)之间；所述吹扫氮气进口(13)位于活性炭加热段(12)和活性炭冷却段(14)之间；所述保护氮气进口(15)位于活性炭冷却段(14)和封闭式下料器(16)之间；所述封闭式下料器(16)位于所述脱附塔(B)的最下端。
前述的同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置，所述富SO2出口(11)是倒锥形实板结构；所述吹扫氮气进口(13)及保护氮气进口(15)是倒锥形孔板结构；所述活性炭预热段(10)、活性炭加热段(12)及活性炭冷却段(14)中所含的加热管是翘片式结构；所述封闭式下料器(16)是圆柱形 结构。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种使用上述同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置的净化方法，其包含以下步骤：a.烟气从吸附塔(A)一侧的进烟口进入，横向通过吸附塔(A)内部的活性炭层进行所述烟气的吸附反应；b.经过吸附反应后合格的烟气从吸附塔(A)的另一侧的出烟口排出，通过烟道进入烟囱(C)排空；c.从吸附塔(A)顶部缓慢向下移动的活性炭吸附了有害气体，通过吸附塔(A)底部的定量下料器及活性炭输送设备(D)送到脱附塔(B)上端，从而进入到脱附塔(B)中；d.在脱附塔(B)中，吸附了有害气体的活性炭，从保护氮气进口(15)进入的氮气逐渐上升，在吹扫氮气进口(13)进入的氮气吹扫下，在所述氮气保护下吸附了有害气体的所述活性炭经加热析出富含SO2的气体；e.上述富含SO2的气体送去制酸或单质硫，解吸后的活性炭通过脱附塔(B)底部的封闭式下料器(16)、活性炭筛分设备(E)及活性炭输送设备(D)送到吸附塔(A)中，继续循环使用。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置的净化方法，所述步骤(a)中所述烟气横向通过吸附塔(A)是依次通过进烟仓室(1)，烟气分布仓室(2)，脱硫仓室(3)，喷氨仓室(4)，脱硝仓室(5)，烟气再分布仓室(6)，脱硫脱硝仓室(7)，净化烟气出口(8)。
前述的同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置的净化方法，所述步骤(d)中所述析出富含SO2的气体是在所述富SO2出口处排出脱附塔(B)外。
前述的同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置的净化方法，所述吸附塔(A)中的进烟仓室(1)内的烟气温度是130℃-160℃，压强是3500-4000帕；所述吸附塔(A)中的净化烟气出口(8)外的烟气温度是150-180度，压强是300-600帕。
前述的同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置的净化方法，所述脱附塔(B)中的富SO2出口(11)处的SO2气体温度是320-350℃，所述SO2的体积百分比浓度是15-20％；所述脱附塔(B)中的所述活性炭预热段(10)的温度是230-250度；所述脱附塔(B)中的所述活性炭加热段(12)的温度是370-400度；所述脱附塔(B)中的所述活性炭冷却段(14)的温度是140-160度。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点和效果：
1、此净化方法和净化装置可保证出气含SO2在85mg/m3以下，含NOX在95mg/m3以下。
2、出气温度在160度左右，不用加热即可直接排放。
3、整个过程不用水，非常适合我国国情。
4、不会产生二次污染。富SO2气体可制酸或单质硫。
5、设备运行周期长。
6、没有污水及化工污泥填埋物。
7、运行成本低。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明的吸附塔的结构示意图。
图3是本发明的脱附塔的结构示意图。
【主要元件符号说明】
A:吸附塔 B：脱附塔
C：烟囱 D：活性炭输送设备
E：活性炭筛分设备 1：进烟仓室
2：烟气分布仓室 3：脱硫仓室
4：喷氨仓室 5：脱硝仓室
6：烟气再分布仓室 7：脱硫脱硝仓室
8：净化烟气出口 91：第一个定量下料器
92：第二个定量下料器 93：第三个定量下料器
10：活性炭预热段 11：富SO2出口
12：活性炭加热段 13：吹扫N2进口
14：活性炭冷却段 15：保护N2进口
16：封闭式下料器
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置其具体实施方式、结构、特征、净化方法及其功效，详细说明如后。
图1是本发明的工艺流程图；图2是本发明的吸附塔的结构示意图；图3是本发明的脱附塔的结构示意图。
如图1～图3所示，本发明一种同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置，其包括：吸附塔A、脱附塔B、烟囱C、活性炭输送设备D、活性炭筛分设备E；其中所述吸附塔A的两侧分别为进烟口和出烟口，所述出烟口比所述进烟口的位置高，且所述出烟口连接烟囱C，所述吸附塔A下部为活性炭出口，所述活性炭出口通过活性炭输送设备D与脱附塔B的顶部连接，所述脱附塔B的下端连接活性炭筛分设备E，而所述活性炭筛分设备E通过活性炭输送设备D与吸附塔A的顶部连接。
其中各种锅炉所产生的烟气由吸附塔A的进烟口进入吸附塔A中，经吸附塔A吸附净化后的烟气通过吸附塔A的出烟口进入烟囱C排空。所述吸附塔A下部为活性炭出口，其中吸附接近饱和的活性炭通过封闭式定量下料器91、92、93进入到活性炭输送设备D输送到脱附塔B的顶部。其中脱附塔B的顶部，由吸附塔A输送来的活性炭经预热，加热进行脱附反应，然后再冷却。所述脱附塔B下部为活性炭出口，脱附后的活性炭通过封闭式定量下料器进入到活性炭输送设备D输送到吸附塔A的顶部。
第一定量下料器91、第二定量下料器92、第三定量下料器93可根据烟气成分调节下料量；脱硫仓室3主要是脱硫反应的场所；喷氨仓室4是将配制好的氨气均匀的喷入 到烟气中；脱硝仓室5主要是脱硝反应的场所；烟气再分布仓室6主要是起到压力平衡作用。
所述吸附塔A包括：进烟仓室1，烟气分布仓室2，脱硫仓室3，喷氨仓室4，脱硝仓室5，烟气再分布仓室6，脱硫脱硝仓室7，净化烟气出口8及三个定量下料器91、92、93；所述进烟仓室1分别连接上述进烟口和烟气分布仓室2；所述脱硫仓室3分别连接烟气分布仓室2和喷氨仓室4，而所述脱硫仓室3的下端连接第一个定量下料器91；所述脱硝仓室5分别连接喷氨仓室4和烟气再分布仓室6，而所述脱硝仓室5的下端连接第二个定量下料器92；所述脱硫脱硝仓室7分别连接烟气再分布仓室6和净化烟气出口8，而所述脱硫脱硝仓室7的下端连接第三个定量下料器93。
所述烟气分布仓室2是孔板加斜板结构；所述喷氨仓室4是螺旋式喷嘴；所述三个定量下料器91、92、93是圆柱形 结构。
所述脱附塔B从上往下分别包括:活性炭预热段10、富SO2出口11、活性炭加热段12，吹扫氮气进口13，活性炭冷却段14，保护氮气进口15及封闭式下料器16；所述富SO2出口11位于活性炭预热段10和活性炭加热段12之间；所述吹扫氮气进口13位于活性炭加热段12和活性炭冷却段14之间；所述保护氮气进口15位于活性炭冷却段14和封闭式下料器16之间；所述封闭式下料器16位于所述脱附塔B的最下端。
所述富SO2出口11是倒锥形实板结构；所述吹扫氮气进口13及保护氮气进口15是倒锥形孔板结构；所述活性炭预热段10、活性炭加热段12及活性炭冷却段14中所含的加热管是翘片式结构；所述封闭式下料器16是圆柱形 结构。
本发明一种使用同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置的净化方法，其包含以下步骤：a.烟气从吸附塔A一侧的进烟口进入，横向通过吸附塔A内部的活性炭层进行所述烟气的吸附反应；b.经过吸附反应后合格的烟气从吸附塔A的另一侧的出烟口排出，通过烟道进入烟囱C排空；c.从吸附塔A顶部缓慢向下移动的活性炭吸附了有害气体，通过吸附塔A底部的定量下料器及活性炭输送设备D送到脱附塔B上端，从而进入到脱附塔B中；d.在脱附塔B中，吸附了有害气体的活性炭，从保护氮气进口15进入的氮气逐渐上升，在吹扫氮气进口13进入的氮气吹扫下，在所述氮气保护下吸附了有害气体的所述活性炭经加热析出富含SO2的气体；e.上述富含SO2的气体送去制酸或单质硫，解吸后的活性炭通过脱附塔B底部的封闭式下料器16、活性炭筛分设备E及活性炭输送设备D送到吸附塔A中，继续循环使用。
所述步骤a中所述烟气横向通过吸附塔A是依次通过进烟仓室1，烟气分布仓室2，脱硫仓室3，喷氨仓室4，脱硝仓室5，烟气再分布仓室6，脱硫脱硝仓室7，净化烟气出口8。
所述步骤d中所述析出富含SO2的气体是在所述富SO2出口处排出脱附塔B外。
所述吸附塔A中的进烟仓室1内的烟气温度是130℃-160℃，压强是3500-4000帕。在较佳实施例中，所述进烟仓室1内的烟气温度优选140℃-150℃，压强优选3600-3800帕。在最佳实施例中，所述进烟仓室1内的烟气温度是145℃，压强是3700帕。
所述吸附塔A中的净化烟气出口8外的烟气温度是150-180度，压强是300-600帕。在较佳实施例中，所述化烟气出口8外的烟气温度是160-170度，压强是400-500帕。在最佳实施例中，所述化烟气出口8外的烟气温度是165度，压强是450帕。
所述脱附塔B中的富SO2出口11处的SO2气体温度是320-350℃，所述SO2的体积百分比浓度是15-20％。在较佳实施例中，所述富SO2出口11处的SO2气体温度是330-340℃，所述SO2的体积百分比浓度是16-19％。在最佳实施例中，所述富SO2出口11处的SO2气体温度是335℃，所述SO2的体积百分比浓度是18％。
所述脱附塔B中的所述活性炭预热段10的温度是230-250度。在较佳实施例中，所述活性炭预热段10的温度是235-245度。在最佳实施例中，所述活性炭预热段10的温度是240度。
所述脱附塔B中的所述活性炭加热段12的温度是370-400度。在较佳实施例中，所述活性炭加热段12的温度是380-390度。在最佳实施例中，所述活性炭加热段12的温度是385度。
所述脱附塔B中的所述活性炭冷却段14的温度是140-160度。在较佳实施例中，所述脱附塔B中的所述活性炭冷却段14的温度是145-155度。在最佳实施例中，所述脱附塔B中的所述活性炭冷却段14的温度是150度。
一、工艺过程简介
烟气从吸附塔A一侧进入，横向通过活性炭层进行吸附反应。被吸附合格后的烟气从吸附塔A另一侧排出。吸附剂活性炭从吸附塔A顶部缓慢向下移动，吸附有害气体。吸附接近饱和的活性炭通过定量下料器91、92、 93及活性炭输送设备D送到脱附塔B中。在脱附塔B中，吸附了有害气体的活性炭，在氮气保护下经加热析出富含SO2气体。富含SO2气体送去制备酸或硫单质。解吸后的活性炭通过定量下料器，活性炭筛分设备E及活性炭输送设备D送到吸附塔A中，继续循环使用。
二、脱硫脱硝工艺原理
1.吸附塔A中的吸附反应
SO2——SO2 (物理吸附)
O2——O2 (物理吸附)
H2O——H2O (物理吸附)
2SO2+O2——2SO3 (化学吸附)
SO3+H2O——H2SO4 (化学吸附)
4NO+4NH3+O2——4N2+6H2O
4NO2+4NH3+O2——3N2+6H2O
2.脱附塔B中的脱附反应
将吸附接近饱和的活性炭在氮气保护下加热到400℃左右，即可析出SO2气体。
H2SO4——SO3+H2O
SO3+1/2C——SO2+1/2CO2
三、已建成投产的工业化的净化装置
1.韩国现代钢铁高炉烟气处理系统。
2.日本竹原发电厂，松岛发电厂。
3.太原钢铁烟气综合治理。
4.奥地利Arzberg之工业废气物处理中心。
综上所述，本发明一种同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化方法及净化装置，能够同时将烟气中的SOX和NOX除去；同时，还可除去烟气中的其他有害成分(卤化氢，重金属等)及粉尘，从而更加适于实用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置，其特征在于包括：吸附塔(A)、脱附塔(B)、烟囱(C)、活性炭输送设备(D)、活性炭筛分设备(E)；
其中所述吸附塔(A)的两侧分别为进烟口和出烟口，所述出烟口比所述进烟口的位置高，且所述出烟口连接烟囱(C)，所述吸附塔(A)下部为活性炭出口，所述活性炭出口通过活性炭输送设备(D)与脱附塔(B)的顶部连接，所述脱附塔(B)的下端连接活性炭筛分设备(E)，而所述活性炭筛分设备(E)通过活性炭输送设备(D)与吸附塔(A)的顶部连接；
所述吸附塔(A)包括进烟仓室(1)，烟气分布仓室(2)，脱硫仓室(3)，喷氨仓室(4)，脱硝仓室(5)，烟气再分布仓室(6)，脱硫脱硝仓室(7)，净化烟气出口(8)及三个定量下料器(91、92、93)；所述进烟仓室(1)分别连接上述进烟口和烟气分布仓室(2)；所述脱硫仓室(3)分别连接烟气分布仓室(2)和喷氨仓室(4)，而所述脱硫仓室(3)的下端连接第一个定量下料器(91)；所述脱硝仓室(5)分别连接喷氨仓室(4)和烟气再分布仓室(6)，而所述脱硝仓室(5)的下端连接第二个定量下料器(92)；所述脱硫脱硝仓室(7)分别连接烟气再分布仓室(6)和净化烟气出口(8)，而所述脱硫脱硝仓室(7)的下端连接第三个定量下料器(93)；
所述脱附塔(B)从上往下分别包括:活性炭预热段(10)、富SO2出口(11)、活性炭加热段(12)，吹扫氮气进口(13)，活性炭冷却段(14)，保护氮气进口(15)及封闭式下料器(16)；所述富SO2出口(11)位于活性炭预热段(10)和活性炭加热段(12)之间；所述吹扫氮气进口(13)位于活性炭加热段(12)和活性炭冷却段(14)之间；所述保护氮气进口(15)位于活性炭冷却段(14)和封闭式下料器(16)之间；所述封闭式下料器(16)位于所述脱附塔(B)的最下端；
所述烟气分布仓室(2)是孔板加斜板结构；所述喷氨仓室(4)采用螺旋式喷嘴；所述三个定量下料器(91、92、93)是圆柱形结构；所述富SO2出口(11)是倒锥形实板结构；所述吹扫氮气进口(13)及保护氮气进口(15)是倒锥形孔板结构；所述活性炭预热段(10)、活性炭加热段(12)及活性炭冷却段(14)中所含的加热管是翘片式结构；所述封闭式下料器(16)是圆柱形结构。
2.一种使用权利要求1所述的同时脱硫脱硝活性炭干法烟气净化装置的净化方法，其特征在于包含以下步骤：
a.烟气从吸附塔(A)一侧的进烟口进入，横向通过吸附塔(A)内部的活性炭层进行所述烟气的吸附反应；其中所述烟气横向通过吸附塔(A) 是依次通过进烟仓室(1)，烟气分布仓室(2)，脱硫仓室(3)，喷氨仓室(4)，脱硝仓室(5)，烟气再分布仓室(6)，脱硫脱硝仓室(7)，净化烟气出口(8)；
b.经过吸附反应后合格的烟气从吸附塔(A)的另一侧的出烟口排出，通过烟道进入烟囱(C)排空；
c.从吸附塔(A)顶部缓慢向下移动的活性炭吸附了有害气体，通过吸附塔(A)底部的定量下料器及活性炭输送设备(D)送到脱附塔(B)上端，从而进入到脱附塔(B)中；
d.在脱附塔(B)中，吸附了有害气体的活性炭，从保护氮气进口(15)进入的氮气逐渐上升，在吹扫氮气进口(13)进入的氮气吹扫下，在所述氮气保护下吸附了有害气体的所述活性炭经加热析出富含SO2的气体；其中所述析出富含SO2的气体是在所述富SO2出口处排出脱附塔(B)外；
e.上述富含SO2的气体送去制酸或单质硫，解吸后的活性炭通过脱附塔(B)底部的封闭式下料器(16)、活性炭筛分设备(E)及活性炭输送设备(D)送到吸附塔(A)中，继续循环使用；
所述吸附塔(A)中的进烟仓室(1)内的烟气温度是130℃-160℃，压强是3500-4000帕；净化烟气出口(8)外的烟气温度是150-180度，压强是300-600帕；
所述脱附塔(B)中的富SO2出口(11)处的SO2气体温度是320-350℃，所述SO2的体积百分比浓度是15-20％；活性炭预热段(10)的温度是230-250度；活性炭加热段(12)的温度是370-400度；活性炭冷却段(14)的温度是140-160度。
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