CN108283874A - 一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔 - Google Patents

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Abstract

本发明属于烟气净化技术领域，具体涉及一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，包括净化塔体，所述净化塔体上沿竖直方向由上至下依次设置有活性焦进料口、脱硝区、精脱硫区、粗脱硫区和活性焦出料口；所述粗脱硫区包括粗脱硫区出气室、粗脱硫区活性焦床层和粗脱硫区进气室，三者由外向内依次设置；所述精脱硫区包括精脱硫区进气室、精脱硫区活性焦床层和精脱硫区出气室，三者由外向内依次设置；所述粗脱硫区活性焦床层的顶部与所述精脱硫区活性焦床层的底部连通，所述粗脱硫区活性焦床层的底部与所述活性焦出料口连通。本发明提供的净化塔采用三级反应机构，活性焦容量和停留时间比双极结构显著增加，脱硝效率高，脱硫段热分布均匀。

Description

一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔
技术领域
本发明属于烟气净化技术领域，涉及一种烟气净化塔，具体涉及一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔。
背景技术
活性焦脱硫脱硝技术是一种资源化的一体化干法脱硫脱硝技术，其原理是烟气进入吸附塔，均匀传过活性焦吸附层，在吸附层内SO2、NOx等污染物被脱除。在脱硫脱硝反应中，是物理吸附和化学吸附相结合的复合反应。活性焦脱硫脱硝只需要一个系统就可以同时脱硫脱硝，工艺简单、流程流畅、布局紧凑。作为干法工艺，可节省大量水资源，且没有废水产生，副产物硫酸具有较高的利用价值。因此，活性焦脱硫脱硝是一种很有前景的脱硫脱硝技术。
目前，在实际工程应用中，大多采用立式的一级式或双极式移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，它们存在以下问题：一级式净化塔的脱硫脱硝过程同时进行，SO2与NH3反应产生的硫酸铵导致活性焦活性下降，进而影响脱硝效率；目前常见的双极移动床活性焦净化塔中，烟气经过脱硫区后SO2只是被部分捕获，仍有一部分SO2进入脱硝区，这部分SO2与氨反应生成硫酸铵，会引起活性焦活性异常下降，脱硝效果变差；在SO2浓度较高时，甚至可能造成活性焦失活；活性异常下降的活性焦进入脱硫区进一步降低活性焦的脱硫效果，导致更多SO2进入脱硝段，造成恶性循环。一级式或双级式净化塔的脱硫区域比较集中，容易导致局部过热，导致可处理的SO2浓度受限，在处理较高浓度SO2的烟气时，系统稳定性和安全性可能受到影响。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种脱硝效率高、活性焦循环量小、脱硫段热分布均匀、可处理含高浓度SO2烟气的错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔。
为实现上述目的，本发明的技术方案为一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，包括净化塔体，所述净化塔体上沿竖直方向由上至下依次设置有活性焦进料口、脱硝区、精脱硫区、粗脱硫区和活性焦出料口；
所述粗脱硫区包括粗脱硫区出气室、粗脱硫区活性焦床层和粗脱硫区进气室，三者由外向内依次设置；所述粗脱硫区出气室与所述粗脱硫区进气室均与所述粗脱硫区活性焦床层导通；所述粗脱硫区进气室的上方设有烟气入口；
所述精脱硫区包括精脱硫区进气室、精脱硫区活性焦床层和精脱硫区出气室，三者由外向内依次设置；所述精脱硫区进气室与所述精脱硫区出气室均与所述精脱硫区活性焦床层导通；所述精脱硫区进气室与所述粗脱硫区出气室连通；
所述粗脱硫区活性焦床层的顶部与所述精脱硫区活性焦床层的底部连通，所述粗脱硫区活性焦床层的底部与所述活性焦出料口连通。
进一步地，所述脱硝区包括脱硝区出气室、脱硝区活性焦床层和脱硝区进气室，三者由外向内依次设置；所述脱硝区出气室与所述脱硝区进气室均与所述脱硝区活性焦床层导通；所述脱硝区进气室与所述精脱硫区出气室连通，所述脱硝区活性焦床层的底部与所述精脱硫区活性焦床层的顶部连通，所述脱硝区活性焦床层的顶部与所述活性焦进料口连通；所述脱硝区出气室的顶部设有净烟气出口。
进一步地，于所述脱硝区进气室与所述精脱硫区出气室的连通处设置喷氨枪。
进一步地，所述粗脱硫区活性焦床层的底部设有粗脱硫区活性焦出料区，所述粗脱硫区活性焦出料区与所述活性焦出料口连通；所述精脱硫区活性焦床层的底部设有精脱硫区活性焦出料区，所述精脱硫区活性焦出料区与所述粗脱硫区活性焦床层的顶部连通。
进一步地，所述粗脱硫区活性焦出料区包括粗脱硫区锥形布料器及粗脱硫区布料板；所述精脱硫区活性焦出料区包括精脱硫区锥形布料器和精脱硫区布料板。
进一步地，所述粗脱硫区活性焦床层上用于与所述粗脱硫区出气室和所述粗脱硫区进气室相连的侧壁均设置为百叶窗格栅板；所述精脱硫区活性焦床层上用于与所述精脱硫区进气室和所述精脱硫区出气室相连的侧壁均设置为百叶窗格栅板。
进一步地，所述脱硝区活性焦床层上用于与所述脱硝区出气室和所述脱硝区进气室相连的侧壁均设置为百叶窗格栅板。
进一步地，所述粗脱硫区出气室的底部与所述粗脱硫区活性焦出料区之间设置有第二流道；所述精脱硫区出气室的底部与所述精脱硫区活性焦出料区之间设置有第三流道。
进一步地，所述脱硝区活性焦床层的底部设有脱硝区活性焦出料区，所述脱硝区活性焦出料区与所述精脱硫区活性焦床层的顶部连通；所述脱硝区活性焦出料区包括脱硝区锥形布料器和脱硝区布料板。
进一步地，所述脱硝区出气室的底部与所述脱硝区活性焦出料区之间设置有第四流道。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供的错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔采用三级反应机构，活性焦容量和停留时间比双极结构显著增加，脱硝效率高，活性焦循环量小，脱硫段热分布均匀，可处理SO2浓度超过18000 mg/m3的烟气，脱硫率超过99%。
（2）本发明提供的错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔中精脱硫区使用的是脱硝区沉降下来的活性焦，其活性有一定降低，粗脱硫区使用的是精脱硫区沉降下来的活性焦，其活性进一步降低；两段式的脱硫过程一方面有助于充分利用活性焦活性，减少活性焦循环用量；另一方面在处理高浓度SO2烟气时，两段式脱硫过程可以有效分散发热量，避免脱硫区局部温度过高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔的侧视图；
图中：1、粗脱硫区，11、粗脱硫区出气室，12、粗脱硫区活性焦床层，13、粗脱硫区进气室，16、粗脱硫区活性焦出料区，161、粗脱硫区锥形布料器，162、粗脱硫区布料板18、粗脱硫区百叶窗格栅板，19、第二流道，2、精脱硫区，21、精脱硫区进气室，22、精脱硫区活性焦床层，23、精脱硫区出气室，24、烟气入口，26、精脱硫区百叶窗格栅板，27、第三流道，28、精脱硫区活性焦出料区，281、精脱硫区锥形布料器，282、精脱硫区布料板，3、脱硝区，31、净烟气出口，33、脱硝区出气室，34、脱硝区活性焦床层，35、脱硝区进气室，36、喷氨枪，37、第四流道，38、脱硝区百叶窗格栅板，39、脱硝区活性焦出料区，391、脱硝区锥形布料器，392、脱硝区布料板，4、活性焦进料口，5、活性焦出料口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图2所示，本发明实施例提供一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，包括净化塔体，所述净化塔体上沿竖直方向由上至下依次设置有活性焦进料口4、脱硝区3、精脱硫区2、粗脱硫区1和活性焦出料口5；
粗脱硫区1包括粗脱硫区出气室11、粗脱硫区活性焦床层12和粗脱硫区进气室13，三者由外向内依次设置；粗脱硫区出气室11与粗脱硫区进气室13均与粗脱硫区活性焦床层12导通；粗脱硫区进气室13的上方设有烟气入口24；
精脱硫区2包括精脱硫区进气室21、精脱硫区活性焦床层22和精脱硫区出气室23，三者由外向内依次设置；精脱硫区进气室21与精脱硫区出气室23均与精脱硫区活性焦床层22导通；精脱硫区进气室21与粗脱硫区出气室11连通；
粗脱硫区活性焦床层12的顶部与精脱硫区活性焦床层22的底部连通，粗脱硫区活性焦床层12的底部与活性焦出料口5连通。
本发明将脱硫过程分为上下布置的精脱硫区和粗脱硫区，且粗脱硫区进气室13与精脱硫区进气室21沿竖直方向错开设置，更长的脱硫流程可保证SO2在经过粗脱硫区和精脱硫区后，绝大部分SO2已被捕获，脱硝区喷氨后生成硫酸铵的量显著降低，显著改善活性焦活性异常下降的现象，有助于提高脱硝效果，降低活性焦循环用量。本申请的净化塔的截面为矩形。
进一步地，脱硝区3包括脱硝区出气室33、脱硝区活性焦床层34和脱硝区进气室35，三者由外向内依次设置；脱硝区出气室33与脱硝区进气室35均与脱硝区活性焦床层34导通；脱硝区进气室35与精脱硫区出气室23连通，脱硝区活性焦床层34的底部与精脱硫区活性焦床层22的顶部连通，脱硝区活性焦床层34的顶部与活性焦进料口4连通；脱硝区出气室33的顶部设有净烟气出口31。
脱硝区进气室35与精脱硫区进气室21沿竖直方向错开设置，粗脱硫区进气室13与精脱硫区进气室21沿竖直方向错开设置，脱硫脱硝过程形成错流。
进一步地，于脱硝区进气室35与精脱硫区出气室23的连通处设置喷氨枪36。
进一步地，粗脱硫区活性焦床层12的底部设有粗脱硫区活性焦出料区16，粗脱硫区活性焦出料区16与活性焦出料口5连通；精脱硫区活性焦床层22的底部设有精脱硫区活性焦出料区28，精脱硫区活性焦出料区28与粗脱硫区活性焦床层12的顶部连通。
进一步地，粗脱硫区活性焦出料区16包括粗脱硫区锥形布料器161及粗脱硫区布料板162；精脱硫区活性焦出料区28包括精脱硫区锥形布料器281和精脱硫区布料板282。
进一步地，粗脱硫区活性焦床层12上用于与粗脱硫区出气室11和粗脱硫区进气室13相连的侧壁均设置为百叶窗格栅板18；精脱硫区活性焦床层22上用于与精脱硫区进气室21和精脱硫区出气室23相连的侧壁均设置为百叶窗格栅板26。
进一步地，脱硝区活性焦床层34上用于与脱硝区出气室33和脱硝区进气室35相连的侧壁均设置为百叶窗格栅板38。
进一步地，粗脱硫区出气室11的底部与粗脱硫区活性焦出料区16之间设置有第二流道19；精脱硫区出气室23的底部与精脱硫区活性焦出料区28之间设置有第三流道27。
进一步地，脱硝区活性焦床层34的底部设有脱硝区活性焦出料区39，脱硝区活性焦出料区39与精脱硫区活性焦床层22的顶部连通；脱硝区活性焦出料区39包括脱硝区锥形布料器391和脱硝区布料板392。
活性焦进料口4由上到下依次通过脱硝区活性焦床层34、脱硝区活性焦出料区39、精脱硫区活性焦床层22、精脱硫区活性焦出料区28、粗脱硫区活性焦床层12、粗脱硫区活性焦出料区16与活性焦出料口5连通。新鲜活性焦自活性焦进料口4进入，在活性焦床层中由重力作用依次通过脱硝区活性焦床层34、脱硝区活性焦出料区39、精脱硫区活性焦床层22、精脱硫区活性焦出料区28、粗脱硫区活性焦床层12、粗脱硫区活性焦出料区16，最后从活性焦出料口5排出。
进一步地，脱硝区出气室33的底部与脱硝区活性焦出料区39之间设置有第四流道37。通过设置流道可以避免被烟气带出活性焦床层的活性焦堵塞出气室。
采用本发明提供的净化塔来净化烟气的原理如下：
烟气自烟气入口进入净化塔，通过粗脱硫区进气室13一侧的粗脱硫区百叶窗格栅板18进入粗脱硫区活性焦床层12进行粗脱硫，完成粗脱硫的烟气分别通过另一侧粗脱硫区百叶窗格栅板18进入粗脱硫区出气室11并继续进入精脱硫区进气室21，烟气通过精脱硫区进气室21侧面的精脱硫区百叶窗格栅板26进入精脱硫区活性焦床层22进行精脱硫，完成精脱硫的烟气通过另一侧精脱硫区百叶窗格栅板26进入精脱硫区出气室23并继续进入脱硝区进气室35；与此同时，喷氨枪喷氨，氨以氨水喷雾或氨气形式存在，与烟气充分混合；混入氨水喷雾或氨气的烟气通过脱硝区进气室35两侧的脱硝区百叶窗格栅板38进入脱硝区活性焦床层34进行脱硝；脱硝后的净烟气通过另一侧的脱硝区百叶窗格栅板38进入净烟气出口31并被排出净化塔，烟气净化过程结束。
本发明使用三级结构，活性焦容量和停留时间比双极结构显著增加，可处理SO2浓度超过18000 mg/m3的烟气，脱硫率超过99%。
本发明中，精脱硫区使用的是脱硝区沉降下来的活性焦，其活性有一定降低，粗脱硫区使用的是精脱硫区沉降下来的活性焦，其活性进一步降低。两段式的脱硫过程一方面有助于充分利用活性焦活性，减少活性焦循环用量；另一方面在处理高浓度SO2烟气时，两段式脱硫过程放热区域大，可以有效的快速分散发热量，避免脱硫区局部温度过高引起安全事故。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，其特征在于：包括净化塔体，所述净化塔体上沿竖直方向由上至下依次设置有活性焦进料口（4）、脱硝区（3）、精脱硫区（2）、粗脱硫区（1）和活性焦出料口（5）；
所述粗脱硫区（1）包括粗脱硫区出气室（11）、粗脱硫区活性焦床层（12）和粗脱硫区进气室（13），三者由外向内依次设置；所述粗脱硫区出气室（11）与所述粗脱硫区进气室（13）均与所述粗脱硫区活性焦床层（12）导通；所述粗脱硫区进气室（13）的上方设有烟气入口（24）；
所述精脱硫区（2）包括精脱硫区进气室（21）、精脱硫区活性焦床层（22）和精脱硫区出气室（23），三者由外向内依次设置；所述精脱硫区进气室（21）与所述精脱硫区出气室（23）均与所述精脱硫区活性焦床层（22）导通；所述精脱硫区进气室（21）与所述粗脱硫区出气室（11）连通；
所述粗脱硫区活性焦床层（12）的顶部与所述精脱硫区活性焦床层（22）的底部连通，所述粗脱硫区活性焦床层（12）的底部与所述活性焦出料口（5）连通。
2.如权利要求1所述的一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，其特征在于：所述脱硝区（3）包括脱硝区出气室（33）、脱硝区活性焦床层（34）和脱硝区进气室（35），三者由外向内依次设置；所述脱硝区出气室（33）与所述脱硝区进气室（35）均与所述脱硝区活性焦床层（34）导通；所述脱硝区进气室（35）与所述精脱硫区出气室（23）连通，所述脱硝区活性焦床层（34）的底部与所述精脱硫区活性焦床层（22）的顶部连通，所述脱硝区活性焦床层（34）的顶部与所述活性焦进料口（4）连通；所述脱硝区出气室（33）的顶部设有净烟气出口（31）。
3.如权利要求2所述的一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，其特征在于：于所述脱硝区进气室（35）与所述精脱硫区出气室（23）的连通处设置喷氨枪（36）。
4.如权利要求1所述的一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，其特征在于：所述粗脱硫区活性焦床层（12）的底部设有粗脱硫区活性焦出料区（16），所述粗脱硫区活性焦出料区（16）与所述活性焦出料口（5）连通；所述精脱硫区活性焦床层（22）的底部设有精脱硫区活性焦出料区（28），所述精脱硫区活性焦出料区（28）与所述粗脱硫区活性焦床层（12）的顶部连通。
5.如权利要求4所述的一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，其特征在于：所述粗脱硫区活性焦出料区（16）包括粗脱硫区锥形布料器（161）及粗脱硫区布料板（162）；所述精脱硫区活性焦出料区（28）包括精脱硫区锥形布料器（281）和精脱硫区布料板（282）。
6.如权利要求1所述的一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，其特征在于：所述粗脱硫区活性焦床层（12）上用于与所述粗脱硫区出气室（11）和所述粗脱硫区进气室（13）相连的侧壁均设置为百叶窗格栅板（18）；所述精脱硫区活性焦床层（22）上用于与所述精脱硫区进气室（21）和所述精脱硫区出气室（23）相连的侧壁均设置为百叶窗格栅板（26）。
7.如权利要求2所述的一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，其特征在于：所述脱硝区活性焦床层（34）上用于与所述脱硝区出气室（33）和所述脱硝区进气室（35）相连的侧壁均设置为百叶窗格栅板（38）。
8.如权利要求4所述的一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，其特征在于：所述粗脱硫区出气室（11）的底部与所述粗脱硫区活性焦出料区（16）之间设置有第二流道（19）；所述精脱硫区出气室（23）的底部与所述精脱硫区活性焦出料区（28）之间设置有第三流道（27）。
9.如权利要求2所述的一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，其特征在于：所述脱硝区活性焦床层（34）的底部设有脱硝区活性焦出料区（39），所述脱硝区活性焦出料区（39）与所述精脱硫区活性焦床层（22）的顶部连通；所述脱硝区活性焦出料区（39）包括脱硝区锥形布料器（391）和脱硝区布料板（392）。
10.如权利要求9所述的一种错流式三级移动床活性焦脱硫脱硝净化塔，其特征在于：所述脱硝区出气室（33）的底部与所述脱硝区活性焦出料区（39）之间设置有第四流道（37）。
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