CN108525466B - 一种低硫烟气脱硫脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于烟气净化设备技术领域，公开了一种低硫烟气脱硫脱硝装置。该装置包括吸附塔和振动筛，吸附塔沿烟气流通方向依次设有第一区、第二区和第三区，第一区设有烟气进气口和位于烟气进气口处的喷氨格栅，第三区设有烟气出气口，第二区内设有流动的活性炭层，活性炭层从吸附塔的顶部入口流入，底部出口流出；振动筛与吸附塔的底部出口连接，并通过输送机构与吸附塔的顶部入口连接。本发明的主要特点在于没有活性炭的解析装置，针对烟气特性有选择的设计吸附塔结构，结合振动筛筛选分离出可直接循环利用的活性炭，对硫含量相对较低的烟气进行高效深度脱硝净化处理，不依赖解析工序，工艺简单，可控性高，便捷高效。

Description

一种低硫烟气脱硫脱硝装置

技术领域

本发明涉及烟气净化设备技术领域，尤其涉及一种低硫烟气脱硫脱硝装置。

背景技术

活性炭法烟气脱硫脱硝技术在钢铁行业应用初具规模，该技术不仅能够同时脱除烟气中的SO_X和NO_X，还具有不耗水、无二次污染、有效脱除烟气中的粉尘和重金属(如汞)等污染物以及可通过吸附剂再生回收硫资源等优点，可以很好地应用于烟气的净化治理。

一种活性炭法烟气净化装置(公开号为CN106693603A)公开了该装置主要包括活性炭吸附塔和解析塔，烟气从塔体底部进气，上部出气，中间为活性炭床层，活性炭床层部分包括3部分(上、下部分和中间过渡区)，中间过渡区设置活性炭通道，通过辊式给料器分隔为上下部分，实现烟气两次穿过活性炭层，完成烟气的脱硫脱硝，活性炭不断移动，吸附完成后进入解析塔进行再生。

该专利中没有指明活性炭必须要解析的情况，容易对其他行业不同性质的烟气在应用活性炭法净化工艺时造成误导。因此，亟待需要提供一种新型低硫烟气脱硫脱硝装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低硫烟气脱硫脱硝装置，以解决现有技术中未涉及针对低硫烟气进行净化处理的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种低硫烟气脱硫脱硝装置，包括：

吸附塔，吸附塔沿烟气流通方向依次设有第一区、第二区和第三区，第一区设有烟气进气口和位于烟气进气口处的喷氨格栅，第三区设有烟气出气口，第二区内设有流动的活性炭层，活性炭层从吸附塔的顶部入口流入，底部出口流出；

振动筛，其与吸附塔的底部出口连接，并通过输送机构与吸附塔的顶部入口连接。

作为优选，活性炭层沿烟气流通方向依次包括第一活性炭层和第二活性炭层，第一活性炭层与第二活性炭层之间通过多孔隔板隔开，多孔隔板可移动地设于第二区内。

作为优选，底部出口包括分别与第一活性炭层与第二活性炭层对应设置的第一底部出口和第二底部出口，第一底部出口与振动筛之间连接有第一卸料阀，第二底部出口与振动筛之间连接有第二卸料阀，通过控制第一卸料阀和第二卸料阀的卸料速度来控制第一活性炭层和第二活性炭层的下降速度。

作为优选，第一活性炭层的下降速度是第二活性炭层的下降速度的3～5倍。

作为优选，第二活性炭层的下降速度为0.05mm/s～0.5mm/s。

作为优选，活性炭层的宽度为1m～2.5m，且第一活性炭层的宽度不大于第二活性炭层的宽度。

作为优选，当烟气中SO_X的含量小于50mg/m³时，第一活性炭层的宽度为10cm～20cm；当烟气中SO_X的含量大于50mg/m³且小于100mg/m³时，第一活性炭层的宽度为20cm～30cm；当烟气中SO_X的含量大于100mg/m³且小于150mg/m³时，第一活性炭层的宽度为30cm～40cm。

作为优选，振动筛的筛网孔径为2mm～3mm，且振动筛的底部设有回收车。

作为优选，输送机构为斗提机或链斗机。

作为优选，还包括缓冲仓和输料仓，缓冲仓设于吸附塔的顶部入口处，输料仓与缓冲仓通过输送机构连接。

本发明的有益效果：

本发明的主要特点在于没有活性炭的解析装置，针对烟气特性有选择的设计吸附塔结构，结合振动筛筛选分离出可直接循环利用的活性炭，对硫含量相对较低的烟气进行高效深度脱硝净化处理，不依赖解析工序，工艺简单，可控性高，便捷高效。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的低硫烟气脱硫脱硝装置的结构示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的低硫烟气脱硫脱硝装置的结构示意图。

图中：

1、吸附塔；2、振动筛；3、输送机构；4、回收车；5、缓冲仓；6、输料仓；

11、第一区；12、第二区；13、第三区；14、顶部入口；

111、烟气进气口；112、喷氨格栅；121、第一活性炭层；122、第二活性炭层；123、多孔隔板；131、烟气出气口；151、第一卸料阀；152、第二卸料阀。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明的一个实施例提供的一种低硫烟气脱硫脱硝装置，包括吸附塔1、振动筛2、输送机构3、回收车4、缓冲仓5和输料仓6，其中：

输料仓6为整个脱硫脱硝装置提供新鲜的活性炭，新鲜的活性炭或经过振动筛2筛选分离出可直接循环利用的活性炭共同经输送机构3输送至吸附塔1中进行脱硫脱硝的净化处理，本发明提供的脱硫脱硝装置不依赖解析工序，工艺简单，可控性高，便捷高效。缓冲仓5设置在吸附塔1的顶部入口14处，可以使由输送机构3输送来的活性炭缓慢均匀地进入吸附塔1中。回收车4位于振动筛2的底部，振动筛2的筛网孔径为2mm～3mm，活性炭从吸附塔1移动下来后，经过振动筛2筛掉附着在活性炭表面上的炭粉、炭渣及其他物质(如固体硫酸铵等)，保证活性炭具备较好的透气性和吸附性，合格的活性炭进入输送机构3输送至吸附塔1的缓冲仓5内，实现循环利用。而筛分掉的活性炭粉、活性炭渣及其他物质(如固体硫酸铵等)暂存在回收车4中，工厂可以结合自身工艺加以回收利用，如焦化厂水处理和配煤炼焦、锅炉燃烧等，还可以转卖给活性炭制造厂进行活性炭再造。

具体地，吸附塔1沿烟气流通方向依次设有第一区11、第二区12和第三区13，第一区11设有烟气进气口111和位于烟气进气口111处的喷氨格栅112，第三区13设有烟气出气口131，第二区12内设有流动的活性炭层，活性炭层从吸附塔1的顶部入口14流入，底部出口流出。低硫烟气先从烟气进气口111进入第一区11中并经过喷氨格栅112，喷氨格栅112能够防止烟气中的粉尘堵塞喷口，提高氨气与烟气的混合均匀性，然后烟气进入第二区12中的活性炭层被活性炭吸附，最后干净的烟气由第三区13的烟气出气口131排出。

具体地，活性炭层沿烟气流通方向依次包括第一活性炭层121和第二活性炭层122，第一活性炭层121与第二活性炭层122之间通过多孔隔板123隔开，多孔隔板123可移动地设于第二区12内。具体地，活性炭层的宽度为1m～2.5m，例如1m、1.3m、1.5m、1.8m、2m、2.3m或2.5m等，优选为1.5m～2.0m。由于本发明针对低硫烟气(即含硫量少)，而且通常烟气被活性炭吸附时，烟气中的SO_X先被活性炭吸附，因此第一活性炭层121中活性炭的总量可以相对少一些；而为使得烟气的脱硝率比较高，可以适当地使第二活性炭层122设为过量，综上，第一活性炭层121的总量应小于第二活性炭层122的总量。当二者的横截面积相同时，需使得第一活性炭层121的宽度不大于第二活性炭层122的宽度。

根据现场大量试验数据表明，当烟气中SO_X的含量小于50mg/m³时，第一活性炭层121的宽度为10cm～20cm；当烟气中SO_X的含量大于50mg/m³且小于100mg/m³时，第一活性炭层121的宽度为20cm～30cm；当烟气中SO_X的含量大于100mg/m³且小于150mg/m³时，第一活性炭层121的宽度为30cm～40cm。

具体地，本发明利用检测机构对烟气中的SO_X的含量进行检测，利用驱动机构对多孔隔板123在第二区12中的位置进行移动。当检测机构检测到烟气中的SO_X的含量增加或减小时，驱动机构带动多孔隔板123向增加或减小第一活性炭层121的宽度的方向移动。

具体地，吸附塔1的底部出口包括分别与第一活性炭层121与第二活性炭层122对应设置的第一底部出口和第二底部出口，第一底部出口与振动筛2之间连接有第一卸料阀151，第二底部出口与振动筛2之间连接有第二卸料阀152，通过控制第一卸料阀151和第二卸料阀152的转速来控制第一活性炭层121和第二活性炭层122的下降速度。

具体地，第一活性炭层121的下降速度是第二活性炭层122的下降速度的3～5倍。具体地，当处理烟气中含有较大量的粘附性的物质或含尘量大时，第一活性炭层121的下降速度应该适当较快，如碳素行业的含沥青烟气。而第二活性炭层122的下降速度根据活性炭性质进行选择，如颗粒度、耐磨强度、吸附能力等，一般在0.05mm/s～0.5mm/s，如0.05mm/s、0.1mm/s、0.2mm/s、0.3mm/s、0.4mm/s或0.5mm/s等。

具体地，输送机构3可以为斗提机或链斗机，当吸附塔1的顶部入口14与底部出口距离输送机构3较远时，优先选择链斗机，以降低整个脱硫脱硝装置的总高度。

具体地，吸附塔1的形状为长2m～10m、宽3m～6m和高8m～30m的长方体，例如，长为2m、4m、6m、8m或10m等，宽为3m、3.5m、4m、4.5m、5m、5.5m或6m等，高为8m、10m、15m、18m、20m、25m、28m或30m等。

具体地，本发明提供的脱硫脱硝装置可应用于焦炉烟气净化装置、烧结烟气处理装置、玻璃炉窑烟气处理装置、垃圾焚烧站废气处理装置和碳素行业烟气处理装置等领域。

图2为本发明另一个实施例提供的低硫烟气脱硫脱硝装置的结构示意图，与图1的区别在于：在一个整体平台上集成了两套图1所示的脱硫脱硝装置，该种方式共用一台输送机构3，集成后的脱硫脱硝装置主要针对于烟气量更大的工业场所。

以下通过提供几组实验数据对上述两个实施例进行说明。

第一组：

吸附塔1的塔体尺寸为长5m、宽4m和高10m，可处理烟气量为20000Nm³/h，第一区11的宽度为1m，第二区12的活性炭层总宽度为2m，第三区13的宽度为1m，其中第一活性炭层121的宽度为0.4m，第二活性炭层122的宽度为1.6m，振动筛2的筛网孔径为2mm。

将含有SO_X(含量<150mg/m³)和NOx的焦炉烟气通入吸附塔1中，同时从喷氨格栅112通入氨气，充分混合后进入第二区12的活性炭层。第一活性炭层121的下降速度是第二活性炭层122的下降速度的4倍，在活性炭中依次完成脱硫和脱硝过程，最终净化后烟气经第三区13的烟气出气口131排出。

对于新的焦化厂或焦炉维护较好的焦化厂，一般烟气中硫的含量较低，加上焦化厂自身精脱硫工序，可以将SO_X含量控制在150mg/m³以下，因此可直接应用此工艺装置，与其他净化处理手段相比，此种方式更加经济、高效、稳定。

第二组：

吸附塔1的塔体尺寸为长8m、宽4m和高30m，可处理烟气量为75000Nm³/h，第一区11的宽度为1m，第二区12的活性炭层总宽度为2m，第三区13的宽度为1m，其中第一活性炭层121的宽度为0.2m，第二活性炭层122的宽度为1.8m，振动筛2的筛网孔径为2mm。

将含有SO_X(含量<50mg/m³)、NOx和含粉尘的烧结烟气通入吸附塔1中，同时从喷氨格栅112通入氨气，充分混合后进入第二区12的活性炭层。第一活性炭层121的下降速度是第二活性炭层122的下降速度的3倍，在活性炭中依次完成脱硫和脱硝过程，最终净化后烟气经第三区13的烟气出气口131排出。

目前所有的钢铁企业烧结烟气基本已经配备了脱硫脱硝除尘装置，相当一部分使用的是先脱硫后脱硝两步走的净化工艺，在脱硝指标进一步提高后，原先装置很难或根本不能达到要求，因此该工艺装置可作为较好的替代工艺，将脱硫后的烟气引入装置中，实现高效的脱硝净化，为企业提供便捷高效、简单可靠的应对措施。

第三组：

吸附塔1的塔体尺寸为长6m、宽4m和高15m，可处理烟气量为25000Nm³/h，第一区11的宽度为1m，第二区12的活性炭层总宽度为2m，第三区13的宽度为1m，其中第一活性炭层121的宽度为0.3m，第二活性炭层122的宽度为1.7m，振动筛2的筛网孔径为3mm。

将含有SO_X(含量<100mg/m³)、Nox、重金属、烟尘及多种有机物的垃圾焚烧站的烟气通入吸附塔1中，同时从喷氨格栅112通入氨气，充分混合后进入第二区12的活性炭层。第一活性炭层121的下降速度是第二活性炭层122的下降速度的5倍，烟气穿过第一活性炭层121时主要实现脱硫以及对粉尘、重金属和有机物的吸附，经过第二活性炭层122时主要进行脱硝净化，最终达到指标要求的烟气经第三区13的烟气出气口131排出。

垃圾焚烧站烟气成分较为复杂，第一活性炭层121可以吸附掉多种污染物，减少对后期的脱硝过程的影响，通过调控两层活性炭的下降速度，达到多种污染物协同脱除的目的，低成本高效率的实现烟气达标排放。

第四组：

吸附塔1的塔体尺寸为长7m、宽4m和高20m，可处理烟气量为35000Nm³/h，第一区11的宽度为1m，第二区12的活性炭层总宽度为2m，第三区13的宽度为1m，其中第一活性炭层121的宽度为0.4m，第二活性炭层122的宽度为1.6m，振动筛2的筛网要用两层，上面一层筛网的孔径要比所用活性炭的平均粒径稍大一些，下面一层筛网的孔径为2mm。

将含有SO_X(含量<150mg/m³)、Nox、焦油、烟尘、苯并芘及多种有害芳烃的碳素行业的烟气通入吸附塔1中，同时从喷氨格栅112通入氨气，充分混合后进入第二区12的活性炭层。第一活性炭层121的下降速度是第二活性炭层122的下降速度的5倍，烟气穿过第一活性炭层121时主要实现脱硫以及对粉尘、焦油及芳烃等有害有机物的吸附，第一活性炭层121需要较大的下降速度有利于焦油的脱除，避免造成粘结阻塞活性炭下降，最终达到指标要求的净烟气经第三区13的烟气出气口131排出。

活性炭被筛分时，上面一层筛网残留的粘结物质和下面一层筛网筛选出的炭粉或炭渣不能参与循环利用，剩下的活性炭进入输送机构3回到吸附塔1进行重复吸附利用，从而达到了多种污染物协同脱除的目的，以及低成本高效率的实现烟气达标排放。

第五组：

采用图2所示的脱硫脱硝装置进行吸附，具体地，以100000Nm³/h的焦炉烟气为例，含有SO_X(含量<150mg/m³)、NOx和少量粉尘的焦炉烟气经过主烟道分成两部分后分别通入两侧的脱硫脱硝装置中，每个吸附塔1的塔体尺寸均为长8m、宽4m、高20m，，每个吸附塔1可处理烟气量均为50000Nm³/h。第一区11的宽度为1m，第二区12的活性炭层总宽度为2m，第三区13的宽度为1m，其中第一活性炭层121的宽度为0.4m，第二活性炭层122的宽度为1.6m。

第一活性炭层121的下降速度是第二活性炭层122的下降速度的4倍，通入烟气同时从喷氨格栅112通入氨气，充分混合后进入吸附塔1，在活性炭中依次完成脱硫和脱硝净化过程，最终达到指标要求的净烟气经第三区13的烟气出气口131排出。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术用户来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低硫烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，包括：

吸附塔(1)，所述吸附塔(1)沿烟气流通方向依次设有第一区(11)、第二区(12)和第三区(13)，所述第一区(11)设有烟气进气口(111)和位于所述烟气进气口(111)处的喷氨格栅(112)，所述第三区(13)设有烟气出气口(131)，所述第二区(12)内设有流动的活性炭层，所述活性炭层从所述吸附塔(1)的顶部入口(14)流入，底部出口流出；

振动筛(2)，其与所述吸附塔(1)的底部出口连接，并通过输送机构(3)与所述吸附塔(1)的顶部入口(14)连接；

所述活性炭层沿烟气流通方向依次包括第一活性炭层(121)和第二活性炭层(122)，所述第一活性炭层(121)与所述第二活性炭层(122)之间通过多孔隔板(123)隔开，所述多孔隔板(123)可移动地设于所述第二区(12)内；

所述第一活性炭层(121)的下降速度是所述第二活性炭层(122)的下降速度的3～5倍；

所述第二活性炭层(122)的下降速度为0.05mm/s～0.5mm/s。

2.根据权利要求1所述的低硫烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述底部出口包括分别与所述第一活性炭层(121)与所述第二活性炭层(122)对应设置的第一底部出口和第二底部出口，所述第一底部出口与所述振动筛(2)之间连接有第一卸料阀(151)，所述第二底部出口与所述振动筛(2)之间连接有第二卸料阀(152)，通过控制所述第一卸料阀(151)和所述第二卸料阀(152)的转速来控制所述第一活性炭层(121)和所述第二活性炭层(122)的下降速度。

3.根据权利要求1所述的低硫烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述活性炭层的宽度为1m～2.5m，且所述第一活性炭层(121)的宽度不大于所述第二活性炭层(122)的宽度。

4.根据权利要求3所述的低硫烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，当烟气中SO_X的含量小于50mg/m³时，所述第一活性炭层(121)的宽度为10cm～20cm；当烟气中SO_X的含量大于50mg/m³且小于100mg/m³时，所述第一活性炭层(121)的宽度为20cm～30cm；当烟气中SO_X的含量大于100mg/m³且小于150mg/m³时，所述第一活性炭层(121)的宽度为30cm～40cm。

5.根据权利要求1所述的低硫烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述振动筛(2)的筛网孔径为2mm～3mm，且所述振动筛(2)的底部设有回收车(4)。

6.根据权利要求1所述的低硫烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，所述输送机构(3)为斗提机或链斗机。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的低硫烟气脱硫脱硝装置，其特征在于，还包括缓冲仓(5)和输料仓(6)，所述缓冲仓(5)设于所述吸附塔(1)的顶部入口(14)处，所述输料仓(6)与所述缓冲仓(5)通过所述输送机构(3)连接。

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