CN108993094A - 一种活性炭烟气净化塔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及烟气净化领域，公开了一种活性炭烟气净化塔。所述活性炭烟气净化塔包括：塔体，所述塔体内部中空形成沿竖直方向延伸的烟气通道，所述塔体具有烟气入口和烟气出口；活性炭区，设置于所述烟气通道中，所述活性炭区包括沿竖直方向分布的至少两个活性炭层，相邻两个所述活性炭层通过拐角依次连通，形成活性炭流动通道，所述活性炭区具有活性炭入口和活性炭出口。本发明通过活性炭区的设置及活性炭在所述活性炭区的流动，增大活性炭与烟气的接触面积，提高活性炭利用率及烟气净化率。

Description

一种活性炭烟气净化塔
技术领域
本发明涉及气体净化领域，尤其涉及一种活性炭烟气净化塔。
背景技术
活性炭烟气净化技术具有同时脱除多种污染物、副产物可资源化、活性炭循环使用、净化效率高等优点，是非常具有发展前景的烟气净化技术。目前活性炭烟气净化工艺在工业上应用广泛，其净化设备一般为固定床和移动床。
现有活性炭烟气净化塔为了提高烟气净化率，采用加厚活性炭层或多层活性炭层简单叠加的方法，烟气与活性炭实际接触面积小，活性炭初次填充量大，且与烟气反应过程中部分活性炭反应不充分，活性炭利用率低。现有部分活性炭烟气净化塔为实现烟气在装置内的流动，活性炭烟气净化塔内部设置专门用于烟气流动的烟气通道，增加了活性炭烟气净化塔的占地面积，烟气流动阻力大，烟气净化能耗高。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种活性炭烟气净化塔，以增大活性炭与烟气的接触面积，提高活性炭的使用效率，提高烟气净化塔的净化效率。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种活性炭烟气净化塔，包括：塔体，所述塔体内部中空形成沿竖直方向延伸的烟气通道，所述塔体具有烟气入口和烟气出口；活性炭区，设置于所述烟气通道中，所述活性炭区包括沿竖直方向分布的至少两个活性炭层，相邻两个所述活性炭层通过拐角依次连通，形成活性炭流动通道，所述活性炭区具有活性炭入口和活性炭出口。
作为一种活性炭烟气净化塔的优选方案，所述塔体具有卸灰口，所述活性炭入口、所述活性炭出口和所述卸灰口中的至少一个设置有卸料阀。
作为一种活性炭烟气净化塔的优选方案，所述卸料阀为双层密封卸料阀。
作为一种活性炭烟气净化塔的优选方案，所述活性炭层厚度为500-2000mm，与水平线的夹角呈29-35度。
作为一种活性炭烟气净化塔的优选方案，所述活性炭层包括上下两片多孔板。
作为一种活性炭烟气净化塔的优选方案，所述多孔板的孔的孔径为1-2mm，所述多孔板开孔率的为35％-50％。
作为一种活性炭烟气净化塔的优选方案，所述活性炭层内和/或所述拐角内设置有驱动机构，用于驱动活性炭流动。
作为一种活性炭烟气净化塔的优选方案，所述驱动机构为辊式卸料器、钢网输送机或螺旋输送机。
作为一种活性炭烟气净化塔的优选方案，烟气在所述塔体内的流动方向与活性炭流动方向相反。
作为一种活性炭烟气净化塔的优选方案，所述活性炭入口设置在所述塔体顶部，所述活性炭出口设置在所述塔体底部，所述烟气入口设置在所述塔体底部，所述烟气出口设置在所述塔体顶部。
本发明的有益效果为：塔体内部中空形成沿竖直方向延伸的烟气通道，烟气通道截面积大，烟气在塔体内部沿竖直方向流动，烟气流动阻力小，烟气净化能耗小；塔体无需额外加设烟气通道，且塔体内活性炭区布置紧密，降低活性炭烟气净化塔的占地面积；活性炭区包括至少两个相互连通的活性炭层，增大活性炭与烟气的接触面积，提高烟气净化效率；活性炭区具有活性炭入口和活性炭出口，便于活性炭的更换，活性炭在活性炭区内流动，提高活性炭的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的活性炭烟气净化塔的示意图；
图2是本发明实施例1提供的多孔板的结构示意图；
图3是本发明实施例2提供的活性炭烟气净化塔的示意图；
图4是本发明实施例3提供的一种采用钢网输送机作为驱动机构的活性炭烟气净化塔示意图；
图5是本发明实施例3提供的另一种采用螺旋输送机作为驱动机构的活性炭烟气净化塔示意图。
图中：
1-塔体，2-活性炭区，201-活性炭层，202-拐角，203-多孔板，3-烟气入口，4-烟气出口，5-活性炭入口，6-活性炭出口，7-卸灰口，8-卸料阀，9-辊式卸料器，10-钢网输送机，11-螺旋输送机。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种活性炭烟气净化塔，下面给出多个实施例对本发明提供的活性炭烟气净化塔进行详细描述。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例提供一种用于气体净化的活性炭烟气净化塔，该活性炭烟气净化塔包括塔体1以及设于塔体1内部的活性炭区2。对塔体1的形状不做特别限定，可以是圆柱体或长方体或正方体。该塔体1为中空塔体，具有烟气入口3和烟气出口4，塔体1的内部中空形成沿竖直方向延伸的烟气通道，烟气入口3和烟气出口4与烟气通道连通。活性炭区2设置在塔体1内的烟气通道上。烟气通过烟气入口3进入烟气通道后，烟气能够穿过活性炭区2净化，净化后的烟气通过烟气出口4排出。为加料和卸料，塔体1的具有活性炭入口5、活性炭出口6及卸灰口7。
其中活性炭区2设置在塔体1内部，与塔体1内壁连接；活性炭区2两端与活性炭入口5和活性炭出口6连通，以便向活性炭区2内添加活性炭或将活性炭卸出。其中，活性炭可以采用上进下出的方式装卸，即活性炭入口5设置在塔体1的顶部，活性炭出口6设置在塔体1的底部。活性炭的装卸方向也可以相反，即活性炭入口5设置在塔体1的底部，活性炭出口6设置在塔体1的顶部。为了方便活性炭的添加和卸出，本实施例中将活性炭入口5设置在塔体1的顶部，活性炭出口6设置在塔体1底部。
该活性炭区2包括至少两个活性炭层201，至少两个活性炭层201沿竖直方向分布，相邻两个活性炭层201在拐角202处依次连通。
活性炭层201的数量、面积及塔体1的尺寸可以根据需处理的烟气量及烟气浓度进行合理设置，若需处理的烟气量大，可以加大塔体1的截面积从而增大活性炭层201的面积；若烟气浓度高，可以增加塔体1高度从而容纳多层活性炭层201。
活性炭层201的厚度不做限定，可以根据实际烟气的浓度选择相应的活性炭层201的厚度，若需处理的烟气浓度较大，可以相应增加性炭层201的厚度。其中该活性炭层201的厚度可以在500-2000mm之间，在这种情况下，既能保证烟气的净化效果，又不会由于活性炭层201过厚导致烟气流动阻力过大，能耗升高。
活性炭层201可以由上下两片多孔板203提供支撑，为简化活性炭烟气净化塔的结构，两片多孔板203可以与塔体1的内壁围设形成容纳活性炭的空间，两片多孔板203作为活性炭容纳腔的顶面和底面，塔体1的内壁作为活性炭容纳腔的侧壁。该多孔板203也可以替换为网格板等可以实现相同功能的结构。对该多孔板203上孔的形状不做特别限定，可以是圆形、椭圆形或多边形。多孔板203的孔的孔径应小于内部活性炭颗粒直径，避免活性炭落出。在满足多孔板203的支撑强度的情况下，提高多孔板203的开孔率可提高烟气的流动效率。通常，多孔板203的孔的孔径可以设置为1-2mm，多孔板203的开孔率可以在35％-50％之间。烟气通过多孔板203流经活性炭层201后再通过另一侧多孔板203流出。
活性炭层201内和拐角202内设置有驱动机构，活性炭受驱动机构控制自上而下沿由活性炭层201及拐角202组成的活性炭通道移动。通过活性炭的移动，将饱和的活性炭由活性炭出口6卸出塔体1，同时通过活性炭入口5向与其连通的活性炭区2添加活性炭，实现活性炭的实时更换，避免由于活性炭饱和导致烟气净化不完全。采用驱动机构控制活性炭流动与活性炭仅依靠重力流动相比，具有流动速度可控的优势。活性炭流动的速度不做特别限定，可以根据实际烟气的浓度选择活性炭流动的速度。通常随烟气浓度升高可适当加快活性炭的流动速度，以提高烟气的净化率。本实施例中采用辊式卸料器9作为驱动机构，其中辊式卸料器9为业内常用辊式输送装置，具体结构不再详细介绍。辊式卸料器9的数量及尺寸可以根据活性炭层201的尺寸设置。
活性炭层201与水平线呈一定夹角，该角度在塔体1横截面积一定的情况下增大活性炭层201面积，且在活性炭层201厚度一定的情况下增加了烟气穿过活性炭层201路径长度，增加了烟气在活性炭层201内的停留时间；同时烟气流动的方向与活性碳层201的夹角亦会改变，与烟气垂直穿过活性炭层201相比，该角度可以降低压损，使烟气顺畅流过活性炭层201，提高烟气的流动效率，降低烟气净化能耗。但是随着活性炭层201与水平线角度的增加，相同层数的活性炭层201高度增加，相应的塔体1高度增加；同时随着活性炭层201与水平线夹角的增加，活性炭在活性炭区2内的流动受重力影响增加，难以通过驱动机构精准控制活性炭的流动速度。活性炭层201与水平线的夹角可以设置在29-35度之间，如30度或33度。
烟气在塔体1内的流向可以自上而下或者自下而上，本实施例中烟气的流动方向与活性炭流动方向相反，相应的烟气入口3设置在塔体1底部，烟气出口4设置在塔体1顶部。烟气从烟气入口3流入塔体1，首先与位于活性炭区2下层的活性炭接触；此时烟气浓度较大，活性炭与烟气充分反应后从活性炭出口6流出塔体1，活性炭反应完全，利用率高。烟气流出烟气出口4前，与活性炭区2上层活性炭接触；此时活性炭刚刚自活性炭入口5进入活性炭区2，活性炭吸附效果好，可以确保烟气净化完全。这样设置可同时提高烟气的净化率及活性炭的利用率，从而提高净化效率。
卸灰口7设置在塔体1底部，烟气中沉淀的固相粉尘及活性炭摩擦过程中产生的粉尘可由卸灰口7移出，粉尘移出塔体1后，可以作为燃料二次利用。
活性炭入口5、活性炭出口6和卸灰口7均设置卸料阀8，其中，卸料阀8可以采用星型卸料阀，该卸料阀8工作时可以隔断卸料阀8上、下部气压而起到锁气作用。本实施例卸料阀8采用双层密封卸料阀，双层密封卸料阀内部充氮气作为保护气体，该双层密封卸料阀可以进一步防止烟气从活性炭入口5、活性炭出口6和卸灰口7中溢出，确保全部烟气通过塔体1净化。
实施例2
如图3所示，本实施例提供了一种活性炭烟气净化塔，该活性炭烟气净化塔与实施例1区别在于，活性炭层201水平设置，拐角202垂直于活性炭层201。水平的活性炭层201内设置有驱动机构，活性炭在驱动机构的作用下水平移动。拐角202处可以不设置驱动机构，这种情况下，活性炭在拐角202处靠重力自上向下缓慢移动。水平设置各个活性碳层201，使得活性炭在各活性碳层201间的流动速度完全依赖于驱动机构的设定，实现对活性炭流动速度的精准调节。当烟气浓度变化时，可以通过调整驱动机构及时改变活性炭流动速度，提高活性炭利用率和烟气净化率。其中，本实施例中驱动机构采用辊式卸料器9。
实施例3
如图4、图5所示，该活性炭烟气净化塔与实施例1或实施例2区别在于，活性炭区2的驱动机构分别选择钢网输送机10及螺旋输送机11，二者均为现有技术中比较成熟的技术，具体结构不再详细介绍。其中活性炭层201可设置为水平方向，也可以设置成与水平线呈一定角度。
图4为选择钢网输送机10作为驱动装置的活性炭烟气净化塔示意图，其中钢网输送机10上可以设置提升挡板，可以在水平、倾斜一定角度及竖直多个角度运输活性炭。在活性炭区2的活性炭层201及拐角202处设置带挡板的钢网输送机10，可以实现活性炭自下向上缓慢移动，运输速度精确可控，适应各类应用场合。
图5为选择螺旋输送机11作为驱动装置的活性炭烟气净化塔示意图。选择螺旋输送机11可实现活性炭在活性炭层201间的流动，使活性炭分布更加均匀，避免活性炭层201同一层中部分活性炭已饱和，但仍有部分活性炭未充分利用。但该装置存在活性炭在运输过程中磨损量较大及烟气受该装置阻力较大的缺点。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种活性炭烟气净化塔，其特征在于，所述活性炭烟气净化塔包括：
塔体(1)，所述塔体(1)内部中空形成沿竖直方向延伸的烟气通道，所述塔体(1)具有烟气入口(3)和烟气出口(4)；
活性炭区(2)，设置于所述烟气通道中，所述活性炭区(2)包括沿竖直方向分布的至少两个活性炭层(201)，相邻两个所述活性炭层(201)通过拐角(202)依次连通，形成活性炭流动通道，所述活性炭区(2)具有活性炭入口(5)和活性炭出口(6)。
2.根据权利要求1所述的活性炭烟气净化塔，其特征在于，所述塔体(1)具有卸灰口(7)，所述活性炭入口(5)、所述活性炭出口(6)和所述卸灰口(7)中的至少一个设置有卸料阀(8)。
3.根据权利要求2所述的活性炭烟气净化塔，其特征在于，所述卸料阀(8)为双层密封卸料阀。
4.根据权利要求1所述的活性炭烟气净化塔，其特征在于，所述活性炭层(201)厚度为500-2000mm，与水平线的夹角呈29-35度。
5.根据权利要求1所述的活性炭烟气净化塔，其特征在于，所述活性炭层(201)包括上下两片多孔板(203)。
6.根据权利要求5所述的活性炭烟气净化塔，其特征在于，所述多孔板(203)的孔的孔径为1-2mm，所述多孔板(203)的开孔率为35％-50％。
7.根据权利要求1所述的活性炭烟气净化塔，其特征在于，所述活性炭层(201)内和/或所述拐角(202)内设置有驱动机构，用于驱动活性炭流动。
8.根据权利要求7所述的活性炭烟气净化塔，其特征在于，所述驱动机构为辊式卸料器(9)、钢网输送机(10)或螺旋输送机(11)。
9.根据权利要求1所述的活性炭烟气净化塔，其特征在于，烟气在所述塔体(1)内的流动方向与活性炭流动方向相反。
10.根据权利要求9所述的活性炭烟气净化塔，其特征在于，所述活性炭入口(5)设置在所述塔体(1)顶部，所述活性炭出口(6)设置在所述塔体(1)底部，所述烟气入口(3)设置在所述塔体(1)底部，所述烟气出口(4)设置在所述塔体(1)顶部。
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