CN110090541A - 一种活性焦联合脱硫脱硝的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种活性焦联合脱硫脱硝的系统及方法，该系统包括吸附塔系统、再生系统、还原剂系统、活性焦循环系统和烟囱；吸附塔系统采用分段式移动床错流吸附塔，吸附剂为炭基吸附材料即活性焦；再生采用梯级水洗形式，即吸附塔系统底部设置多台梯级水洗再生池，按照稀硫酸浓度由高到低的顺序逐级洗涤，将硫酸溶液逐级浓缩，最终回收稀硫酸；烟气进入吸附塔系统首先进行脱硫，脱硫后的烟气与氨气混合，在80～150℃范围内，将烟气中的NOx还原为N2，净化后的烟气进入烟囱排放；采用本发明系统，工艺简单，投资很运行成本低，污染物脱除效率高，SO2脱除效率大于98％，NOx脱除效率＞80％，SO3，HCl、HF的脱除效率大于98％，重金属Hg的脱除效率大于90％，除尘效率大于80％。
Description
技术领域
本发明涉及一种为工业锅炉、生物质电厂、垃圾焚烧厂等行业废气进行综合治理的烟气净化工艺，具体涉及一种活性焦联合脱硫脱硝的系统及方法。
背景技术
我国约燃煤电厂大部分已实现超低排放，污染物治理达到世界领先水平。相比之下，冶金、焦化、工业锅(窑)炉、生物质电厂、垃圾焚烧电厂等行业污染物治理水平相对落后，是我国下一步环境治理的重点。燃煤电厂现在一般采用石灰石-石膏湿法脱硫+静电除尘+选择性催化还原(SCR)脱硝的方式，工艺复杂，投资和运行成本高，不适于在中小锅炉推广应用。同时，工业锅炉运行工况复杂，受温度窗口限制，现有SCR、SNCR难以满足长期稳定运行需求，生物质电厂、垃圾焚烧厂等烟气成分复杂，含有大量碱金属，造成催化剂中毒，导致SCR脱硝技术无法使用。因此，低温脱硝技术是非电行业烟气治理的迫切需求。
低温SCR催化剂在我国已有工程应用，但受烟气中SO2影响大，难以长期稳定运行，催化剂成本高，且运行温度一般在180℃以上，能耗较高。活性焦烟气净化技术高效脱硫的同时，可实现低温脱硝(80～150℃)，并可以实现硫资源化，不存在“烟羽现象”等视觉污染，在我国烟气污染治理领域有很大的推广应用前景。截止目前，已有30余台(套)运行业绩，最大规模为太原钢铁厂600m2烧结机。
现有活性焦烟气净化技术一般采用移动床吸附+加热再生工艺，该工艺复杂，运行过程中，活性焦产生烧失和磨损，且产生较大的再生能耗，导致运行成本较高，无法在中小锅炉推广应用。针对中小锅炉烟气治理需求，提出改进的烟气污染治理工艺，简化工艺，降低投资和运行成本，对解决中小锅炉污染治理问题具有重要的意义。
发明内容
为解决现有活性焦烟气净化存在的问题，适应中小锅炉烟气治理需求，本发明提出一种活性焦联合脱硫脱硝的系统及方法，采用移动床吸附+水洗再生的烟气综合净化工艺和方法，具有可实现多种污染物综合净化、污染物脱除效率高、工艺简单、运行成本低等特点。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种活性焦联合脱硫脱硝的系统，包括吸附塔系统Ⅰ、再生系统Ⅱ、还原剂系统Ⅲ、活性焦循环系统Ⅳ和烟囱5；所述吸附塔系统Ⅰ包括活性焦料斗11，与活性焦料斗11底部连通的多个上部溜料管12，每个上部溜料管12通过给料阀13连接料道14，每个料道14底部通过卸料阀15连接下部溜料管19，两个料道14间的空腔为中间烟气集气室17，两个料道14外部的上部和下部分别置于原烟气进气室16和净烟气集气室18中；料道14的外壁为非封闭结构，烟气能够进入料道14，但活性焦不能出料道14；所述再生系统Ⅱ设置于吸附塔系统Ⅰ下部，包括多个水洗再生池21，水洗再生池21内硫酸浓度依次降低，采用梯级水洗方式，硫酸浓度最高的水洗再生池21与废酸处理单元23连接，水洗时，料道14底部的卸料阀15打开，每个料道14底部的下部溜料管19连通多个水洗再生池，每个水洗再生池21内设置一个再生铰笼22；所述还原剂系统Ⅲ由依次连接的氨罐31、蒸发装置32和喷氨格栅33组成，喷氨格栅33置于中间烟气集气室17内；所述活性焦循环系统Ⅳ用于将再生铰笼中的活性焦提升至吸附塔系统Ⅰ顶部继续循环。
所述活性焦循环系统Ⅳ为单轨吊。
所述料道14的外壁为多孔板或百叶窗，
所述活性焦的形状为圆柱形或型，粒径为2～15mm。
所述的吸附塔系统Ⅰ为移动床分段式错流烟气净化吸附塔，下段为脱硫段，上段为脱硝段。
所述的活性焦联合脱硫脱硝的系统的工作方法，锅炉烟气首先进入料道14下部的原烟气进气室16，然后通过料道14的非封闭结构外壁进入料道14，与料道14下部内的活性焦反应脱除SO2，随后出料道14，在中间烟气集气室17与还原剂系统Ⅲ喷入的氨气混合后，在80～150℃范围内，继续与料道14上部内的活性焦反应脱除NOx，净化后的烟气进入净烟气集气室18，经烟囱5排放；活性焦在吸附塔系统Ⅰ内自上而下缓慢移动，料道14出口的活性焦经下部溜料管19进入每个水洗再生池21内的再生铰笼22，按照硫酸浓度由高到低的顺序依次洗涤活性焦，洗涤后的活性焦经活性焦循环系统Ⅳ提升至吸附塔系统Ⅰ顶部的活性焦料斗11内继续循环，水洗再生池内21的再生废液进入废酸处理单元23进行处理。
活性焦循环过程采用连续式或采用间歇式。
废酸处理单元23中的废硫酸采用锅炉灰渣进行处理。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明一种活性焦联合脱硫脱硝的系统及方法，采用移动床吸附+水洗再生的污染物处理工艺，与现有活性焦联合脱硫脱硝工艺相比，不需要设置加热解析系统和制酸系统，工艺简单，投资成本低。
2、本发明一种活性焦联合脱硫脱硝的系统及方法，采用移动床吸附+水洗再生工艺，与现有活性焦联合脱硫脱硝工艺相比，再生过程不需要能耗，系统运行成本低。
3、本发明一种活性焦联合脱硫脱硝的系统及方法，采用活性焦作为吸附剂，在80～150℃实现NOx还原，与现有脱硝技术相比，不受温度窗口限制，具有更大的适用性。
4、本发明一种活性焦联合脱硫脱硝的系统及方法，采用灰渣中的碱性物质中和废硫酸，实现废硫酸的原位处理，不产生二次污染。
附图说明
图1为一种活性焦联合脱硫脱硝的系统及方法图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明一种活性焦联合脱硫脱硝的系统，包括吸附塔系统Ⅰ、再生系统Ⅱ、还原剂系统Ⅲ、活性焦循环系统Ⅳ和烟囱5；所述吸附塔系统Ⅰ包括活性焦料斗11，与活性焦料斗11底部连通的多个上部溜料管12，每个上部溜料管12通过给料阀13连接料道14，每个料道14底部通过卸料阀15连接下部溜料管19，两个料道14间的空腔为中间烟气集气室17，两个料道14外部的上部和下部分别置于原烟气进气室16和净烟气集气室18中；料道14的外壁为非封闭结构，烟气能够进入料道14，但活性焦不能出料道14；所述再生系统Ⅱ设置于吸附塔系统Ⅰ下部，包括多个水洗再生池21，水洗再生池21内硫酸浓度依次降低，采用梯级水洗方式，硫酸浓度最高的水洗再生池21与废酸处理单元23连接，水洗时，料道14底部的卸料阀15打开，每个料道14底部的下部溜料管19连通多个水洗再生池，每个水洗再生池21内设置一个再生铰笼22；所述还原剂系统Ⅲ由依次连接的氨罐31、蒸发装置32和喷氨格栅33组成，喷氨格栅33置于中间烟气集气室17内；所述活性焦循环系统Ⅳ用于将再生铰笼中的活性焦提升至吸附塔系统Ⅰ顶部继续循环。
作为本发明优选的实施方式，所述活性焦循环系统Ⅳ为单轨吊或链斗输送机。
作为本发明优选的实施方式，所述料道14的外壁为多孔板或百叶窗，
作为本发明优选的实施方式，所述活性焦的形状为圆柱形或不定型焦，粒径为2～15mm。
作为本发明优选的实施方式，所述的吸附塔系统Ⅰ为移动床分段式错流烟气净化吸附塔，下段为脱硫段，上段为脱硝段。
本发明活性焦联合脱硫脱硝的系统的工作方法，锅炉烟气首先进入料道14下部的原烟气进气室16，然后通过料道14的非封闭结构外壁进入料道14，与料道14下部内的活性焦反应脱除SO2，随后出料道14，在中间烟气集气室17与还原剂系统Ⅲ喷入的氨气混合后，在80～150℃范围内，继续与料道14上部内的活性焦反应脱除NOx，净化后的烟气进入净烟气集气室18，经烟囱5排放；活性焦在吸附塔系统Ⅰ内自上而下缓慢移动，料道14出口的活性焦经下部溜料管19进入每个水洗再生池21内的再生铰笼22，按照硫酸浓度由高到低的顺序依次洗涤活性焦，洗涤后的活性焦经活性焦循环系统Ⅳ提升至吸附塔系统Ⅰ顶部的活性焦料斗11内继续循环，水洗再生池21内的再生废液进入废酸处理单元23进行处理。
活性焦循环过程采用连续式或采用间歇式。
作为本发明优选的实施方式，废酸处理单元23中的废硫酸采用锅炉灰渣进行处理。
采用本发明系统，工艺简单，投资很运行成本低，污染物脱除效率高，SO2脱除效率大于98％，NOx脱除效率＞80％，SO3，HCl、HF的脱除效率大于98％，重金属Hg的脱除效率大于90％，除尘效率大于80％。
Claims (8)
1.一种活性焦联合脱硫脱硝的系统，其特征在于：包括吸附塔系统(Ⅰ)、再生系统(Ⅱ)、还原剂系统(Ⅲ)、活性焦循环系统(Ⅳ)和烟囱(5)；所述吸附塔系统(Ⅰ)包括活性焦料斗(11)，与活性焦料斗(11)底部连通的多个上部溜料管(12)，每个上部溜料管(12)通过给料阀(13)连接料道(14)，每个料道(14)底部通过卸料阀(15)连接下部溜料管(19)，两个料道(14)间的空腔为中间烟气集气室(17)，两个料道(14)外部的上部和下部分别置于原烟气进气室(16)和净烟气集气室(18)中；料道(14)的外壁为非封闭结构，烟气能够进入料道(14)，但活性焦不能出料道(14)；所述再生系统(Ⅱ)设置于吸附塔系统(Ⅰ)下部，包括多个水洗再生池(21)，水洗再生池(21)内硫酸浓度依次降低，采用梯级水洗方式，硫酸浓度最高的水洗再生池(21)与废酸处理单元(23)连接，水洗时，料道(14)底部的卸料阀(15)打开，每个料道(14)底部的下部溜料管(19)连通多个水洗再生池(21)，每个水洗再生池内(21)设置一个再生铰笼(22)；所述还原剂系统(Ⅲ)由依次连接的氨罐(31)、蒸发装置(32)和喷氨格栅(33)组成，喷氨格栅(33)置于中间烟气集气室(17)内；所述活性焦循环系统(Ⅳ)用于将再生铰笼中的活性焦提升至吸附塔系统(Ⅰ)顶部继续循环。
2.根据权利要求1所述的一种活性焦联合脱硫脱硝的系统，其特征在于：所述活性焦循环系统(Ⅳ)为单轨吊或链斗输送机。
3.根据权利要求1所述的一种活性焦联合脱硫脱硝的系统，其特征在于：所述料道(14)的外壁为多孔板或百叶窗。
4.根据权利1要求的一种活性焦联合脱硫脱硝的系统，其特征在于，所述活性焦的形状为圆柱形或不定型焦，粒径为2～15mm。
5.根据权利1要求的一种活性焦联合脱硫脱硝的系统，其特征在于，所述的吸附塔系统(Ⅰ)为移动床分段式错流烟气净化吸附塔，下段为脱硫段，上段为脱硝段。
6.权利要求1至5任一项所述的活性焦联合脱硫脱硝的系统的工作方法，其特征在于：锅炉烟气首先进入料道(14)下部的原烟气进气室(16)，然后通过料道(14)的非封闭结构外壁进入料道(14)，与料道(14)下部内的活性焦反应脱除SO2，随后出料道(14)，在中间烟气集气室(17)与还原剂系统(Ⅲ)喷入的氨气混合后，在80～150℃范围内，继续与料道(14)上部内的活性焦反应脱除NOx，净化后的烟气进入净烟气集气室(18)，经烟囱(5)排放；活性焦在吸附塔系统(Ⅰ)内自上而下缓慢移动，料道(14)出口的活性焦经下部溜料管(19)进入每个水洗再生池(21)内的再生铰笼(22)，按照硫酸浓度由高到低的顺序依次洗涤活性焦，洗涤后的活性焦经活性焦循环系统(Ⅳ)提升至吸附塔系统(Ⅰ)顶部的活性焦料斗(11)内继续循环，水洗再生池(21)内的再生废液进入废酸处理单元(23)进行处理。
7.根据权利要求6所述的工作方法，其特征在于：活性焦循环过程采用连续式或采用间歇式。
8.根据权利要求6所述的工作方法，其特征在于：废酸处理单元(23)中的废硫酸采用锅炉灰渣进行处理。
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