CN110180376B - 环形仓干式固定床脱硫脱硝装置 - Google Patents

环形仓干式固定床脱硫脱硝装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环形仓干式固定床脱硫脱硝装置及烟气脱硫脱硝方法，包括：外壳体、中壳体和内壳体，中壳体和内壳体上均布有通孔，其中，中壳体套合于内壳体的外侧，两者围成反应室，反应室内部填充有脱硫脱硝剂；外壳体套合于中壳体的外侧，两者围成烟气均布室，烟气均布室设置有烟气进口；内壳体围成汇流室，汇流室设置有烟气出口；反应室的上端设置物料投加口，反应室的下端设置物料出口。该脱硫脱硝装置的集成化程度高，通过配合优质的脱硫脱硝剂，可一体化完成烟气的脱硫脱硝治理，没有水的消耗和白烟的问题，操作也比较简单，占地面积小，系统阻力小，尤其适用在一些场地受限的场合。

Description

环形仓干式固定床脱硫脱硝装置
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，具体涉及一种环形仓干式固定床脱硫脱硝装置及烟气脱硫脱硝方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
针对国家对大气污染治理要求的标准越来越严格，覆盖面越来越宽，已经由电力行业的脱硫脱硝治理扩展到钢铁及其他行业。由于烟气特点和污染物产生机理不同，所采用的治理技术有很大区别。尤其钢铁企业已成为目前大气环境治理的重点，排放源多，烟气成分复杂，场地条件差，这就需要对原有的脱硫脱硝技术进行变革或者跟新，因此很多先进的烟气处理技术也应运而生。
常用的脱硫方法包括湿法脱硫、半干法和干法脱硫。湿法脱硫的脱硫效率高，目前的应用范围最广，但是由于出口烟气温度低含水量高，导致排放烟气的白烟现象严重，已经成为制约湿法脱硫发展的主要因素，且系统复杂，设备多，运行维护工作量较大，占地面积大。半干法脱硫适用范围广，出口烟温高，白烟现象少很多，尤其在一些SO2浓度不是很高的场合比较适用，但是占地面积较大，并且系统复杂，设备较多，运行维护工作量较大。干法脱硫的最大特点是不需要水且无白烟现象，目前主要有炉内喷钙和钠基干法脱硫，由于反应温度场、系统阻力、装置占地方面的诸多限制，导致适用场合较窄，且操作运行也比较复杂。尤其在一些旧机组或者炉窑烟气脱硫脱硝改造的项目中，场地空间小，系统阻力裕量少，大型的传统的工艺技术很难适用。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种环形仓干式固定床脱硫脱硝装置及烟气脱硫脱硝方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
环形仓式固定床脱硫脱硝装置，包括：
外壳体、中壳体和内壳体，中壳体和内壳体上均布有通孔，其中，中壳体套合于内壳体的外侧，两者围成反应室，反应室内部填充有脱硫脱硝剂；
外壳体套合于中壳体的外侧，两者围成烟气均布室，烟气均布室设置有烟气进口；
内壳体围成汇流室，汇流室设置有烟气出口；
反应室的上端设置物料投加口，反应室的下端设置物料出口。
烟气从烟气进口烟气均布室，在反应室内脱硫脱硝剂的阻力作用下，烟气在烟气均布室中迅速均布充满整个空间。然后再通过中壳体进入反应室中，可以提高烟气在反应室中的分布均匀程度，对提高脱硫脱硝剂的利用率和烟气的脱硫脱硝效果较为有利，经过脱硫脱硝后的烟气在汇流室汇流后，自烟气出口流出。
经烟气脱硫脱硝后的产物自反应室下端的物料出口排出，在反应室上端的物料投加口向反应室中投加新的脱硫脱硝剂。
在一些实施例中，所述反应室中设置斜槽整流装置，包括至少一层斜槽整流层，每层斜槽整流层设置有至少一排斜槽，每排斜槽环形排布，每排斜槽的倾斜方向均包括沿环形横截面切向的分量和垂直向下的分量。
投料装置向内投加的物料落在斜槽上，在斜槽的导流作用下，将局部下落的物料沿反应室的环向初步均匀分散，实现物料的初步整流，对提高物料在反应仓内的均匀程度较为有利。此外，斜槽还可以对堆积在其上方的物料起到一定的支撑作用，减轻对反应室底部物料的压力，可以进一步提高物料堆积密实程度的均匀性。
进一步的，每层斜槽整流层包括两排斜槽，包括外排斜槽和内排斜槽，两排斜槽的倾斜方向沿横截面切向的分量方向相反。
可以进一步扩大对物料的整流力度，有利于提高物料在反应室内的分散均匀程度。
进一步的，所述斜槽整流装置包括至少2层斜槽整流层，斜槽整流层分布在反应室的不同高度处，且相邻层斜槽整流层的斜槽交错排列。
分成多层整流，对提高物料的分散均匀程度及密实性较为有利，且可以对物料进行多级支撑，可以提高物料沿高度方向的堆积密实度的均匀程度。
相邻层斜槽整流层的斜槽交错排列，下落的物料经多级碰撞，可以提高大颗粒物料和小颗粒物料的混合均匀程度，对提高物料的利用率较为有利。
在一些实施例中，所述脱硫脱硝剂为钙基添加金属活性组分脱硫脱硝剂，其粒径为4-6 mm。
脱硫脱硝剂的粒径过小，填充于反应室时，会对烟气流动产生较大的流动阻力，且流动的烟气会将大量的脱硫脱硝剂携带至汇流室，甚至携带脱硫脱硝剂从烟气出口流出；
脱硫脱硝剂的粒径过大，则减小了烟气与脱硫脱硝剂的接触面积，降低对烟气的脱硫脱硝效果。
在一些实施例中，所述反应室的宽度为3-4m，反应室内脱硫脱硝剂的填充高度为4-6m，烟气进口位于脱硫脱硝剂填充层的下端。
反应室的宽度影响烟气在反应室内的停留时间，宽度过小，烟气的脱硫脱硝效果较差，宽度过大，烟气的停留时间过长，上游的脱硫脱硝剂反应较充分，而下游的脱硫脱硝剂则容易反应不充分，影响脱硫脱硝剂的利用率。
反应室内脱硫脱硝剂的填充高度影响下层脱硫脱硝剂的填充密实度，并影响处理烟气的效率，填充高度较高时，理论上可以同时处理较大流量的烟气，但是发明人发现，由于填充高度较高，导致下方的脱硫脱硝剂具有较大的密实度，进而增大了对烟气的流动阻力，一方面影响了烟气的脱硫脱硝效果，另一方面，由于流过下方的脱硫脱硝剂的烟气量减少，使得下方的脱硫脱硝剂的利用率较低。
初装物料一次投加使用时间较长，随着运行的进行，物料都会不同的衰减，采用该种设置方式，可以使得，最终达到从下到上，物料的衰减程度依次变小，然后，底部排出的物料是衰减程度最高的那部分。最大程度保证物料的有效利用率。
在一些实施例中，所述中壳体和内壳体上的通孔的直径为4-6mm圆孔或椭圆孔。
在中壳体和内壳体上均布通孔，可以对烟气进一步均化，使烟气均匀流入反应室内的脱硫脱硝填充层内。同时，较小直径的通孔，可以有效防止脱硫脱硝剂被烟气从反应室中吹出。
在一些实施例中，所述反应室的下方设置有倒锥形物料出口。倒锥形排料口可以将脱硫脱硝后失效后的脱硫脱硝剂顺利外排。
进一步的，所述倒锥形物料出口与所述汇流室相通。由于倒锥形物料出口的空间内也会填充有脱硫脱硝剂，且与反应室连通，所以将其设置为与汇流室连通，进入反应室内的烟气会流至倒锥形物料出口内，与其中的脱硫脱硝剂反应，净化后的烟气流入汇流室内，可以减少脱硫脱硝剂的浪费。
在一些实施例中，所述外壳体、中壳体和内壳体均为圆筒形或方筒形。
在一些实施例中，所述脱硫脱硝装置还包括支架，用于对外壳体、中壳体和内壳体进行支撑，反应室下端的物料出口与地面预留设定距离。
以便于接收外排的失效的脱硫脱硝剂。
在一些实施例中，所述物料投加口设置有物料投加装置，物料投加装置包括料斗、旋转给料机、倒料锥和若干下料口，旋转给料机设置于料斗的下方，倒料锥的尖端设置于旋转给料机的下端出口的下方，若干下料口均匀分布于倒料锥的四周。
料斗中的物料通过旋转给料机落入下方的倒料锥，在倒料锥的分料作用下，物料朝向倒料锥的四周分散，并进入均匀分布于倒料锥四周的若干下料口中。将物料分布在多个下料口下料，有利于提高物料在环形仓中的分散均匀程度，有利于提高物料在环形反应仓中的堆积密实均匀程度，对提高物料的利用率的均匀程度较为有利。
在一些实施例中，所述烟气均布室的宽度为0.5-0.8m。
一种烟气脱硫脱硝方法，包括如下步骤：
烟气进入烟气均布室后，迅速充满整个空间，然后在风机加压作用下，烟气通过带通孔的中壳体进入反应室内，与脱硫脱硝剂反应，脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物；
脱硫脱硝后的烟气在汇流室汇集后，自烟气出口排出。
在一些实施例中，烟气在反应室内的停留时间为3-6s。
在一些实施例中，脱硫脱硝反应的温度为25-300℃。
本发明的有益技术效果为：
烟气从烟气进口烟气均布室，在反应室内脱硫脱硝剂的阻力作用下，烟气在烟气均布室中迅速均布充满整个空间。然后再通过中壳体进入反应室中，可以提高烟气在反应室中的分布均匀程度，对提高脱硫脱硝剂的利用率和烟气的脱硫脱硝效果较为有利。
该脱硫脱硝装置的集成化程度高，通过配合优质的脱硫脱硝剂，可一体化完成烟气的脱硫脱硝治理，没有水的消耗和白烟的问题，操作也比较简单，占地面积小，系统阻力小，尤其适用在一些场地受限的场合。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1 为本发明实施例的多通道环形仓干式固定床脱硫装置立面结构示意图；
图2为本发明实施例的物料投加装置的结构示意图；
图3为本发明实施例的斜槽整流装置的结构示意图。
其中，1、烟气进口，2、烟气均布室，3、中壳体，4、反应室，5、内壳体，6、汇流室，7、烟气出口，8、物料投加口，9、物料出口，10、支架，11、料斗，12、旋转给料机，13、投料仓，14、下料口，15、倒料锥，16、斜槽，17、固定梁。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，环形仓式固定床脱硫脱硝装置，包括：
外壳体、中壳体3和内壳体5，中壳体3和内壳体5上均布有通孔，其中，中壳体3套合于内壳体5的外侧，两者围成反应室4，反应室4内部填充有脱硫脱硝剂；
外壳体套合于中壳体3的外侧，两者围成烟气均布室2，烟气均布室2设置有烟气进口1；
内壳体5围成汇流室6，汇流室6设置有烟气出口7；
反应室4的上端设置物料投加口，反应室的下端设置物料出口9，物料出口9的出口处设置有阀门。
烟气从烟气进口烟气均布室，在反应室内脱硫脱硝剂的阻力作用下，烟气在烟气均布室中迅速均布充满整个空间。然后再通过中壳体进入反应室中，可以提高烟气在反应室中的分布均匀程度，对提高脱硫脱硝剂的利用率和烟气的脱硫脱硝效果较为有利，经过脱硫脱硝后的烟气在汇流室汇流后，自烟气出口流出。
经烟气脱硫脱硝后的产物自反应室下端的物料出口排出，在反应室上端的物料投加口向反应室中投加新的脱硫脱硝剂。
如图3所示，所述反应室中所述反应室中设置斜槽整流装置，包括至少一层斜槽整流层，每层斜槽整流层设置有至少一排斜槽16，每个斜槽为槽形板，每排斜槽环形排布，每排斜槽的倾斜方向均包括沿环形横截面切向的分量和垂直向下的分量。每个斜槽通过固定梁17进行安装固定。
投料装置向内投加的物料落在斜槽上，在斜槽的导流作用下，将局部下落的物料沿反应室的环向初步均匀分散，实现物料的初步整流，对提高物料在反应仓内的均匀程度较为有利。此外，斜槽还可以对堆积在其上方的物料起到一定的支撑作用，减轻对反应室底部物料的压力，可以进一步提高物料堆积密实程度的均匀性。
进一步的，每层斜槽整流层包括两排斜槽，包括外排斜槽和内排斜槽，两排斜槽的倾斜方向沿横截面切向的分量方向相反，如，外排斜槽沿横截面切向的分量为顺时针，则内排斜槽沿横截面切向的分量为逆时针，反之亦然。可以进一步扩大对物料的整流力度，有利于提高物料在反应室内的分散均匀程度。
更进一步的，所述斜槽整流装置包括至少2层斜槽整流层，斜槽整流层分布在反应室的不同高度处，且相邻层斜槽整流层的斜槽交错排列。
所述脱硫脱硝剂为钙基添加金属活性组分脱硫脱硝剂，为小圆柱状，其直径为4-6mm，长为20-30mm。
脱硫脱硝剂的粒径过小，填充于反应室时，会对烟气流动产生较大的流动阻力，且流动的烟气会将大量的脱硫脱硝剂携带至汇流室，甚至携带脱硫脱硝剂从烟气出口流出；
脱硫脱硝剂的粒径过大，则减小了烟气与脱硫脱硝剂的接触面积，降低对烟气的脱硫脱硝效果。
所述反应室的宽度为3-4m，反应室内脱硫脱硝剂的填充高度为4-6m，烟气进口位于脱硫脱硝剂填充层的下端。
所述中壳体上的通孔的直径为4-6mm，内壳体上的通孔的直径为4-6mm。
所述反应室的下方设置有倒锥形物料出口。倒锥形排料口可以将脱硫脱硝后失效后的脱硫脱硝剂顺利外排。
所述倒锥形物料出口与所述汇流室相通。由于倒锥形物料出口的空间内也会填充有脱硫脱硝剂，且与反应室连通，所以将其设置为与汇流室连通，进入反应室内的烟气会流至倒锥形物料出口内，与其中的脱硫脱硝剂反应，净化后的烟气流入汇流室内，可以减少脱硫脱硝剂的浪费。
所述外壳体、中壳体和内壳体均为圆筒形或方筒形。
所述脱硫脱硝装置还包括支架，用于对外壳体、中壳体和内壳体进行支撑，反应室下端的物料出口与地面预留设定距离。
以便于接收外排的失效的脱硫脱硝剂。
如图2所示，所述物料投加口所述物料投加口设置有物料投加装置，物料投加装置包括料斗11、旋转给料机12、倒料锥15和若干下料口14，旋转给料机12设置于料斗11的下方，倒料锥15设置于投料仓13中，且其尖端设置于旋转给料机12的下端出口的下方，若干下料口14均匀分布于倒料锥15的四周。
所述烟气均布室的宽度为0.5-0.8m。
本发明所述多通道环形仓干式固定床脱硫脱硝装置的工作过程如下：
通过烟道输送来的待处理的炉窑烟气进入烟气进口1，然后从下而上进入烟气均布室2，由于系统料层的阻力作用，烟气在烟气均布室2内迅速均布充满整个空间。
在风机压力的作用下，烟气透过均风装置一3进入到反应室4内，在脱硫脱硝物料的作用下，进行充分的脱硫脱硝反应，控制合理的烟气流速和阻力消耗，保证合理的停留时间，在烟气向外流动的过程中完成治理。
处理后的烟气通过均风装置二5进入到净烟气汇流室6内，净烟气汇流室竖向布置，与烟气出口7想通，把达标的净烟气送至烟囱进行排放。
装置顶部设置的进料系统8为多点均布下料系统，可以在运行过程中进行药剂的添加，通过脱除效率的反馈和物料活性的降低可人工或自动添加。
在反应室4下部连接出料系统，用于输出反应产物，包括输送料斗、下料管及下料阀等，配合进料系统8进行协调工作。
本装置可做成圆形罐体或者方形壳体形式，进一步的，可设计成立式或卧室，根据场地空间进行针对性的调整。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等
同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.环形仓干式固定床脱硫脱硝装置，其特征在于：包括：
外壳体、中壳体和内壳体，中壳体和内壳体上均布有通孔，其中，中壳体套合于内壳体的外侧，两者围成反应室，反应室内部填充有脱硫脱硝剂；
外壳体套合于中壳体的外侧，两者围成烟气均布室，烟气均布室设置有烟气进口；
内壳体围成汇流室，汇流室设置有烟气出口；
反应室的上端设置物料投加口，反应室的下端设置物料出口；
所述反应室中设置斜槽整流装置，包括至少一层斜槽整流层，每层斜槽整流层设置有至少一排斜槽，每排斜槽环形排布，每排斜槽的倾斜方向均包括沿环形横截面切向的分量和垂直向下的分量；
所述脱硫脱硝剂的粒径为4-6 mm。
2.根据权利要求1所述的环形仓干式固定床脱硫脱硝装置，其特征在于：每层斜槽整流层包括两排斜槽，包括外排斜槽和内排斜槽，两排斜槽的倾斜方向沿横截面切向的分量方向相反。
3.根据权利要求1所述的环形仓干式固定床脱硫脱硝装置，其特征在于：所述斜槽整流装置包括至少2层斜槽整流层，斜槽整流层分布在反应室的不同高度处，且相邻层斜槽整流层的斜槽交错排列。
4.根据权利要求1所述的环形仓干式固定床脱硫脱硝装置，其特征在于：所述反应室的宽度为3-4m，反应室内脱硫脱硝剂的填充高度为4-6m，烟气进口位于脱硫脱硝剂填充层的下端。
5.根据权利要求1所述的环形仓干式固定床脱硫脱硝装置，其特征在于：所述中壳体和内壳体上的通孔的直径为4-6mm圆孔或椭圆孔。
6.根据权利要求1所述的环形仓干式固定床脱硫脱硝装置，其特征在于：所述反应室的下方设置有倒锥形物料出口。
7.根据权利要求6所述的环形仓干式固定床脱硫脱硝装置，其特征在于：所述倒锥形物料出口与所述汇流室相通。
8.根据权利要求1所述的环形仓干式固定床脱硫脱硝装置，其特征在于：所述物料投加口设置有物料投加装置，物料投加装置包括料斗、旋转给料机、倒料锥和若干下料口，旋转给料机设置于料斗的下方，倒料锥的尖端设置于旋转给料机的下端出口的下方，若干下料口均匀分布于倒料锥的四周。
9.根据权利要求1所述的环形仓干式固定床脱硫脱硝装置，其特征在于：所述烟气均布室的宽度为0.5-0.8m。
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