CN110898608B - 一种活性焦吸附净化烟气的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种活性焦吸附净化烟气的系统及方法。该方法包括：(1)使待净化烟气进入吸附塔与活性焦接触进行多级吸附脱硫，得到净化后的烟气和吸附硫氧化物之后形成的待生焦；(2)使至少部分净化后的烟气经冷却后作为循环烟气分成两部分，使第一部分循环烟气与待净化烟气混合后返回吸附塔进行第一级吸附脱硫，使第二部分循环烟气分别返回相邻两个活性焦吸附床层之间并与上一级吸附脱硫得到的烟气混合；待净化烟气的温度为150～250℃，待净化烟气中SO₂的含量为3000～50000mg/Nm³，SO₃的含量为30～1000mg/Nm³。本公开的系统和方法通过中进入吸附塔的烟气被循环烟气稀释后温度降低且其中SO₂和SO₃浓度降低，避免了高SO₂和SO₃浓度的烟气进行吸附时的床层温升过大及露点腐蚀问题。

Description

一种活性焦吸附净化烟气的系统及方法

技术领域

本公开涉及活性焦干法烟气脱硫工艺领域，具体地，涉及一种活性焦吸附净化烟气的系统及方法。

背景技术

活性焦干法烟气净化工艺于20世纪80年代开始工业应用。随着环保要求的日益提高，活性焦干法烟气净化工艺由于具有脱硫效率高、多污染物同时脱除、反应不耗水、无废水废渣排放、系统设备无腐蚀问题等突出优势，引起越来越多的重视，目前该工艺应用日益广泛。

活性焦具有脱硫、脱硝、除尘及多种污染物同时脱除的功能，原理在于其多孔及表面活性官能团丰富的结构特征。具体来说，活性焦通过吸收SO₂并将其催化转化为H₂SO₄储存在活性焦的孔隙内，实现脱硫的功能；活性焦表面的活性基团能够催化NO_x与NH₃反应生成N₂，同时活性焦本体的含氮基团也能够与NO_x反应生成N₂，实现脱硝的功能；活性焦床层有一定的过滤功能，能够吸附过滤颗粒物、汞及其他有机物等，实现除尘及多种污染物同时脱除的功能。

典型的活性焦干法烟气净化工艺的核心依托于活性焦移动床吸附塔和再生塔，其中吸附塔多为两级错流式结构，吸附塔分上下两级吸附床层，两级均为错流接触。一方面，原烟气从下部烟气入口区进入吸附塔，在下级吸附床层与活性焦错流接触，然后从下级吸附床层侧出进入中级烟气再分布区，然后从侧面进入上级吸附床层，与活性焦再次错流接触，最后从上级吸附床层侧出，汇集至净烟气出口区并引出。另一方面，活性焦自上而下依次通过上级错流吸附区和下级错流吸附区，完成吸附的活性焦从吸附塔底送出，通过斗提机提升至再生塔顶部，自上而下通过再生塔，完成再生后从再生塔底部送出，再通过另一台斗提机提升至吸附塔顶部的加料罐内。再生后的活性焦由加料罐进入吸附塔，开始循环利用。

活性焦吸附脱硫以化学吸附为主，该过程为强放热反应。正常操作中释放的反应热被烟气和活性焦吸收，因此烟气温度和床层温度都有一定的升高。随着烟气中SO₂浓度不断增高，吸附过程中放出的热量也随之增加，使得烟气温度和床层温度不断升高，最终可能导致活性焦床层超温或自燃，目前的活性焦干法烟气净化工艺所处理烟气中SO₂浓度通常不能超过 3000mg/Nm³，但一些情况下烟气中SO₂浓度可以达到5000mg/Nm³。

硫磺回收装置是重要的环保装置，通常采用克劳斯工艺来回收酸性气中的硫资源。传统的硫磺装置采用克劳斯制硫+加氢还原吸收尾气处理的工艺来回收硫资源，克劳斯制硫的硫资源回收率约95％，加氢还原吸收尾气处理硫资源回收率近5％。其中加氢还原吸收尾气处理主要包括尾气加氢、尾气水洗冷却(包括外排酸性水汽提)、尾气MDEA脱H₂S(包括MDEA再生)、尾气焚烧等单元，以实现高硫资源回收率(通常可达99.5％以上)，经过处理后的少量未回收硫随尾气进入尾气焚烧炉，将H₂S转化为SO₂后随尾气排放(可满足尾气中SO₂含量小于400mg/Nm³)。该工艺比较成熟，但流程较长，投资和操作费用较高。目前，随着相关脱硫技术的快速发展，硫磺回收装置有取消加氢还原吸收尾气处理部分的趋势，将克劳斯制硫后尾气直接进入尾气焚烧炉，使其中的H₂S、S等全部转化成SO₂，出口尾气中SO₂浓度达10000～30000mg/Nm³。

为了避免高SO₂浓度烟气如克劳斯制硫装置尾气进行活性焦吸附时可能导致的活性焦床层超温或自燃事故的发生，一般需要严格控制吸附塔入口烟气温度，通常将温度降至140℃以下，同时需要保持较高的烟气流速，以及时取走吸附过程中放出的热量，维持床层温度稳定。由于烟气中SO₂浓度增加时，往往SO₃含量也相应增加，高SO₃浓度导致烟气酸露点升高，因而在降低吸附塔入口烟气温度时容易带来露点腐蚀。

发明内容

本公开的目的是提供一种活性吸附焦净化烟气的系统及方法，该系统及方法能够避免高SO₂和SO₃浓度的烟气进行活性焦吸附时带来的床层温升过大及产生露点腐蚀问题。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种活性焦吸附净化烟气的方法，该方法包括如下步骤：

(1)使待净化烟气进入吸附塔与活性焦接触进行多级吸附脱硫，得到净化后的烟气和吸附硫氧化物之后形成的待生焦；

(2)使至少部分所述净化后的烟气经冷却后作为循环烟气分成两部分，使第一部分所述循环烟气与所述待净化烟气混合后返回所述吸附塔进行第一级吸附脱硫，使第二部分所述循环烟气分别返回相邻两个活性焦吸附床层之间并与上一级吸附脱硫得到的烟气混合；

所述待净化烟气的温度为150～250℃，所述待净化烟气中SO₂的含量为 3000～50000mg/Nm³，SO₃的含量为30～1000mg/Nm³。

可选地，所述多级吸附脱硫为错流吸附，所述多级吸附脱硫的级数为2、 3、4或5。

可选地，所述多级吸附脱硫为三级吸附脱硫，该方法包括：

使所述循环烟气分为第一循环烟气、第二循环烟气和第三循环烟气，使所述第一循环烟气与所述待净化烟气混合后返回所述吸附塔进行第一级吸附脱硫，得到第一级脱硫烟气；使所述第一级脱硫烟气与所述第二循环烟气混合后进行第二级吸附脱硫，得到第二级脱硫烟气；使所述第二级脱硫烟气与所述第三循环烟气混合后进行第三级吸附脱硫，得到所述净化后的烟气；

可选地，所述第一级吸附脱硫的入口混合气体温度为150～180℃，所述第二级吸附脱硫的入口混合气体温度为140～160℃，所述第三级吸附脱硫的入口混合气体温度为140～160℃。

可选地，所述循环烟气与所述待净化烟气的质量流量比为0.5～10。

可选地，所述待净化烟气中NO_x的含量为100～300mg/Nm³；所述净化后的烟气中SO₂的含量为5～30mg/Nm³，SO₃的含量为1～3mg/Nm³，NO_x的含量为30～50mg/Nm³。

本公开第二方面提供一种活性焦吸附净化烟气的系统，该系统包括待净化烟气的入口、活性焦吸附塔、烟气冷却装置和净化后烟气的出口；

所述活性焦吸附塔包括待吸附气体入口、吸附后气体出口和多个活性焦吸附床层，相邻两个所述活性焦吸附床层之间设有气体缓冲区；

所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口与所述系统的待净化烟气的入口连通，所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口与所述系统的净化后烟气的出口连通，所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口与所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口之间设有循环气体管路，所述循环气体管路的入口与所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口连通，所述循环气体管路的出口分别与所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口和所述气体缓冲区连通；

所述烟气冷却装置设置于所述循环气体管路上。

可选地，所述活性焦吸附床层为错流吸附床层，所述活性焦吸附床层的个数为2、3、4或5。

可选地，所述活性焦吸附塔内沿竖直方向设有筒状的活性焦吸附区，且所述活性焦吸附区的顶部和底部分别设有活性焦入口和活性焦出口；所述气体缓冲区包括设置于所述活性焦吸附区的两侧的第一气体缓冲区和第二气体缓冲区，所述活性焦吸附区通过侧壁开孔分别与所述第一气体缓冲区和所述第二气体缓冲区流体连通，以使烟气可依次流过所述第一气体缓冲区、所述活性焦吸附区和所述第二气体缓冲区并在所述活性焦吸附区内沿水平方向流动以进行错流吸附；

所述第一气体缓冲区由第一隔板分隔成上下依次设置的第二级间缓冲区和入口缓冲区，所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口与所述入口缓冲区连通；所述第二气体缓冲区由第二隔板分隔成上下依次设置的出口缓冲区和第一级间缓冲区，所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口与所述出口缓冲区连通；或者，

所述第二气体缓冲区由第一隔板分隔成上下依次设置的第二级间缓冲区和入口缓冲区，所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口与所述入口缓冲区连通；所述第一气体缓冲区由第二隔板分隔成上下依次设置的出口缓冲区和第一级间缓冲区，所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口与所述出口缓冲区连通；

所述第一隔板设置于所述第二隔板的下方，所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口与所述第一级间缓冲区和所述第二级间缓冲区分别连通。

可选地，所述活性焦吸附塔形成为由顶部密封板、底部密封板和侧壁围成的方形筒体，所述筒状的活性焦吸附区的水平截面为正方形或长方形；

所述活性焦吸附塔内沿竖直方向间隔设置两个第一带孔隔板，所述第一带孔隔板的边缘与所述活性焦吸附塔的内壁密闭连接，以在两个所述第一带孔隔板之间围成所述第一气体缓冲区，两个所述第一带孔隔板的外侧分别平行间隔设有两个第二带孔隔板，两个所述第二带孔隔板的边缘分别与所述活性焦吸附塔的内壁密闭连接，以在所述第一气体缓冲区的两侧分别围成两个所述活性焦吸附区，并分别在两个所述第二带孔隔板与所述吸附塔内壁之间形成两个所述第二气体缓冲区；

所述两个第二气体缓冲区的所述出口缓冲区分别通过所述吸附后气体出口与所述循环气体管路的入口连通；或者，

所述两个第一气体缓冲区的所述入口缓冲区分别与所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口连通。

通过上述技术方案，本公开通过将一部分吸附塔净化后的烟气经冷却后作为循环烟气返回吸附塔入口及相邻两级吸附床层之间分别与待净化烟气和上一级床层流出的烟气混合并进入下一级吸附床层继续进行吸附脱硫，使进入吸附塔的烟气中SO₂和SO₃浓度降低，同时也降低了吸附塔入口烟气温度，从而解决了高SO₂和SO₃浓度的烟气进行活性焦吸附脱硫时床层温升过大，以及采用直接降温进入吸附塔而出现的露点腐蚀问题；同时，该方法能够提高活性焦的硫容，降低活性焦在反应再生之间的循环量，从而节约操作成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开的活性焦吸附净化烟气的系统的一种具体实施方式的示意图。

图2是本公开的活性焦吸附净化烟气的系统的另一种具体实施方式的示意图

附图标记说明

设备

A、吸附塔

A1、第一级吸附床层 A2、第二级吸附床层

A3、第三级吸附床层 A4、入口缓冲区

A5、第一级间缓冲区 A6、第二级间缓冲区

A7、出口缓冲区

B、净烟气回流冷却器 C、净烟气回流风机

物流：

1、待净化烟气 2、净化后的烟气

3、外排净烟气 4、循环烟气

5、第一部分循环烟气 6、第二部分循环烟气

7、第三部分循环烟气 8、再生活性焦

9、待生焦

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下。“内、外”是针对装置本身的轮廓而言的。

本公开第一方面提供一种活性焦吸附净化烟气的方法，该方法包括如下步骤：(1)使待净化烟气进入吸附塔的与活性焦接触进行多级吸附脱硫，得到净化后的烟气和吸附硫氧化物之后形成的待生焦；(2)使至少部分所述净化后的烟气经冷却后作为循环烟气分成两部分，使第一部分所述循环烟气与所述待净化烟气混合后返回所述吸附塔进行第一级吸附脱硫，使第二部分所述循环烟气分别返回相邻两个活性焦吸附床层之间并与上一级吸附脱硫得到的烟气混合，混合烟气进入下一级活性焦吸附床层继续进行下一级吸附脱硫；待净化烟气的温度为150～250℃，待净化烟气中SO₂的含量为 3000～50000mg/Nm³，SO₃的含量为100～1000mg/Nm³。

本公开的方法通过将一部分吸附塔净化后的烟气作为循环烟气返回吸附塔入口与待净化烟气混合，从而使进入吸附塔的烟气中SO₂和SO₃浓度降低，入塔烟气不需降温，从而解决了高SO₂和SO₃浓度的烟气进行活性焦吸附脱硫时需要降温后进入吸附塔而出现的露点腐蚀问题。

为了进一步降低吸附塔内烟气中的SO₂和SO₃浓度，防止床层超温，可以将一部分循环烟气送入多级床层之间，优选将循环烟气分别送入每个相邻两级床层形成的级间，例如在本公开的一种具体实施方式中，可以将循环烟气分成两部分，使第一部分循环烟气与待净化烟气混合后返回吸附塔进行第一级吸附脱硫，使第二部分循环烟气分别返回相邻两个活性焦吸附床层之间并与上一级吸附脱硫得到的烟气混合，得到的级间混合烟气进入下一级吸附床层继续进行吸附。

根据本公开，多级吸附脱硫可以为逆流吸附、错流接触或顺流接触，优选为错流接触；多级吸附脱硫的级数优选为2、3、4或5，进一步优选为3 级或四级。

进一步地，为了保证吸附净化效果，在本公开的一种具体实施方式中，多级吸附脱硫为三级吸附脱硫，该方法可以包括：使循环烟气分为第一循环烟气、第二循环烟气和第三循环烟气，使第一循环烟气与待净化烟气混合后返回吸附塔进行第一级吸附脱硫，得到第一级脱硫烟气；使第一级脱硫烟气与第二循环烟气混合后进行第二级吸附脱硫，得到第二级脱硫烟气；使第二级脱硫烟气与第三循环烟气混合后进行第三级吸附脱硫，得到净化后的烟气；这一实施方式能够对床层间的烟气进一步混合稀释降温，防止床层超温，优选地，第一级吸附脱硫的入口混合气体温度可以为150～180℃，优选为 155～170℃，第二级吸附脱硫的入口混合气体温度为140～160℃，优选为 145～155℃，第三级吸附脱硫的入口混合气体温度为140～160℃，优选为 145～155℃。

进一步地，为了保证对吸附塔内烟气的冷却效果，可以使净化后的烟气经冷却后作为循环烟气返回活性焦吸附塔。

在根据本公开的方法中，为了保证对入塔烟气的稀释效果，进一步防止床层超温和露点腐蚀发生，循环烟气与待净化烟气的质量流量比可以为 0.5～10，优选为1.5～3。

在根据本公开的方法中，尤其可以对SO₂和SO₃浓度较高的待净化烟气进行净化处理，待净化烟气中SO₂的含量可以为3000～50000mg/Nm³，例如为6000～20000mg/Nm³，SO₃的含量可以为100～1000mg/Nm³，例如为200～500mg/Nm³；待净化烟气中NO_x的含量可以为100～300mg/Nm³，例如为 150～250mg/Nm³。

在根据本公开的方法中，从上游装置来的待净化烟气1的温度可以为 150～250℃，例如为180～220℃，待净化烟气1与循环烟气混合后温度得到降低，无需经过额外的降温过程。

通过本公开的方法进行吸附净化后，烟气中的SO₂、SO₃和NO_x浓度较低，一种实施方式中，净化后的烟气中SO₂的含量可以为5～30mg/Nm³，例如为5～10mg/Nm³，SO₃的含量为1～3mg/Nm³，例如为1～2mg/Nm³，NO_x的含量为30～50mg/Nm³，例如为30～40mg/Nm³。

在根据本公开的方法中，由于将部分净化后的烟气作为循环烟气返回吸附塔，能够提高活性焦的硫容，降低性焦在反应再生之间的循环量，在一种实施方式中，待生焦的硫容可以为8wt％～12wt％，例如为9～10wt％。

本公开第二方面提供一种活性焦吸附净化烟气的系统，该系统包括待净化烟气的入口、活性焦吸附塔、烟气冷却装置和净化后烟气的出口；活性焦吸附塔包括待吸附气体入口、吸附后气体出口和多个活性焦吸附床层，相邻两个活性焦吸附床层之间设有气体缓冲区；活性焦吸附塔的待吸附气体入口与系统的待净化烟气的入口连通，活性焦吸附塔的吸附后气体出口与系统的净化后烟气的出口连通，活性焦吸附塔的吸附后气体出口与活性焦吸附塔的待吸附气体入口之间设有循环气体管路，循环气体管路的入口与活性焦吸附塔的吸附后气体出口连通，循环气体管路的出口分别与活性焦吸附塔的待吸附气体入口和气体缓冲区连通；烟气冷却装置设置于循环气体管路上。

本公开通过将活性焦吸附塔的吸附后气体出口与活性焦吸附塔的待吸附气体入口及相邻两级吸附床层之间分别与待净化烟气和上一级床层流出的烟气混合，使进入吸附塔的烟气中SO₂和SO₃浓度降低，同时也使吸附塔入口烟气和床层间烟气的温度分别得到降低，从而解决了高SO₂和SO₃浓度的烟气进行活性焦吸附脱硫时床层温升过大，以及采用直接降温进入吸附塔而出现的露点腐蚀问题。

根据本公开，相邻两个活性焦吸附床层之间可以设有气体缓冲区，活性焦吸附塔的吸附后气体出口可以与气体缓冲区连通，以使一部分循环烟气与来自上一层吸附床层的烟气混合而稀释降温，然后进入下一级吸附床层继续进行吸附，防止床层蓄热而导致超温；为了进一步降低吸附塔内烟气中的 SO₂和SO₃浓度，防止处理高SO₂气体时活性焦床层超温，在本公开的一种具体实施方式中，可以在每个相邻两级吸附床层的级间设置气体缓冲区，并使烟气循环管路的出口与每个级间气体缓冲区连通。

根据本公开，吸附塔和吸附塔内床层的结构可以为本领域常规的，可以为逆流吸附床层、顺流吸附床层或错流吸附床层，优选为错流吸附床层。活性焦吸附床层的个数可以为2、3、4或5，优选为3个或4个。

进一步地，为了促进吸附保证烟气净化效果，在本公开的一种具体实施方式中，活性焦吸附塔内沿竖直方向可以设有筒状的活性焦吸附区，且活性焦吸附区的顶部和底部可以分别设有活性焦入口和活性焦出口；气体缓冲区可以包括设置于活性焦吸附区的两侧的第一气体缓冲区和第二气体缓冲区，活性焦吸附区可以通过侧壁开孔分别与第一气体缓冲区和第二气体缓冲区流体连通，以使烟气可依次流过第一气体缓冲区、活性焦吸附区和第二气体缓冲区并在活性焦吸附区内沿水平方向流动，与在活性焦吸附区从上至下流动的活性焦错流接触进行吸附；

进一步地，为了形成多级活性焦错流吸附床层，在一种实施方式中，第一气体缓冲区可以由第一隔板分隔成上下依次设置的第二级间缓冲区和入口缓冲区，活性焦吸附塔的待吸附气体入口可以与入口缓冲区连通；第二气体缓冲区可以由第二隔板分隔成上下依次设置的出口缓冲区和第一级间缓冲区，活性焦吸附塔的吸附后气体出口可以与出口缓冲区连通；

另一种实施方式中，第二气体缓冲区由第一隔板分隔成上下依次设置的第二级间缓冲区和入口缓冲区，活性焦吸附塔的待吸附气体入口可以与入口缓冲区连通；第一气体缓冲区可以由第二隔板分隔成上下依次设置的出口缓冲区和第一级间缓冲区，活性焦吸附塔的吸附后气体出口依靠与出口缓冲区连通；第一隔板可以设置于第二隔板的下方，活性焦吸附塔的吸附后气体出口可以与第一级间缓冲区和第二级间缓冲区分别连通。

在上述实施方式中，进入吸附塔的烟气可以沿水平方向依次流经第一气体缓冲区、活性焦吸附区和第二气体缓冲区，进一步地还可以折返往复流经活性焦吸附区以形成多级吸附床层。活性焦吸附区可以为1个或多个，例如 1～4个，第一气体缓冲区和第二气体缓冲区可以各自独立地为1个或多个，例如1～4个。

在本公开的一种具体实施方式中，如图1所示，活性焦吸附塔可以形成为由顶部密封板、底部密封板和侧壁围成的方形筒体，筒状的活性焦吸附区的水平截面可以为正方形或长方形；

活性焦吸附塔内可以沿竖直方向间隔设置两个第一带孔隔板，第一带孔隔板的边缘可以与活性焦吸附塔的内壁密闭连接，以在两个第一带孔隔板之间围成第一气体缓冲区，两个第一带孔隔板的外侧分别平行间隔设有两个第二带孔隔板，两个第二带孔隔板的边缘分别与活性焦吸附塔的内壁密闭连接，以分别在相邻的第一带孔隔板和第二带孔隔板之间围成两个活性焦吸附区，即在第一气体缓冲区的两侧分别围成两个活性焦吸附区，并分别在两个第二带孔隔板与吸附塔内壁之间形成两个第二气体缓冲区；换言之，方形筒体状的吸附塔内部空间被依次间隔设置的第二带孔隔板、两个第一带孔隔板和第二带孔隔板分隔成五个类夹心状的层块状区间，依次为第二气体缓冲区、活性焦吸附区、第一气体缓冲区、活性焦吸附区和第二气体缓冲区，其中第二气体缓冲区共同构成上述的第二气体缓冲区，中间气体缓冲区构成上述的第一气体缓冲区；

两个第二气体缓冲区的出口缓冲区可以分别通过吸附后气体出口与循环气体管路的入口连通；或者，

两个第一气体缓冲区的入口缓冲区分别与活性焦吸附塔的待吸附气体入口连通。

例如，在一种实施方式中，如图2所示，第一气体缓冲区可以由第一隔板分隔成上下依次设置的第二级间缓冲区A6和入口缓冲区A4，活性焦吸附塔的待吸附气体入口可以与该入口缓冲区A4连通；第二气体缓冲区可以由第二隔板分隔成上下依次设置的出口缓冲区A7和第一级间缓冲区A5，两个第二气体缓冲区的出口缓冲区A7可以分别与活性焦吸附塔的吸附后气体出口连通，并连通至气体循环管路，第一隔板可以设置于第二隔板的下方以使进入吸附塔的烟气多次径向折返流过活性焦吸附区，在活性焦吸附区形成三级吸附床层，气体循环管路的出口可以与第一级间缓冲区A5和第二级间缓冲区A6分别连通，以使循环气体与床层间烟气混合从而稀释降温；在这一实施方式中，循环烟气分为三部分，第一部分循环烟气5与进入系统的待净化烟气1混合后进入吸附塔，首先进入入口缓冲区A4，然后从中间向两边水平流过活性焦吸附区底部的第一级吸附床层A1与活性焦进行错流吸附，然后进入第一级间缓冲区A5，从第一级吸附床层出来的烟气在第一级间缓冲区A5与第二部分循环烟气6混合后向上流动后由两边向中间水平流过位于活性焦吸附区中部的第二级吸附床层A2，从第二级吸附床层A2的内壁流出的烟气进入第二级间缓冲区A6，与第三部分循环烟气7混合后进入活性焦吸附区上部的第三级吸附床层A3，沿水平向两边流动与活性焦错流接触，然后分别进入两个出口缓冲区A7，最后从吸附塔的净化后气体出口流出进入气体循环管路。

在另一种具体实施方式中，如图1所示，两个第二气体缓冲区可以分别由第一隔板分隔成上下依次设置的第二级间缓冲区A6和入口缓冲区A4，活性焦吸附塔的待吸附气体入口可以分别与两个第二气体缓冲区的入口缓冲区A4连通，优选在两个入口缓冲区A4的外侧壁上各设置一个待吸附气体入口；第一气体缓冲区可以由第二隔板分隔成上下依次设置的出口缓冲区 A7和第一级间缓冲区A5，活性焦吸附塔的吸附后气体出口可以与该出口缓冲区A7连通；第一隔板可以设置于第二隔板的下方以形成三级吸附床层，活性焦吸附塔的吸附后气体出口与第一级间缓冲区A5和第二级间缓冲区 A6分别连通，以使循环气体与床层间烟气混合从而稀释降温；在这一实施方式中，循环烟气分为三部分，第一部分循环烟气5与进入系统的待净化烟气1混合后进入吸附塔，首先从两侧分别进入两个入口缓冲区A4，然后从两边向中间水平流动穿过活性焦吸附区底部的第一级吸附床层A1与活性焦进行错流吸附，然后进入第一级间缓冲区A5，从第一级吸附床层出来的烟气在第一级间缓冲区A5与第二部分循环烟气6混合后向上流动，然后由中间向两边水平流过两个活性焦吸附区中部的第二级吸附床层A2，与活性焦错流接触，从第二级吸附床层A2的外壁流出的烟气分别进入第二级间缓冲区A6，分别与第三部分循环烟气7混合后进入两个活性焦吸附区上部的第三级吸附床层A3，沿水平向中间流动与活性焦错流接触，然后进入出口缓冲区A7，最后从吸附塔的净化后气体出口流出进入气体循环管路。

上述两种实施方式中，待净化理烟气在进入吸附塔前，首先与第一部分循环净烟气混合，烟气中SO₃的浓度降低，露点温度相应降低，因此即使混合后烟气温度降低，仍然能够保证在露点温度之上，避免了露点腐蚀的问题。吸附塔的第一级错流吸附床空速较高，约1000～2000h^-1，一方面可以减少活性焦与烟气的接触时间，降低吸附过程中放出的反应热总量，另一方面能够提高烟气通过床层的气速，即提高了烟气通过床层时带走的热量。这两方面的作用有利于保持第一级错流吸附床的床层温度稳定。第一级错流吸附床内的活性焦是自吸附塔顶而来，已经在第三级和第二级错流吸附床进行了吸附脱硫，其孔隙内已经储存了吸附脱硫的产物H₂SO₄。当混合了第一部分循环烟气的待净化烟气进入第一级错流吸附床后，这部分活性焦由于部分孔隙被占用，能够催化SO₂向SO₃转化的活性位减少，从而导致释放的反应热有所减少，避免第一级错流吸附床超温。待处理烟气在第一级错流吸附床内能够脱除的SO₂的量较少，但是由于活性焦对SO₃吸附活性很高，不受活性位减少的影响，因此SO₃大部分能够被脱除。因此，从第一级错流吸附床出来的烟气中SO₃的浓度很低。由于待净化烟气中SO₂浓度较高，烟气经过第一级错流吸附床后，其SO₂浓度仍然较高。通过设置床层级间的第二部分循环烟气和第三部分循环烟气，既能降低混合后烟气的温度，又能降低其中SO₂的浓度。由于烟气经过第一级错流吸附床后SO₃浓度降低，此时降低烟气温度不会导致露点腐蚀。设置第二部分循环烟气有利于保证烟气通过第二级错流吸附床时床层温度稳定。第二级错流吸附床主要用于脱除烟气中大部分SO₂和剩余的少量SO₃。该级床层空速较高，例如为600～1000h^-1。吸附塔第二级错流吸附床主要用于脱除烟气中大部分SO₂，该床层仍有较大温升，为了控制后续床层的温升，在吸附塔第二级吸附床层和第三级吸附床层之间可以送入第三部分循环烟气继续进行降温。吸附塔第三级错流吸附床主要用于脱除烟气中的NO_x和少量SO₂，在第三级错流吸附床入口可以设置喷氨设施以便于除去烟气中的NO。

在本公开的一种实施方式中，如图1和图2所示，活性焦吸附塔的吸附后气体出口与活性焦吸附塔的待吸附气体入口之间可以设有烟气输送装置和烟气冷却装置，即循环气体的管路上可以设有烟气输送装置和烟气冷却装置，以使循环气体经冷却后返回活性焦吸附塔，便于为入塔烟气降温。烟气输送装置可以为本领域常规种类，例如风机；烟气冷却装置可以为本应于常规的，例如冷却器。

实施例：

如图1所示，待净化烟气1自上游装置来，温度为220℃，待净化烟气中SO₂的含量为12000mg/Nm³，SO₃的含量为150mg/Nm³，NO_x的含量为 200mg/Nm³，待净化烟气1先与第一部分循环烟气5混合，温度降低至 150～165℃，然后自吸附塔底部进入。混合后的烟气首先分别进入两个入口缓冲区A4，然后分别通过两个第一级吸附床层A1，与活性焦(再生活性焦 8)进行第一级错流吸附。从第一级吸附床层A1出来的烟气分别进入第一级间缓冲区A5，与第二部分循环烟气6混合，温度降低至150℃，然后分别进入两个第二级吸附床层A2，与活性焦进行第二级错流吸附。从第二级吸附床层A2出来的烟气分别进入第二级间缓冲区A6，分别与第三部分循环烟气 7混合，温度降低至150℃，然后分别进入两个第三级吸附床层A3，与活性焦进行第三级错流吸附。从第三级吸附床层A3出来的烟气分别进入出口缓冲区A7，然后离开吸附塔。自吸附塔出来的净烟气2分为两部分，一部分作为外排净烟气3排出系统，另一部分送入循环管路作为循环烟气4经过净烟气回流风机C增压、净烟气回流冷却器B冷却后，分为三部分，重新参与循环。净化后的烟气(外排净烟气3)中SO₂的含量为10mg/Nm³，SO₃的含量为2mg/Nm³，NO_x的含量为35mg/Nm³。所有的循环烟气质量流量与待净化烟气的质量流量比为1.55。

再生活性焦8自吸附塔顶加入，依次通过第三级吸附床层A3、第二级吸附床层A2、第一级吸附床层A1。完成吸附的待生焦9自吸附塔底外排，送去再生。

本实施例中待净化烟气进入吸附塔之前先与第一部分循环烟气5混合后，使温度降低至140～180℃，然后进入吸附塔A。经过混合后，烟气中SO₃的浓度降低，露点温度相应降低，因而可以避免降温后烟气操作温度接近露点温度带来的腐蚀问题。同时，烟气中SO₂、SO₃的浓度降低，能够减少烟气通过床层后的反应热，从而有利于控制床层温度。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种活性焦吸附净化烟气的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)使待净化烟气进入吸附塔与活性焦接触进行多级吸附脱硫，得到净化后的烟气和吸附硫氧化物之后形成的待生焦；

(2)使至少部分所述净化后的烟气经冷却后作为循环烟气分成两部分，使第一部分所述循环烟气与所述待净化烟气混合后返回所述吸附塔进行第一级吸附脱硫，使第二部分所述循环烟气分别返回相邻两个活性焦吸附床层之间并与上一级吸附脱硫得到的烟气混合；

所述待净化烟气的温度为150～250℃，所述待净化烟气中SO₂的含量为3000～50000mg/Nm³，SO₃的含量为30～1000mg/Nm³。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多级吸附脱硫为错流吸附，所述多级吸附脱硫的级数为2、3、4或5。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多级吸附脱硫为三级吸附脱硫，该方法包括：

使所述循环烟气分为第一循环烟气、第二循环烟气和第三循环烟气，使所述第一循环烟气与所述待净化烟气混合后返回所述吸附塔进行第一级吸附脱硫，得到第一级脱硫烟气；使所述第一级脱硫烟气与所述第二循环烟气混合后进行第二级吸附脱硫，得到第二级脱硫烟气；使所述第二级脱硫烟气与所述第三循环烟气混合后进行第三级吸附脱硫，得到所述净化后的烟气。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一级吸附脱硫的入口混合气体温度为150～180℃，所述第二级吸附脱硫的入口混合气体温度为140～160℃，所述第三级吸附脱硫的入口混合气体温度为140～160℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述循环烟气与所述待净化烟气的质量流量比为0.5～10。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待净化烟气中NO_x的含量为100～300mg/Nm³；所述净化后的烟气中SO₂的含量为5～30mg/Nm³，SO₃的含量为1～3mg/Nm³，NO_x的含量为30～50mg/Nm³。

7.一种活性焦吸附净化烟气的系统，其特征在于，该系统包括待净化烟气的入口、活性焦吸附塔、烟气冷却装置和净化后烟气的出口；

所述活性焦吸附塔包括待吸附气体入口、吸附后气体出口和多个活性焦吸附床层，相邻两个所述活性焦吸附床层之间设有气体缓冲区；

所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口与所述系统的待净化烟气的入口连通，所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口与所述系统的净化后烟气的出口连通，所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口与所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口之间设有循环气体管路，所述循环气体管路的入口与所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口连通，所述循环气体管路的出口分别与所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口和所述气体缓冲区连通；

所述烟气冷却装置设置于所述循环气体管路上。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述活性焦吸附床层为错流吸附床层，所述活性焦吸附床层的个数为2、3、4或5。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述活性焦吸附塔内沿竖直方向设有筒状的活性焦吸附区，且所述活性焦吸附区的顶部和底部分别设有活性焦入口和活性焦出口；所述气体缓冲区包括设置于所述活性焦吸附区的两侧的第一气体缓冲区和第二气体缓冲区，所述活性焦吸附区通过侧壁开孔分别与所述第一气体缓冲区和所述第二气体缓冲区流体连通，以使烟气可依次流过所述第一气体缓冲区、所述活性焦吸附区和所述第二气体缓冲区并在所述活性焦吸附区内沿水平方向流动以进行错流吸附；

所述第一气体缓冲区由第一隔板分隔成上下依次设置的第二级间缓冲区和入口缓冲区，所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口与所述入口缓冲区连通；所述第二气体缓冲区由第二隔板分隔成上下依次设置的出口缓冲区和第一级间缓冲区，所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口与所述出口缓冲区连通；或者，

所述第二气体缓冲区由第一隔板分隔成上下依次设置的第二级间缓冲区和入口缓冲区，所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口与所述入口缓冲区连通；所述第一气体缓冲区由第二隔板分隔成上下依次设置的出口缓冲区和第一级间缓冲区，所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口与所述出口缓冲区连通；

所述第一隔板设置于所述第二隔板的下方，所述活性焦吸附塔的吸附后气体出口与所述第一级间缓冲区和所述第二级间缓冲区分别连通。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述活性焦吸附塔形成为由顶部密封板、底部密封板和侧壁围成的方形筒体，所述筒状的活性焦吸附区的水平截面为正方形或长方形；

所述活性焦吸附塔内沿竖直方向间隔设置两个第一带孔隔板，所述第一带孔隔板的边缘与所述活性焦吸附塔的内壁密闭连接，以在两个所述第一带孔隔板之间围成所述第一气体缓冲区，两个所述第一带孔隔板的外侧分别平行间隔设有两个第二带孔隔板，两个所述第二带孔隔板的边缘分别与所述活性焦吸附塔的内壁密闭连接，以在所述第一气体缓冲区的两侧分别围成两个所述活性焦吸附区，并分别在两个所述第二带孔隔板与所述吸附塔内壁之间形成两个所述第二气体缓冲区；

所述两个第二气体缓冲区的所述出口缓冲区分别通过所述吸附后气体出口与所述循环气体管路的入口连通；或者，

所述两个第一气体缓冲区的所述入口缓冲区分别与所述活性焦吸附塔的待吸附气体入口连通。

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