CN111298593A - 一种活性焦吸附塔及活性焦吸附净化烟气的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种活性焦吸附塔及活性焦吸附净化烟气的方法。本公开的活性焦吸附塔通过设置两级活性焦吸附床层并使吸附塔内活性焦由上至下流动、烟气与活性焦错流接触并折流向下流动,从而使得经喷氨脱硝后的烟气与位于活性焦吸附区下部的第二级床层的活性焦接触,第二级的活性焦的孔隙内储存了H2SO4,其对烟气中的NH3有很强的捕捉能力,可以大幅降低净烟气中氨逃逸量,避免氨的二次污染;同时,在位于两级活性焦吸附床层之间的第二气体缓冲区和吸附塔入口分别混入经吸附和冷却后的净烟气,可以控制吸附塔第二级活性焦床层及入口烟气温度,确保吸附塔第二级对烟气中剩余SO2的脱除效果,同时也有利于氨捕捉。

Description

一种活性焦吸附塔及活性焦吸附净化烟气的方法
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塔及活性焦吸附净化烟气的方法。
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NOx与NH3反应生成N2,同时活性焦本体的含氮基团也能够与NOx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,其中吸附塔多为两段错流式结构,吸附塔分上下两段吸附床层,两段均为错流接触。一方面,原烟气从下部入口气室进入吸附塔,在第一级错流吸附区与活性焦错流接触,然后从第一级错流吸附区侧出进入级间气室,然后从侧面进入第二级错流吸附区,与活性焦再次错流接触,最后从第二级错流吸附区侧出,汇集至出口气室并引出。另一方面,活性焦自上而下依次通过第二级错流吸附区和第一级错流吸附区,完成吸附的活性焦即待生焦从吸附塔底出来,送至再生后返回吸附塔顶部,完成活性焦在吸附再生之间的循环。
吸附塔如果要进行脱硝,需要在级间气室进行喷氨,由第二级错流吸附区进行催化脱硝。主要是因为入口烟气中的SO2一般浓度较高,如果直接在吸附塔入口烟道或入口气室喷氨的话,由于高SO2下氨会先与SO2反应生成铵盐,会影响活性焦的脱硝效果,且会增加氨的消耗。烟气经过第一级错流吸附区进行脱硫除尘后,SO2含量降低至200~300mg/Nm3以下,此时在级间气室喷氨,有利于提高脱硝效率及氨利用率。即使在待处理烟气中SO2浓度较低时,如果在下部入口气室进行喷氨,由于第一级错流吸附区为自第二级错流吸附区来的孔隙内储存有H2SO4的活性焦,其对NH3的捕捉能力很强,会优先和NH3反应生成硫酸铵,影响活性焦的脱硝效果。
随着环保要求的不断提高,对烟气中NOx排放要求也日益严格,为了提高脱硝效率,需要增加喷氨量。根据目前的生产运行经验,由于活性焦对于氨的吸附能力不高,导致吸附塔烟气出口的氨逃逸量达10~30mg/Nm3,带来了氨的二次污染。
发明内容
本公开的目的是提供一种活性焦吸附塔及活性吸附焦净化烟气的方法,该装置及方法能够降低净烟气NOx和SO2排放浓度、降低氨逃逸,同时可稳定控制吸附塔入口及级间气室烟气温度及吸附塔床层的温度。
为了实现上述目的,本公开第一方面提供一种活性焦吸附塔,该活性焦吸附塔包括待净化烟气入口、活性焦吸附区、气体缓冲区和净烟气出口;所述活性焦吸附区由上至下依次包括连通的第一级活性焦吸附床层和第二级活性焦吸附床层;所述第一级活性焦吸附床层的顶部设有活性焦入口,所述第二级活性焦吸附床层的底部设有待生焦出口,以使活性焦由上至下依次流经所述第一级活性焦吸附床层和所述第二级活性焦吸附床层;所述气体缓冲区包括分别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;所述第一气体缓冲区由上至下分隔为入口气室和出口气室,所述待净化烟气入口与所述入口气室的上部连通,所述净烟气出口与所述出口气室连通,以使所述待净化烟气可依次流过所述入口气室、所述第一级活性焦吸附床层、所述第二气体缓冲区、所述第二级活性焦吸附床层和所述出口气室;所述第二气体缓冲区内设有喷氨装置;所述净烟气出口通过回流气体管路与所述待净化烟气入口连通并可选地与所述第二气体缓冲区连通,所述回流气体管路上设有气体冷却装置。
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;所述活性焦吸附塔内设有一个或平行间隔排列的多个所述活性焦吸附区,所述活性焦吸附区与所述活性焦吸附塔的内壁之间,以及可选的相邻两个所述活性焦吸附区之间形成为所述气体缓冲区。
可选地,所述活性焦吸附塔内平行间隔设置第一烟气分布格栅和第二烟气分布格栅,所述第一烟气分布格栅和所述第二烟气分布格栅分别沿竖直方向延伸,且所述第一烟气分布格栅和所述第二烟气分布格栅的边缘分别与所述活性焦吸附塔的内壁密闭连接,以在所述第一烟气分布格栅和所述第二烟气分布格栅之间围成所述活性焦吸附区,在所述第一烟气分布格栅与活性焦吸附塔的内壁之间围成所述第一气体缓冲区,并在所述第二烟气分布格栅与活性焦吸附塔的内壁之间围成所述第二气体缓冲区;或者,所述活性焦吸附塔内平行间隔设置两个第一烟气分布格栅,两个所述第一烟气分布格栅分别沿竖直方向延伸,两个所述第一烟气分布格栅的边缘分别与所述活性焦吸附塔的内壁密闭连接,以在两个所述第一烟气分布格栅之间围成所述第一气体缓冲区;两个所述第一烟气分布格栅的外侧分别平行间隔设有两个第二烟气分布格栅,两个所述第二烟气分布格栅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烟气分布格栅与所述吸附塔内壁之间形成两个所述第二气体缓冲区;所述第一烟气分布格栅和所述第二烟气分布格栅分别具有格栅孔,所述格栅孔的倾斜角为5°~30°。
可选地,所述入口气室、所述出口气室和所述第二气体缓冲区的底部分别设有流化气分布管,所述净烟气出口通过流化气管路与所述流化气分布管连通,所述流化气管路上设有气体增压装置。
可选地,所述入口气室、所述出口气室和所述第二气体缓冲区的底部分别设有与水平方向夹角为20°~70°的倾斜底板,所述倾斜底板的上表面朝向所述活性焦吸附区,所述第二气体缓冲区的流化气分布管设置于所述倾斜底板上,所述流化气分布管的喷口方向与所述倾斜底板的夹角为60°~90°;或者,所述第二气体缓冲区的底部设有所述倾斜底板,所述第二气体缓冲区的所述倾斜底板上设有所述流化气分布管;所述入口气室和所述出口气室的底部分别设有上凸的底板,所述上凸的底板包括两个顶端密封连接的所述倾斜底板,两个所述倾斜底板的上表面分别朝向两个所述活性焦吸附区,所述入口气室和所述出口气室的所述上凸的底板上分别设置有所述流化气分布管。
本公开第二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:使待净化烟气从所述待净化烟气入口进入本公开第一方面所述的活性焦吸附塔,在所述活性焦吸附区内进行错流吸附脱硫,并经喷氨脱除氮氧化物后,得到净化后的烟气和吸附硫氧化物之后形成的待生焦;使部分所述净化后的烟气经冷却后通过所述回流气体管路返回所述待净化烟气入口与所述待净化烟气混合;所述净化后的烟气中氨的含量为2mg/Nm3以下。
可选地,所述待净化烟气中SO2的含量为1000mg/Nm3以下,SO3的含量为100mg/Nm3以下,NOx的含量为300mg/Nm3以下,氨的含量为5~20mg/Nm3,颗粒物的含量为10~30mg/Nm3
可选地,所述净化后的烟气中SO2的含量为10mg/Nm3以下,SO3的含量1mg/Nm3以下,NOx的含量为50mg/Nm3以下,氨的含量为1~2mg/Nm3,颗粒物的含量为10mg/Nm3以下。
可选地,所述活性焦吸附塔的所述待净化烟气入口处的温度为120~180℃。
可选地,该方法包括:使部分所述净化后的烟气经冷却后通过所述回流气体管路返回所述第二气体缓冲区,所述第二级活性焦吸附床层的平均温度为130~180℃。
通过上述技术方案,本公开通过设置活性焦吸附区和气体缓冲区并使吸附塔内活性焦由上至下流动、烟气与活性焦错流接触并在塔内折流向下流动,从而使得经喷氨脱硝后的烟气与位于活性焦吸附区下部的第二级床层的活性焦接触,第二级的活性焦的孔隙内储存了H2SO4,其对烟气中的NH3有很强的捕捉能力,可以大幅降低净烟气中氨逃逸量,避免氨的二次污染;同时,在位于两级活性焦吸附床层之间的第二气体缓冲区和吸附塔入口分别混入经吸附和冷却后的净烟气,可以控制吸附塔第二级活性焦床层及入口烟气温度,确保吸附塔第二级对烟气中剩余SO2的脱除效果,同时也有利于氨捕捉。
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是本公开的一种具体实施方式的活性焦吸附塔的结构示意图;
图2是本公开的另一种具体实施方式的活性焦吸附塔的结构示意图;
图3是本公开的一种具体实施方式的活性焦吸附净化烟气的方法的工艺流程图。
图4是本公开的另一种具体实施方式的活性焦吸附净化烟气的方法的工艺流程图。
附图标记说明
设备:
A、吸附塔 B、流化净烟气增压风机
C、回流净烟气增压风机 D、净烟气冷却器
A1、入口气室 A2、第一级活性焦吸附床层
A3、第二气体缓冲区 A4、第二级活性焦吸附床层
A5、出口气室 A6、烟气分布格栅
A7、倾斜底板 A8、流化气分布管
A9、回流烟气分布管
物流:
1、待净化烟气 2、净化后的烟气
3、第一部分净烟气 4、流化用净化烟气
5、流化用净化烟气 6、第二部分净烟气
7、增压后的回流净烟气 8、入口回流净烟气
9、再生焦 10、待生焦
11、级间回流净烟气 12、氨气
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,具体可参考图1的图面方向。“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塔,该活性焦吸附塔包括待净化烟气入口、活性焦吸附区、气体缓冲区和净烟气出口;活性焦吸附区由上至下依次包括连通的第一级活性焦吸附床层和第二级活性焦吸附床层;第一级活性焦吸附床层的顶部设有活性焦入口,第二级活性焦吸附床层的底部设有待生焦出口,以使活性焦由上至下依次流经第一级活性焦吸附床层和第二级活性焦吸附床层;气体缓冲区包括分别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;第一气体缓冲区由上至下分隔为入口气室和出口气室,待净化烟气入口与入口气室的上部连通,净烟气出口与出口气室连通,以使待净化烟气可依次流过入口气室、第一级活性焦吸附床层、第二气体缓冲区、第二级活性焦吸附床层和出口气室;第二气体缓冲区内设有喷氨装置;净烟气出口通过回流气体管路与待净化烟气入口连通并可选地与第二气体缓冲区连通,回流气体管路上设有气体冷却装置。
本公开的发明人研究发现,如克劳斯装置的尾气等待净化烟气中SO3含量较高,相应露点温度较高,将待净化烟气直接冷却时可能会带来露点腐蚀的问题,而吸附塔出口净烟气中SO3等污染物含量很低,将净烟气直接冷却后与待净化烟气混合,不会有露点腐蚀等相关问题;如处理催化裂化装置的再生烟气等待净化烟气中SO3含量较高、且同时含有NH3和PM2.5等细颗粒物,将待净化烟气直接冷却时可能会带来露点腐蚀、铵盐结晶及积灰等问题,而吸附塔出口净烟气中SO3、NH3等污染物含量很低,将净烟气直接冷却后与待净化烟气混合,不会带来上述露点腐蚀等相关问题,由此得到本发明。
本公开的活性焦吸附塔内通过设置活性焦吸附区和气体缓冲区并使吸附塔内活性焦由上至下流动、烟气与活性焦错流接触并折流向下流动,从而使得经喷氨脱硝后的烟气与位于活性焦吸附区下部的第二级床层的活性焦接触,第二级的活性焦的孔隙内储存了H2SO4,其对烟气中的NH3有很强的捕捉能力,可以大幅降低净烟气中氨逃逸量,避免氨的二次污染;同时,在位于两级活性焦吸附床层之间的第二气体缓冲区和吸附塔入口分别混入经吸附和冷却后的净烟气,可以控制吸附塔第二级活性焦床层及入口烟气温度,确保吸附塔第二级对烟气中剩余SO2的脱除效果,同时也有利于氨捕捉。
根据本公开,活性焦吸附塔的形状可以为本领域常规的,例如在本公开的一种实施方式中,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,例如为截面为正方形或长方形的筒体;活性焦吸附塔内的活性焦吸附区和气体缓冲区的个数没有特别限制,活性焦吸附区的个数可以为一个或多个,例如为1~4个,气体缓冲区的个数可以为一个或多个,例如为1~6个,多个活性焦吸附区可以平行间隔设置,活性焦吸附区与活性焦吸附塔的内壁之间、以及可选的相邻两个活性焦吸附区之间可以形成为气体缓冲区。在本公开的一种实施方式中,吸附塔内设有一个活性焦吸附区和两个气体缓冲区,气体缓冲区优选设置于活性焦吸附区相对的两个侧壁的外侧,以使增加烟气在活性焦吸附区的接触时间,提高脱硫吸附效果。
在本公开的一种实施方式中,如图2所示,活性焦吸附塔内可以平行间隔设置第一烟气分布格栅和第二烟气分布格栅,第一烟气分布格栅和第二烟气分布格栅可以分别沿竖直方向延伸,且第一烟气分布格栅和第二烟气分布格栅的边缘可以分别与活性焦吸附塔的内壁密闭连接,以在第一烟气分布格栅和第二烟气分布格栅之间围成活性焦吸附区,在第一烟气分布格栅与活性焦吸附塔的内壁之间围成第一气体缓冲区,并在第二烟气分布格栅与活性焦吸附塔的内壁之间围成第二气体缓冲区A3,其中,第一烟气分布格栅和第二烟气分布格栅贯通活性焦吸附塔是指,第一烟气分布格栅和第二烟气分布格栅与活性焦吸附的吸附区等高;在这一种实施方式中,第一气体缓冲区可以具有水平设置的气体密封板以将第一气体缓冲区分隔为上部的入口气室A1和下部的出口气室A5,且入口气室A1仅通过活性焦吸附区和第二气体缓冲区A3与出口气室A5连通,待净化烟气进入吸附塔后可以依次流过入口气室A1、活性焦吸附区的上部、第二气体缓冲区A3、活性焦吸附区的下部和出口气室A5,此过程中烟气先与活性焦吸附区的上部错流接触形成第一级活性焦吸附床层A2,第一级活性焦吸附床层A2的活性焦吸附能力较强,能够有效进行吸附,脱去烟气中大部分的SO2,随后烟气在第二气体缓冲区向下流动,经缓冲分布进入活性焦吸附区的下部与活性焦错流接触形成第二级活性焦吸附床层A4,第二级活性焦吸附床层A4在活性焦吸附区下部,由于从上而下流动下来的活性焦已经吸附了硫氧化物而在其孔隙中储存了硫酸,因此第二级活性焦吸附床层能够有效捕捉烟气中的过量氨并脱除烟气中剩余的少量SO2;完成吸附的净化后的烟气可以经出口气室A5从净化烟气出口离开吸附塔;
在另一种实施方式中,为了便于处理较大量的烟气,例如待处理烟气量40000Nm3/h以上时,如图1所示,活性焦吸附塔内可以平行间隔设置两个第一烟气分布格栅,两个第一烟气分布格栅可以分别沿竖直方向延伸,两个第一烟气分布格栅的边缘可以分别与活性焦吸附塔的内壁密闭连接,以在两个第一烟气分布格栅之间围成第一气体缓冲区;两个第一烟气分布格栅的外侧可以分别平行间隔设有两个第二烟气分布格栅,两个第二烟气分布格栅的边缘可以分别与活性焦吸附塔的内壁密闭连接,以在第一气体缓冲区的两侧分别围成两个活性焦吸附区(包括由上至下依次设置的第一活性焦吸附床层A2和第二活性焦吸附床层A4),并分别在两个第二烟气分布格栅与吸附塔内壁之间形成两个第二气体缓冲区A3;在这一种实施方式中,第一气体缓冲区可以具有水平设置的气体密封板以将第一气体缓冲区分隔为上部的入口气室A1和下部的出口气室A5,且入口气室A1仅通过两个活性焦吸附区和两个第二气体缓冲区A3与出口气室A5连通,待净化烟气进入吸附塔后可以依次流过入口气室A1、两个活性焦吸附区上部的第一活性焦吸附床层A2、两个第二气体缓冲区A3、两个活性焦吸附区下部的第二活性焦吸附床层A4和出口气室A5,此过程中烟气分别先与第一级活性焦吸附床层A2错流接触,第一级活性焦吸附床层A2的活性焦吸附能力较强,能够有效进行吸附,脱去烟气中大部分的SO2,随后烟气分别在两个第二气体缓冲区A3内向下流动,经缓冲分布进入两个活性焦吸附区的下部的第二级活性焦吸附床层A4与活性焦错流接触,由于从上而下流动下来的活性焦已经吸附了硫氧化物孔隙中储存了硫酸,因此第二级活性焦吸附床层能够有效捕捉烟气中的过量氨并脱除烟气中剩余的少量SO2;完成吸附的净化后的烟气可以经出口气室从净化烟气出口离开吸附塔。
其中,第一烟气分布格栅和第二烟气分布格栅可以分别具有格栅孔,格栅孔的倾斜角可以为5°~30°,其中,倾斜角是指格栅孔的延伸方向与水平方向的夹角。
为了防止出现焦粉沉积及活性焦堆积、保证吸附塔的净化效果,在本公开的一种具体实施方式中,如图1和图2所示,入口气室A1、出口气室A5和第二气体缓冲区A3的底部可以分别设有流化气分布管A8,净烟气出口可以通过流化气管路与流化气分布管A8连通,流化气管路上可以设有气体增压装置,例如增压泵;由此,吸附后得到的净烟气可以作为流化气返回活性焦吸附塔的气体缓冲区,并通过流化气分布管A8分别喷入入口气室A1、出口气室A5和第二气体缓冲区A3。
进一步地,为了避免焦粉沉积及活性焦堆积,在活性焦吸附塔包括1个活性焦吸附区的实施方式中,如图2所示,入口气室A1、出口气室A5和第二气体缓冲区A3的底部可以分别设有与水平方向夹角为20°~70°、优选为45°~60°的倾斜底板A7,倾斜底板A7的上表面可以朝向活性焦吸附区,第二气体缓冲区A3的流化气分布管A8可以设置于倾斜底板A7上,以使流化气喷向活性焦吸附区,流化气分布管A8的喷口方向与倾斜底板A7的夹角可以为60°~90°。流化气分布管的数量优选为4~10个/m2,每个流化气分布管口径可以为DN10~DN25,优选为DN15~DN20。
在活性焦吸附塔包括2个活性焦吸附区的实施方式中,如图1所示,第二气体缓冲区A3的底部可以设有倾斜底板A7,第二气体缓冲区A3的倾斜底板A7上设有流化气分布管A8;入口气室A1和出口气室A5的底部可以分别设有上凸的底板,上凸的底板可以包括两个顶端密封连接的倾斜底板A7,两个倾斜底板的上表面可以分别朝向两个活性焦吸附区,以使流化气喷向活性焦吸附区,入口气室和出口气室的上凸的底板上可以分别设置有流化气分布管A8。
根据本公开,净烟气出口优选分别与待净化烟气入口和第二气体缓冲区分别连通,以在活性焦吸附塔入口处和两个活性焦吸附床层之间分别混入净化后的烟气,便于控制入口温度和第二级活性焦吸附床层的温度;进一步地,为了使净化后的烟气在第二气体缓冲区内分布均匀、便于与从第一级活性焦吸附床层得到的烟气充分混合,在一种实施方式中,如图1和图2所示,可以在第二气体缓冲区内设置回流烟气分布管A9,回流烟气分布管A9的入口可以与回流气体管路出口连通。
根据本公开,吸附塔入口可以设置待净化烟气除尘器,其型式可以为电除尘器、布袋除尘器和电袋除尘器中的一种,以将待净化烟气中的颗粒物降低至不大于30mg/Nm3,此时吸附塔出口净烟气中颗粒物可小于10mg/Nm3;亦可不设置除尘器。
根据本公开,吸附塔出口可以设置净化烟气除尘器,其型式优选布袋除尘器,吸附塔出口净烟气中颗粒物经该除尘器可以降低至5mg/Nm3以下。
如图3和图4所示,本公开第二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:使待净化烟气从待净化烟气入口进入本公开第一方面的活性焦吸附塔,在活性焦吸附区内进行错流吸附脱硫,并经喷氨脱除氮氧化物后,得到净化后的烟气和吸附硫氧化物之后形成的待生焦;使部分净化后的烟气经冷却后通过回流气体管路返回待净化烟气入口与待净化烟气混合;净化后的烟气中氨的含量为2mg/Nm3以下。
根据本公开的方法对待净化烟气的组成没有特别限制,该方法可适用较多来源的待净化烟气,例如在一种实施方式中,待净化烟气中SO2的含量可以为1000mg/Nm3以下,例如为300~1000mg/Nm3;SO3的含量可以为100mg/Nm3以下,例如为20~100mg/Nm3;NOx的含量为300mg/Nm3以下,例如为100~300mg/Nm3;氨的含量可以为5~20mg/Nm3,例如为10~20mg/Nm3;颗粒物的含量为10~30mg/Nm3,例如为20~30mg/Nm3。净化后的烟气中SO2的含量可以为10mg/Nm3以下,例如为5~10mg/Nm3;SO3的含量可以为1mg/Nm3以下,例如为0~1mg/Nm3;NOx的含量可以为50mg/Nm3以下,例如为30~50mg/Nm3;颗粒物的含量可以为10mg/Nm3以下,例如为8~10mg/Nm3
在本公开的方法中通过将净化后的烟气经冷却后返回待净化烟气入口,便于控制活性焦吸附塔的待净化烟气入口温度,优选地,活性焦吸附塔的待净化烟气入口处的温度可以为120~180℃,更优选为130~160℃,以保证活性焦床层吸附脱除效果。进一步地,返回待净化气入口的净化后的烟气可以占所有净化后的烟气总量的10~50v%。
本公开的方法中,吸附塔第一级活性焦吸附床层主要进行脱硫和脱硝,第二级活性焦吸附床层主要进行补充脱硫及吸附逃逸的氨,由于活性焦的脱硝为催化脱硝,较高温度下有利,而活性焦的脱硫为吸附脱硫,较低温度下有利。本发明中,作为级间气室的第二气体缓冲区可以设有混入冷却后净烟气设施,可以控制第二级活性焦吸附床层的温度,提高第二级床层的补充脱硫效率,同时提高其对氨逃逸的捕捉效率。进一步地,该方法可以包括:使部分净化后的烟气经冷却后通过回流气体管路返回第二气体缓冲区,以控制吸附塔第二级活性焦床层的温度,确保吸附塔第二级对烟气中剩余SO2的脱除效果,同时也有利于氨捕捉;优选地,第二级活性焦吸附区床层的平均温度可以为130~180℃,更优选为140~160℃。进一步地,返回第二气体缓冲区的净化后的烟气可以占所有净化后的烟气总量的10~50v%。
实施例
如图2和图4所示,自上游来待净化烟气1与入口回流净烟气8混合降温后进入吸附塔A入口气室A1,在入口气室A1内喷入氨气12后,待净化烟气与氨气充分混合,进入第一级活性焦吸附床层A2,在此完成脱硝及大部分SO2脱除后,进入第二气体缓冲区A3,与级间回流净烟气11混合降温后,进入第二级活性焦吸附床层A4,在此完成剩余SO2脱除及逃逸的氨的捕捉。完成脱硫、脱硝及逃逸氨捕捉的净化后的烟气2从出口气室A5出来后分为三部分:第一部分净烟气3经流化净烟气增压风机B增压后,用作流化风返回至吸附塔入口气室底部、级间气室底部和出口气室底部相应的流化风分布口;第二部分净烟气6经回流净烟气增压风机C增压后,送至净烟气冷却器D冷却后再分为两路,第一路作为入口回流净烟气8返回至与吸附塔入口待净化烟气混合以控制吸附塔A入口烟气温度在120~170℃,并控制第一级活性焦吸附床层A2温度在130~180℃,第二路作为级间回流净烟气11返回至级间气室以控制吸附塔第二级活性焦吸附床层A4入口烟气温度在130~170℃,并控制第二级活性焦吸附床层A4温度在130~180℃;第三部分作为净化后的烟气2送至烟囱排放;再生焦9从顶部的活性焦入口进入活性焦吸附区,并向下流动,待生焦10从底部的待生焦出口流出。
本实施例中的待净化烟气1中SO2的含量为500mg/Nm3、NOx的含量为200mg/Nm3,颗粒物的含量为20mg/Nm3,SO3的含量为50mg/Nm3,氨的含量为10mg/Nm3;烟气出口得到的净化后的烟气中氨的含量为1mg/Nm3,SO2的含量为10mg/Nm3、NOx的含量为30mg/Nm3,颗粒物含量为10mg/Nm3,SO3的含量为1mg/Nm3
由实施例数据可知,本公开的活性焦吸附装置和方法中由于第二级活性焦吸附床层A4中的活性焦是自上而下来,已经在第一级活性焦吸附床层A2完成了吸附脱硫,其孔隙内储存了脱硫转化成的H2SO4,因此当从第一级活性焦吸附床层A2来的烟气进入第二级活性焦吸附床层A4时,烟气中所逃逸的氨能够被含H2SO4的活性焦有效吸收,从而控制了净化后的烟气中的氨逃逸量。
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)

1.一种活性焦吸附塔,其特征在于,该活性焦吸附塔包括待净化烟气入口、活性焦吸附区、气体缓冲区和净烟气出口;
所述活性焦吸附区由上至下依次包括连通的第一级活性焦吸附床层和第二级活性焦吸附床层;所述第一级活性焦吸附床层的顶部设有活性焦入口,所述第二级活性焦吸附床层的底部设有待生焦出口,以使活性焦由上至下依次流经所述第一级活性焦吸附床层和所述第二级活性焦吸附床层;
所述气体缓冲区包括分别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;所述第一气体缓冲区由上至下分隔为入口气室和出口气室,所述待净化烟气入口与所述入口气室的上部连通,所述净烟气出口与所述出口气室连通,以使所述待净化烟气可依次流过所述入口气室、所述第一级活性焦吸附床层、所述第二气体缓冲区、所述第二级活性焦吸附床层和所述出口气室;所述第二气体缓冲区内设有喷氨装置;
所述净烟气出口通过回流气体管路与所述待净化烟气入口连通并可选地与所述第二气体缓冲区连通,所述回流气体管路上设有气体冷却装置。
2.根据权利要求1所述的活性焦吸附塔,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;所述活性焦吸附塔内设有一个或平行间隔排列的多个所述活性焦吸附区,所述活性焦吸附区与所述活性焦吸附塔的内壁之间,以及可选的相邻两个所述活性焦吸附区之间形成为所述气体缓冲区。
3.根据权利要求1或2所述的活性焦吸附塔,其中,所述活性焦吸附塔内平行间隔设置第一烟气分布格栅和第二烟气分布格栅,所述第一烟气分布格栅和所述第二烟气分布格栅分别沿竖直方向延伸,且所述第一烟气分布格栅和所述第二烟气分布格栅的边缘分别与所述活性焦吸附塔的内壁密闭连接,以在所述第一烟气分布格栅和所述第二烟气分布格栅之间围成所述活性焦吸附区,在所述第一烟气分布格栅与活性焦吸附塔的内壁之间围成所述第一气体缓冲区,并在所述第二烟气分布格栅与活性焦吸附塔的内壁之间围成所述第二气体缓冲区;或者,
所述活性焦吸附塔内平行间隔设置两个第一烟气分布格栅,两个所述第一烟气分布格栅分别沿竖直方向延伸,两个所述第一烟气分布格栅的边缘分别与所述活性焦吸附塔的内壁密闭连接,以在两个所述第一烟气分布格栅之间围成所述第一气体缓冲区;两个所述第一烟气分布格栅的外侧分别平行间隔设有两个第二烟气分布格栅,两个所述第二烟气分布格栅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烟气分布格栅与所述吸附塔内壁之间形成两个所述第二气体缓冲区;
所述第一烟气分布格栅和所述第二烟气分布格栅分别具有格栅孔,所述格栅孔的倾斜角为5°~30°。
4.根据权利要求3所述的活性焦吸附塔,其中,所述入口气室、所述出口气室和所述第二气体缓冲区的底部分别设有流化气分布管,所述净烟气出口通过流化气管路与所述流化气分布管连通,所述流化气管路上设有气体增压装置。
5.根据权利要求4所述的活性焦吸附塔,其中,所述入口气室、所述出口气室和所述第二气体缓冲区的底部分别设有与水平方向夹角为20°~70°的倾斜底板,所述倾斜底板的上表面朝向所述活性焦吸附区,所述第二气体缓冲区的流化气分布管设置于所述倾斜底板上,所述流化气分布管的喷口方向与所述倾斜底板的夹角为60°~90°;或者,
所述第二气体缓冲区的底部设有所述倾斜底板,所述第二气体缓冲区的所述倾斜底板上设有所述流化气分布管;所述入口气室和所述出口气室的底部分别设有上凸的底板,所述上凸的底板包括两个顶端密封连接的所述倾斜底板,两个所述倾斜底板的上表面分别朝向两个所述活性焦吸附区,所述入口气室和所述出口气室的所述上凸的底板上分别设置有所述流化气分布管。
6.一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:使待净化烟气从所述待净化烟气入口进入权利要求1~5中任意一项所述的活性焦吸附塔,在所述活性焦吸附区内进行错流吸附脱硫,并经喷氨脱除氮氧化物后,得到净化后的烟气和吸附硫氧化物之后形成的待生焦;使部分所述净化后的烟气经冷却后通过所述回流气体管路返回所述待净化烟气入口与所述待净化烟气混合;所述净化后的烟气中氨的含量为2mg/Nm3以下。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述待净化烟气中SO2的含量为1000mg/Nm3以下,SO3的含量为100mg/Nm3以下,NOx的含量为300mg/Nm3以下,氨的含量为5~20mg/Nm3,颗粒物的含量为10~30mg/Nm3
8.根据权利要求6或7所述的方法,其中,所述净化后的烟气中SO2的含量为10mg/Nm3以下,SO3的含量1mg/Nm3以下,NOx的含量为50mg/Nm3以下,颗粒物的含量为10mg/Nm3以下。
9.根据权利要求6所述的方法,其中,所述活性焦吸附塔的所述待净化烟气入口处的温度为120~180℃。
10.根据权利要求6所述的方法,其中该方法包括:使部分所述净化后的烟气经冷却后通过所述回流气体管路返回所述第二气体缓冲区,所述第二级活性焦吸附床层的平均温度为130~180℃。
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