CN111603890B - 一种防止气室积灰的吸附塔及利用该吸附塔进行烟气处理的方法 - Google Patents

一种防止气室积灰的吸附塔及利用该吸附塔进行烟气处理的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化工领域,具体公开了一种防止气室积灰的吸附塔及利用该吸附塔进行烟气处理的方法,该吸附塔通过在各气室底部设置倾斜底板,并在倾斜底板上配合使用流化风分布管使各气室底部避免积灰及结块,以确保吸附塔净化效果。本发明的防止气室积灰的吸附塔中,由于底部斜板的倾斜角度大于相应分布格栅的倾斜角,且分布格栅的间距较大,原烟气中的部分颗粒物及部分破碎后的活性焦细粉沉积到底部斜板上后,经底板上的流化风松动后从分布格栅底部进入吸附塔活性焦床层,可有效防止该区域积灰。

Description

一种防止气室积灰的吸附塔及利用该吸附塔进行烟气处理的 方法
技术领域
本发明属于化工领域,更具体地,涉及一种防止气室积灰的吸附塔及利用该吸附塔进行烟气处理的方法。
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,应用也日益广泛。
活性焦之所以具有脱硫、脱硝、除尘及多种污染物同时脱除的功能,是由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。原烟气从原烟气入口区进入吸附塔,通过下段入口分布格栅在下段吸附床层与活性焦错流接触,然后从下段吸附床层出口分布格栅侧出进入两侧烟气再分布区,然后从侧面通过上段入口分布格栅进入上段吸附床层,与活性焦再次错流接触,最后从上段吸附床层出口分布格栅侧出,汇集至净烟气出口区并引出。活性焦自上而下依次通过上段错流吸附区和下段错流吸附区,完成吸附的活性焦从吸附塔底送出,送至再生塔,再生后的活性焦返回吸附塔,进行循环利用。
通常,吸附塔原烟气入口分布区、两侧烟气再分布区及净烟气出口区均为烟气通道,可被称为气室,其底部通常为平底结构。气室内烟气气速较低,通常小于0.5m/s。由于入口烟气中含有一定浓度的颗粒物,烟气气速较低时部分较大颗粒物不能被带走而沉降在气室底部,同时,吸附塔内活性焦床层在移动过程中也会有少量破损的活性焦细粉从床层两侧的分布格栅溢出,沉积到气室底部。由于入口烟气中含有一定气相的水汽,少量水汽可能冷凝下来与沉积在底部的颗粒物混合而导致该区域结块。随着操作的持续进行,气室底部区域结块不断增大,可能会导致烟气横向穿过活性焦床层的面积不断减少,且可能导致烟气不能接触到活性焦床层底部分布格栅区域,影响吸附塔的净化效果。另外,操作过程中,由于活性焦床层两侧格栅之间的空隙远比活性焦要大,活性焦在移动过程中,可能会有少量活性焦从床层两侧格栅翻出掉入气室底部区域,由于底部为平底结构而使活性焦在该区域不能及时排走,活性焦可能会沉积下来的颗粒物一起,使该区域结块速度加快。而且,由于活性焦细粉中含有吸附硫酸,形成结块的区域在烟气中水汽作用下可能还会腐蚀底部壁板。
发明内容
为了克服上述缺陷,本发明的目的是通过在各气室底部设置倾斜底板,并在倾斜底板上配合使用流化风分布管使各气室底部避免积灰及结块,以确保吸附塔净化效果。
本发明一方面提供一种防止气室积灰的吸附塔,该吸附塔包括塔体以及设置于塔体内部的:自下而上设置的原烟气入口区和净烟气出口区、分别位于所述原烟气入口区和净烟气出口区外侧的下段错流吸附区和上段错流吸附区、位于所述下段错流吸附区和上段错流吸附区外侧的烟气再分布区;
所述上段错流吸附区和下段错流吸附区之间由活性焦再分布段贯通,并通过分布格栅分别与所述烟气再分布区连通,所述上段错流吸附区、下段错流吸附区内部设有活性焦床层;
所述上段错流吸附区通过分布格栅与所述净烟气出口区连通,所述下段错流吸附区通过分布格栅与所述原烟气入口区连通;
所述原烟气入口区和所述净烟气出口区的底部均采用内锥形底结构,所述内锥形底结构由两个倾斜底板组成;每一所述底板上均设有至少一个流化风分布管;
所述烟气再分布区的底部设有向所述活性焦床层侧倾斜的底板;所述底板上设有至少一个流化风分布管。
本发明中,“倾斜”均是针对现有技术中平底结构的底板向靠近活性焦床层的方向旋转而言,相应地,倾斜的角度是指旋转的角度,倾斜角是指斜板与水平面之间的夹角。倾斜底板的设置可使沉积在其上的原烟气中的部分颗粒物及部分破碎后的活性焦细粉经流化风松动后,从分布格栅底部进入活性焦床层。为了更加有效的防止该区域积灰,优选地,所述底板与活性焦床层的夹角为20~70°,进一步优选为30~45°,远大于吸附塔活性焦床层入口及出口分布格栅的倾斜角。
本发明中,吸附塔原烟气入口区、两侧烟气再分布区及净烟气出口区底部设置的倾斜底板上均设有流化风分布管,优选地,所述底板上流化风分布管设置数量为4~10个/m2,其中,所述流化风分布管的管径优选为DN10~DN25,进一步优选为DN15~DN20。
根据本发明,为了确保吸附塔原烟气入口区、烟气再分布区及净烟气出口区底部斜板上的颗粒物及活性焦细粉能被及时清理掉,底板斜板不积灰,优选地,所述流化风分布管垂直于底板设置,并向气室内延伸40~100mm,进一步优选地,所述流化风分布管延伸入气室内的部分顶端密封,管壁设有若干个小孔,具体地可以为4-6个直径为5mm的小孔。
根据本发明,所述吸附塔还包括设置于塔体外部的增压风机,所述增压风机的入口与净化后烟气管线连通,所述增压风机的出口分别与所述原烟气入口区底部的流化风分布管、所述净烟气出口区的底部的流化风分布管和所述烟气再分布区的流化风分布管连通。
本发明另一方面提供一种在上述吸收塔内进行的烟气处理方法,所述烟气处理方法包括:
活性焦自上而下依次通过上段错流吸附区和下段错流吸附区,完成吸附的活性焦从吸附塔底送出;
原烟气通从原烟气入口区进入吸附塔,通过分布格栅进入下段错流吸附区,与活性焦错流接触进行吸附净化,完成初次净化后的烟气通过分布格栅进入烟气再分布区,上行通过分布格栅进入上段错流吸附区,再次与活性焦错流接触进行吸附净化,完成二次吸附净化后的净烟气通过分布格栅进入净烟气出口区,最终离开吸附塔;
流化风分别通过原烟气入口区底部设置的倾斜底板上的流化风分布管、净烟气出口区底部设置的倾斜底板上的流化风分布管和烟气再分布区底部设置的倾斜底板上的流化风分布管进入吸附塔。
根据本发明,优选地,所述流化风分布管的风量为5~10Nm3/个,流化风总量由流化风分布管的总数量和单个流化风分布管的风量来确定。
根据本发明,优选地,所述流化风为完成净化的烟气,压力为10~15KPaG。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
(1)本发明中,原烟气中的部分颗粒物及部分破碎后的活性焦细粉沉积到底部斜板上后,经底板上的流化风松动后从分布格栅底部进入吸附塔活性焦床层,可有效防止该区域积灰,进入活性焦床层的颗粒物及活性焦细粉随活性焦进入再生系统,再生后经振动筛排出;同时由于分布格栅的间距较大,倾斜角度较小,活性焦细粉及活性焦可能会从分布格栅之间的空隙溢出,底部斜板的倾斜角度设置为大于相应分布格栅的倾斜角,可以获得更好的防积灰效果。
(2)本发明中吸附塔内活性焦床层移动过程中,从活性焦床层两侧分布格栅掉下来的活性焦进入底部斜板后,由于斜板的倾斜角原大于活性焦的休止角,此部分活性焦可直接从底部斜板滑落至分布格栅底部,再直接进入吸附塔活性焦床层后继续被利用,防止活性焦在该区域堆积而影响吸附塔的净化效果。
(3)本发明中由于采用吸附塔出口净烟气作为流化介质,原烟气经过吸附塔后有5~10℃甚至更高的温升,且净烟气经压缩增压后,温度会进一步升高,使流化区域附近的温度高于主体烟气温度10~15℃,且靠近底部区域的气流一直处于扰动状态,确保烟气中的水分不被冷凝下来。且采用净烟气作为流化介质,相当于将净烟气从吸附塔出口循环至入口,不会增加出口排烟囱净烟气的氧含量及总流量。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了现有技术中吸附塔气室结构示意图。
图2示出了本发明一个具体实施例的烟气处理示意图。
图3示出了本发明一个具体实施例的吸附塔气室结构示意图。
图4示出了本发明一个具体实施例的倾斜底板上流化风分布管设置示意图。
图5示出了本发明一个具体实施例的流化风分布管排布示意图。
附图标记说明:
A、吸附塔;B、净烟气增压风机;A1、净烟气出口区;A2、上段错流吸附区;A3、烟气再分布区;A4、下段错流吸附区;A5、原烟气入口区;A6、分布格栅;A7、倾斜底板;A8、流化风口。
1、原烟气;2、净烟气;3、底部流化用净化后烟气;4、增压后净化后烟气;5、活性焦;6、完成吸附的活性焦;7、倾斜角;8、流化风分布管;9、流化风分布管向气室延伸距离;10、小孔;11、流化风分布管分布间距。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例
用于处理烟气的吸附塔A结构如图3所示,该吸附塔A内部结构自下而上设置有原烟气入口区A5和净烟气出口区A1、分别位于原烟气入口区A5和净烟气出口区A1外侧的下段错流吸附区A4和上段错流吸附区A2、位于下段错流吸附区A4和上段错流吸附区A2外侧的烟气再分布区A3;
上段错流吸附区A2和下段错流吸附区A4由活性焦再分布段贯穿,并通过分布格栅分别与烟气再分布区A3连通,上段错流吸附区A2、下段错流吸附区A4内部设有活性焦床层;
上段错流吸附区A2通过分布格栅与净烟气出口区A1连通,下段错流吸附区A4通过分布格栅与原烟气入口区A5连通;
原烟气入口区A5和净烟气出口区A1的底部均采用内锥形底结构,如图4所示,内锥形底结构由两个倾斜底板A7组成;倾斜底板A7与活性焦床层夹角为30°,即倾斜角7为60°;
烟气再分布区A3的底部设有向活性焦床层侧倾斜的底板,倾斜底板A7与活性焦床层夹角为30°。
每块倾斜底板A7上均设有9个DN20的流化风分布管8,其在倾斜底板A7上的排布如图5所示。流化风分布管8垂直于倾斜底板A7,并向气室内延伸40mm,其延伸入气室内的部分顶端密封,管壁设有6个直径为5mm的小孔10。
吸附塔A还包括设置于塔体外部的增压风机B,增压风机B的入口与净化后烟气管线连通,增压风机B的出口分别与原烟气入口区底部的流化风分布管、净烟气出口区的底部的流化风分布管和烟气再分布区的流化风分布管连通。
烟气处理流程如图2所示,活性焦5自上而下依次通过上段错流吸附区A2和下段错流吸附区A4,完成吸附的活性焦6从吸附塔底送出;
原烟气1通从原烟气入口区A5进入吸附塔A,通过分布格栅进入外侧的下段错流吸附区A4,与活性焦错流接触进行吸附净化,完成初次净化后的烟气通过分布格栅进入烟气再分布区A3,上行通过分布格栅进入上段错流吸附区A2,再次与活性焦错流接触进行吸附净化,完成二次吸附净化后的净烟气2通过分布格栅进入净烟气出口区A1,最终离开吸附塔A;
完成净化的烟气加压至10KPa后通过原烟气入口区A5底部设置的倾斜底板A7上的流化风分布管、净烟气出口区A1底部设置的倾斜底板A7上的流化风分布管和烟气再分布区A3底部设置的倾斜底板A7上的流化风分布管8进入吸附塔A,每个管内的风量为5m3以确保气室底板不积灰。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种防止气室积灰的吸附塔,其特征在于,该吸附塔包括塔体以及设置于塔体内部的:自下而上设置的原烟气入口区和净烟气出口区、分别位于所述原烟气入口区和净烟气出口区外侧的下段错流吸附区和上段错流吸附区、位于所述下段错流吸附区和上段错流吸附区外侧的烟气再分布区;
所述上段错流吸附区和下段错流吸附区之间由活性焦再分布段贯通,并通过分布格栅分别与所述烟气再分布区连通,所述上段错流吸附区、下段错流吸附区内部设有活性焦床层;
所述上段错流吸附区通过分布格栅与所述净烟气出口区连通,所述下段错流吸附区通过分布格栅与所述原烟气入口区连通;
所述原烟气入口区和所述净烟气出口区的底部均采用内锥形底结构,所述内锥形底结构由两个倾斜底板组成;每一所述底板上均设有至少一个流化风分布管;
所述烟气再分布区的底部设有向所述活性焦床层侧倾斜的底板;所述底板上设有至少一个流化风分布管;
所述底板与活性焦床层的夹角为20~70°;
所述流化风分布管垂直于底板设置,并向气室内延伸40~100mm;
所述流化风分布管延伸入气室内的部分顶端密封,管壁设有若干个小孔。
2.根据权利要求1所述的吸附塔,其特征在于,所述底板与活性焦床层的夹角为30~45°。
3.根据权利要求1所述的吸附塔,其特征在于,所述流化风分布管的管径为DN10~DN25。
4.根据权利要求3所述的吸附塔,其特征在于,所述流化风分布管的管径为DN15~DN20。
5.根据权利要求1所述的吸附塔,其特征在于,所述底板上流化风分布管设置数量为4~10个/m2
6.根据权利要求1所述的吸附塔,其特征在于,所述吸附塔还包括设置于塔体外部的增压风机,所述增压风机的入口与净化后烟气管线连通,所述增压风机的出口分别与所述原烟气入口区底部的流化风分布管、所述净烟气出口区底部的流化风分布管和所述烟气再分布区的流化风分布管连通。
7.一种烟气处理方法,其特征在于,该方法在权利要求1-6中任意一项所述的吸附塔内进行,所述烟气处理方法包括:
活性焦自上而下依次通过上段错流吸附区和下段错流吸附区,完成吸附的活性焦从吸附塔底送出;
原烟气通过从原烟气入口区进入吸附塔,通过分布格栅进入下段错流吸附区,与活性焦错流接触进行吸附净化,完成初次净化后的烟气通过分布格栅进入烟气再分布区,上行通过分布格栅进入上段错流吸附区,再次与活性焦错流接触进行吸附净化,完成二次吸附净化后的净烟气通过分布格栅进入净烟气出口区,最终离开吸附塔;
流化风分别通过原烟气入口区底部设置的倾斜底板上的流化风分布管、净烟气出口区底部设置的倾斜底板上的流化风分布管和烟气再分布区底部设置的底板上的流化风分布管进入吸附塔。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述流化风分布管的风量为5~10Nm3/个。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述流化风为完成净化的烟气,压力为10~15KPaG。
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