CN113797711B - 移动床吸附塔和烟气净化系统 - Google Patents

移动床吸附塔和烟气净化系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动床吸附塔和烟气净化系统，包括塔体和筛斗，塔体内具有空腔，塔体设有与空腔连通的加料口、出料口、烟气进口和烟气出口，空腔在烟气的流通方向上具有进气段、填料段和出气段，烟气进口与进气段连通，烟气出口与出气段连通，加料口和烟气出口位于填料段的上方，出料口和烟气进口位于填料段的下方；筛斗设在塔体内，筛斗位于填料段的下方，筛斗呈漏斗型，且筛斗的侧壁设有若干筛孔，筛孔的尺寸小于吸附剂的尺寸，筛斗的底部设有落料口，落料口位于出料口的上方。本发明的具有吸附均匀、吸附效率高的优点。

Description

移动床吸附塔和烟气净化系统
技术领域
本申请涉及烟气处理技术领域，尤其是涉及一种移动床吸附塔和烟气净化系统。
背景技术
燃煤烟气产生大量的污染物是危害大气环境和人类健康的重要因素之一。烟气净化领域通常采用固定床吸附塔对烟气中的污染物进行吸附以实现净化烟气的目的，但是相关技术中的固定床吸附塔在应用时普遍存在填料层压力与密度不均匀、吸附不均匀、吸附效果差、吸附能力随使用时间延长而降低的问题，而且在需要更换吸附剂时需要停止工作，严重影响吸附效率，提高了操作难度。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种移动床吸附塔，具有吸附均匀、吸附效率高的优点。
本发明的实施例还提出一种包括上述移动床吸附塔的烟气净化系统，
根据本发明实施例的移动床吸附塔，包括：塔体，所述塔体内具有空腔，所述塔体设有与所述空腔连通的加料口、出料口、烟气进口和烟气出口，所述空腔在烟气的流通方向上具有进气段、填料段和出气段，所述填料段用于填充吸附剂，所述烟气进口与所述进气段连通，所述烟气出口与所述出气段连通，所述加料口和所述烟气出口位于所述填料段的上方，所述出料口和所述烟气进口位于所述填料段的下方；筛斗，所述筛斗设在所述塔体内，所述筛斗位于所述填料段的下方以便所述填料段中的吸附剂落入所述筛斗内，所述筛斗呈漏斗型，且所述筛斗的侧壁设有若干筛孔，所述筛孔的尺寸小于所述吸附剂的尺寸以避免所述吸附剂从所述筛孔流出，所述筛斗的底部设有落料口，所述落料口位于所述出料口的上方。
根据本发明实施例的移动床吸附塔具有吸附均匀、吸附效率高的优点。
在一些实施例中，所述筛斗为多个，多个所述筛斗在水平方向上排布。
在一些实施例中，所述加料口设在所述塔体的顶端，所述加料口为若干个，所述筛斗为若干个，若干所述加料口和若干所述筛斗在竖直方向上一一对应地设置。
在一些实施例中，所述筛斗包括筛斗本体和落料管，所述筛斗本体的侧壁设有所述筛孔，所述落料管的顶端与所述筛斗本体的底端相连，所述落料管的底端设有所述落料口，所述烟气进口在竖直方向上位于所述筛孔和所述落料口之间。
在一些实施例中，所述筛斗的高度为1.0m-2.0m。
在一些实施例中，所述筛斗本体的高度为0.5m-1.0m，所述落料管的高度为0.5m-1.0m。
在一些实施例中，所述筛斗本体的侧壁为格栅，所述格栅包括若干沿所述筛斗的周向设置的环形格条。
在一些实施例中，相邻所述环形格条之间的间距为2cm-8cm。
在一些实施例中，所述空腔还包括位于所述出气段下方的出料段，所述出料段呈倒锥型，所述出料口与所述出料段的底部连通。
在一些实施例中，所述出料段的高度为1.0m-3.0m。
在一些实施例中，所述移动床吸附塔的高度为4.0m-8.0m。
在一些实施例中，所述进气段的高度为1.0m-2.0m，所述填料段的高度为2.0m-3.0m，所述出气段的高度为0.5m-1m。
在一些实施例中，所述移动床吸附塔的空速为600h-1-1500h-1。
在一些实施例中，所述烟气出口的中心与所述填料段的顶端在竖直方向上的距离为0.1m-0.7m。
另外，根据本发明的烟气净化系统包括：烟气冷却装置，所述烟气冷却装置具有进烟口和出烟口，所述烟气冷却装置用于将从所述进烟口进入的烟气冷却至室温及以下；移动床吸附塔，所述移动床吸附塔为包括上述任一实施例所述的移动床吸附塔，所述烟气冷却装置的出烟口与所述移动床吸附塔的所述烟气出口连通，所述移动床吸附塔用于对所述烟气进行吸附。
附图说明
图1是根据本发明实施例的移动床吸附塔的正视图。
图2是根据本发明实施例的移动床吸附塔的俯视图。
图3是图2中A-A处的剖视图。
图4是根据本发明另一实施例的筛斗的俯视图。
附图标记：
塔体1；出气段11；加料口111；烟气出口112；填料段12；进气段13；烟气进口131；出料段14；出料口141；
筛斗2；筛斗本体21；落料管22；落料口23。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1至图3所示，根据本发明实施例的移动床吸附塔(以下简称吸附塔)，包括塔体1和筛斗2。
塔体1内具有空腔，塔体1设有与空腔连通的加料口111、出料口141、烟气进口131和烟气出口112，空腔在烟气的流通方向上具有进气段13、填料段12和出气段11，填料段12用于填充吸附剂，烟气进口131与进气段13连通，烟气出口112与出气段11连通，加料口111和烟气出口112位于填料段12的上方，出料口141和烟气进口131位于填料段12的下方；
具体地，塔体1的形状是直四棱柱和四棱锥的组合体，加料口111有多个，加料口111位于塔体1的顶端，出料口141有多个，出料口141位于塔体1前后两侧的上半部，出料口141的外缘靠近塔体1的顶端，烟气进口131位于塔体1前端的下半部，出料口141位于塔体1的下端。
另外，烟气的流通方向即为从烟气进口131到烟气出口112的方向。出气段11、填料段12、进气段13和出料段14从上至下依次排布。由此，使烟气从塔体1的下半部进入塔体1的内部并从塔体1的上侧流出，吸附剂从塔体1的上侧进入塔体1并从塔体1的下端流出，烟气的流向与吸附剂的流向相反，烟气中氮和硫的浓度随着烟气上升逐渐降低，吸附剂的吸附效果随着与烟气接触的时间逐渐降低，较低氮和硫浓度的烟气较好吸附效果的吸附剂接触，能够有效降低排出气体中氮和硫的浓度，提高吸附效率。
筛斗2设在塔体1内，筛斗2位于填料段12的下方以便填料段12中的吸附剂落入筛斗2内，筛斗2呈漏斗型，且筛斗2的侧壁设有若干筛孔，筛孔的尺寸小于吸附剂的尺寸以避免吸附剂从筛孔流出，筛斗2的底部设有落料口23，落料口23位于出料口141的上方。
具体地，筛斗2有多个，筛斗2的开口朝上，筛斗2的上端为进料端，筛斗2的下端是出料端。由此，吸附剂颗粒从筛斗2的上端进入筛斗本体21，并沿着筛斗2的侧面向下移动直到流出筛斗2，在收集吸附剂的同时还能够增加烟气与吸附剂接触的时间。筛孔的尺寸即为筛孔内切圆的直径，吸附剂是固体颗粒，吸附剂的尺寸是吸附剂颗粒的外接球面的直径。由此，吸附剂在沿着筛斗2的侧面向下移动时不会穿过筛孔落到筛斗2的下侧，会沿着筛斗2的侧面向下滚动从筛斗2的出料端流出筛斗2，增加了吸附剂的回收率，减少了吸附剂的损失。
在其它一些实施例中，筛孔的形状可以为圆形、矩形、多边形等。
在一些实施例中，筛斗2为多个，多个筛斗2在水平方向上排布。
具体地，筛斗2有两个，筛斗2并列布置，使塔体1内气体分布更加均匀，塔体1内吸附剂颗粒垂直落料速率更加均匀。筛斗2的上端面完全覆盖塔体1的内腔的截面。由此，保证填料段12中的所有吸附剂均能经过筛斗2进行回收，并且保证烟气在填料段12中向上流动时均能掠过吸附剂的表面，提高了烟气分子与吸附剂接触的几率，提高吸附效率。
在一些实施例中，加料口111设在塔体1的顶端，加料口111为若干个，筛斗2为若干个，若干加料口111和若干筛斗2在竖直方向上一一对应地设置。
具体地，加料口111有两个，筛斗2有两个，加料口111的位置在其对应的筛斗2的中心的正上方。由此，保证吸附剂从加料口111向落料口23能够流畅运动，避免在吸附剂运动时存在死角，提高了吸附剂回收的效率，从而提高吸附效率。
在一些实施例中，筛斗2包括筛斗本体21和落料管22，筛斗本体21的侧壁设有筛孔，落料管22的顶端与筛斗本体21的底端相连，落料管22的底端设有落料口23，烟气进口131在竖直方向上位于筛孔和落料口23之间。
具体地，筛斗本体21是四棱锥型，筛斗本体21的开口向上，筛孔设置在筛斗本体21的侧面，筛孔均匀分布在筛斗本体21的侧面，落料管22的截面形状可以为正四边形、圆形、正八边形等。
另外，落料管22有两个，落料管22互相平行布置，烟气进口131的几何中心设置在两个落料管22几何中心连线中点的正前方。由此，吸附剂颗粒经过筛斗2收集后经过落料管22落入出料段14中，避免吸附剂从烟气进口131飞溅出塔体1，减少了吸附剂的损失。
在一些实施例中，筛斗2的高度为1.0m-2.0m。具体地，筛斗2高度即为筛斗2上端到落料口23的竖直距离。筛斗2的高度可以为1.0m至2.0m之间的任意数值，例如，筛斗2的高度可以为1.1m、1.6m、1.9m、2.0m等。
在一些实施例中，筛斗本体21的高度为0.5m-1.0m，落料管22的高度为0.5m-1.0m。具体地，筛斗本体21的高度即为筛斗本体21上端到筛斗本体21下端的竖直距离。筛斗本体21的高度可以为0.5m至1.0m之间的任意数值，例如，筛斗2的高度可以为0.6m、0.75m、0.88m、0.95m等。
在另一些实施例中，筛斗本体21的侧壁为格栅，格栅包括若干沿筛斗2的周向设置的环形格条。
具体地，如图4所示，环形格条是正四边形，环形格条互相平行布置，环形格条的周长沿着从下向上的方向逐渐增大，环形格条的几何中心在竖直方向上重合，格栅的下端设置有连接件，筛斗2与落料管22通过连接件相连。由此，环形格条之间可以代替筛孔，使吸附剂沿着环形格条向下收聚的方向运动，从而也能达到收集吸附剂并从落料管22排出的效果。
在一些实施例中，环形格条的形状可以为矩形、正八边形、圆形等。
在一些实施例中，相邻环形格条之间的间距为2cm-8cm。具体地，相邻环形格条之间的间距即为环形格条在同一方向上一边的中点之间的距离。相邻环形格条之间的间距可以为2cm至8cm之间的任意数值，例如，相邻环形格条之间的间距可以为2.1cm、3.5cm、6.0cm、7.35cm等。
在一些实施例中，空腔还包括位于出气段11下方的出料段14，出料段14呈倒锥型，出料口141与出料段14的底部连通。
具体地，空腔是指塔体1内部的空间，出料段14是倒四棱锥形，出料段14的顶部与进气段13连接，出料段14是中空结构，出料段14内部的空间与空腔相连，出料段14的截面积沿着从上向下的方向逐渐减小，出料口141设置在出料段14的下端。由此，吸附剂在完成对烟气中有害成分的吸附后，经过落料管22落入出料段14，并在出料段14中进行收集，在收集一定数量的吸附剂后，从出料口141排出，对回收的吸附剂进行下一步的处理，在出料口141封闭时，吸附剂中逸出的有害成分与烟气进口131中进入的烟气一起向上流动，不会挥散到大气中。
在一些实施例中，出料段14的高度为1.0m-3.0m。具体地，出料段14的高度即为出料段14顶部与出料段14的底部在竖直方向上的距离。出料段14的高度可以为1.0m至3.0m之间的任意数值，例如，出料段14的高度可以为1.1m、2.0m、2.1m、2.85m等。
优选的，出料段14的高度为1.8m，这样设置使料向下流动顺畅。
在一些实施例中，移动床吸附塔的高度为4.0m-8.0m。具体地，移动床吸附塔的高度即为加料口111和出料口141在竖直方向上的距离。移动床吸附塔可以为4.0m至8.0m之间的任意数值，例如，移动床吸附塔的高度可以为4.1m、5.02m、6.15m、7.8m等。
优选的，移动床吸附塔的高度为6.02m，这样设置充分考虑了料层高度以及空间占地。
在一些实施例中，进气段13的高度为1.0m-2.0m，填料段12的高度为2.0m-3.0m，出气段11的高度为0.5m-1m。
具体地，进气段13的高度大于筛斗2的高度，填料段12的高度大于进气段13与出气段11的和，例如进气段13的高度为1.5m，出气段11的高度为0.6m，填料段12的高度为2.5m，由此，由于述填料段12的高度大于进气段13与出气段11的和，吸附剂在填料段12存留的时间大于在进气段13中与在出气段11中存留时间的和，增加了吸附剂对烟气进行吸附的时间，从而提高吸附效率。
优选的，进气段13的高度为1.45m，填料段12的高度为2.05m，布料段11的高度为0.7m，这样设置使料能布满布料板21。
在一些实施例中，移动床吸附塔的空速为600h-1-1500h-1。具体地，空速指的是移动床吸附塔的烟气流量与移动床吸附塔中吸附剂的装填体积之比。由此，移动床吸附塔的空速较高，在相同的烟气流量下移动床吸附塔的装填体积可以小于现有移动床吸附塔的装填体积，如此设置可以减小移动床吸附塔的体积，还可以减少塔内吸附剂的装填量。
优选地，移动床吸附塔的空速为600h-1-800h-1，使移动床吸附塔具有优选的吸附效果。
在一些实施例中，烟气出口112的中心与填料段12的顶端在竖直方向上的距离为0.1m-0.7m。
具体地，在烟气出口112的前端设置有抽气装置，抽气装置在工作时会把处理过的烟气从烟气出口112抽出，当烟气出口112的中心与填料段12的顶端保持一定的距离时，会避免抽气装置直接抽取加料口111处的烟气，使抽气装置充分抽取填料段12中的烟气。
另外，根据本发明的烟气净化系统包括：烟气冷却装置和移动床吸附塔，烟气冷却装置具有进烟口和出烟口，烟气冷却装置用于将从进烟口进入的烟气冷却至室温及以下。移动床吸附塔为包括上述任一实施例的移动床吸附塔，烟气冷却装置的出烟口与移动床吸附塔的烟气出口112连通，移动床吸附塔用于对烟气进行吸附。
可选地，烟气进口131进入的烟气的温度为-100℃-室温(例如室温为25℃)。可选地，吸附剂为活性焦(碳)。
本实施例提供的烟气净化系统在对烟气进行吸附时采用低温吸附的方式，利用烟气中污染物组分在低温下的溶解特性和吸附特性进行污染物的脱出，能够同时实现脱硫脱硝。其中，烟气中的二氧化硫以物理吸附为主，解析温度低，吸附剂损耗低，吸附剂补充量低，降低了运行成本。并且，在低温下进行吸附的烟气净化系统对污染物的吸附量大，吸附剂装填量少，移动床吸附塔等设备的占地面积小。
需要说明的是，本实施例提供的烟气净化系统在对烟气进行吸附净化时，烟气中难以脱除的NO组分用过低温氧化吸附机理，氧化成NO2吸附脱除，不需要喷入NH3进行催化还原，运行成本低。本实施例提供的烟气净化系统对烟气中NOx的吸附比例大于99％，脱硝效率明显优于现有技术中70～80％的脱硝效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种移动床吸附塔，其特征在于，包括：
塔体，所述塔体内具有空腔，所述塔体设有与所述空腔连通的加料口、出料口、烟气进口和烟气出口，所述空腔在烟气的流通方向上具有进气段、填料段和出气段，所述填料段用于填充吸附剂，所述烟气进口与所述进气段连通，所述烟气出口与所述出气段连通，所述加料口和所述烟气出口位于所述填料段的上方，所述出料口和所述烟气进口位于所述填料段的下方；
筛斗，所述筛斗设在所述塔体内，所述筛斗位于所述填料段的下方以便所述填料段中的吸附剂落入所述筛斗内，所述筛斗呈漏斗型，且所述筛斗的侧壁设有若干筛孔，所述筛孔的尺寸小于所述吸附剂的尺寸以避免所述吸附剂从所述筛孔流出，所述筛斗的底部设有落料口，所述落料口位于所述出料口的上方；
所述进气段的高度大于所述筛斗的高度，所述填料段的高度大于所述进气段与所述出气段的和，所述移动床吸附塔的空速为600h -1-1500h-1。
2.根据权利要求1所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述筛斗为多个，多个所述筛斗在水平方向上排布。
3.根据权利要求1或2所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述加料口设在所述塔体的顶端，所述加料口为若干个，所述筛斗为若干个，若干所述加料口和若干所述筛斗在竖直方向上一一对应地设置。
4.根据权利要求1所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述筛斗包括筛斗本体和落料管，所述筛斗本体的侧壁设有所述筛孔，所述落料管的顶端与所述筛斗本体的底端相连，所述落料管的底端设有所述落料口，所述烟气进口在竖直方向上位于所述筛孔和所述落料口之间。
5.根据权利要求4所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述筛斗本体的侧壁为格栅，所述格栅包括若干沿所述筛斗的周向设置的环形格条。
6.根据权利要求5所述的移动床吸附塔，其特征在于，相邻所述环形格条之间的间距为2cm-8cm。
7.根据权利要求1所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述空腔还包括位于所述出气段下方的出料段，所述出料段呈倒锥型，所述出料口与所述出料段的底部连通。
8.根据权利要求7所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述出料段的高度为1.0m-3.0m。
9.根据权利要求1所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述移动床吸附塔的高度为4.0m-8.0m。
10.一种烟气净化系统，其特征在于，包括：
烟气冷却装置，所述烟气冷却装置具有进烟口和出烟口，所述烟气冷却装置用于将从所述进烟口进入的烟气冷却至室温及以下；
移动床吸附塔，所述移动床吸附塔为根据权利要求1-9任一项所述的移动床吸附塔，所述烟气冷却装置的出烟口与所述移动床吸附塔的所述烟气出口连通，所述移动床吸附塔用于对所述烟气进行吸附。
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