CN116571052A - 烟气吸附装置和烟气吸附系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及吸附净化技术领域且公开了一种烟气吸附装置和烟气吸附系统。烟气吸附装置包括筒体、安装部件和若干吸附筒，安装部件设在筒体内以将腔体分割为进气腔和净气腔，筒体上设置有与进气腔连通的烟气进口和与净气腔连通的烟气出口，若干吸附筒可拆卸地安装在安装部件上并与安装部件之间密封配合，吸附筒内部填充有吸附剂，吸附筒具有进气口和出气口，进气口与进气腔连通，出气口与净气腔连通。本发明的烟气吸附装置和烟气吸附系统，吸附剂填充于若干吸附筒中，吸附剂的更换可以单元化、模块化，吸附剂的更换过程更加方便快捷，无需进行上料下料操作，减少了吸附剂颗粒之间的摩擦、碰撞，减少了粉尘的产生和吸附剂损耗。
Description
技术领域
本发明涉及吸附净化技术领域，尤其是涉及一种烟气吸附装置和烟气吸附系统。
背景技术
燃煤或垃圾焚烧等产生的烟气中的污染物是危害大气环境和人类健康的重要因素之一。烟气吸附净化技术的基本原理是通过吸附剂吸附将污染物(氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳以及重金属等组分)从烟气中脱除。
相关技术中的烟气吸附系统通常采用固定床吸附塔、移动床式吸附塔等对烟气中的污染物进行吸附以实现净化烟气的目的，适用于大量烟气净化场景。固定床式吸附塔在对吸附饱和的吸附剂进行更换时，需要将吸附剂逐渐卸出，而后重新对吸附剂进行装填堆叠形成新的吸附剂层，更换过程耗时严重。移动床式吸附塔的设备结构非常复杂，并且需要考虑控制吸附剂层的移动速率、布料落料、与再生塔再生速率匹配等问题，操作难度较大，设备成本较高。此外，相关技术中将吸附剂进行直接上下料的装填方式易使吸附剂颗粒之间发生摩擦、碰撞，导致吸附剂颗粒破碎，产生大量粉尘，烟气携带吸附剂粉尘排出，无法满足净化要求，且吸附剂的损耗严重。
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，本发明提出一种吸附剂更换方便快捷的烟气吸附装置。
本发明还提出了一种具有上述烟气吸附装置的烟气吸附系统。
本发明的烟气吸附装置，包括：筒体，安装部件和若干吸附筒，所述筒体内具有腔体；所述安装部件设在所述筒体内并与所述筒体的内壁面之间相接，以将所述筒体的腔体隔离为进气腔和净气腔，所述筒体设置有与所述进气腔连通的烟气进口和与所述净气腔连通的烟气出口；所述吸附筒可拆卸地安装在所述安装部件上，所述吸附筒内部填充有吸附剂，所述吸附筒具有进气口和出气口，所述进气口与所述进气腔连通，所述出气口与所述净气腔连通，其中所述进气腔中的烟气通过所述进气口进入所述吸附筒以被所述吸附剂吸附净化为净烟气，所述净烟气通过所述出气口进入所述净气腔。
可选地，所述净气腔位于所述进气腔上方，所述安装部件具有若干安装通孔，所述吸附筒包括直筒部和连接在所述直筒部顶部的限位部，若干所述吸附筒的直筒部一一对应地向下插入所述安装通孔中，所述限位部与所述安装部件相抵以被支撑限位。
可选地，所述安装部件为安装板，所述安装板沿水平方向延伸，所述吸附筒包括位于所述进气腔中的第一部分和位于所述净气腔中的第二部分，所述第一部分的侧壁和/或上端部设有若干所述进气口，所述第二部分的侧壁和/或下端部设有若干所述出气口。
可选地，所述安装部件为箱体结构，所述吸附筒的至少一部分位于箱体中，所述吸附筒的靠近所述进气腔的端部与所述安装部件的朝向所述进气腔的端面平齐，所述吸附筒的靠近所述进气腔的端部设有所述进气口。
可选地，所述吸附筒内填充有多种吸附剂，每一种吸附剂对于烟气中的特定污染物的吸附能力高于其他种类的吸附剂对于该特定污染物的吸附能力，所述多种吸附剂在烟气的流动方向上依次分层布设形成多层吸附剂层；或者，所述吸附筒内填充有多种吸附剂，所述多种吸附剂在烟气的流动方向上依次分层布设形成多层吸附剂层且所述吸附剂层的吸附效率沿所述烟气的流动方向逐渐增大。
可选地，所述吸附筒包括若干沿轴向依次可拆卸地连接吸附段，每个所述吸附段内填充有相同或不同的吸附剂。
可选地，每个所述吸附筒中吸附剂填充量为10kg-60kg；和/或，所述烟气吸附装置的烟气处理量为5Nm3/h-20Nm3/h；和/或，若干所述吸附筒的横截面积之和与所述腔体的横截面之比为1/3-2/3；和/或，所述吸附筒的进气口的总面积与所述吸附筒的横截面积之比不小于1，所述吸附筒的出气口的总面积与所述吸附筒的横截面积之比不小于1。
本发明的烟气吸附系统包括：烟气吸附装置和冷却模块，所述烟气吸附装置为上述烟气吸附装置，所述冷却模块用于将待吸附的烟气冷却至室温或室温以下，所述冷却模块的出口与所述烟气吸附装置的烟气进口连通。
可选地，所述冷却模块位于所述进气腔内并位于所述吸附筒下方。
可选地，所述烟气吸附装置的安装部件内部设置有循环液流通通道，所述循环液流通通道内流通循环液，以回收烟气中的冷量。
本发明的烟气吸附装置和烟气吸附系统，将吸附剂填充于若干吸附筒中，通过安装部件将吸附筒支撑固定在筒体中，并且吸附筒可拆卸地设置在安装部件上。在对吸附饱和的吸附剂进行更换时，将吸附筒整体从安装部件上卸下，再装入装填新的吸附剂，并将装填有新吸附剂的吸附筒安装到安装部件上。本发明的烟气吸附装置，吸附剂的更换能够单元化、模块化，更换更加方便快捷，无需进行吸附剂的上料下料操作，减少了吸附剂颗粒之间的摩擦、碰撞，减少了粉尘的产生和吸附剂损耗。另外，吸附筒的结构简单，制造成本低，尤其适用于小型设备的烟气吸附，或少量烟气吸附以及洁净气的深度脱除。
附图说明
图1是本发明实施例一的包括烟气吸附装置的烟气吸附系统的示意图。
图2是图1中所示烟气吸附装置的安装板的示意图。
图3是图1中所示烟气吸附装置的吸附筒的内部示意图。
图4是本发明实施例二的包括烟气吸附装置的烟气吸附系统的示意图。
图5是本发明实施例的烟气吸附装置的吸附筒的吸附段的示意图。
图6是本发明实施例三的烟气吸附系统的示意图，其中冷却模块设在筒体外面。
附图标记：
烟气吸附装置100、筒体110、进气腔111、净气腔112、烟气进口113、烟气出口114、冷却液出口115、安装通孔120、安装板121、安装箱122、循环液进口1221、循环液出口1222、吸附筒130、吸附剂131、吸附剂层1311、进气端132、出气端133、直筒部134、限位部135、吸附段136、周壁1361、第一端盖1362、第二端盖1363、第一连接部1364、第二连接部1365、填料层141、冷却液喷淋组件142。
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。
下面参考图1-图6描述本发明实施例的烟气吸附装置100。烟气吸附装置100包括筒体110、安装部件和若干吸附筒130。
筒体110为中空的，其内限定出腔体。安装部件设在筒体110内并与筒体110的内壁面之间气密地相接，避免烟气泄露。安装部件将筒体110的腔体隔离为进气腔111和净气腔112。筒体110上设置有烟气进口113和烟气出口114，烟气进口113与进气腔111连通，烟气出口114与净气腔112连通。
若干吸附筒130可拆卸地安装在安装部件上并与安装部件之间密封配合，避免烟气从吸附筒130与安装部件之间的安装缝隙中泄漏。吸附筒130内部填充有吸附剂131，吸附筒130具有进气口和出气口，吸附筒130的进气口与进气腔111连通，吸附筒130的出气口与净气腔112连通，从而进气腔111中的烟气通过进气口进入吸附筒130以被吸附剂吸附净化为净烟气，净烟气通过出气口进入净气腔112。
烟气从烟气进口113进入进气腔111中，从吸附筒130的进气口进入吸附筒130中，烟气在向出气口流动的过程中与吸附筒130内的吸附剂131接触，吸附剂131对烟气进行吸附，净烟气从吸附筒130的出气口进入净气腔112，最终通过烟气出口114排出筒体110。
本发明实施例的烟气吸附装置，通过将吸附剂填充于若干吸附筒中，利用安装部件将吸附筒支撑固定在筒体中，吸附筒可拆卸地设在安装部件上。在对吸附饱和的吸附剂进行更换时，将吸附筒整体从安装部件上卸下，再装入装填有新的吸附剂的吸附筒，从而吸附剂的更换能够单元化、模块化，吸附剂的更换加方便快捷，无需进行上料下料操作，减少了吸附剂颗粒之间的摩擦、碰撞，减少了粉尘的产生和吸附剂损耗。并且吸附筒的结构简单，制造成本低，尤其适用于小型设备的烟气吸附，或少量烟气吸附以及洁净气的深度脱除。
在一些实施例中，如图1所示，利用烟气向上流动的原理，将净气腔112设置于进气腔111上方，吸附筒130竖直设置，安装部件在竖直方向上位于净气腔112和进气腔111之间。在烟气吸附的过程中，下方的进气腔111中待吸附的烟气通过吸附筒130上的进气口进入吸附筒130并向上流动，与吸附筒130内的吸附剂131接触吸附，吸附后的净烟气从吸附筒130的出气口向上流入净气腔112。
在一些实施例中，安装部件起到支撑和固定吸附筒130的作用。安装部件具有出若干安装通孔120，如图1所示，吸附筒130包括直筒部134和连接在直筒部134顶部的限位部135，若干吸附筒130的直筒部134一一对应地插入安装通孔120中，限位部135与安装部件的上表面相抵。更具体地，限位部135为形成在直筒部134上端的凸缘，可以与直筒部134一体形成，凸缘135为中空的，用于充填吸附剂。
在吸附筒130内的吸附剂吸附饱和后需要更换时，将吸附筒130的直筒部134从下向上从对应的安装通孔120中取出，以更换里面的吸附剂。在将吸附筒130安装到安装部件上时，将直筒部134从上向下穿过安装部件的安装通孔120，直至限位部135与安装部件相抵，安装部件在竖直方向上对吸附筒130进行支撑、限位和固定。吸附筒130的拆装方便快捷，无需对吸附剂进行上下料，减少了吸附剂颗粒之间的摩擦、碰撞，减少了粉尘的产生和吸附剂损耗。另外，吸附筒结构简单，成本低，安装和拆卸方便，进一步简化了吸附剂的更换操作。
在另一些实施例中，进气腔111和净气腔112还可以在水平方向上并排设置，安装部件在水平方向上位于净气腔112和进气腔111之间，吸附筒130沿水平方向设置，烟气在筒体110内沿水平方向流经吸附筒130。
优选地，净气腔112设置于进气腔111上方，以顺应烟气向上流动。
安装部件与吸附筒130可拆卸地相连，例如通过螺纹连接。作为示例，吸附筒130的筒壁外侧设置外螺纹，安装通孔120的内壁面设置内螺纹，吸附筒130与安装通孔120螺纹配合，以实现两者可拆卸地连接。
在安装吸附筒130时，将吸附筒130旋入安装通孔120，并使两者的内螺纹和外螺纹之间螺纹配合，在拆卸吸附筒130时，将吸附筒130反方向旋转从安装通孔120中旋下。
在其他实施例中，吸附筒130还可以通过其他方式与安装部件实现可拆卸连接，例如在安装部件上设置卡板，用于卡住吸附筒130。
在一些实施例中，安装部件为板状结构，例如安装板121。在图1所示的实施例中，安装板121水平设置，吸附筒130沿竖直方向延伸。如图2所示，安装板121上分布有若干安装通孔120，多个吸附筒130向下一一对应地插入安装通孔120中。
在另一些可选实施例中，安装部件为箱式结构，例如安装箱122，在图3所示的实施例中，安装箱122上分布有若干沿竖直方向延伸的安装通孔120，吸附筒130的一部分配合在安装箱122中。
在一些实施例中，吸附筒130在其延伸方向上相对的两端分别为进气端132和出气端133。例如，在图1所示的实施例中，吸附筒130的底端为其进气端132，顶端为出气端133，进气口设置在进气端132，出气口设置在出气端133，如此设置，使烟气在吸附筒130内的流动距离和停留时间均衡，从而使吸附过程更加均匀，避免烟气与吸附剂131接触时间不同导致烟气的净化效果差异化。
当然在一些可选实施例中，进气口和出气口不限制于设置在吸附筒130的端部，还可以设置于吸附筒130侧壁上，烟气可以穿过吸附筒130侧壁上的进气口进入吸附筒130内，也可以从吸附筒130侧壁上的出气口流出。或者，进气口同时设在吸附筒130的端部和侧壁上。
在一些实施例中，吸附筒130内填充有多种类型的吸附剂，不同类型的吸附剂131对于烟气中不同的污染物具有不同的吸附能力(单位质量的吸附剂能够吸附污染物的吸附量)，例如，某一种吸附剂131对于某一种或两种污染物的吸附能力高于其他吸附剂对该一种或两种污染物的吸附能力，更具体地，不同吸附剂可以分别用于主要分工吸附烟气中的二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、重金属等，由此提高烟气净化效果。
可选地，吸附筒130内装填有由多种类型的吸附剂131混合而成的填料。能够对烟气中的多种污染物进行有效净化，进一步提高烟气净化效果。
优选地，如图3所示，多种吸附剂131在烟气的流动方向上依次分层布设以形成多层吸附剂层1311。也就是说，吸附筒130内装填有多层不同类型的吸附剂131，不同吸附剂131形成的吸附剂层131对于吸附烟气中不同的污染物具有不同的吸附能力，由此使烟气净化更完全，还便于对不同类型吸附剂进行回收。将吸附饱和的不同类型的吸附剂分别收集后再生，能够获得不同的再生气，降低再生气的后续处理难度。
在一些实施例中，吸附筒130内填充有多种具有不同吸附效率(单位时间内对污染物的吸附量)的吸附剂131，多种吸附剂131在烟气的流动方向上依次分层布设成多层，所述吸附剂层的吸附效率逐渐增大。在烟气的流动方向上，使吸附剂层的吸附效率增高，既可以保证烟气的净化度，又有助于降低吸附剂的使用成本。原因在于，一般来说，吸附效率越高的吸附剂131成本越高，如此设置可以在保证净化效果的前提下，减少成本较高的吸附剂131的填充量，进而降低吸附剂的整体使用成本。
可选地，吸附剂131可以为活性炭、分子筛等。
在一些实施例中，如图5所示，吸附筒130包括若干沿轴向依次可拆卸地连接的吸附段136，每个吸附段136内填充有吸附剂131。将吸附筒130拆解为若干段首尾可拆卸连接的吸附段136，可以降低吸附筒130的拆装难度，拆装更加省力，且更换吸附剂更加方便。
进一步地，多个吸附段136内可以装入不同类型的吸附剂，同一吸附段136内也可以装填不同类型的吸附剂，不同类型的吸附剂可以分层设置，也可以混合设置。
在一个具体示例中，吸附筒130的直筒部134由若干段沿轴向依次螺纹连接的吸附段136组成，吸附段136的结构如图5所示，每个吸附段136内均填充有吸附剂131。进一步地，吸附段136内装入不同类型的吸附剂131。
如图5所示，吸附段136为圆筒状结构，包括周壁1361、第一端盖1362、第二端盖1363，其中第一端盖1362、第二端盖1363分别连接在周壁1361的内侧，第一端盖1362和第二端盖1363之间限定出用于填充吸附剂131的空间。第一端盖1362上分布有多个透气孔，第二端盖1363上分布有多个透气孔。为了便于吸附剂的装填，第一端盖1362、第二端盖1363中的至少一者与周壁1361可拆卸连接。
如图5所示，吸附段136的上端设有第一连接部1364、下端设有第二连接部1365。本实施例中，相邻吸附段136之间通过螺纹连接，第一连接部1364的内表面设有内螺纹(图中未示出)，第二连接部1365的外表面设有外螺纹(图中未示出)，第一连接部1364与上方相邻的吸附段136的第二连接部1365螺纹连接，第二连接部1364与下方相邻的吸附段136的第一连接部1364螺纹连接，位于最顶部的吸附段136的第一连接部1364与限位部135相连，限位部135具有与第一连接部1354配合的螺纹结构。位于最底部的吸附段136的第二端盖1363上的透气孔即为吸附筒130的进气口。烟气从下至上依次穿过吸附段136与吸附段136内填充的吸附剂131接触。
将吸附筒130拆解为若干段首尾螺纹连接的吸附段136，降低吸附筒130的拆装难度，装填料方便。此外，将吸附筒130进行分段设计也方便对不同类型的吸附剂131进行装填料，在实际应用时根据填充的吸附剂类型对吸附段136进行分类，还便于根据实际烟气吸附需要选择吸附段136的组合数量和组合类型，以满足多种工艺需求，使烟气吸附系统在实际应用时更加灵活。
在一些实施例中，每个吸附筒130中的吸附剂131的填充量为10kg-60kg，发明人通过研究发现，吸附剂131填充量低于10kg，吸附筒130的吸附能力较低，需频繁更换吸附饱和的吸附剂131，导致吸附效率较低，吸附剂131填充量大于60kg，吸附筒130虽然具有较高的吸附能力，延长了更换时间，但由于吸附筒130的重量较大，吸附筒130的更换难度较大，需多人配合，且更换过程易发生危险。因此，吸附筒130中吸附剂131的填充量在10kg-60kg的范围内，可以实现吸附能力和更换频率的均衡。
可选地，根据吸附筒130的数量不同、吸附剂131的填充量的不同，本发明实施例的烟气吸附装置100的烟气处理量为5Nm3/h-20Nm3/h。
在一些实施例中，若干吸附筒130的横截面积之和与筒体110的腔体的横截面之比为1/3-2/3。使吸附筒130的横截面积之和与筒体110的腔体的横截面之比至少为1/3，可以保证烟气的流动速率，吸附筒130的横截面积之和与筒体110的腔体的横截面之比若超过2/3，吸附筒130内吸附剂的填充量过大，结构稳定性难以保证。
在一些实施例中，吸附筒130的进气口的总面积与吸附筒130的横截面积之比不小于0.5，吸附筒130的出气口的总面积与吸附筒130的横截面积之比不小于0.5，由此保证一定的进烟速率和出烟速率，避免烟气在进气腔111中挤压的导致进气腔111内气压过大。进一步优选地，吸附筒130的进气口的总面积与吸附筒130的横截面积之比以及吸附筒130的出气口的总面积与吸附筒130的横截面积之比均不小于1。
烟气低温吸附技的基本原理是通过吸附剂吸附将污染物组分从低温烟气中脱除。发明人通过研究认识到，在低温环境下，通常为室温以下，优选为零摄氏度以下，烟气中的氮氧化物在活性炭等吸附剂表面发生低温氧化吸附现象，将难以吸附的一氧化氮气体氧化成易于吸附的二氧化氮气体，可以实现吸附能力呈现数百倍的增长。此外，二氧化硫、二氧化碳以及重金属等的吸附能力也在低温环境下成倍数提升。
然而，发明人通过研究认识到，采用低温吸附进行烟气净化处理时，吸附剂的更换操作复杂，存在吸附剂损耗较大的问题。
为此，本发明实施例还提供的了一种烟气吸附系统，所述烟气吸附系统包括烟气吸附装置和冷却模块，所述烟气吸附装置可以为上述实施例描述的烟气吸附装置100，冷却模块用于将待吸附的烟气冷却至室温或室温以下。经冷却模块冷却后的低温烟气进入烟气吸附装置100的吸附筒130内进行低温吸附。
在图1和图4所示的实施例中，烟气冷却模块集成到烟气吸附装置100内，在这种情况下，烟气冷却模块可以看作烟气吸附装置100的一部分。具体地，冷却模块位于进气腔111内并位于吸附筒130的下方。冷却模块设置在筒体110中以集成到烟气吸附装置100内，可以减少烟气吸附系统的体积，占地面积，提高了系统设备集成度。
可选地，如图1所示，冷却模块为喷淋冷却模块，喷淋冷却模块包括填料层141和冷却液喷淋组件142，冷却液喷淋组件142向填料层141喷淋冷却液，在填料层141，冷却液与烟气直接接触换热，对烟气进行冷却。
可选地，冷却模块可以为换热器，烟气和换热器内的冷却介质间接换热，以对烟气进行冷却，在该实施例中，烟气不与冷却介质之间接触，避免烟气将冷却介质带到吸附筒130内而影响吸附。
低温烟气进入吸附筒130中以与吸附剂131接触而由吸附剂131吸附净化过程中，可以对吸附剂131进行冷却，进一步提高吸附效果。在一些实施例中，可以将烟气中的冷量进行回收利用，提高能量利用效率。
例如，安装箱122内部设置有循环液流动通道，循环液流通通道与循环液进口1221和循环液出口1222连通，循环液在循环液流通通道中流动，与吸附筒130进行换热以将低温烟气的冷量带出以回收。
如图6所示，在一些实施例中，冷却模块设置在烟气吸附装置100的筒体110的外面，即冷却模块与烟气吸附装置100分体设置，烟气在烟气吸附装置100外经过冷却模块冷却后变为低温烟气，再从筒体110的烟气进口113进入进气腔111，然后经过吸附筒130吸附为净烟气。
可选地，冷却模块可以同时设在烟气吸附装置100外面和烟气吸附装置100里面，设在烟气吸附装置100内的冷却模块集成到筒体110内，以便对烟气进行多次冷却，进一步提高吸附效果。
下面以图1-图6描述本发明提供的若干具体实施例中的烟气吸附装置和具有它的烟气吸附系统。
图1和图2示出了实施例一的烟气吸附系统，本实施例的烟气吸附系统包括烟气吸附装置100和冷却模块，冷却模块为喷淋冷却模块。烟气吸附装置100包括筒体110、安装板121和若干吸附筒130，喷淋冷却模块集成地设在筒体110内。
如图1所示，安装板121位于筒体110内，沿水平方向延伸。安装板121的外缘与筒体110的内壁面密封连接，避免烟气从连接处的缝隙泄露。
安装板121将筒体110的腔室分割为进气腔111和净气腔112，进气腔111位于吸附支撑板121下方，净气腔112位于安装板121上方。筒体110的侧壁设有邻近筒体底部的烟气进口113，烟气进口113与进气腔111连通。筒体110侧壁设有邻近筒体顶部的烟气出口114，烟气出口114与净气腔112连通。烟气进口113位于烟气出口114下方。
如图1和2所示，安装板121上设有八个安装通孔120。每个安装通孔120中均穿设有一个吸附筒130。
如图1所示，吸附筒130包括直筒部134和连接在直筒部134顶部的限位部135。直筒部134向下穿过安装通孔120伸入进气腔111内，限位部135与安装板121的上表面相抵。吸附筒130的底端为进气端132，顶端为出气端133，进气端132设有进气口，出气端33设有出气口，烟气从下至上穿过吸附筒130。
在本实施例中，安装通孔120为圆形，吸附筒130为圆筒状。可以理解的是，吸附筒130的直筒部134的外径小于安装通孔120的直径，限位部135的外径大于安装通孔120的直径。
可选地，吸附筒130的直筒部134的外径为20mm至50mm。
可选地，吸附筒130在竖直方向上的长度为500mm至3000mm。
如图1所示，喷淋冷却模块位于吸附筒130下方，喷淋冷却模块包括填料层141和冷却液喷淋组件142，冷却液喷淋组件142向填料层141的顶部喷淋冷却液，烟气进口113位于填料层141的下方。在填料层141，冷却液与烟气逆流直接接触换热，对烟气进行冷却。
在本实施例中，冷却液为冷却水。如图1所示，筒体110的底部设有冷却液出口115，用于排出喷淋出的冷却液。
可选地，填料层141为50型鲍尔环散堆填料、250X规整填料中的一种或多种。
喷淋冷却模块设置于吸附筒130的下方，顺应了烟气的向上流动，吸附模块和冷却模块在竖直方向上排布，减少了设备的占地面积。
可选地，烟气吸附装置100的整体高度为3m至20m。
进一步可选地，烟气吸附装置100的占地面积为2平方米至10平方米。
下面简单描述本实施例的烟气吸附系统的烟气冷却吸附过程。
待净化的烟气从烟气进口113进入进气腔111后向上流动，经过冷却液喷淋，烟气降至零下-20℃左右，成为低温烟气，烟气在喷淋冷却过程中，通过洗涤的方式可以脱除粉尘、HCl、HF、NO2等污染物，同时洗涤脱除少量SO2。含有SO2和NO的低温烟气从进气端132进入吸附筒130内，通过吸附剂131的吸附脱除SO2。同时NO在吸附剂表面发生低温氧化反应转化为NO2，以NO2形式被吸附脱除(低温氧化吸附)。吸附后的净烟气从出气端133进入净气腔112中，通过烟气出口114排出筒体110。
随着吸附时间的延长，吸附筒130内吸附剂131的吸附能力降低，需要更换吸附剂131。由于吸附剂131充填在吸附筒130内，因此，无需通过上下料的方式直接更换吸附剂131，而是通过更换吸附筒130更换吸附剂131，更换吸附筒130时，将吸附筒130向上抽出安装板121的安装通孔120，将装填了新吸附剂的吸附筒130向下穿过安装通孔120，直至限位部135与安装板121相抵，完成吸附筒130的更换，更换过程方便快捷，无需进行吸附剂的上料下料操作，减少了吸附剂颗粒之间的摩擦、碰撞，粉尘的产生，降低了吸附剂损耗。
本实施例的一些具体示例中，如图3所示，吸附筒130内可以填充有多种类型的吸附剂，不同类型的吸附剂131可以用于主要吸附烟气中不同的污染物，多种吸附剂131在竖直方向上依次分层布设形成多层吸附剂层1311。由不同吸附剂131形成的吸附剂层1311用于吸附烟气中不同的污染物，使烟气净化更完全，吸附更有针对性。将吸附饱和的不同类型的吸附剂分别收集后再生，能够获得含有不同污染物的再生气，降低了再生气的后续处理难度。
图4示出了实施例二的烟气吸附系统，在本实施例中，安装部件为安装箱122，安装箱122在竖直方向上具有一定的高度。本实施例的烟气吸附系统包括烟气吸附装置100和冷却模块，冷却模块为喷淋冷却模块。烟气吸附装置100包括筒体110、安装箱122、若干吸附筒130，喷淋冷却模块设在筒体110内。
安装箱122位于筒体110内，安装箱122的外周面与筒体110的内壁面密封连接，避免烟气从连接缝隙处泄露。进气腔111位于安装箱122的下方，净气腔112位于安装箱122的上方。
安装箱122上设有八个沿竖直方向延伸的安装通孔120，安装通孔120贯穿安装箱122，每个安装通孔120中均穿设有一个吸附筒130。可选地，安装箱122可以设置有其他数量的安装通孔120。
如图3所示，吸附筒130包括直筒部134和连接在直筒部134顶部的限位部135。直筒部134向下伸入安装通孔120中，限位部135与安装箱122相抵。吸附筒130的底端为进气端132，顶端为出气端133。在本实施例中，吸附筒130的进气端132与安装箱122的底部平齐，以减少烟气在进气腔111中的死角堆积。
吸附筒130内可以填充多种类型的吸附剂以形成多层吸附剂层1311，每一层吸附剂层1311的吸附剂相同，某一吸附剂层可以主要吸附烟气中某一种或多种特定的污染物。
喷淋冷却模块位于吸附筒130的下方，喷淋冷却模块包括填料层141和冷却液喷淋组件142，喷淋冷却模块的结构可以与实施例一中的相同，此处不做赘述。
在低温烟气的吸附过程中，低温烟气与吸附筒130中的吸附剂131接触，具有冷却吸附剂131的作用。为了回收利用低温烟气中的冷量，避免冷量大量流失，在本实施例中，安装箱122内部可以设置循环液流通通道。
如图4所示，循环液流通通道与循环液进口1221和循环液出口1222流通，循环液进口1221位于循环液出口1222的下方，循环液在循环液流通通道中像循环液进口1221连通，与吸附筒130进行换热将低温烟气中的冷量进行回收利用，提高能量利用效率。
可选地，低温循环液可以输送至烟气的冷却模块对待净化的烟气进行冷却，或者输送至再生模块对再生后的吸附剂进行降温冷却，或者还可以输送至其他需要制冷的设备，以充分利用烟气的冷量，提高能源利用效率，降低能耗。
本实施例的烟气吸附装置100的冷却吸附过程和吸附筒130的更换过程可以与实施例一相同，此处不做赘述。
图6示出了本发明实施例三的烟气吸附系统，在本实施例中，烟气吸附系统包括烟气吸附装置100和冷却模块，冷却模块为喷淋冷却模块。冷却模块设在烟气吸附装置100外面，经过冷却模块冷却的烟气进入烟气吸附装置100进行低温吸附净化。烟气吸附装置100的结构可以与上述实施例相同，这里不再赘述。
本发明实施例的烟气吸附装置和烟气吸附系统，吸附筒可拆卸地与安装部件相互配合，从而可以方便地对吸附筒进行更换，无需通过上下料的方式直接更换吸附筒内的吸附剂，吸附剂的更换单元化、模块化，减少了吸附剂颗粒之间的摩擦、碰撞，减少了粉尘的产生和吸附剂损耗，且结构简单，气体流动阻力小，成本低，尤其适用于小型设备的烟气吸附，或少量烟气吸附，以及洁净气的深度脱除。
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)
1.一种烟气吸附装置，其特征在于，包括：筒体，安装部件和若干吸附筒，所述筒体内具有腔体；所述安装部件设在所述筒体内并与所述筒体的内壁面之间相接，以将所述筒体的腔体隔离为进气腔和净气腔，所述筒体设置有与所述进气腔连通的烟气进口和与所述净气腔连通的烟气出口；所述吸附筒可拆卸地安装在所述安装部件上，所述吸附筒内部填充有吸附剂，所述吸附筒具有进气口和出气口，所述进气口与所述进气腔连通，所述出气口与所述净气腔连通，其中所述进气腔中的烟气通过所述进气口进入所述吸附筒以被所述吸附剂吸附净化为净烟气，所述净烟气通过所述出气口进入所述净气腔。
2.根据权利要求1所述的烟气吸附装置，其特征在于，所述净气腔位于所述进气腔上方，所述安装部件具有若干安装通孔，所述吸附筒包括直筒部和连接在所述直筒部顶部的限位部，若干所述吸附筒的直筒部一一对应地向下插入所述安装通孔中，所述限位部与所述安装部件相抵以被支撑限位。
3.根据权利要求1所述的烟气吸附装置，其特征在于，所述安装部件为安装板，所述安装板沿水平方向延伸，所述吸附筒包括位于所述进气腔中的第一部分和位于所述净气腔中的第二部分，所述第一部分的侧壁和/或上端部设有若干所述进气口，所述第二部分的侧壁和/或下端部设有若干所述出气口。
4.根据权利要求1所述的烟气吸附装置，其特征在于，所述安装部件为箱体结构，所述吸附筒的至少一部分位于箱体中，所述吸附筒的靠近所述进气腔的端部与所述安装部件的朝向所述进气腔的端面平齐，所述吸附筒的靠近所述进气腔的端部设有所述进气口。
5.根据权利要求1所述的烟气吸附装置，其特征在于，所述吸附筒内填充有多种吸附剂，每一种吸附剂对于烟气中的特定污染物的吸附能力高于其他种类的吸附剂对于该特定污染物的吸附能力，所述多种吸附剂在烟气的流动方向上依次分层布设形成多层吸附剂层；或者，所述吸附筒内填充有多种吸附剂，所述多种吸附剂在烟气的流动方向上依次分层布设形成多层吸附剂层且所述吸附剂层的吸附效率沿所述烟气的流动方向逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的烟气吸附装置，其特征在于，所述吸附筒包括若干沿其轴向依次可拆卸地连接吸附段，每个所述吸附段内填充有相同或不同的吸附剂。
7.根据权利要求1所述的烟气吸附装置，其特征在于，每个所述吸附筒中吸附剂填充量为10kg-60kg；和/或，所述烟气吸附装置的烟气处理量为5Nm3/h-20Nm3/h；和/或，若干所述吸附筒的横截面积之和与所述腔体的横截面之比为1/3-2/3；和/或，所述吸附筒的进气口的总面积与所述吸附筒的横截面积之比不小于1，所述吸附筒的出气口的总面积与所述吸附筒的横截面积之比不小于1。
8.一种烟气吸附系统，其特征在于，包括：烟气吸附装置和冷却模块，所述烟气吸附装置为根据权利要求1-7中任一项所述的烟气吸附装置，所述冷却模块用于将待吸附的烟气冷却至室温或室温以下，所述冷却模块的出口与所述烟气吸附装置的烟气进口连通。
9.根据权利要求8所述的烟气吸附系统，其特征在于，所述冷却模块位于所述进气腔内并位于所述吸附筒下方。
10.根据权利要求8所述的烟气吸附系统，其特征在于，所述烟气吸附装置的安装部件内部设置有循环液流通通道，所述循环液流通通道内流通循环液，以回收烟气中的冷量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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