CN117065515B - 多层串联错流低温烟气净化塔和低温烟气处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸附净化技术领域并公开一种多层串联错流低温烟气净化塔和低温烟气处理系统，所述多层串联错流低温烟气净化塔包括塔体和多个吸附筒。同一吸附筒的内壳和外壳之间的空间形成吸附剂腔，吸附剂腔用于容纳吸附剂以形成吸附剂层，吸附筒沿该吸附筒的轴向分成多个吸附筒段，气腔和吸附筒段在塔体内的烟气流动方向上交替布置，在吸附筒的径向上对应的多个吸附筒段构成一个吸附筒段层，其中烟气沿内外方向和外内方向中的一者依次穿过上游吸附筒段层中的多个吸附筒段后，再沿内外方向和外内方向中的另一者依次穿过下游吸附筒层中的多个吸附筒段。本发明的多层串联错流低温烟气净化塔能够提升烟气的净化效果及降低塔体加工制造的难度的优点。

Description

多层串联错流低温烟气净化塔和低温烟气处理系统

技术领域

本发明涉及吸附净化技术领域，具体地，涉及一种多层串联错流低温烟气净化塔和低温烟气处理系统。

背景技术

工业烟气，是指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物气体的总称。在相关技术中，通常采用将烟气通入填充有吸附剂的净化塔的方式进行烟气中污染物脱除。常见的烟气净化塔包括逆流烟气净化塔和错流烟气净化塔，错流烟气净化塔由于吸附效果好、吸附均匀等优点在烟气吸附净化技术领域得到广泛应用。传统的烟气吸附技术通常为高温吸附技术，即高温烟气通过冷却塔冷却到大体200℃后，输入烟气净化塔中进行高温吸附净化，但是高温吸附存在吸附剂消耗大、吸附效果差的问题，无法实现烟气的近零排放。错流烟气净化塔包括塔体和设置在塔体内的吸附剂筒，往往通过增加吸附剂筒内吸附剂的厚度提升烟气净化的效果，但是过厚的吸附剂会阻碍烟气的流通速度，进而对塔体建造的密封性要求较高，存在建造成本高的问题。此外，因此塔体的高度有限，所以烟气在塔内与吸附剂的接触时间有限，存在净化效果差的问题。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

为了克服高温吸附中的问题，相关技术提出了烟气低温吸附技术，即将烟气冷却为例如室温以下的低温烟气，再通过吸附将烟气中的污染物组分从中脱除。低温吸附中，吸附剂的吸附能力在低温环境下成倍数提升，与常规的高温烟气吸附相比极大提升了吸附净化率，可以实现烟气的近零排放。但是，发明人通过研究认识到，与常规的高温吸附相比，在低温吸附过程中，低温烟气的扩散速率较高温烟气的扩散速率低，大大增加了低温烟气在净化塔内的停留时间，从而导致净化时间长，影响烟气的净化效率。

相关技术中提出了错流净化塔用于烟气吸附净化，但是，发明人发现，相关技术中的错流净化塔内的吸附床通常为一字型，即烟气穿过吸附床的方向与吸附剂的流动方向大体正交，由此，净化塔内具有较大的未充分利用的空间，导致净化塔内空间浪费。而且，为了保证烟气的净化效果，对一字型床层的厚度具有一定的要求，而过厚的床层会进一步增大烟气的流通阻力，影响净化塔的净化效率。为了提高净化效率，则需要通过增大一字型床层的体积的方式，增大床层与低温烟气的接触面积，然而这需要增大低温错流净化塔的体积，从而导致净化塔成本增加，占地面积增大，与高温吸附相比，在吸附剂填充量相同的情况下，采用传统一字型错流净化塔进行低温吸附，净化效率仍然较低。

另外，较厚的吸附剂床层易出现吸附剂床层中靠近上游的一侧吸附已饱和，而靠近下游的一侧吸附尚未饱和的情况，饱和程度不一的吸附剂被排出，造成吸附剂的浪费，吸附剂使用成本的升高。

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，本发明的提出一种多层串联错流低温烟气净化塔，所述多层串联错流低温烟气净化塔具有提升净化效果及便于加工和制造的优点。

本发明的还提出一种低温烟气处理系统。

本发明的多层串联错流低温烟气净化塔包括塔体、多个吸附剂筒和隔离筒。

所述塔体设有用于向所述塔体内供给室温以下的低温烟气的烟气进口和用于排出净低温烟气的烟气出口；所述吸附筒包括内壳和外壳，所述内壳和所述外壳之间的空间形成吸附剂腔，所述吸附剂腔用于容纳吸附剂以形成吸附剂层，多个所述吸附筒彼此嵌套地设在所述塔体内且相邻吸附筒彼此间隔开，所述吸附筒沿该吸附筒的轴向分成多个吸附剂筒段；所述隔离筒设在相邻两个吸附筒之间内的空间内且与所述相邻两个吸附筒间隔开；其中最外侧的吸附筒与所述塔体之间的环形空间、相邻吸附筒和所述隔离筒之间的环形空间以及最内侧的吸附筒的内壳的内腔内分别设有隔板以隔离出多个气腔，位于每个吸附筒内外侧的所述气腔和该吸附筒的吸附筒段在所述塔体内的低温烟气流动方向上交替布置，相邻两个吸附筒包括第一吸附筒和第二吸附筒，低温烟气依次且交替地穿过所述第一吸附筒内外侧的所述气腔和所述第一吸附筒的吸附筒段后，再依次且交替地穿过所述第二吸附筒内外侧的所述气腔和所述第二吸附筒的吸附筒段。

本发明的多层串联错流低温烟气净化塔通过将多个吸附剂筒以嵌套方式设置在塔体内，也就是说低温烟气沿塔体的径向依次经过多层的吸附剂筒，依次与多层吸附剂筒中的吸附剂层进行接触进行吸附净化，在保证烟气净化效果的前提下，减小每层吸附剂筒中吸附剂层的厚度，从而减少了低温烟气的穿层阻力，提高了低温烟气的流通速率和扩散速率，克服了直接使低温烟气穿过较厚的吸附层造成阻力大的问题，提升了低温烟气的净化效率。

并且，每层吸附剂筒中吸附剂层的厚度和低温烟气流通阻力的减小还有利于实现低温烟气与吸附剂之间的均匀接触，进一步提高吸附剂与烟气的接触效果，这对于低温烟气吸附特别有利，还能够提高吸附剂的吸附利用率，有效避免出现吸附剂饱和程度不一的情况，避免了吸附剂的浪费。

此外，采用多个吸附剂筒嵌套的方式可以实现对每层吸附剂筒内吸附剂的下落速率进行单独控制，进一步提高吸附剂与烟气的接触效果。例如可以使第一吸附筒内的吸附剂下落速率大于第二吸附筒内的吸附剂下落速率，这是由于待吸附净化的低温烟气先与第一吸附筒内的吸附剂接触，后与第二吸附筒内的吸附剂接触，因此第一吸附筒内的吸附剂吸附的污染物较多，更易饱和，使第一吸附筒内的吸附剂下落速率大于第二吸附筒内的吸附剂下落速率，可以提升烟气的净化效果，同时提高吸附剂的利用率，避免第二吸附筒排出的吸附剂尚未饱和，造成浪费。

此外，本发明的多层串联错流低温烟气净化塔通过降低低温烟气流动阻力，进而实现降低每个气腔内的压力，因而降低了对塔体内气腔的密闭性的要求。并且，多层吸附剂筒中的任一吸附剂筒可以进行单独更换而不影响其他吸附剂筒。由此，该多层串联错流低温烟气净化塔具有便于加工和制造的优点。

并且，本发明的多层串联错流低温烟气净化塔，通过将多级气腔和多级吸附剂筒沿低温烟气在低温烟气净化塔内的流动方向交替布置，即将位于每个吸附筒内外侧的气腔和该吸附筒的吸附筒段在塔体内的低温烟气流动方向上交替布置，低温烟气依次且交替地穿过第一吸附筒内外侧的气腔和第一吸附筒的吸附筒段后，再依次且交替地穿过第二吸附筒内外侧的气腔和第二吸附筒的吸附筒段，由此实现对低温烟气进行多级净化。由于最终从烟气出口排出的净烟气共经过多次、多级的错流低温吸附净化，烟气的吸附剂净化更加彻底，从而可以实现烟气的近零排放。

进一步地，由于本发明的多层串联错流低温烟气净化塔采用多次、多级的方式对低温烟气进行吸附净化，通过增加吸附次数提高了低温烟气的吸附净化效果，因此可在保证近零排放的前提下，进一步减薄每一层吸附剂筒内的吸附剂层，进一步降低烟气在穿过单个吸附剂筒时的流通阻力，克服了低温条件下烟气扩散速率和流动速率较低而影响烟气净化效率的问题。

而且，由于吸附剂筒呈中空结构，多个吸附剂筒以嵌套方式设置在塔体内，结构紧凑，充分利用了净化塔的塔体内部空间进行吸附剂的填充，提高了空间利用率，与相关技术中一字型的床层相比，在塔体内的吸附剂总填充量同等的情况下，本发明提供的多层串联错流低温烟气净化塔，体积和占地面积减少至少20%，节约了净化塔的建造成本。另外，与相关技术中一字型错流净化塔相比，在占地面积相同的情况下，本发明提供的多层串联错流低温烟气净化塔能够在保证烟气流动顺畅的前提下，更加充分地利用塔体的内部空间进行吸附剂的填充，减少塔体内的无效区域，使吸附剂填充量提升约30%及以上，吸附剂填充量的提升，有助于增大低温烟气与吸附剂的总接触面积，使净化塔在单位时间内的低温烟气处理量明显提升，例如可以提高大体30%以上，提高了净化塔的烟气净化效率。

综上，本发明提供的多层串联错流低温烟气净化塔具有空间利用率高、成本低、净化效率高的特点。

可选地，所述吸附筒段的内壁和外壁上设有通气孔，同一吸附筒的相邻吸附筒段之间设有过渡筒段，所述过渡筒段具有收缩部，所述过渡筒段的内壁和外壁为阻气壁。该多层串联错流低温烟气净化塔通过设置的阻气壁可以有效避免低温烟气经该区域进入相邻吸附筒段内及相邻气腔，减少了低温烟气在相邻吸附筒段内及相邻气腔之间的串绕。由此，本发明多层串联错流低温烟气净化塔进一步提高了低温烟气的净化效果。

可选地，所述收缩部具有导料口，所述隔板相对水平方向倾斜设置，所述隔板较低的一端与所述导料口的下壁面相接以便将落在所述隔板上的吸附剂导入所述吸附剂腔内。从而使气体无法在过渡筒段通过吸附剂腔，防止在低温烟气通过吸附剂腔直接串绕至相邻气腔内。由此，本发明的多层串联错流低温烟气净化塔进一步提升提高低温烟气的净化效果。

可选地，该多层串联错流低温烟气净化塔还包括落料管，位于所述最内侧吸附剂筒的内壳的内腔中所述隔板呈斗状以形成集料斗，所述落料管与所述集料斗的排料端口连接，所述落料管的下端延伸到位于所述内壳的内腔的底部。本发明通过集料斗收集从吸附剂腔中掉落的小颗粒的吸附剂，并依靠落料管将收集的吸附剂排出，避免了吸附剂在内壳的内腔中的堆积的问题。

可选地，同一吸附筒的相邻吸附筒段，沿所述低温烟气流动方向，上游吸附筒段的吸附剂腔的体积大于下游吸附剂腔的体积，和/或，上游吸附筒段的吸附剂腔的长度大于下游吸附剂腔的长度。因为上游筒内流经的低温烟气中待吸附的物质的浓度比下游吸附剂筒内的烟气浓度高很多，在同一吸附剂筒的相邻吸附筒段内，通过将上游吸附剂筒内的吸附剂腔的体积大于下游吸附剂筒内的吸附剂腔的体积，可以匹配吸附剂层对上游的低温烟气的吸附能力。由此，随着低温烟气中待吸附物质的浓度的降低而相应的降低吸附剂的数量。因而，降低了吸附剂的使用总量（可以使吸附剂的使用总量降低10%至17%）。

可选地，最内侧吸附筒的内壳的内腔中设有第一进气管，所述第一进气管的下端在所述最内侧吸附筒的内壳的内腔中向下延伸到在所述低温烟气流动方向上的最上游气腔中。因为低温烟气在吸附剂筒的内壳中会在空气的作用下向上溢，本发明的多层串联错流低温烟气净化塔通过将进气管的下端在内壳的内腔中向下延伸到位于内腔的底部的最上游气腔，可以提升低温烟气在塔体绕流时间和接触吸附剂的面积。进而，进一步提升了对烟气的净化效果。

可选地，每个吸附筒分为三个吸附筒段。由此，该多层串联错流低温烟气净化塔具有便于改造和加工的优点。

可选地，该多层串联错流低温烟气净化塔还包括第二进气管，最外侧的吸附筒与所述塔体之间的环形空间或相邻吸附筒之间的环形空间设置所述第二进气管，所述第二进气管的进入口与最内侧所述吸附筒的出气口连通，所述第二进气管的下端在最外侧的吸附筒与所述塔体之间的环形空间、相邻吸附筒之间的环形空间设置所述第二进气管的最上游气腔中。因为低温烟气在吸附筒的内壳中会在空气的作用下向上溢，可以提升低温烟气在塔体绕流时间和接触吸附剂的面积。由此，本发明的多层串联错流低温烟气净化塔具有进一步提升净化效果的优点。

可选地，所述吸附筒为两个且包括内吸附筒和套在所述内吸附筒外面的外吸附筒，所述隔离筒为一个且设在所述内吸附筒和所述外吸附筒之间。由此，该多层串联错流低温烟气净化塔具有便于改造和加工的优点。

可选地，所述塔体为立式，所述隔离筒和多个所述吸附筒的轴向沿上下方向延伸。相对卧室塔体，立式塔体具有结构简单和占用空间小的优点。

可选地，所述塔体包括上锥段、下锥段和连接在上锥段和下锥段之间的筒状的中间段，所述塔体内设有分流板，所述分流板设置所述中间段内邻近所述下锥段的一端，所述分流板具有上凸的曲面。通过将设置的上凸的曲面的分流板。可以在低温烟气由进气管排出时，排出的烟气朝向四周进行分流以改变低温烟气的流动方向，以便经进气管的排气口进入内壳的低温烟气不直接向上或向下的流动，以便将低温烟气更加均匀地向四周分散。由此，该多层串联错流低温烟气净化塔进一步提升了净化效果的优点。

可选地，所述吸附剂为低温烟气吸附剂，所述低温烟气吸附剂为球状或圆柱状且包括透气外壳和装在所述透气外壳内的多个吸附剂颗粒或多个外面包覆有透气膜的吸附剂颗粒，所述透气外壳设有用于供所述低温烟气进出的透气孔，所述吸附剂颗粒的直径为1mm-10mm，吸附剂的直径为10mm-100mm，所述吸附剂能够在所述吸附筒内向下流动，所述低温烟气从所述塔体的底部向上流动。本发明的多层串联错流低温烟气净化塔，通过设置的流动性吸附剂可以使吸附剂在吸附剂筒内向下流动，而低温的烟气从塔体的底部向上流动依次穿过多级气腔（沿吸附剂的流动方向，上侧吸附剂烟气吸附饱和度小，进而吸附能力强）。由此，该多层串联错流低温烟气净化塔提升了烟气净化的效率，此外还兼具净化效率高和净化效果好的优点。

可选地，所述塔体、所述吸附筒和所述隔离筒具有圆环形或方环形横截面。

本发明的低温烟气处理系统包括烟气冷却塔和根据上述任一种所述的多层串联错流低温烟气净化塔，所述烟气冷却塔与所述多层串联错流低温烟气净化塔相连，用于将供给到所述多层串联错流低温烟气净化塔内的烟气冷却为室温以下的低温烟气。

附图说明

图1是本发明的多层串联错流低温烟气净化塔的结构示意图，其中图中的箭头为低温烟气的流动方向。

图2是本发明的多层串联错流低温烟气净化塔的横向截面图。

图3是本发明实施例的隔板、落料管和贮料件配合的示意图。

附图标记：

错流低温烟气净化塔100；

塔体1；上锥段11；中间段12；下锥段13；气腔14；

吸附筒2；

内壳21；外壳22；吸附筒段层23；过渡筒段24；收缩部241； 导料口242；

上游吸附筒段层201；中游吸附筒段层202；下游吸附筒段层203；

吸附剂腔25；通气孔26；

隔离筒3；

隔板4；

第一进气管5；

第二进气管6；

分流板7；

落料管8；

贮料件9。

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3描述本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100和低温烟气处理系统。

本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100包括塔体1和多个吸附筒2。

塔体1设有用于向所述塔体内供给室温以下的低温烟气的烟气进口和用于排出净低温烟气的烟气出口；每个吸附筒2包括内壳21和外壳22，同一吸附筒2的内壳21和外壳22之间的空间形成容纳吸附剂的吸附剂腔25，多个吸附筒2彼此嵌套地设在塔体1内且相邻吸附筒2彼此间隔开，吸附筒2沿该吸附筒2的轴向分成多个吸附筒段。

隔离筒3设在相邻两个吸附筒2之间内的空间内且与相邻两个吸附筒2间隔开；其中最外侧的吸附筒2与塔体1之间的环形空间、相邻吸附筒2和隔离筒3之间的环形空间以及最内侧的吸附筒2的内壳21的内腔内分别设有隔板4以隔离出多个气腔14，位于每个吸附筒2内外侧的气腔14和该吸附筒2的吸附筒段在塔体1内的低温烟气流动方向上交替布置，相邻两个吸附筒2包括第一吸附筒2和第二吸附筒2，低温烟气依次且交替地穿过第一吸附筒2内外侧的气腔14和第一吸附筒2的吸附筒段后，再依次且交替地穿过第二吸附筒2内外侧的气腔14和第二吸附筒2的吸附筒段。可以理解的是，不同吸附筒2之间的流动相当于串联。由此，提升了低温烟气在吸附剂腔25内停留的时间。

本发明的多层串联错流低温烟气净化塔100通过将多个吸附剂筒以嵌套方式设置在塔体内，也就是说低温烟气沿塔体的径向依次经过多层的吸附剂筒，依次与多层吸附剂筒中的吸附剂层进行接触进行吸附净化，在保证烟气净化效果的前提下，减小每层吸附剂筒中吸附剂层的厚度，从而减少了低温烟气的穿层阻力，提高了低温烟气的流通速率和扩散速率，克服了直接使低温烟气穿过较厚的吸附层造成阻力大的问题，提升了低温烟气的净化效率。

并且，每层吸附剂筒中吸附剂层的厚度和低温烟气流通阻力的减小还有利于实现低温烟气与吸附剂之间的均匀接触，进一步提高吸附剂与烟气的接触效果，这对于低温烟气吸附特别有利，还能够提高吸附剂的吸附利用率，有效避免出现吸附剂饱和程度不一的情况，避免了吸附剂的浪费。

此外，采用多个吸附剂筒嵌套的方式可以实现对每层吸附剂筒内吸附剂的下落速率进行单独控制，进一步提高吸附剂与烟气的接触效果。例如，可以使第一吸附筒内的吸附剂下落速率大于第二吸附筒内的吸附剂下落速率，这是由于待吸附净化的低温烟气先与第一吸附筒内的吸附剂接触，后与第二吸附筒内的吸附剂接触，因此第一吸附筒内的吸附剂吸附的污染物较多，更易饱和，使第一吸附筒内的吸附剂下落速率大于第二吸附筒内的吸附剂下落速率，可以提升烟气的净化效果，同时提高吸附剂的利用率，避免第二吸附筒排出的吸附剂尚未饱和，造成浪费。

此外，本发明的多层串联错流低温烟气净化塔100通过降低低温烟气流动阻力，进而实现降低每个气腔内的压力，因而降低了对塔体内气腔的密闭性的要求。并且，多层吸附剂筒中的任一吸附剂筒可以进行单独更换而不影响其他吸附剂筒。由此，该多层串联错流低温烟气净化塔100具有便于加工和制造的优点。

并且，本发明的多层串联错流低温烟气净化塔100，通过将多级气腔和多级吸附剂筒沿低温烟气在低温烟气净化塔内的流动方向交替布置，即将位于每个吸附筒2内外侧的气腔14和该吸附筒2的吸附筒段在塔体1内的低温烟气流动方向上交替布置，低温烟气依次且交替地穿过第一吸附筒2内外侧的气腔14和第一吸附筒2的吸附筒段后，再依次且交替地穿过第二吸附筒2内外侧的气腔14和第二吸附筒2的吸附筒段，经过多循环错流，可以提升低温烟气与吸附筒2内吸附剂腔25内吸附剂的接触时间和表面积。由此，实现对低温烟气进行多级净化。由于最终从烟气出口排出的净烟气共经过多次、多级的错流低温吸附净化，烟气的吸附剂净化更加彻底，从而可以实现烟气的近零排放。

进一步地，由于本发明的多层串联错流低温烟气净化塔100采用多次、多级的方式对低温烟气进行吸附净化，通过增加吸附次数提高了低温烟气的吸附净化效果，因此可在保证近零排放的前提下，进一步减薄每一层吸附剂筒内的吸附剂层，进一步降低烟气在穿过单个吸附剂筒时的流通阻力，克服了低温条件下烟气扩散速率和流动速率较低而影响烟气净化效率的问题。

而且，由于吸附剂筒呈中空结构，多个吸附剂筒以嵌套方式设置在塔体1内，结构紧凑，充分利用了净化塔的塔体1内部空间进行吸附剂的填充，提高了空间利用率，与相关技术中一字型的床层相比，在塔体1内的吸附剂总填充量同等的情况下，本发明提供的多层串联错流低温烟气净化塔100，体积和占地面积减少至少20%，节约了该净化塔的建造成本。另外，与相关技术中一字型错流净化塔相比，在占地面积相同的情况下，本发明提供的多层串联错流低温烟气净化塔100能够在保证低温烟气流动顺畅的前提下，更加充分地利用塔体1的内部空间进行吸附剂的填充，减少塔体1内的无效区域，使吸附剂填充量提升约30%及以上，吸附剂填充量的提升，有助于增大低温烟气与吸附剂的总接触面积，使净化塔在单位时间内的低温烟气处理量明显提升，例如可以提高大体30%以上，提高了净化塔的烟气净化效率。

综上，本发明提供的多层串联错流低温烟气净化塔100具有空间利用率高、成本低、净化效率高的特点。

需要说明的是，烟气低温吸附剂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，例如-80℃～-5℃，更优选地，低温为-20℃～-15℃，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。本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100在低温下对烟气进行吸收，可以将烟气中二氧化硫、二氧化碳以及重金属等成倍数提升。尤其是对难以吸附的一氧化氮气体，处理效率呈系数增加。使低温的烟气经过多层串联错流低温烟气净化塔的中吸附剂筒沿其内外方向具有多个吸附层，烟气可依次经过多层的吸附剂筒，由此可以更为彻底地吸附对烟气中的有害物质。

进一步地，烟气温度太低，导致冷却烟气的设备结构复杂，能耗增加。例如，要求冷却设备和吸附塔以及管路设置保温层，密封性要求高，从而导致成本增加，另外，过低的温度条件导致吸附塔内容易出现冷凝水，造成吸附剂粘结堵塞，影响吸附。因此，烟气温度冷却为-20℃～-10℃是有利的。

具体地，多层串联错流低温烟气净化塔中的“多层”具体指设置了多层的吸附筒2以在内外方向形成多层的吸附层，“串联”是指每个吸附筒段内的气腔串联设置。其中“错流”是指低温烟气依次且交替地穿过第一吸附筒内外侧的气腔和第一吸附筒的吸附筒段后，再依次且交替地穿过第二吸附筒内外侧的气腔和第二吸附筒的吸附筒段，依次直至烟气从最外侧的吸附筒排出，也就是说烟气同一吸附筒所对的内外气腔内交错流动。

具体地，最内层吸附筒2的内壳21的内腔、最内层吸附筒2、最内层吸附筒2的外壳22与最内层隔离筒3形成第一错流层，最内层隔离筒3与次内层的吸附筒2的内壳21之间的环形空间、次内层的吸附筒2及次内层的吸附筒2的外壳22与次内层隔离筒3形成第二错流层，依次类推，形成第N错流层，第一错流层内的低温烟气与第二层的低温烟气及第N错流层串流，从而实现多个错流层的串联。

采用传统的一字型错流吸附塔进行烟气的低温吸附时，为了保障吸附净化率，错流床的厚度至少为2m。在本发明实施例提供的多层串联错流低温烟气净化塔中，每个吸附剂筒内的单层吸附剂层的厚度可以为1m以下，能够大大降低烟气的穿层阻力，提高烟气的净化效率。可选地，单层吸附剂层的厚度可以为0.2m-1m。进一步可选地，单层吸附剂层的厚度可以为0.2m-0.5m。

可选地，每个吸附筒2均可以为圆形筒体结构。由此，形成环形的吸附剂腔25，进而可以保障低温烟气分散和吸附的分散的均匀性。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100提升了烟气吸附的效果。

进一步地，吸附筒2具有多个吸附筒段，多个吸附筒段沿其轴向对接且叠置在塔体1内。或者，多个吸附筒2由单筒形成。

如图1和图2所示，吸附筒段的内壁和外壁上设有通气孔26，同一吸附筒2的相邻吸附筒段之间设有过渡筒段24，过渡筒段24具有收缩部241，过渡筒段24的内壁和外壁为阻气壁。

本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100，通过将过渡筒段24的内壁和外壁设置为阻气壁，可以避免低温烟气经该区域进入相邻吸附筒段内及相邻气腔14，减少了低温烟气在相邻吸附筒段内及相邻气腔14之间的串绕。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100进一步提高了低温烟气的净化效果。

可选地，吸附剂筒段的内壁和外壁可以为栅栏网。

如图1和图2所示，如图1和图2所示，内壳21和/或外壳22在收缩部具有导料口242，隔板4相对水平方向倾斜设置，隔板4较低的一端与导料口的下壁面相接以便将落在隔板4上的吸附剂导入吸附剂腔25内。

从而使气体无法在过渡筒段24通过吸附剂腔25，防止在低温烟气通过吸附剂腔25直接串至相邻气腔14，因而可以进一步降低了低温烟气在相邻气腔14之间的串绕。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100进一步提升提高低温烟气的净化效果。

此外，通过将隔板4的外沿与塔体1的内壁相接，且塔体1的内壁与外壳22之间的隔板4的内沿与导料口242的下壁面相接以便将落在隔板4的吸附颗粒重新导入吸附剂腔25，进一步避免了吸附剂在隔板4堆积清理困难和影响低温烟气流通的问题。

具体地，位于内壳21的内腔的隔板4的外沿的高度低于该隔板4的内沿的高度，且位于内壳21的内腔的隔板4的外沿与过渡段相接。位于塔体1的内壁与外壳22之间的隔板4的外沿的高度高于该隔板4的内沿的高度，且位于塔体1的内壁与外壳22之间的隔板4的外沿与塔体1的内壁相接，且塔体1的内壁与外壳22之间的隔板4的内沿与过渡段相接。

本发明不限于此，在其他实施例中，该多层串联错流低温烟气净化塔100还包括落料管8，位于最内侧吸附剂筒的内壳的内腔中隔板呈斗状以形成集料斗，落料管8与集料斗的排料端口连接，落料管8的下端延伸到位于内壳的内腔的底部。

本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100通过在内壳的内腔中设置集料斗，通过集料斗收集从吸附剂腔中掉落的小颗粒的吸附剂，并通过落料管将收集的吸附剂排出，避免了吸附剂在内壳的内腔中的堆积的问题。此外，隔板4均可以倾斜设置。因为倾斜设置的隔板4在隔挡低温烟气时，可以提升与低温烟气的接触面积，进而降低了烟气对相应隔板4冲击。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有降低烟气净化塔100内的声噪的优点。

如图1和图3所示，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100还包括贮料件9，贮料件9包括存料袋和弹性扁嘴口，存料袋设置在落料管的下端，弹性扁嘴口设置在存料袋的下端，在自然状态下，弹性扁嘴口内侧壁闭合密封，弹性扁嘴口内侧壁在冲击力与重力作用下张开以排出存料袋内的物料。

本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100，通过贮料件9分为存料袋和弹性扁嘴口既可以对散落的吸附剂进行吸附，又可以通过弹性扁嘴口对存料袋进行封堵并在一定条件下自动放料，避免低温烟气通过落料管8在两个内气腔和外气腔之间中串流。由此，该多层串联错流低温烟气净化塔100具有进一步提升净化效果的优点。

如图1和图2所示，同一吸附筒2的相邻吸附筒段，上游吸附筒2层中的吸附筒段的吸附剂腔25的体积大于下游吸附筒层中的吸附筒段的吸附剂腔25的体积。

本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100，通过同一吸附筒2的相邻吸附筒段，上游吸附筒2层中的吸附筒段的吸附剂腔25的体积大于下游吸附筒层中的吸附筒段的吸附剂腔25的体积。可以理解的是，上游吸附筒2内的吸附剂的量大于下游吸附筒2内的吸附剂腔25的使用量。

因为上游筒内流经的低温烟气中待吸附的物质的浓度比下游吸附筒2高很多，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100，通过将上游吸附筒2内的吸附剂腔25的体积大于下游吸附筒2内的吸附剂腔25的体积，可以匹配吸附剂对上游的低温烟气的吸附能力。并且随着低温烟气中待吸附物质的浓度的降低而相应的降低吸附剂的数量。因而，该多层串联错流低温烟气净化塔100降低了吸附剂的使用总量。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有进一步节省成本的优点。

本发明实施例的不限于此，上游吸附筒2层中的吸附筒段的吸附剂腔25的长度大于下游吸附筒层中的吸附筒段的吸附剂腔25的长度。同理，由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有进一步节省成本的优点。

如图1和图2所示，最内侧吸附筒2的内壳21的内腔中设有第一进气管5，第一进气管5的下端在最内侧吸附筒2的内壳21的内腔中向下延伸到在低温烟气流动方向上的最上游气腔14中。

因为低温烟气在吸附筒2的内壳21中会在空气的作用下向上溢，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100，通过将进气管的下端在内壳21的内腔中向下延伸到位于内腔的底部的最上游气腔14，可以提升低温烟气在塔体1绕流时间和接触吸附剂的面积。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有进一步提升净化效果的优点。

进一步地，如图1和图2所示，该多层串联错流低温烟气净化塔100还包括设置在最外侧的吸附筒2与塔体1之间的环形空间或相邻吸附筒2之间的环形空间的第二进气管6，第二进气管6的进入口与最内侧吸附筒2的出气口连通，第二进气管6的下端在最外侧的吸附筒2与塔体1之间的环形空间、相邻吸附筒2之间的环形空间设置第二进气管6的最上游气腔14中。因为低温烟气在吸附筒2的内壳21中会在空气的作用下向上溢，可以提升低温烟气在塔体1绕流时间和接触吸附剂的面积。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有进一步提升净化效果的优点。

可选地，第二进气管6可以包括内管和外管，内管可以为设置在相应位置的隔离筒3。

如图1和图2所示，最内侧吸附筒2的内壳21的内腔中设有一个隔板4，以将最内侧吸附筒2的内壳21的内腔分为两个气腔14，最外侧吸附筒2与塔体1之间的环形空间内设有一个隔板4，以将最外侧吸附筒2与塔体1之间的环形空间分成两个气腔14，相邻吸附筒2之间的环形空间内设有两个隔板4，以将相邻吸附筒2之间的环形空间分成三个气腔14。

本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100，通过最内侧吸附筒2的内壳21的内腔中设有一个隔板4，以将最内侧吸附筒2的内壳21的内腔分为两个气腔14，最外侧吸附筒2与塔体1之间的环形空间内设有一个隔板4，以将最外侧吸附筒2与塔体1之间的环形空间分成两个气腔14，相邻吸附筒2之间的环形空间内设有两个隔板4，以将相邻吸附筒2之间的环形空间分成三个气腔14。

由此，通过相邻吸附筒2之间的环形空间内设有两个隔板4，相邻吸附筒2之间的环形空间分成三个气腔14，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有结构简单的优点。

可选地，如图1和图2所示，隔板4均可以倾斜设置。因为倾斜设置的隔板4在隔挡低温烟气时，可以提升与低温烟气的接触面积，进而降低了低温烟气对相应隔板4冲击。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有降低低温烟气净化塔内的声噪的优点。

如图1和图2所示，每个吸附筒2分为三个吸附筒段。

具体地，多个吸附筒2的吸附筒段构成沿低温烟气流动方向布置的上游吸附筒段层201、中游吸附筒段层202和下游吸附筒段层203，低温烟气从最上游气腔14沿内外方向依次穿过上游吸附筒段层201、然后沿外内方向依次穿过中游吸附筒段层202，最后沿外内方向依次穿过下游吸附筒段层203。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有结构简单和设计难度低的问题。

如图1和图2所示，吸附筒2为两个且包括内吸附筒2和套在内吸附筒2外面的外吸附筒2，隔离筒3为一个且设在内吸附筒2和外吸附筒2之间。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有结构简单和安装便捷性好的优点。

如图1和图2所示，塔体1为立式，隔离筒3和多个吸附筒2的轴向沿上下方向延伸。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有结构简单和占用空间小的优点。

如图1和图2所示，塔体1内设有分流板7，分流板7设置中间段12内邻近下锥段的一端，分流板7具有上凸的曲面。

本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100，通过塔体1内的中间段12内邻近下锥段的一端设置具有上凸的曲面的分流板7。因而可以将由进气管排出的烟气朝向四周进行分流以改变烟气的流动方向，以便经进气管6的排气口进入内筒的烟气不直接向上或向下的流动，而是经过分流板77阻挡改变烟气的流动方向，以便将烟气更加均匀地向四周分散。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有进一步提升净化效果的优点。

具体地，分流板7可以锥形板，分流板7的外沿与位于最内层的吸附筒2的下端相接。

如图1和图2所示，塔体1为立式，多个吸附筒2的轴向沿上下方向延伸。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有结构简单和占用空间小的优点。

如图1和图2所示，塔体1、吸附筒2和隔离筒3具有圆环形或方环形横截面。由此，本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100具有便于加工和安装的优点。

进一步地，吸附剂为球状或圆柱状且包括透气外壳和装在透气外壳内的多个吸附剂颗粒或多个外面包覆有透气膜的吸附剂颗粒，透气外壳设有用于供低温烟气进出的透气孔，吸附剂颗粒的直径为1mm-10mm，吸附剂的直径为10mm-100mm，吸附剂能够在吸附筒内向下流动，低温烟气从塔体1的底部向上流动。

本发明实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100，通过将吸附剂设置为流动性吸附剂，流动性吸附剂在吸附剂筒2内向下流动，烟气从塔体1的底部向上流动依次穿过多级气腔14。因此，该多层串联错流低温烟气净化塔100提升了烟气在吸附剂腔25内的吸附剂的接触时长，进而可以保证烟气被吸附剂充分的吸附。由此，该多层串联错流低温烟气净化塔100提升了烟气净化的效率，此外还兼具净化效率高和净化效果的优点。

此外，吸附剂筒具有透气孔，烟气可以透过相应的透气孔进入吸附剂筒内，烟气可以通过相邻吸附剂之间的间隙和/或吸附剂自身的孔，由此不但可以减少吸附剂之间的直接碰撞、摩擦磨损，粉尘的产生。

可选地，颗粒吸附剂可以粉末或颗粒吸附剂通过粘结剂形成的球形体或圆柱体吸附剂等。

具体地，塔体1包括上锥段11、下锥段和连接在上锥段11和下锥段之间的筒状的中间段12，吸附筒2设在中间段12内，上锥段11设有用于向吸附剂腔25内供给吸附剂的进料口，下锥段设有用于排出吸附剂的出料口。

本发明实施例的低温烟气处理系统包括烟气冷却塔和上述任一实施例的多层串联错流低温烟气净化塔100，烟气冷却塔与多层串联错流低温烟气净化塔100相连，用于将供给到多层串联错流低温烟气净化塔100内的烟气冷却为室温以下的低温烟气。

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。

尽管已经示出和描述了上述实施例，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，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多层串联错流低温烟气净化塔，其特征在于，包括：

塔体，所述塔体设有用于向所述塔体内供给室温以下的低温烟气的烟气进口和用于排出净低温烟气的烟气出口；

多个吸附筒，所述吸附筒包括内壳和外壳，所述内壳和所述外壳之间的空间形成吸附剂腔，所述吸附剂腔用于容纳吸附剂以形成吸附剂层，多个所述吸附筒彼此嵌套地设在所述塔体内且相邻吸附筒彼此间隔开，所述吸附筒沿该吸附筒的轴向分成多个吸附剂筒段；和

隔离筒，所述隔离筒设在相邻两个吸附筒之间内的空间内且与所述相邻两个吸附筒间隔开；其中最外侧的吸附筒与所述塔体之间的环形空间、相邻吸附筒和所述隔离筒之间的环形空间以及最内侧的吸附筒的内壳的内腔内分别设有隔板以隔离出多个气腔，位于每个吸附筒内外侧的所述气腔和该吸附筒的吸附筒段在所述塔体内的低温烟气流动方向上交替布置，相邻两个吸附筒包括第一吸附筒和第二吸附筒，低温烟气依次且交替地穿过所述第一吸附筒内外侧的所述气腔和所述第一吸附筒的吸附筒段后，再依次且交替地穿过所述第二吸附筒内外侧的所述气腔和所述第二吸附筒的吸附筒段；

所述吸附筒段的内壁和外壁上设有通气孔，同一吸附筒的相邻吸附筒段之间设有过渡筒段，所述过渡筒段具有收缩部，所述过渡筒段的内壁和外壁为阻气壁；

所述收缩部具有导料口，所述隔板相对水平方向倾斜设置，所述隔板较低的一端与所述导料口的下壁面相接以便将落在所述隔板上的吸附剂导入所述吸附剂腔内；

还包括落料管，位于最内侧的所述吸附剂筒的内壳的内腔中所述隔板呈斗状以形成集料斗，所述落料管与所述集料斗的排料端口连接，所述落料管的下端延伸到位于所述内壳的内腔的底部。

2.根据权利要求1所述的多层串联错流低温烟气净化塔，其特征在于，在同一所述吸附筒的相邻吸附筒段，沿所述低温烟气流动方向，上游的所述吸附筒段的吸附剂腔的体积大于下游吸附剂腔的体积，和/或，上游所述吸附筒段的吸附剂腔的长度大于下游吸附剂腔的长度。

3.根据权利要求1所述的多层串联错流低温烟气净化塔，其特征在于，最内侧吸附筒的内壳的内腔中设有第一进气管，所述第一进气管的下端在所述最内侧吸附筒的内壳的内腔中向下延伸到在所述低温烟气流动方向上的最上游气腔中。

4.根据权利要求3所述的多层串联错流低温烟气净化塔，其特征在于，还包括第二进气管，最外侧的吸附筒与所述塔体之间的环形空间或相邻吸附筒之间的环形空间设置所述第二进气管，所述第二进气管的进入口与最内侧所述吸附筒的出气口连通，所述第二进气管的下端在最外侧的吸附筒与所述塔体之间的环形空间、相邻的所述吸附筒之间的环形空间设置所述第二进气管的最上游的气腔中。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的多层串联错流低温烟气净化塔，其特征在于，所述吸附筒为两个且包括内吸附筒和套在所述内吸附筒外面的外吸附筒，所述隔离筒为一个且设在所述内吸附筒和所述外吸附筒之间。

6.根据权利要求1所述的多层串联错流低温烟气净化塔，其特征在于，所述塔体为立式，所述隔离筒和多个所述吸附筒的轴向沿上下方向延伸；所述塔体包括上锥段、下锥段和连接在上锥段和下锥段之间的筒状的中间段，所述塔体内设有分流板，所述分流板设置所述中间段内邻近所述下锥段的一端，所述分流板具有上凸的曲面。

7.根据权利要求1所述的多层串联错流低温烟气净化塔，其特征在于，所述吸附剂为低温烟气吸附剂，所述低温烟气吸附剂为球状或圆柱状且包括透气外壳和装在所述透气外壳内的多个吸附剂颗粒或多个外面包覆有透气膜的吸附剂颗粒，所述透气外壳设有用于供所述低温烟气进出的透气孔，所述吸附剂颗粒的直径为1mm-10mm，吸附剂的直径为10mm-100mm，所述吸附剂能够在所述吸附筒内向下流动，所述低温烟气从所述塔体的底部向上流动。

8.一种低温烟气处理系统，其特征在于，包括烟气冷却塔和根据权利要求1-7中任一项所述的多层串联错流低温烟气净化塔，所述烟气冷却塔与所述多层串联错流低温烟气净化塔相连，用于将供给到所述多层串联错流低温烟气净化塔内的烟气冷却为室温以下的低温烟气。