CN1911491A - 移动床烟气脱硫脱硝除尘工艺 - Google Patents

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傅方堃
何广海
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Abstract

本发明涉及一种移动床烟气脱硫脱硝除尘工艺，烟气与活性焦垂直逆向接触，烟气先通过脱硫层在此层中烟气被吸附脱除SO2，烟气在继续向上流动的过程中注入氨，烟气中的NOx与NH3发生氧化还原反应，生成N2、H2O等无害产物排出；活性焦完成脱硫脱硝后进入再生装置经热风炉加热，使其孔隙中的硫酸和硫酸盐分解脱附，实现物理再生，同时生成的SO3与活性焦孔隙内表面发生反应，生成表面官能团，实现化学再生。经试验，应用本发明技术方案，脱硫脱硝除尘一步完成，简化了工序，实现了自动化连续运行，提高了效率，运行成本低，脱硫脱硝除尘效果好，系统运行稳定，烟气在100－200℃下可直接进入脱硫脱硝除尘装置，不需要再加温，节约了能源和水资源。

Description

移动床烟气脱硫脱硝除尘工艺
技术领域
本发明涉及一种烟气净化方法，尤其是移动床烟气脱硫脱硝除尘工艺。
背景技术
目前应用活性焦、活性炭进行烟气净化的工艺有多种，其中都包括活性焦脱硫技术或活性焦脱硫的同时脱硝技术等。日本三井矿山株式会社与德国BeigbouForsching公司就烟气活性焦(AC)脱硫、脱硝的工艺开发进行了技术协作，开发出由脱硫脱硝工序、活性焦再生工序和副产品回收工序构成的烟气净化工艺；贵州宏福实业公司完成的“可资源化烟气脱硫技术”可将烟气中的SO2脱除回收并用于硫酸生产，其工艺过程与上述日本的技术不同，它不通入氨，主要是依靠活性炭的吸附作用实现脱硫，虽然工艺简单但只能脱硫不能脱硝，而且运行成本较高。CN1712108公开的一种烟气脱硫、脱硝方法，其脱硫、脱硝反应在由两段式移动床反应器构成的脱硫脱硝反应器中进行，其工作流程是：烟气先进入底部装有来自第一段反应器的活性焦的第二段反应器，吸附脱除烟气中的SO2，然后与NH3或H2和CO混合气体混合后，进入顶部第一段加有活性焦的反应器，与顶部第一段反应器中的活性焦反应脱除其中的氮氧化物，生成气体排入大气。活性焦从第一段送入第二段时所经过的通道较狭窄，易发生堵卡，烟气阻力过大；吸附后的活性焦送入再生塔再生时向上移动工艺上很难实现；CO气体从混合气体中分离不易实现。CN1244393C公开的“一种移动床活性焦脱硫与硫再资源化方法”和CN1204955C公开的“一种循环流化床活性焦脱硫与硫再资源化方法”，虽然在说明书有益效果中说能脱硝除尘，仅在烟尘进入反应器前有预除尘外，在技术方案和实施例中均没有反映脱硝除尘过程。
发明内容
本发明的目的就在于针对上现有技术的不足，提供一种应用活性焦对烟气进行脱硫脱硝除尘的工艺。
本发明的目的是通过以下方式实现的，包括以下顺序和步骤：
a、活性焦在脱硫脱硝反应器1中从上到下连续移动，待处理的烟气从脱硫脱硝反应器1的侧下部进入向上流动，与活性焦的移动方向垂直逆向接触，烟气在脱硫脱硝反应器1中首先通过脱硫层13，在此层中烟气被吸附脱除了SO2，烟气在继续向上流动的过程中经过通氨口6时与注入的氨接触后进入脱硝层14，此时脱硝层14的活性焦作为催化剂，烟气中的NOX与注入的NH3在催化剂的作用下发生氧化还原反应，生成N2、H2O等无害产物排出；
b、活性焦完成脱硫脱硝后经脱硫脱硝反应器1的下部排焦口5和输送装置7进入再生塔8，吸附了SO2的活性焦经热风炉12加热到400-500℃，使其孔隙中SO2及其反应产物硫酸和硫酸盐分解脱附，实现物理再生，同时生成的SO3与活性焦孔隙内表面发生反应，生成表面官能团，实现化学再生；
c、完成再生的活性焦经振动筛9筛掉在脱硫脱硝过程中吸附的粉尘和活性焦自身磨耗生成的炭粉，由再生焦输送装置10经添焦口4送入脱硫脱硝反应器1中进行脱硫脱硝除尘循环。
有益效果：经试验，应用本发明的技术方案，脱硫脱硝除尘一步完成，简化了工序，实现了自动化连续运行，提高了效率，运行成本低，脱硫脱硝除尘效果好，系统运行稳定，烟气在100-200℃下，可直接进入脱硫脱硝反应器，不需要再加温，节约了能源和水资源。
附图及附图说明：
附图为移动床烟气脱硫脱硝除尘工艺流程图
1脱硫脱硝反应器，2烟气入口，3烟气出口，4添焦口，5排焦口，6通氨口，7输送装置，8再生塔，9振动筛，10再生焦输送装置，11新活性焦料斗，12热风炉，13脱硫层，14脱硝层
具体实施方式
下面结合附图和实施例作进一步详细说明：
活性焦在脱硫脱硝反应器1中从上到下连续移动，要处理的烟气从脱硫脱硝反应器1的侧下部进入向上移动，与活性焦的移动方向垂直逆向接触，烟气在脱硫脱硝反应器1中首先通过脱硫层13，在此层中烟气被吸附脱除了SO2，烟气在继续向上流动的过程中经过通氨口6时与注入的氨接触后进入脱硝层14，此时脱硝层14的活性焦作为催化剂，烟气中的NOX与NH3在催化剂的作用下发生氧化还原反应，生成N2、H2O等无害产物排出，此层的活性焦并不吸附NOX，向下移动到脱硫层13不影响其继续吸附SO2。
活性焦完成脱硫脱硝后经脱硫脱硝反应器1的下部排焦口5和输送装置7进入再生塔8，吸附了SO2的活性焦经热风炉12加热到400-500℃，使其孔隙中吸附的SO2及其副反应产物硫酸和硫酸盐分解脱附，实现物理再生，同时被加热脱附分解生成的SO3与活性焦孔隙内表面发生反应，形成表面官能团，实现化学再生；
完成再生的活性焦经振动筛9筛除活性焦在脱硫脱硝过程中吸附的粉尘和活性焦自身磨耗的炭粉，由再生焦输送装置10经添焦口4送入脱硫脱硝反应器1中进行脱硫脱硝除尘循环。
脱硫反应为：
在此层中烟气被吸附脱除了SO2，烟气在继续向上流动的过程中经过通氨口6时与注入的氨接触后进入脱硝层14，此时脱硝层14的活性焦作为催化剂，烟气中的NOX与NH3在催化剂的作用下发生氧化还原反应，生成N2、H2O等无害产物排出。脱硝反应是以活性焦孔隙表面上的含氧官能团、含氮官能团作为催化活性点，以氨为还原剂，进行选择性催化还原反应。
脱硝反应为：
此层的活性焦并不吸附NOX，向下移动到脱硫层13不影响其继续吸附SO2。脱硫反应和脱硝反应同时在同一反应器中、同一温度条件下进行，烟气中的经脱硫脱硝反应器1被活性焦吸附，部分SO2转化成硫酸和硫酸铵，随同活性焦从脱硫脱硝反应器1的底部排焦口5经输送装置7送入再生反应器8。经热风炉12加热到400-500℃，使其孔隙中硫酸和硫酸盐分解脱附，实现物理再生，被加热脱附分解生成的SO3与活性焦孔隙内表面发生反应，在再生活性焦表面生成含氧含氮的催化还原反应的活性官能团，实现化学再生。
Figure A20061001706600051
通过这种物理再生和化学再生后的活性焦，其脱硫脱硝性能比新活性焦还要好。在系统中活性焦吸附了烟气中的粉尘，同时由于连续移动磨耗产生一定量的炭粉，经振动筛9筛掉炭粉和粉尘后，经再生焦输送装置10、添焦口4送回脱硫脱硝反应器1实现循环使用，消耗掉部分由新活性焦料斗11经再生焦输送装置10、添焦口4补充。吸附了SO2的活性焦经再生反应器8加热脱附的气体中SO2浓度高达20-30％，作为副产品回收，为生产硫酸等的原料气体。
例1：
在内蒙某60万千瓦热电厂锅炉主烟道上做一工业侧线，该侧线烟气流量及主要指标如下：
流量10000Nm3/h，SO2 2500mg/Nm3，NOx510mg/Nm3，粉尘100mg/Nm3，干基氧6％，温度150℃。
脱硫脱硝反应器1中装填CN200610017059.7公开的脱硫脱硝除尘活性焦10吨，新活性焦料斗11备有5吨活性焦用于移动补充。启动系统，通入烟气，活性焦开始移动，注氨口6注氨量按烟气流量和NOx含量确定为5000～7500g/h；经过出料口5排出的活性焦通过再生塔8上部送入再生，在500℃温度下加热再生5-10小时，完成物理和化学再生过程，再生后的活性焦经再生塔8下部排出后经过振动筛9筛除吸附的粉尘和磨耗的炭粉，通过再生焦输送装置10送入新活性焦料斗11，按当前活性焦循环量的1～5％补充，开始下一个循环。处理后的烟气温度＞100℃，SO2含量降为105mg/Nm3，脱硫率为95.8％；NOX含量降为100mg/Nm3，脱硝率为80.4％，粉尘含量降为9mg/Nm3，除尘率91％。
例2：
在东北某20万千瓦热电厂锅炉主烟道上做一工业侧线，该侧线烟气流量及主要指标如下：
流量7000Nm3/h，SO2 3800mg/Nm3，NOx500mg/Nm3，粉尘100mg/Nm3，干基氧6％，温度180℃。
脱硫脱硝反应器1中装填CN200610017059.7公开的脱硫脱硝除尘活性焦8吨，新活性焦料斗11备有4吨活性焦用于移动补充。启动系统，通入烟气，活性焦开始移动，注氨口6注氨量按烟气流量和NOx含量确定为4000～6000g/h；经过出料口5排出的活性焦通过再生塔8上部送入再生，在400℃温度下加热再生10-15小时，完成物理和化学再生过程，再生后的活性焦经再生塔8下部排出后经过振动筛9筛除吸附的粉尘和磨耗的炭粉，通过再生焦输送装置10送入新活性焦料斗11，按当前活性焦循环量的1～5％补充，开始下一个循环。处理后的烟气温度＞130℃，SO2含量降为175mg/Nm3，脱硫率为95.4％；NOX含量降为100mg/Nm3，脱硝率为80％，粉尘含量降为10mg/Nm3，除尘率90％。

Claims (1)

1、一种用于烟气净化的移动床烟气脱硫脱硝除尘工艺，其特征在于，包括以下顺序和步骤：
a、活性焦在脱硫脱硝反应器(1)中从上到下连续移动，待处理的烟气从脱硫脱硝反应器(1)的侧下部进入向上流动，与活性焦的移动方向垂直逆向接触，烟气在脱硫脱硝反应器(1)中首先通过脱硫层(13)，在此层中烟气被吸附脱除了SO2，烟气在继续向上流动的过程中经过通氨口(6)时与注入的氨接触后进入脱硝层(14)，此时脱硝层(14)的活性焦作为催化剂，烟气中的NOX与NH3在催化剂的作用下发生氧化还原反应，生成N2、H2O等无害产物排出；
b、活性焦完成脱硫脱硝后经脱硫脱硝反应器(1)的下部排焦口(5)和输送装置(7)进入再生塔(8)，吸附了SO2的活性焦加热到400-500℃，使其孔隙中SO2及其反应产物硫酸和硫酸盐分解脱附，实现物理再生，同时生成的SO3与活性焦孔隙内表面发生反应，生成表面官能团，实现化学再生；
c、完成再生的活性焦经振动筛(9)筛掉在脱硫脱硝过程中吸附的粉尘和活性焦自身磨耗生成的炭粉，由再生焦输送装置(10)经添焦口(4)送入脱硫脱硝反应器(1)中进行脱硫脱硝除尘循环。
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