CN201586464U

CN201586464U - 一种大型活性焦对流吸附烟气净化系统

Info

Publication number: CN201586464U
Application number: CN2010201090888U
Authority: CN
Inventors: 张开元
Original assignee: Beijing SPC Environment Protection Tech Co Ltd
Current assignee: Beijing SPC Environment Protection Tech Co Ltd
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2020-02-05

Abstract

本实用新型涉及一种大型活性焦对流吸附烟气净化系统。所述净化系统包括吸附设备、第一输送设备、解析设备和第二输送设备；所述吸附设备内装有用于吸附烟气的活性焦，用于吸附烟气并将吸附饱和的活性焦通过第一输送设备输送至解析设备中，并将净化后的烟气排出；所述解析设备用于将吸附饱和的活性焦进行再生，并将再生后的活性焦通过第二输送设备输送至吸附设备进行再利用。本实用新型大型活性焦对流吸附烟气净化系统是一种成套工业装置，在净化烟尘的装置能力，净化效果，设备结构，节能降耗，生产控制等方面达到完善。

Description

一种大型活性焦对流吸附烟气净化系统

技术领域

本实用新型涉及一种净化系统，尤其涉及一种大型活性焦对流吸附烟气净化系统。

背景技术

目前国内烟气净化主要以湿法为主，在消耗大量原水和石灰石的同时，生成脱硫石膏。在西北富煤缺水地区，水资源成为在无水地区电厂烟气净化的瓶颈，严重制约了电厂的建设和发展。同时，在石灰石矿山的开采过程中，产生大量的废土石、粉尘、废气、废水、噪声及地震波等，不但造成了水土的流失，而且严重破坏了生态平衡。生成的脱硫石膏采用抛弃的处理方法占用了大量土地，而且脱硫石膏会渗入土地、农田后污染地表和地下水，从而造成二次污染。

因此，寻求既可以大型化、不耗水、不产生二次污染，又能回收硫资源的净化烟气技术是解决这些问题的根本出路，其中活性焦干法脱硫就是一种较好的选择。

应用活性焦、活性焦进行烟气净化研究已经进行了多年，早期技术研究和应用主要集中在德国、日本和美国。随着活性焦净化技术的发展与成熟，各个国家都形成了具有自己特色的烟气净化技术。其中，比较有代表性的是德国的BF法、Reinluft法、Lurgi法；日本的日立法、住友法；美国的Westraco法。随着研究的深入，活性焦以良好的吸附性、加工性、再生稳定性等优点，逐渐占据了碳法净化的主导地位。目前国外已有规模为180×10⁴m³/h的活性焦脱硫装置，其表现出的问题是由于采用错流吸附技术，导致烟气分布不良，吸附不均匀，活性焦利用率低；而且设备利用率低、维护量大；与我国目前需要净化的电厂装机容量比，规模不够大。

国内的活性焦脱硫技术起步较晚，多以中试装置和小型应用为主。普遍存在着以下问题：处理能力偏小，开车周期短，设备结构复杂，活性焦消耗量大，运行成本高，无法适应大规模烟气处理的需要和市场的推广。

实用新型内容

本实用新型针对国内的活性焦脱硫技术多以中试装置和小型应用为主，且存在处理能力偏小，开车周期短，设备结构复杂，活性焦消耗量大，运行成本高，无法适应大规模烟气处理的需要和市场的推广的不足，提供一种大型活性焦对流吸附烟气净化系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种大型活性焦对流吸附烟气净化系统包括吸附设备、第一输送设备、解析设备和第二输送设备；所述吸附设备内装有用于吸附烟气的活性焦，用于吸附烟气并将吸附饱和的活性焦通过第一输送设备输送至解析设备中，并将净化后的烟气排出；所述解析设备用于将吸附饱和的活性焦进行再生，并将再生后的活性焦通过第二输送设备输送至吸附设备进行再利用。

本实用新型的有益效果是：本实用新型大型活性焦对流吸附烟气净化系统是一种成套工业装置，在净化烟尘的装置能力，净化效果，设备结构，节能降耗，生产控制等方面达到完善。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述吸附设备包括净化前烟气进气口、净化后烟气出气口、氨气进气口、第一进料缓冲仓、布料器、第一烟气均布器、第二烟气均布器、收料器、脱氮吸附层、脱硫吸附层和卸料缓冲仓；所述净化前烟气进气口、净化后烟气出气口和氨气进气口均位于吸附设备的同一侧面上，所述净化烟气进气口位于第二烟气均布器的下方，所述净化后烟气出气口位于脱氮吸附层的上方，所述氨气进气口位于脱氮吸附层和脱硫吸附层之间；所述第一进料缓冲仓位于吸附设备的左上方，其包括第一进料口和第一出料口；所述布料器设置于脱氮吸附层的上方并可在脱氮吸附层的上方做来回运动；所述第一烟气均布器设置于脱氮吸附层的下方并设置于脱硫吸附层的上方；所述脱硫吸附层设置于第一烟气均布器的下方并设置于第二烟气均布器的上方；所述收料器设置于第二烟气均布器的下方并可在第二烟气均布器的下方做来回运动；所述卸料缓冲仓位于吸附设备的右下方，其包括第二进料口和第二出料口。

进一步，所述第一烟气均布器包括多个第一烟气均布器单元，所述第一烟气均布器单元为漏斗形状，其中漏斗的进料口位于脱氮吸附层下方，脱硫吸附层位于漏斗的出料口的下方。

进一步，所述第二烟气均布器包括多个第二烟气均布器单元，所述第二烟气均布器单元由第一侧板、第二侧板和第三侧板组成，所述第一侧板和第二侧板相对并倾斜设置，所述第一侧板和第二侧板形成上开口和下开口，且上开口的大小大于下开口的大小，所述第三侧板倾斜设置并与第一侧板相连接形成盛放活性焦的空间，所述第三侧板和第二侧板之间间隔设置形成烟气与活性焦对流口。

进一步，所述解析设备包括由上至下依次设有的进料层、加热解析层、冷却层和出料层；所述进料层是由第二进料缓冲仓与进料锁气仓组成，进料锁气仓设置在第二进料缓冲仓上方；在进料锁气仓上方还设有物料储存仓；在所述第二进料锁气仓上设有空气排放口和惰性气体入口；所述加热解析层包括至少一层第一漏斗装置和气体循环加热装置，气体循环加热装置是连接于第一漏斗装置上的出气口和进气口之间的加热管，所述出气口连接有循环风机，循环风机与排气阀相连通，循环风机还与换热器相连通，换热器与进气口相连接，在所述的进气口和换热器之间还设有流量分配阀；所述冷却层包括至少一层第二漏斗装置，在第二漏斗装置上方设有物料冷却区；所述出料层由下料缓冲仓和下料锁气仓组成，下料缓冲仓设置在所述冷却层的第一漏斗装置的下方并与冷却层连通，下料锁气仓设置在所述下料缓冲仓的下方。

附图说明

图1为本实用新型大型活性焦对流吸附烟气净化系统的结构示意图；

图2为本实用新型吸附设备的结构示意图；

图3为本实用新型第二烟气均布器单元的结构示意图；

图4为本实用新型解析设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

活性焦吸附原理

活性焦吸附是使烟气通过吸附层时，烟气中的SO₂、NO_x、O₂被吸附在活性焦孔隙中，烟尘被挡在活性焦层内。活性焦脱硫过程以吸附催化氧化过程为主，不单是常规活性焦的简单物理吸附还具有化学吸附功能，在有氧气和水蒸汽存在的条件下，SO₂在活性焦内表面转化为吸附态的H₂SO₄，其化学反应式如下：

SO₂+1/2O₂+H₂O＝(H₂SO₄)^*

(^*表示吸附态，下同)

在吸附塔上层通入NH₃，此时活性焦作为脱硝催化剂，以活性焦空隙表面上的含氮、氧官能团作为活性基团，进行催化还原反应：

NO+NH₃+1/4O₂→N₂+3/2H₂O

NO+NH_xO-AC→N₂+H₂O+OH-AC

AC：活性焦

活性焦除了对SO₂具有较强的吸附能力外，对HF、HCl的吸附效率达到50％以上，对灰尘的吸附效率达到70％以上，对SO₃的吸附能力则更高，还有对烟气中的重金属离子具有较强的吸附能力。

HgO→HgO^*

Hg+H₂SO₄ ^*→HgSO₄ ^*

HgCl→HgCl^*Hg+1/2O₂→HgO^*

HgCl₂→HgCl₂ ^*HgO^*+H₂SO₄ ^*→HgSO₄ ^*

图1为本实用新型大型活性焦对流吸附烟气净化系统的结构示意图。如图1所示，所述净化系统包括吸附设备2、第一输送设备31、解析设备4和第二输送设备32；所述吸附设备2内装有用于吸附烟气的活性焦，用于吸附烟气并将吸附饱和的活性焦通过第一输送设备31输送至解析设备4中，并将净化后的烟气排出；所述解析设备4用于将吸附饱和的活性焦进行再生，并将再生后的活性焦通过第二输送设备32输送至吸附设备4进行再利用。

从电厂锅炉引出的烟气，经增压风机11升压，经过吸附设备2的净化前烟气进气口、第一烟气均布器和第二烟气均布器进入活性焦吸附层。净化后的烟气通过吸附设备2的净化后烟气出气口再通过烟囱12排放到大气中。

再生后的活性焦(包括补充的新鲜活性焦)通过第二输送设备32输送到吸附设备2的顶部，经过布料器22来回运动，使活性焦均匀的落在焦层上，活性焦在通入的NH₃作用下吸附烟气中的氮氧化物，之后经过第一烟气均布器落入下层焦层吸附硫组分。吸附饱和的活性焦卸入到收料器25内，然后卸出吸附设备2，由第一输送设备31送至解析设备4。

在吸附设备2内的活性焦吸附饱和后需输送到解析设备4内进行再生，然后再送回吸附设备2。通过第一输送设备31和第二输送设备32可实现活性焦的循环再生利用。在输送的过程中，需要将活性焦输送到密闭的筛分系统33进行筛分，剔除破碎的活性焦。新鲜的活性焦通过计量后加入吸附设备2，以补充活性焦的损失。

在解析设备4内，将吸附饱和的活性焦进行再生，实现活性焦的重复利用。解析设备4从上往下分为进料层、加热解析层、冷却层和出料层，加热解析层包括加热区和解析区，吸收了SO₂的活性焦在加热区内被加热到450℃，SO₂在解析区被解析出来，并被惰性气体N₂携带送往制酸系统，活性焦在冷却区被冷却后返回到吸附设备2。

图2为本实用新型吸附设备的结构示意图。如图2所示，所述吸附设备包括净化前烟气进气口、净化后烟气出气口、氨气进气口、第一进料缓冲仓21、布料器22、第一烟气均布器23、第二烟气均布器24、收料器25、脱硫吸附层28、脱氮吸附层27和卸料缓冲仓26。所述净化前烟气进气口、净化后烟气出气口和氨气进气口均位于吸附设备的同一侧面上，所述净化烟气进气口位于第二烟气均布器24的下方，所述净化后烟气出气口位于脱氮吸附层27的上方，所述氨气进气口位于脱氮吸附层27和脱硫吸附层28之间。所述第一进料缓冲仓21位于吸附设备的左上方，其包括第一进料口和第一出料口。所述布料器22设置于脱氮吸附层27的上方并可在脱氮吸附层27的上方做来回运动。所述第一烟气均布器23设置于脱氮吸附层27的下方并设置于脱硫吸附层28的上方。所述脱硫吸附层28设置于第一烟气均布器23的下方并设置于第二烟气均布器24的上方。所述收料器25设置于第二烟气均布器24的下方并可在第二烟气均布器24的下方做来回运动。所述卸料缓冲仓26位于吸附设备的右下方，其包括第二进料口和第二出料口。

活性焦加入到吸附设备2的第一进料缓冲仓21中，当布料器22运动到加料位置时，第一进料缓冲仓21打开开始加料，当布料器22离开加料位置时，第一进料缓冲仓21自动关闭并停止加料；布料器22均匀的把活性焦布在床层上，吸附设备2的活性焦分为两层，上层是脱氮吸附层27，下层是脱硫吸附层28。净化前的烟气首先通过第二烟气均布器24，进入脱硫吸附层28，脱硫后的烟气汇集到一端，通过塔壁上的喷氨格栅往烟气中喷入氨水，混合有氨水的烟气通过第一烟气均布器23进入脱氮吸附层27，脱附后的净烟气排入烟囱。吸附饱和的活性焦通过底部的收料器25收到本体内，然后通过行走装置运行到吸附设备一端时把活性焦全部卸到卸料缓冲仓26中，再通过卸料缓冲仓26出口送至解析设备4。

所述布料器22包括进料开闭装置、装料装置、堵料装置、驱动装置和控制装置，所述装料装置包括装料仓，该装料仓一端设有进料口，另一端设有布料口；所述进料开闭装置设置于缓冲仓下端，用于控制使原料进入所述装料仓中；所述堵料装置，设置于所述装料装置的布料口下方，用于堵住布料口；所述驱动装置与所述装料装置相连，所述装料装置在加料区、布料区以及加料区和布料区之间作往复运动；所述控制装置与所述驱动装置相连，用于控制所述驱动装置。

所述收料器25包括堆料装置、漏料装置、进料装置、集料装置、驱动装置和控制装置，所述堆料装置设置于所述漏料装置的下方，集料装置的上方，用于堆放原料；所述漏料装置包括漏料管，该漏料管一端设有进料口，另一端设有出料口；所述进料装置设置于集料装置，用于使所述堆料装置上的原料进入所述集料装置；所述集料装置位于所述漏料装置的下部，该集料装置包括装料仓，该装料仓一端设有集料口，另一端设有开闭组件；所述驱动装置与所述集料装置相连，用于驱动所述集料装置在加料区、卸料区以及加料区和卸料区之间作往复运动进行收料；所述控制装置与所述驱动装置相连，用于控制所述驱动装置。

所述净化前烟气进气口和净化后烟气出气口上即增压风机11之后和烟囱12之前还可以设置具有密封装置的烟气挡板门，使得整个吸附设备安全可靠、密封性好，维护方便。

所述具有密封装置的烟气挡板门包括框架、旋转叶片、执行机构、第一密封装置、第二密封装置、第一吹灰口和第二吹灰口，所述执行机构通过转轴设置于框架上，并通过转轴与设置于框架内的旋转叶片相连，所述第一密封装置和第二密封装置均设置于框架上，所述第一吹灰口和第二吹灰口相对设置于框架上；所述第一密封装置和第二密封装置各包括一个密封圈，所述框架除转轴外的边框上设置有密封圈；所述密封圈一端固定于框架上，另一端为自由端；所述第一密封装置中的密封圈上设置有第一排气口和第一进气口，所述第一排气口和第一进气口延伸出框架外；所述第二密封装置中的密封圈上设置有第二排气口和第二进气口，所述第二排气口和第二进气口延伸出框架外。

所述吸附设备2是本实用新型的独有特性，目前国内尚未有应用于处理气量接近270万Nm³/h烟气的脱硫脱销装置。本实用新型能轻松达到如此以致更高气量，并且脱除效果完全达标。相比于国外大型装置，在规模上有增加，采用了一种对流吸附技术，该技术的核心是吸附设备内的活性焦由吸附设备上方加入到吸附设备内再通过第一烟气均布器单元形成两个活性焦床层，而且烟气流向与活性焦移动的方向相反，使得烟气在整个吸附设备内的吸附效率是均匀的。

图3为本实用新型第二烟气均布器单元的结构示意图。如图3所示，所述第二烟气均布器单元包括第一侧板241和第二侧板242，第一侧板241和第二侧板242上部焊接在侧壁上，第一侧板241底部与第三侧板243焊接，第一侧板241具有一定的倾斜角度，保证物料能够自然的流动。第三侧板243向上倾斜，成一定角度，托住上面下来的物料，第二侧板242和第三侧板243保证一定的空间，让净化前的烟气进入均布装置内部，使净化前的烟气与物料产生对流流动。

所述第二烟气均布器单元是一种解决对流吸附技术的结构，与国内、外其他布气落料装置相比，克服了落料点一损俱损，出现事故设备全停的状况，具有出料容易，进气均匀，制作方便，使用稳定的优势。

图4为本实用新型解析设备的结构示意图。如图4所示，所述解析设备由上至下依次设有进料层41、加热解析层42、冷却层43、出料层44。

所述的进料层是由第二进料缓冲仓411与进料锁气仓412组成；在进料锁气仓412上方还设有物料储存仓413；在所述的进料锁气仓412上设有空气排放口4121和惰性气体入口4122。所述的加热解析层42，根据解析温度不同划分成至少一层第一漏斗装置421，解析温度之所以不同是因为吸附的物质种类不同，吸附的烟气成分很多，其绝大部分或多或少的都被吸附了一部分，但并不是都是在同一个温度下被释放出来的。在不同温度下有不同的物质被解析出来，这与物质不同其沸点不同具有相同的道理。在所述的加热解析层还包括有气体循环加热装置。所述的气体循环加热装置是连接于所述的漏斗装置上的出气口422和进气口423之间的加热管；所述的出气口422连接有循环风机424，循环风机424与排气阀425相连通，循环风机424还与换热器426相连通，换热器426与进气口423相连接，在所述的进气口423和换热器426之间还设有流量分配阀427。循环风机424将第一层漏斗装置421中的气体抽出，这时可以打开排气阀425进行排气，使得经过第一次加热的炭基吸附剂中排出的废气从排气阀425排出。另一部分惰性气体经过换热器加热进入下一层漏斗装置内继续对活性焦进行加热。可以经过多层第一漏斗装置421由上至下的加热，也可以将最后一层漏斗装置421中排出的惰性气体进行加热回到第一层漏斗装置421中，对第一层的气体进行补充。所述的冷却装置包括有至少一层第二漏斗装置431，冷却装置中的第二漏斗装置431和加热解析装置中的第一漏斗装置421结构相同，在冷却装置的第二漏斗装置431上方设有物料冷却区域432。所述的冷却装置还包括有在冷却层上，与所述的漏斗装置对应设置的惰性气体进气口433和强冷气体出口434和漏斗装置的下方设有强制冷却气体入口435。所述的出料装置是由下料缓冲仓441与下料锁气仓442组成，下料缓冲仓441设置在所述冷却装置的漏斗装置431的下方并与冷却装置连通，下料锁气仓442设置在所述下料缓冲仓441的下方，在下料锁气仓442上设有惰性气体入口4421和排放空气出口4422。

所述解析设备巧妙的布置可以使解析设备中的活性焦均匀、连续地运动；与国外其他解析设备相比，本实用新型的解析设备结构简单，成本低，易于制作，检修。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种大型活性焦对流吸附烟气净化系统，其特征在于，所述净化系统包括吸附设备、第一输送设备、解析设备和第二输送设备；所述吸附设备内装有用于吸附烟气的活性焦，用于吸附烟气并将吸附饱和的活性焦通过第一输送设备输送至解析设备中，并将净化后的烟气排出；所述解析设备用于将吸附饱和的活性焦进行再生，并将再生后的活性焦通过第二输送设备输送至吸附设备进行再利用。

2.根据权利要求1所述的大型活性焦对流吸附烟气净化系统，其特征在于，所述吸附设备包括净化前烟气进气口、净化后烟气出气口、氨气进气口、第一进料缓冲仓、布料器、第一烟气均布器、第二烟气均布器、收料器、脱氮吸附层、脱硫吸附层和卸料缓冲仓；所述净化前烟气进气口、净化后烟气出气口和氨气进气口均位于吸附设备的同一侧面上，所述净化烟气进气口位于第二烟气均布器的下方，所述净化后烟气出气口位于脱氮吸附层的上方，所述氨气进气口位于脱氮吸附层和脱硫吸附层之间；所述第一进料缓冲仓位于吸附设备的左上方，其包括第一进料口和第一出料口；所述布料器设置于脱氮吸附层的上方并可在脱氮吸附层的上方做来回运动；所述第一烟气均布器设置于脱氮吸附层的下方并设置于脱硫吸附层的上方；所述脱硫吸附层设置于第一烟气均布器的下方并设置于第二烟气均布器的上方；所述收料器设置于第二烟气均布器的下方并可在第二烟气均布器的下方做来回运动；所述卸料缓冲仓位于吸附设备的右下方，其包括第二进料口和第二出料口。

3.根据权利要求2所述的大型活性焦对流吸附烟气净化系统，其特征在于，所述第一烟气均布器包括多个第一烟气均布器单元，所述第一烟气均布器单元为漏斗形状，其中漏斗的进料口位于脱氮吸附层下方，脱硫吸附层位于漏斗的出料口的下方。

4.根据权利要求2所述的大型活性焦对流吸附烟气净化系统，其特征在于，所述第二烟气均布器包括多个第二烟气均布器单元，所述第二烟气均布器单元由第一侧板、第二侧板和第三侧板组成，所述第一侧板和第二侧板相对并倾斜设置，所述第一侧板和第二侧板形成上开口和下开口，且上开口的大小大于下开口的大小，所述第三侧板倾斜设置并与第一侧板相连接形成盛放活性焦的空间，所述第三侧板和第二侧板之间间隔设置形成烟气与活性焦对流口。

5.根据权利要求1所述的大型活性焦对流吸附烟气净化系统，其特征在于，所述解析设备包括由上至下依次设有的进料层、加热解析层、冷却层和出料层；所述进料层是由第二进料缓冲仓与进料锁气仓组成，进料锁气仓设置在第二进料缓冲仓上方；在进料锁气仓上方还设有物料储存仓；在所述第二进料锁气仓上设有空气排放口和惰性气体入口；所述加热解析层包括至少一层第一漏斗装置和气体循环加热装置，气体循环加热装置是连接于第一漏斗装置上的出气口和进气口之间的加热管，所述出气口连接有循环风机，循环风机与排气阀相连通，循环风机还与换热器相连通，换热器与进气口相连接，在所述的进气口和换热器之间还设有流量分配阀；所述冷却层包括至少一层第二漏斗装置，在第二漏斗装置上方设有物料冷却区；所述出料层由下料缓冲仓和下料锁气仓组成，下料缓冲仓设置在所述冷却层的第一漏斗装置的下方并与冷却层连通，下料锁气仓设置在所述下料缓冲仓的下方。