CN202860366U

CN202860366U - 用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔

Info

Publication number: CN202860366U
Application number: CN2012205439789U
Authority: CN
Inventors: 丹慧杰; 余福胜; 牛拥军; 雷鸣; 白少林; 何育东; 李阳
Original assignee: Thermal Power Research Institute; Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
Current assignee: Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd; Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2022-10-23

Abstract

用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔，包括自上而下相连通的进料仓、分配仓、吸附腔体和卸料仓，所述进料仓位于吸附塔顶部，两组吸附腔体位于吸附塔中间的两侧位置，两个分配仓位于进料仓与对应吸附腔体之间，卸料仓位于吸附腔体的底部。采用本实用新型的分层式活性焦烟气净化吸附塔，污染物脱除效率高，SO₂脱除效率大于96%，SO₃、HCl、HF的脱除效率大于98%，重金属Hg的脱除效率大于90%，除尘效率大于80%。

Description

用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔

技术领域

本实用新型涉及烟气污染物净化处理设备，具体涉及一种用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔。

背景技术

在燃煤电站烟气脱硫领域，目前90%以上采用的都是石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，该工艺虽然技术成熟，应用广泛，但在应用过程中其缺点也逐渐显现出来：1）水耗高：对于不设烟气换热器GGH的电站锅炉烟气脱硫装置，折合每百万千瓦机组的耗水量高达220~250m³/h；2）烟囱防腐和“石膏雨”问题：湿法脱硫装置的出口烟气为饱和湿烟气，必须对烟囱进行高等级防腐，还可能出现烟囱“石膏雨”问题，对周边环境造成二次污染；3）净烟气液滴携带问题：净烟气中携带的液滴为20%左右浓度的石膏浆液，其中含有一定的固体颗粒，排入大气中即为粉尘污染；4）石灰石大量开采和石膏堆积问题：由于广泛采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，导致大量石灰石山被开采，还造成部分地区的脱硫石膏堆积。

根据我国煤电发展规划，未来将重点建设大型煤电基地，我国富煤地区主要位于北方，也正是缺水地区。活性焦干法烟气净化工艺耗水量小，较传统湿法脱硫节水90%以上，而且吸附剂活性焦由煤炭制取，副产物为浓硫酸可资源化利用，不会造成大量石灰石开采和石膏堆积问题。另外，在环境保护重点地区，环境容量小，环保标准严格，活性焦烟气净化工艺可以对SO₂、SO₃、NOx、HCl、HF、Hg、细微粉尘等进行同时高效脱除，而且没有传统湿法脱硫的“石膏雨”、净烟气液滴携带等问题，可以满足十分严格的环保标准，适用于环境敏感地区的烟气净化。

此外，对于钢铁烧结烟气、垃圾焚烧烟气的净化处理，活性焦可以同时吸附其中的二噁英污染物，而传统的湿法脱硫工艺无法对二噁英进行有效脱除。因此，活性焦适用于对烧结烟气和垃圾焚烧烟气中的多污染物脱除和深度净化。

活性焦烟气净化工艺是一种高效、节水、无二次污染并同时脱除多种污染物的先进工艺，但该工艺在我国的应用刚处于起步阶段，在已公开资料中，缺少对活性焦烟气净化工艺的核心设备及关键参数的深入研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种污染物脱除效率高，系统阻力小，未饱和的活性焦排出量小，活性焦循环量较小，破损率低，且活性焦布料均匀、卸料顺畅，装置运行稳定的用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括自上而下相连通的进料仓、分配仓、吸附腔体和卸料仓，所述进料仓位于吸附塔顶部，两组吸附腔体位于吸附塔中间的两侧位置，两个分配仓位于对应进料仓与吸附腔体之间，卸料仓位于吸附腔体的底部，所述的每组吸附腔体由若干层吸附层组成，各层吸附层的底部均安装有一台变频式长轴卸料器，该变频式长轴卸料器的长度贯穿整个吸附腔体，所述的每组吸附腔体的厚度D为1.5~3.0m，所述的吸附腔体的高度H为16~30m。

所述的进料仓与分配仓之间安装有进料阀，卸料仓出口安装有卸料阀。

所述的分配仓的壁面上的任意一点与进料仓中心连线的倾角α大于40°。

所述的卸料仓的壁面上的任意一点与卸料口中心连线的倾角β大于45°。

烟气分两股垂直通过两组吸附腔体，且烟气通过吸附腔体空塔的流速为0.2~0.6m/s。

所述的烟气在吸附腔体内的空塔停留时间为5~10s。

采用本实用新型的分层式活性焦烟气净化吸附塔，污染物脱除效率高，SO₂脱除效率大于96%，SO₃、HCl、HF的脱除效率大于98%，重金属Hg的脱除效率大于90%，除尘效率大于80%。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为分配仓3壁面倾角的示意图；

图4为卸料仓6壁面倾角的示意图。

附图中，各标号所代表的部件如下：

1为进料仓；2为进料阀；3为分配仓；4为吸附腔体；5为长轴卸料器；6为卸料仓，7为卸料阀。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

参见图1，2，本实用新型包括自上而下相连通的进料仓1、分配仓3、吸附腔体4和卸料仓6，所述进料仓1位于吸附塔顶部，吸附腔体4位于吸附塔中间的两侧位置，两个分配仓3位于进料仓1与对应吸附腔体4之间，卸料仓6位于吸附腔体4的底部，在进料仓1与分配仓3之间安装有进料阀2，卸料仓6出口安装有卸料阀7，每组吸附腔体4由若干层吸附层组成，各层吸附层的底部均安装有一台变频式长轴卸料器5，该变频式长轴卸料器5的长度贯穿整个吸附腔体4，每组吸附腔体4的厚度D为1.5~3.0m，吸附腔体4的高度H为16~30m，本实用新型烟气分两股垂直通过两组吸附腔体4，且烟气通过吸附腔体空塔的流速为0.2~0.6m/s，停留时间为5~10s。

本实用新型是采用分层控制活性焦在吸附塔内的停留时间，在本实施例中，第一层活性焦在塔内的停留时间为20~40h，第二层为60~120h，第三层为140~280h。在每层活性焦中，活性焦下料均匀。当入口烟气污染物浓度变化时，可以通过改变长轴卸料器5转速来调节下料量。

本实用新型在每座吸附塔处理烟气量一定的条件下，烟气通过吸附腔体4空塔的流速由迎风面面积确定，其面积为吸附腔体4的宽度W与高度H的乘积，在本实施例中，吸附腔体4的宽度W为9m，高度H为18m，烟气通过吸附腔体4的空塔烟气流速为0.284m/s。烟气在吸附腔体内的空塔停留时间由吸附腔体4的厚度D与空塔烟气流速确定，在本实施例中，吸附腔体4的厚度D为2m，烟气在吸附腔体4内的空塔停留时间为7.04s。烟气通过活性焦吸附腔体4内的活性焦层的阻力与吸附腔体4的厚度D及空塔烟气流速密切相关，在本实施例中，烟气通过活性焦腔体4内的活性焦层的阻力约为1900Pa。

参见图3，本实施例中，分配仓3为锥体结构，锥体底面为2m×9m的矩形，锥体高4.5m，分配仓3壁面上任意一点与进料口中心的连线的倾角α为44°~77°，活性焦在分配仓3内可以覆盖整个底面，填充整个分配仓空间，不留空腔，活性焦在分配仓3内布料均匀。

参见图4，本实施例中，卸料仓6为倒立的锥体结构，锥体底面为5.5m×9m的矩形，锥体高5m，卸料仓6壁面上任意一点与卸料口中心的连线的倾角β在46°~63°之间，活性焦卸料顺畅。

某燃煤电厂的锅炉尾气经SCR脱硝和静电除尘处理后，其烟气参数如下：

烟气量：2760000Nm³/h（标态、湿基、实际O₂）

烟气温度：140℃

烟气中污染物浓度如下表：

每台锅炉的2台引风机对应配置2列活性焦吸附塔，每列由6台吸附塔并联组成，每台吸附塔处理的烟气量为230000Nm³/h左右。

在本实施例中，烟气进入吸附塔后分两股垂直穿过吸附腔体4内的三层活性焦，在此过程中，烟气中的污染物被活性焦吸附脱除。新鲜活性焦储存于进料仓1内，通过进料阀2的控制进入到分配仓3中，分配仓3与吸附腔体4相连，吸附腔体4内的活性焦分层自上而下竖向移动，各层活性焦在吸附塔内的停留时间通过底部的长轴卸料器5控制。吸附饱和的活性焦进入到卸料仓6中，通过卸料阀7控制排出，然后进入到解吸系统中再生，再生后的活性焦又进入到吸附塔顶部的进料仓1中循环使用。

在本实施例中，各污染物的出口浓度及脱除效率如下表：

在本实施例中，污染物脱除效率高，系统阻力较小，活性焦的排出量和循环量较小，活性焦破损率低，活性焦布料均匀、卸料顺畅，活性焦烟气净化吸附塔高效、稳定、经济运行。

采用本实用新型其有益效果主要体现在以下六个方面：

其一，采用合适的烟气流速、控制合理的烟气停留时间，污染物脱除效率高，SO₂脱除效率大于96%，SO₃、HCl、HF的脱除效率大于98%，重金属Hg的脱除效率大于90%，除尘效率大于80%。

其二，采用合适的烟气流速及吸附腔体厚度，系统阻力小，烟气通过吸附腔体内活性焦层的阻力小于2500Pa。

其三，采用合理的吸附腔体高度，在保证活性焦压碎破损量少的条件下，减小吸附塔占地。

其四，将吸附腔体分为多层，各层底部设置一台变频式长轴卸料器，可以根据所吸附污染物的种类和浓度分别控制各层活性焦在塔内的停留时间，还可以根据污染物浓度的变化调节长轴卸料器的下料量，精准分层控制活性焦的卸料速度，减少未饱和活性焦的排出量，降低解吸再生所需的能耗和减少活性焦循环过程中的破损；而且长轴卸料器的长度贯穿于吸附腔体的整个宽度方向，对于吸附腔体内移动速度慢、流动性较差的活性焦而言，可以使其下料均匀，使饱和的活性焦均能顺畅排出，防止局部下料不畅出现吸附效率差和积聚产生高温着火的危险。

其五，分配仓壁面上的任意一点与进料口中心的连线的倾角大于活性焦堆积的安息角，保证活性焦覆盖吸附腔体的整个顶面，保证了分配仓内布料均匀，各层活性焦均能得到有效补充；还避免了活性焦在分配仓内形成空腔，烟气从空腔逃逸而得不到净化处理。

其六，卸料仓内任意一点与卸料口中心的连线的倾角大于活性焦的滑动角，保证了活性焦的卸料顺畅，避免了活性焦的卸料仓内滞留或引起堵塞。

本实用新型的吸附腔体厚度是综合考虑污染物脱除效率和烟气阻力的最佳值，采用本实用新型的吸附腔体厚度，污染物脱除效率高，烟气通过活性焦层的阻力适中。若吸附腔体厚度过小，污染物脱硫效率不能满足环保要求；若吸附腔体厚度过大，则烟气阻力大，系统能耗高。

本实用新型的吸附腔体高度是综合考虑活性焦抗压能力和吸附塔占地的最合理值。若活性焦腔体高度过大，活性焦容易被压碎，增加了活性焦的损耗；若活性焦腔体高度过小，在一定烟气流速下，则需要增加吸附腔体的宽度或增加吸附塔的数量，增加了设备占地。

本实用新型中烟气通过吸附腔体空塔的流速是综合考虑烟气阻力、烟气停留时间和活性焦腔体尺寸的最优值。若烟气流速过高，则烟气通过活性焦层的阻力过大，而且烟气通过活性焦层的停留时间过短，不利于吸附反应；若烟气流速过低，则必然要求活性焦腔体的尺寸增大，增加了设备投资和吸附塔占地。

Claims

1.用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔，其特征在于：包括自上而下相连通的进料仓（1）、分配仓（3）、吸附腔体（4）和卸料仓（6），所述进料仓（1）位于吸附塔顶部，两组吸附腔体（4）位于吸附塔中间的两侧位置，两个分配仓（3）位于对应进料仓（1）与吸附腔体（4）之间，卸料仓（6）位于吸附腔体（4）的底部，所述的每组吸附腔体由若干层吸附层组成，各层吸附层的底部均安装有一台变频式长轴卸料器（5），该变频式长轴卸料器（5）的长度贯穿整个吸附腔体（4），所述的每组吸附腔体（4）的厚度D为1.5~3.0m，所述的吸附腔体（4）的高度H为16~30m。

2.根据权利要求1所述的用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔，其特征在于：所述的进料仓（1）与分配仓（3）之间安装有进料阀（2），卸料仓（6）出口安装有卸料阀（7）。

3.根据权利要求1所述的用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔，其特征在于：所述的分配仓（3）的壁面上的任意一点与进料仓（1）中心连线的倾角α大于40°。

4.根据权利要求1所述的用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔，其特征在于：所述的卸料仓（6）的壁面上的任意一点与卸料口中心连线的倾角β大于45°。

5.根据权利要求1所述的用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔，其特征在于：烟气分两股垂直通过两组吸附腔体（4），且烟气通过吸附腔体空塔的流速为0.2~0.6m/s。

6.根据权利要求5所述的用于烟气多种污染物脱除的分层式活性焦吸附塔，其特征在于：所述的烟气在吸附腔体内的空塔停留时间为5~10s。