CN207221629U - 一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统，该系统包括结构完全相同的第一反应器、第二反应器和第三反应器，第一反应器、第二反应器和第三反应器均包括位于中央的炭基床层、左右侧布风格栅以及外侧的左右侧集气箱，炭基床层内填充活性碳材料。本实用新型通过采用完全相同的三个反应器，同时具有精脱硫、脱硝及再生功能，精脱硫、脱硝过程串联，与再生过程并联，并可同时进行，真正实现原位再生。本实用新型的反应器由中央的炭基床层、左右两侧布风格栅和左右侧集气箱组成，床层迎风面积大，保证其工作及再生过程中气体分布均匀，且降低了设备占地面积。本实用新型使活性碳材料的脱硫脱硝性能得到进一步提高。

Description

一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统

技术领域

本实用新型涉及一种联合脱硫脱硝烟气系统，尤其涉及一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统。

背景技术

目前，在电厂锅炉、工业锅炉以及工业炉窑的烟气脱硫脱硝技术中，活性碳材料(如活性焦)脱硫联合净化工艺以其节水、集成净化、无二次污染、操作温度低等优势在国内外已经得到应用。由于活性碳材料的吸附能力有限，经脱硫脱硝后失去活性，须经过再生才能恢复活性并循环利用，因此活性碳材料的再生是该工艺使用中必不可少的过程。

现有一种基于高活性固体吸收剂的烟气污染物联合脱除方法，该方法的主体主要由高倍率灰钙循环脱硫(NGD)、活性碳材料精脱硫及活性碳材料脱硝装置构成，采用直接热烟气加热的方式，解决了活性碳材料的再生问题，实现了能源的合理使用，具有较高的脱硫效率和脱硝效率，取得了良好的效果。这种方法碳材料的再生采用原位再生，但碳材料使用中仍会部分移动，产生磨损，且操作相对复杂。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统，进一步解决现有工艺中存在的问题，可同时实现脱硫、脱硝剂再生过程，真正实现原位再生，且简单易操作，使活性碳材料的脱硫脱硝性能得到进一步提高。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统，其特征在于，其包括结构完全相同的第一反应器、第二反应器和第三反应器，所述第一反应器、第二反应器和第三反应器均包括位于中央的炭基床层、左右侧布风格栅以及外侧的左右侧集气箱，所述炭基床层内填充活性碳材料；

其中，所述第一反应器的左侧集气箱通过连接管道与NGD设备的出口、加热炉和引风机相连通，并分别在与所述NGD设备的出口、加热炉和引风机的连接管道上设置第一切换阀、第四切换阀和第三切换阀；所述第一反应器的右侧集气箱通过连接管道与氨区和NGD设备的入口相连通，并分别在与所述氨区和NGD设备的入口的连接管道上设置第二切换阀和第五切换阀；

所述第二反应器的左侧集气箱通过连接管道与所述NGD设备的出口、加热炉和引风机相连通，并分别在与所述NGD设备的出口、加热炉和引风机的连接管道上设置第六切换阀、第九切换阀和第八切换阀；所述第二反应器的右侧集气箱通过连接管道与所述氨区和NGD设备的入口相连通，并分别在与所述氨区和NGD设备的入口的连接管道上设置第七切换阀和第八切换阀；

所述第三反应器的左侧集气箱通过连接管道与所述NGD设备的出口、加热炉和引风机相连通，并分别在与所述NGD设备的出口、加热炉和引风机的连接管道上设置第十一切换阀、第十四切换阀和第十三切换阀；所述第三反应器的右侧集气箱通过连接管道与所述氨区和NGD设备的入口相连通，并分别在与所述氨区和NGD设备的入口的连接管道上设置第十二切换阀和第十五切换阀。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型的一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统，通过采用完全相同的三个反应器，同时具有精脱硫、脱硝及再生功能，精脱硫、脱硝过程串联，与再生过程并联，并可同时进行，真正实现原位再生。2、本实用新型的一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统，由于脱硝前进行了深度脱硫，因此降低了对脱硝反应的影响，保证了脱硝效率。3、本实用新型的一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统，脱硝反应器可以根据烟气状态灵活调整，当烟气温度高于100℃时，通入氨气等还原剂将氮氧化物还原为氮气，当烟气温度低于100℃时,通过反应器碳材料床层催化氧化生成二氧化氮并吸附，经过再生过程送入NGD脱硫装置吸收。4、本实用新型的一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统，由于采用了相同的固定床反应器，通过阀门切换实现功能转换，既提高了设备的利用率和互换性，又可以实现快速、方便切换。5、本实用新型的一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统，反应器由中央的炭基床层、左右两侧布风格栅和左右侧集气箱组成，床层迎风面积大，保证其工作及再生过程中气体分布均匀，且降低了设备占地面积。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型工作在第一阶段的结构示意图；

图3是本实用新型工作在第二阶段的结构示意图；

图4是本实用新型工作在第三阶段的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

炭基联合脱硫脱硝烟气系统，是高倍率灰钙循环烟气脱硫(NGD)与炭基选择性催化还原及氧化(C-SCR及C-SCO)烟气脱硝耦合工艺系统的一部分，NGD粗脱硫后的烟气进入活性焦联合脱硫脱硝装置，完成精脱硫与C-SCR及C-SCO脱硝。活性炭基催化剂失活后整床再生，再生需要的热媒为循环风机加压并经锅炉炉膛重新加热后的少量洁净烟气。碳材料产生的再生气由热媒携带出联合脱硫脱硝装置，并送回至NGD前与锅炉产生的新鲜烟气混合，然后进入NGD立管式反应器，其中的SO₂、NO₂最终被循环灰中的活性Ca(OH)₂吸收并固化，最终可实现脱硫率98％以上、脱硝率90％以上。

基于上述原理，如图1所示，本实用新型提供的一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统，其包括第一反应器A、第二反应器B和第三反应器C，第一反应器A、第二反应器B和第三反应器C完全相同的，且均既可作为精脱硫反应器，也可作为脱硝反应器或再生反应器；第一反应器A、第二反应器B和第三反应器C包括中央的炭基床层、左右侧布风格栅和左右侧集气箱，炭基床层内填充活性碳材料。

其中，第一反应器A的左侧集气箱通过连接管道与NGD设备的出口、加热炉和引风机相连通，并分别在与NGD设备的出口、加热炉和引风机的连接管道上设置第一切换阀A₁、第四切换阀A₄和第三切换阀A₃；第一反应器A的右侧集气箱通过连接管道与氨区和NGD设备的入口相连通，并分别在与氨区和NGD设备的入口的连接管道上设置第二切换阀A₂和第五切换阀A₅。第二反应器B的左侧集气箱通过连接管道与NGD设备的出口、加热炉和引风机相连通，并分别在与NGD设备的出口、加热炉和引风机的连接管道上设置第六切换阀B₁、第九切换阀B₄和第八切换阀B₃；第二反应器B的右侧集气箱通过连接管道与氨区和NGD设备的入口相连通，并分别在与氨区和NGD设备的入口的连接管道上设置第七切换阀B₂和第十切换阀B₅。第三反应器C的左侧集气箱通过连接管道与NGD设备的出口、加热炉和引风机相连通，并分别在与NGD设备的出口、加热炉和引风机的连接管道上设置第十一切换阀C₁、第十四切换阀C₄和第十三切换阀C₃；第三反应器C的右侧集气箱通过连接管道与氨区和NGD设备的入口相连通，并分别在与氨区和NGD设备的入口的连接管道上设置第十二切换阀C₂和第十五切换阀C₅。通过控制第一至第十五切换阀A₁-A₅、B₁-B₅和C₁-C₅的开闭，控制来自NGD的粗脱硫烟气、来自加热炉的热烟气和来自氨区的NH3通过第一反应器A、第二反应器B、第三反应器C的先后顺序，从而实现精脱硫、脱硝及再生三过程的切换；且精脱硫、脱硝过程串联，然后与再生过程并联，精脱硫和脱硝过程与再生过程同时进行，真正实现原位再生。

本实用新型的一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统在使用时，包括以下步骤：

1)如图2所示，将第一切换阀A₁、第二切换阀A₂、第七切换阀B₂、第八切换阀B₃、第十四切换阀C₄和第十五切换阀C₅打开，其它切换阀关闭。来自NGD的已完成粗脱硫后的烟气经第一切换阀A₁进入第一反应器A左侧集气箱，再经左侧布风格栅进入第一反应器A炭基床层，烟气中的SO₂被活性碳材料脱除，与烟气中的水和氧结合生成H₂SO₄吸附在活性碳材料孔隙内。脱除SO₂后的烟气经右侧布风格栅进入右侧集气箱，从右侧集气箱出第一反应器A的烟气在第二切换阀A₂后烟气总管处，与来自喷氨格栅的稀释氨气混合。增氨后的烟气经第七切换阀B₂进入第二反应器B右侧集气箱，再经右侧布风格栅进入第二反应器B炭基床层，烟气中的NO在催化剂的作用下，或被NH₃还原生成N₂和H₂O随烟气带走，或被烟气中O₂氧化生成NO₂，并吸附在活性碳材料孔隙内。脱除NO后的烟气经第二反应器B左侧布风格栅进入左侧集气箱。从左侧集气箱出第二反应器B的洁净烟气经第八切换阀B₃被引风机排入大气。同时，来自加热炉的热烟气经第十四切换阀C₄进入第三反应器C左侧集气箱，再经左侧布风格栅进入第三反应器C炭基床层，活性碳材料产生的再生气由热媒携带，经右侧布风格栅进入右侧集气箱，从右侧集气箱出第三反应器C的烟气送回至NGD前与锅炉产生的新鲜烟气混合，然后进入NGD立管式反应器，从而实现原位再生。烟气的流向是先进精脱硫反应器，再进脱硝反应器，因此第一反应器A为精脱硫反应器，第二反应器B为脱硝反应器，第三反应器C为再生反应器，此时为第一阶段。

2)如图3所示，当第一阶段作为精脱硫反应器的第一反应器A中的催化剂失活后，同时关闭第十四切换阀C₄和第十五切换阀C₅，打开第十二切换阀C₂和第十三切换阀C₃，关闭第八切换阀B₃；再打开第六切换阀B₁，关闭第一切换阀A₁和第二切换阀A₂，打开第四切换阀A₄和第五切换阀A₅；从而将第一反应器A切换为再生反应器；同时将第二反应器B切换为精脱硫反应器，将第三反应器C切换为脱硝反应器，此时为第二阶段。

3)如图4所示，当第二阶段作为精脱硫反应器的第二反应器B中的催化剂失活后，同时关闭第四切换阀A₄和第五切换阀A₅，打开第二切换阀A₂和第三切换阀A₃，关闭第十三切换阀C₃；再打开第十一切换阀C₁，关闭第六切换阀B₁和第七切换阀B₂，打开第九切换阀B₄和第十切换阀B₅；从而将第二反应器B切换为再生反应器，同时将第三反应器C切换为精脱硫反应器，将第一反应器A切换为脱硝反应器，此时为第三阶段。

4)当第三阶段作为精脱硫反应器的第三反应器C中的催化剂失活后，同时关闭第九切换阀B₄和第十切换阀B₅，打开第七切换阀B₂和第八切换阀B₃，关闭第三切换阀A₃；再打开第一切换阀A₁，关闭第十一切换阀C₁和第十二切换阀C₂，打开第十四切换阀C₄和第十五切换阀C₅；从而将第三反应器C切换为再生反应器，将第一反应器A切换为精脱硫反应器，将第二反应器B切换为脱硝反应器，此时系统切换回第一阶段。如此循环往复，实现原位再生。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、设置位置及其连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (1)

1.一种低温炭基联合脱硫脱硝烟气系统，其特征在于，其包括结构完全相同的第一反应器、第二反应器和第三反应器，所述第一反应器、第二反应器和第三反应器均包括位于中央的炭基床层、左右侧布风格栅以及外侧的左右侧集气箱，所述炭基床层内填充活性碳材料；

其中，所述第一反应器的左侧集气箱通过连接管道与NGD设备的出口、加热炉和引风机相连通，并分别在与所述NGD设备的出口、加热炉和引风机的连接管道上设置第一切换阀、第四切换阀和第三切换阀；所述第一反应器的右侧集气箱通过连接管道与氨区和NGD设备的入口相连通，并分别在与所述氨区和NGD设备的入口的连接管道上设置第二切换阀和第五切换阀；

所述第二反应器的左侧集气箱通过连接管道与所述NGD设备的出口、加热炉和引风机相连通，并分别在与所述NGD设备的出口、加热炉和引风机的连接管道上设置第六切换阀、第九切换阀和第八切换阀；所述第二反应器的右侧集气箱通过连接管道与所述氨区和NGD设备的入口相连通，并分别在与所述氨区和NGD设备的入口的连接管道上设置第七切换阀和第八切换阀；

所述第三反应器的左侧集气箱通过连接管道与所述NGD设备的出口、加热炉和引风机相连通，并分别在与所述NGD设备的出口、加热炉和引风机的连接管道上设置第十一切换阀、第十四切换阀和第十三切换阀；所述第三反应器的右侧集气箱通过连接管道与所述氨区和NGD设备的入口相连通，并分别在与所述氨区和NGD设备的入口的连接管道上设置第十二切换阀和第十五切换阀。