CN210544365U - 一种用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及烟气治理技术领域，具体公开了一种用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，包括反应器主体，反应器主体底部和顶部分别设有烟气进气口和烟气排气口，反应器主体的内部设有反应剂床层，反应剂床层上设有格栅板；反应器主体内设有烟气隔板，烟气隔板固定在格栅板上，烟气隔板为密封板；格栅板的外侧设有防漏丝网，反应剂床层的顶部设有反应器加料口，反应器主体的上方设有与反应器加料口配合的自动供料系统，反应剂床层的底部设有卸料斗，卸料斗上设有卸料阀。该用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床具有结构简单、安装方便、抗冲击能力强、不易泄露、风阻小、装料卸料简单等优点。

Description

一种用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床

技术领域

本实用新型涉及烟气治理技术领域，具体是一种用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床。

背景技术

当前，火电厂烟气脱硫技术主要选用石灰石-石膏法烟气脱硫技术、氨法烟气脱硫技术、海水法烟气脱硫技术、烟气循环流化床法脱硫技术；火电厂氮氧化物治理应采用低氮燃烧技术与烟气脱硝技术配合使用的技术路线，煤粉锅炉烟气脱硝多选用选择性催化还原技术(SCR)；循环流化床锅炉烟气脱硝多选用非选择性催化还原技术(SNCR)。目前，火电厂脱硫脱硝烟气需达到超低排放。即在基准样含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/m³、35mg/m³、50mg/m³，燃煤机组均匀除尘、脱硫、脱硝分别到达99.95％、98％、85％以上。当前国内实施的烟气脱硫工程中，无论是大型的电厂锅炉还是中小型的燃煤锅炉，大多数是采用湿法烟气脱硫技术，因为这项技术的脱硫率高、工艺也比较成熟可靠。但对于还处在发展阶段中的中国来说，湿法工艺还存在投资大、运行费用高和存在二次污染隐患等问题，一般企业难以承受。

烟气净化反应剂主要包括脱硫反应剂、脱硝反应剂等，其中脱硫剂中钙基脱硫剂因其价格低廉、来源广泛而被广泛采用，作为烟气脱硫剂，常用的钙基脱硫剂有石灰，消石灰，电石渣，石灰石，白云石等。钙基脱硫剂活性主要是由钙基脱硫剂的粒径大小、比表面积、空隙尺寸分布、硫容大小、有效钙的利用率以及反应物通过硫化产物层的扩散速率等决定。工业应用中，不同钙基脱硫剂的脱硫效率差异较大。脱硫剂反应活性是影响烟气脱硫效果的主要因素，脱硫剂反应活性越高，脱硫效率和脱硫剂利用率越高，从而使脱硫成本越低。粉煤灰也可用于烟气净化合成脱硫剂。粉煤灰褐煤因含有较多的碱性物质，是一种优良的低浓度烟气脱硫吸附剂，本身还可吸附大气颗粒物。研究表明利用Ca(OH)₂改性粉煤灰制备廉价的吸附剂表面积增大，能够有效吸附SO₂。利用粉煤灰合成沸石，合成材料的吸附容量取决于粉煤灰沸石的种类和结晶度，另外干燥的吸附材料也有利于脱除SO₂。脱硝反应剂主要是通过在固定反应剂中添加催化反应活性组分，来提高对NOx的催化净化效率，并利用反应剂中的钙基活性组分进行吸收反应。

目前固体反应剂采用的反应器多为流动床和移动床结构，该结构具有设备占地面积小、反应充分、物料更新易控制等特点，移动床反应器属于气固相非催化反应器，流体在移动床中的流动较空管复杂的多，流体是在固体颗粒间的孔道中流动，床层中孔道的特性主要取决于颗粒的粒度、粒度分布、形状和粗糙度。在移动床中，保证固体颗粒均匀稳定的向下移动是影响脱硫效率的一个重要因素。关于逆流床和错流床中的颗粒流动，一般认为在装置中间区域，颗粒下移速度基本一致，呈现活塞流，但在壁面附近颗粒流动下移较慢，存在速度梯度。

目前开发的移动床主要有风阻大、易泄露、出现二次扬尘等问题。移动床结构的设计和控制直接影响脱硫剂与烟气的反应速率和净化效果，因此，保证烟气顺利通过流化床和脱硫剂反应过程，就能保证脱硫塔的脱硫效果和系统节能减排的性能。

在申请号为201410584731.5的中国专利中公开了一种径向流反应器，该反应器由外向内或者由内向外分为流体进料通道、催化剂固定床层、催化剂移动床层和流体出料通道，反应器顶部和底部分别设置流体进料口和流体出料口。催化剂移动床层顶部设置移动床催化剂进口、底部设置移动床催化剂出口。流体进料通道、催化剂固定床层、催化剂移动床层和流体出料通道之间经开有孔隙的材料隔开，孔隙大小满足气体通过，催化剂颗粒不能穿过。该结构适用于一级反应结构，当废气要求界面流速较小时，设备的尺寸较大，内部空间未得到最大优化。

目前市场上采用的移动床结构存在着装卸料不便、容易形成漏料、由于重力因素导致反应剂进料出现床层空隙率不一致的问题，导致净化效率以及系统压损不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，以解决上述背景技术中提出的问题，如投资费用高、设备占地面积达、易产生二次污染、产生的脱硫产物处置困难等问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，包括反应器主体，所述反应器主体底部和顶部分别设有烟气进气口和烟气排气口，反应器主体的内部设有反应剂床层，反应剂床层上设有格栅板；

所述反应器主体内设有烟气隔板，烟气隔板固定在格栅板上，格栅板焊接在反应器主体上，烟气隔板为密封板；

所述格栅板的外侧设有防漏丝网，防漏丝网可有效防止反应剂进入烟气通道；

所述反应剂床层的顶部设有反应器加料口，反应器主体的上方设有与反应器加料口配合的自动供料系统，反应剂床层的底部设有卸料斗，卸料斗上设有卸料阀，反应剂床层与卸料斗相连通，为方便反应剂的下料，反应剂床层从反应器的上部到卸料斗采用上下联通的结构；通过调节卸料阀可调节卸料速度，从而控制物料的更新速度。

作为本实用新型进一步的方案：所述格栅板为倾斜结构，倾斜角为60°，可防止反应剂透过格栅板。

作为本实用新型进一步的方案：所述反应器主体的侧壁上安装有检修口，方便设备的检修。

作为本实用新型进一步的方案：所述反应器主体的表面设有保温层。

作为本实用新型进一步的方案：所述反应器主体为圆柱形结构、方柱形结构或椭圆柱形结构。

作为本实用新型进一步的方案：所述反应剂床层为两层板式结构、环形筒式结构或单层板式结构。

作为本实用新型进一步的方案：所述反应剂床层的填充厚度为300～1200mm，反应剂床层采用条状或颗粒状反应剂作为移动床的填充单位，能够提高物料的反应速率，提高对烟气中二氧化硫、氮氧化物、挥发性化合物以及颗粒物等的综合去除效率。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果是：

该用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床具有结构简单、安装方便、抗冲击能力强、不易泄露、风阻小、装料卸料简单等优点。主要体现在以下方面：

(1)该用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床通过增加二级、三级以及多级反应区，通过增加挡板将反应的空速和流速以及停留时间控制在合理范围内，并通过调节下料速度将反应剂及时更新，增加了反应器系统运行的稳定性和安全性。

(2)该用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床采用并联或者串联结构，能够将大风量烟气分成多部分进行处理，拓宽了对烟气量的适用范围，极大的降低了工程的占地面积和提高了设备空间的可利用性。

(3)该用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床通过调整反应器的直径、反应器移动床填充形式以及反应区数量，来提高烟气的净化效率和反应剂的利用率。

(4)该用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床采用60度倾斜格栅板和丝网，在避免反应剂受力磨损出现二次扬尘的同时，也降低了反应剂的泄漏量。

(5)该用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床采用圆柱形结构、方柱形结构或椭圆柱形结构，能够减少对烟气的冲击力和装置的风阻。

(6)该用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床中的反应剂床层采用板式结构或环形筒式结构设计，强化烟气流场和速度场的均匀度，减少装置对烟气的阻力。

(7)该用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂床层采用条状或颗粒状反应剂作为移动床的填充单位，能够提高物料的反应速率，提高对烟气中二氧化硫、氮氧化物、挥发性化合物以及颗粒物等的综合去除效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。

图1为本实用新型实施例1的主视结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的俯视剖视结构示意图。

图3为本实用新型实施例2的主视剖视结构示意图。

图4为本实用新型实施例2的俯视剖视结构示意图。

图5为本实用新型实施例3的主视剖视结构示意图。

图6为本实用新型实施例3的俯视剖视结构示意图。

图7为本实用新型应用例一的结构示意图。

图8为本实用新型应用例二的结构示意图。

图9为本实用新型应用例三的结构示意图。

图中：1-反应器主体，2-一级到二级烟气流通通道，3-卸料斗，4-烟气进气口，5-烟气隔板，6-二级烟气排气通道，7-自动供料系统，8-反应器加料口，9-烟气排气口，10-卸料阀，11-反应剂床层，12-防漏钢丝网，13-保温层，14-格栅板，15-一级烟气进气通道，16-检修口，17-二级到三级烟气流通通道。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，包括反应器主体1，所述反应器主体1底部和顶部分别设有烟气进气口4和烟气排气口9，反应器主体1的内部设有反应剂床层11，反应剂床层11上设有格栅板14；

所述反应器主体1内设有烟气隔板5，烟气隔板5将一级和二级反应区进行隔开，烟气隔板5固定在格栅板14上，格栅板14焊接在反应器主体1上，烟气隔板5为密封板；

所述格栅板14的外侧设有防漏丝网12，防漏丝网12可有效防止反应剂进入烟气通道；

所述反应剂床层11的顶部设有反应器加料口8，反应器主体1的上方设有与反应器加料口8配合的自动供料系统7，反应剂床层11的底部设有卸料斗3，卸料斗3上设有卸料阀10，反应剂床层11与卸料斗3相连通，为方便反应剂的下料，反应剂床层11从反应器的上部到卸料斗3采用上下联通的结构；通过调节卸料阀10可调节卸料速度，从而控制物料的更新速度。

进一步的，所述格栅板14为倾斜结构，倾斜角为60°，可防止反应剂透过格栅板14。

进一步的，所述反应器主体1的侧壁上安装有检修口16，方便设备的检修。

进一步的，所述反应器主体1的表面设有保温层13。

所述反应器主体1为圆柱形结构、方柱形结构或椭圆柱形结构，本实施例中优选为圆柱形结构，反应剂床层11为两层板式结构，反应剂床层11截面为板式结构，如图2所示，两侧各一层，板式结构的中间及两侧均为烟气流通通道。

优选的，所述反应剂床层11采用条状或颗粒状反应剂作为移动床的填充单位，能够提高物料的反应速率，提高对烟气中二氧化硫、氮氧化物、挥发性化合物以及颗粒物等的综合去除效率。

所述反应器主体1主体结构主要分为两部分，反应剂装填移动床区和烟气通道区，反应剂的尺寸为φ6～30mm，长度10mm～50mm；该反应剂移动床反应温度范围为60～450℃，烟气湿度0～85％，烟气颗粒物<300mg/m³，污染物含量0～5000mg/m³，流速范围0.2～1.4m/s；单个反应器塔体设置的卸料斗3的数量为2～4个。塔体采用圆形以及椭圆形结构主要是为了防止烟气通过反应剂床层时发生碰撞导致压损过大，反应剂床层11的填充厚度为300～1200mm。

本实用新型实施例的工作原理是：烟气通过烟气进气口4进入到反应器主体1的一级结构中，烟气进入一级烟气进气通道15后，从两侧的反应剂床层11经过，烟气透过两侧反应剂床层11后，进入一级到二级烟气流通通道2，沿着烟气流通通道进入二级反应区；烟气进入二级反应区再次经过两侧的反应剂床层11，然后进入到二级烟气排气通道6中，最后通过烟气排气口9排出；移动床的反应剂的装填主要是通过反应装置上方的自动供料系统7将反应剂从地面提高至反应器加料口8。

实施例2

请参阅图3～4，本实用新型实施例中，一种用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，与实施例1不同的是，所述反应器主体1为圆柱形结构，反应剂床层11为环形筒式结构，反应剂床层11的截面为环式结构，如图4所示，环式结构的中间及外侧均为烟气流通通道。

本实用新型实施例的工作原理是：烟气通过烟气进气口4进入到反应器主体1的一级结构中，烟气进入一级烟气进气通道15后，从周围的反应剂床层11经过，烟气透过环形反应剂床层后，进入一级到二级烟气流通通道2，沿着烟气流通通道进入二级反应区，烟气进入二级反应区再次经过两侧的反应剂床层，然后进入到二级烟气排气通道6中，最后通过烟气排气口9排出。

实施例3

请参阅图5～6，本实用新型实施例中，一种用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，与实施例1不同的是，所述反应器主体1为椭圆柱形结构，反应剂床层11为单层板式结构，反应剂床层11截面为单层板式结构，如图6所示，椭圆柱形结构中间为移动床反应剂层，两侧为烟气流通通道。

本实用新型实施例的工作原理是：烟气通过烟气通道4进入到反应器主体1一级结构中，烟气进入一级烟气进气通道15后，从中间的反应剂床层11经过，当反应剂从上部下料时，烟气透过中间反应剂床层后，进入一级到二级烟气流通通道2，沿着烟气流通通道进入二级反应区。其中隔板5将一级、二级和三级反应区进行隔开。隔板5采用密封板，固定在格栅板14上。烟气进入二级反应区再次经过中间的反应剂床层，然后进入到二级到三级烟气流通通道17内。然后烟气第三次经过中间反应剂移动床层后进入到烟气排气通道6中，最后通过烟气排气口9排出。

该反应剂移动床采用单塔或多塔并联以及串联结构。单个移动床结构可分为一级、二级以及多级结构，主要为了保证烟气反应剂的空速和停留时间在实际范围中；反应剂的空速范围为300～1400h^-1，在反应剂床层的总停留时间不小于2s。根据实际的烟气量进行设计，烟气量较大时，可采用多个反应移动床装置进行串联或并联进行处理，对脱硫反应剂的脱硫效率在90％～99％，对脱硝反应剂的脱硝效率在20％～80％；该反应剂移动床也可用于其他反应剂如吸附剂、中和剂等，同类反应剂装填均在该实用新型保护范围内。

下面通过具体应用例对本实用新型进行详细说明，其中部分设计参数仅供设计说明，并非是对本实用新型的限定。

应用例一：某化工厂锅炉尾气脱硫项目

该厂区主要是锅炉区烟气，锅炉区为厂区供热，尾气烟气量为65000Nm³/h，烟气温度220～300℃，脱硫系统入口烟气SO₂浓度按300mg/m³，烟尘浓度约30mg/m³，烟气含水量12.6％，当地平均大气压为99.59kPa。

该脱硫塔的布置方式如图7所示，系统采用两套脱硫塔串联的方式进行，脱硫塔采用二级反应结构，单个脱硫塔直径D为4000mm，烟气流速为0.7m/s，脱硫剂层厚度H为700mm，脱硫反应剂采用柱形粒径为6mm，脱硫剂的空速为360h^-1。烟气净化后指标，二氧化硫排放浓度小于20mg/m³，颗粒物浓度小于10mg/m³，脱硫效率为93％。

应用例二：某焦化厂焦炉烟气脱硫脱硝项目

该厂区年产焦炭60万吨焦炉，产生焦炉烟气量为160000Nm³/h，烟气温度230-290℃，NOx浓度≦900mg/Nm³。SO₂浓度≦100mg/Nm³，烟尘浓度30～50mg/Nm³。

该项目采用脱硫脱硝反应剂进行烟气的处理，反应器塔体的布置如图8所示，系统共计四个塔体，采用每两个塔体进行串联，然后再并联的排布方式。每个反应器采用二级反应结构，单个脱硫塔直径D1为4500mm，烟气流速为0.6m/s，脱硫剂层厚度H1为750mm，烟气在脱硫剂中的总停留时间为2.5s。脱硫脱硝反应剂采用条形，尺寸为φ6×10mm。脱硫剂的空速为550h^-1。烟气净化后指标，二氧化硫排放浓度<10mg/m³，NOx排放浓度<500mg/m³。脱硫效率为90％，脱硝效率为45％。

应用例三：某煤化工硫回收烟气脱硫项目

该厂区硫回收尾气，产生烟气量为86500Nm³/h，烟气温度350℃，NOx浓度100ppm。SO₂浓度1300mg/Nm³，烟尘浓度30mg/Nm³。

该项目采用钙基脱硫反应剂进行烟气的处理，反应器塔体的布置如图9所示，系统共计三个塔体，采用并联的排布方式。每个反应器采用三级反应结构，单个脱硫塔直径D2为3500mm，烟气流速为0.7m/s，脱硫剂层厚度H2为700mm，烟气在脱硫剂中的总停留时间为3s。脱硫脱硝反应剂采用条形，尺寸为φ6×10mm。脱硫剂的空速为400h^-1。烟气净化后指标，二氧化硫排放浓度<30mg/m³，脱硫效率为97％。

综上所述，本实用新型针对烟气脱硫脱硝治理中的干法反应剂移动床进行结构的改进和优化，解决目前干法反应剂移动床普遍存在的风阻大、易漏料、二次扬尘等问题，长时间使用后，会严重影响反应剂塔体的净化效率。

该实用新型结构上增加多级反应区，能够控制反应剂与烟气反应过程，特别是对反应剂空速、界面流速、停留时间的控制，极大地提高了反应器的去除效率。反应器布置采用串联或者并联结构，以及两者交叉使用，能够适用于大风量、复杂工况下的烟气净化，提高了该反应剂移动床的应用范围。通过对移动床格栅板和防漏丝网的设置，减少移动床的磨损和物料泄露问题。通过对反应剂塔体的结构优化，利用圆柱形、圆环形、椭圆形塔体结构，能够减少对烟气的冲击力和降低系统风阻，增加流场的均匀度。

该实用新型可广泛应用于干法脱硫、脱硝、除尘以及净化有机物等领域中。该移动床结构能够长期稳定的运行在各种复杂烟气工况条件下，能够保证烟气与反应剂的充分接触，并保障反应塔的净化效果。该布置方法能够将塔层空间和气流通道有效利用，增强烟气流场和速率场的均匀性，减少塔层的阻力起到节约能耗的目的。该实用新型的出现为目前各类反应剂的开发与利用，特别是针对脱硫、脱硝、挥发性有机物净化、除尘、除湿等方面有着极大的推动作用，为烟气净化提供了新方向。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，包括反应器主体(1)，其特征在于，所述反应器主体(1)底部和顶部分别设有烟气进气口(4)和烟气排气口(9)，反应器主体(1)的内部设有反应剂床层(11)，反应剂床层(11)上设有格栅板(14)；

所述反应器主体(1)内设有烟气隔板(5)，烟气隔板(5)固定在格栅板(14)上，格栅板(14)焊接在反应器主体(1)上，烟气隔板(5)为密封板；

所述格栅板(14)的外侧设有防漏丝网(12)；

所述反应剂床层(11)的顶部设有反应器加料口(8)，反应器主体(1)的上方设有与反应器加料口(8)配合的自动供料系统(7)，反应剂床层(11)的底部设有卸料斗(3)，卸料斗(3)上设有卸料阀(10)。

2.根据权利要求1所述的用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，其特征在于，所述格栅板(14)为倾斜结构，倾斜角为60°。

3.根据权利要求2所述的用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，其特征在于，所述反应器主体(1)的侧壁上安装有检修口(16)。

4.根据权利要求3所述的用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，其特征在于，所述反应器主体(1)的表面设有保温层(13)。

5.根据权利要求4所述的用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，其特征在于，所述反应器主体(1)为圆柱形结构、方柱形结构或椭圆柱形结构。

6.根据权利要求5所述的用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，其特征在于，所述反应剂床层(11)为两层板式结构、环形筒式结构或单层板式结构。

7.根据权利要求1-6任一所述的用于烟气脱硫脱硝治理系统的反应剂移动床，其特征在于，所述反应剂床层(11)的填充厚度为300～1200mm，反应剂床层(11)采用条状或颗粒状反应剂作为移动床的填充单位。

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