CN212283448U - 一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统 - Google Patents
一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统，包括除尘后烟气输入管道、烟气引风机、烟气余热回收器、冷却系统、烟气切换装置、冷量回收器、烟气输出管道及若干固定床吸附塔；除尘后烟气输入管道的出口与烟气引风机的入口相连通，烟气引风机的出口与烟气余热回收器的入口相连通，烟气余热回收器的出口与冷却系统的入口相连通，冷却系统的出口与烟气切换装置的入口相连通，烟气切换装置的出口分别与各固定床吸附塔的入口相连通，各固定床吸附塔的出口与冷量回收器的入口相连通，冷量回收器的出口与烟气输出管道相连通，该系统中SO2吸附量较大，吸附剂的填装量小，吸附设备小，同时安全性较高，吸附剂消耗较低。
Description
技术领域
本实用新型属于烟气脱硫技术领域，涉及一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统。
背景技术
燃煤产生的烟气中含有大量的SO2，是造成大气污染的主要成因之一。目前，燃煤烟气主流脱硫技术是石灰石-石膏湿法脱硫技术，该方法通过将SO2与石灰石浆液反应，生成难溶的硫酸钙(石膏)脱除。湿法脱硫使用大量的石灰石作为脱硫剂，石灰石的大量开采造成严重的山体破坏，产生大量的脱硫废水也给电厂带来了处理难题。
此外，活性焦(炭)干法脱硫技术也是目前比较成熟的脱硫技术之一，在日本、德国以及我国都有广泛应用。活性焦(炭)干法脱硫技术运行温度一般在100-150℃进行吸附，在该温度下，SO2与烟气中的H2O和O2反应生成H2SO4，因此SO2的吸附是通过化学吸附的方式，以H2SO4的形态实现吸附的。吸附的H2SO4通过加热再生，生成高浓度的SO2，制取硫酸或硫磺等产品；或通过水洗再生方式，将吸附的H2SO4洗涤出来。
活性焦(炭)干法脱硫的吸附和加热再生机理如下：
吸附反应：SO2+H2O+1/2O2＝H2SO4
加热再生反应：2H2SO4+C→CO2+2SO2+2H2O(350-450℃时的主要反应)
H2SO4+C→CO+SO2+H2O(450℃以上时的主要反应)
活性焦(炭)干法脱硫技术有以下几个缺点：
1、硫容(SO2吸附量)较低，一般低于30mg/g，活性焦(炭)装填量大，吸附设备大；
2、加热再生温度高，一般高于350℃，热耗较大，且容易产生活性焦(炭)自燃，因此再生过程中必须防止与氧气的接触，安全性较差；
3、加热再生过程中活性焦(炭)参与反应，吸附剂消耗很大，再生气中含有大量CO2,CO等气体，影响SO2的回收利用。
常规活性焦(炭)干法脱硫工艺如附图1所示。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统，该系统中SO2吸附量较大，吸附剂的填装量小，吸附设备小，同时安全性较高，吸附剂消耗较低。
为达到上述目的，本实用新型所述的固定床式烟气低温吸附脱硫系统包括除尘后烟气输入管道、烟气引风机、烟气余热回收器、冷却系统、烟气切换装置、冷量回收器、烟气输出管道及若干固定床吸附塔；
除尘后烟气输入管道的出口与烟气引风机的入口相连通，烟气引风机的出口与烟气余热回收器的入口相连通，烟气余热回收器的出口与冷却系统的入口相连通，冷却系统的出口与烟气切换装置的入口相连通，烟气切换装置的出口分别与各固定床吸附塔的入口相连通，各固定床吸附塔的出口与冷量回收器的入口相连通，冷量回收器的出口与烟气输出管道相连通；
所述冷却系统为二段喷淋冷却结构或者三段喷淋冷却结构。
固定床吸附塔的数目为两个。
固定床吸附塔内填充有多孔吸附材料，其中，所述多孔吸附材料为活性炭、活性焦或分子筛。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的固定床式烟气低温吸附脱硫系统在具体操作时，通过冷却系统及烟气余热回收器对烟气进行降温，然后通过固定式吸附塔对烟气中的SO2进行吸附，SO2吸附温度低，在室温以下吸附，吸附量大，吸附剂装填量少，吸附设备小，同时采用固定床方式进行吸附和解吸轮换操作，避免吸附剂磨损损耗，同时避免移动床带来的落料堵塞等问题，另外，本实用新型中烟气冷凝除湿后吸附，水分含量低，以物理吸附为主，形成H2SO4化学吸附比例低，并且物理吸附易解吸，解吸温度低，热耗低，吸附剂不易自燃，安全性较高，物理吸附易解吸，可采用真空抽吸的方式解吸，同时解吸过程中吸附剂不参与反应，吸附剂几乎不产生损耗，最后需要说明的是，本实用新型中烟气降温过程中析出大量酸性冷凝水，经中和处理后可供电厂使用，降低电厂耗水量，可广泛适用于电厂烟气、钢厂烧结烟气和焦炉烟气等烟气脱硫。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图。
其中，1为烟气引风机、2为烟气余热回收器、3为冷却系统、4为烟气切换装置、5为固定床吸附塔、6为冷量回收器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参考图2，本实用新型所述的固定床式烟气低温吸附脱硫系统包括除尘后烟气输入管道、烟气引风机1、烟气余热回收器2、冷却系统3、烟气切换装置4、冷量回收器6、烟气输出管道及若干固定床吸附塔5；除尘后烟气输入管道的出口与烟气引风机1的入口相连通，烟气引风机1的出口与烟气余热回收器2的入口相连通，烟气余热回收器2的出口与冷却系统3的入口相连通，冷却系统3的出口与烟气切换装置4的入口相连通，烟气切换装置4的出口分别与各固定床吸附塔5的入口相连通，各固定床吸附塔5的出口与冷量回收器6的入口相连通，冷量回收器6的出口与烟气输出管道相连通。
固定床吸附塔5的数目为两个；固定床吸附塔5内填充有多孔吸附材料，其中，所述多孔吸附材料为活性炭、活性焦或分子筛。
本实用新型的具体工作过程为：
除尘后的高温烟气经烟气引风机1引入烟气余热回收器2中，将烟气温度降至70℃以下，其中，回收的热量用于供应热水、蒸汽或用于制冷；经余热回收后的烟气进入冷却系统3中，通过喷淋降温或者间接换热的方式降至室温以下温区，室温以上温区冷却通过冷却水带走热量，室温以下温区冷却采用制冷的方式；冷却后的烟气通过烟气切换装置4进入第一个固定床吸附塔5中，通过与装填的多孔吸附材料相接触，在低温下吸附脱除烟气中的SO2；当第一个固定床吸附塔5吸附饱和后，SO2开始穿透时，通过烟气切换装置4将烟气切换至第二个固定床吸附塔5进行SO2吸附，同时通过加热或抽真空的方式对第一个固定床吸附塔5内的吸附剂进行SO2解吸和吸附材料再生。当第二个固定床吸附塔5吸附饱和后，SO2开始穿透时，通过烟气切换装置4将烟气重新切换至解吸完成的第一个固定床吸附塔5，在两个固定床吸附塔5之间循环开展吸附及解吸操作。
实施例一
600MW燃煤机组的烟气(烟气流量200万标方/小时，SO2含量3000mg/Nm3)经过脱硝和除尘后，进入本实用新型。烟气经烟气引风机1增压后，进入烟气余热回收器2，烟气温度由120℃降至70℃，同时产生80-90℃的热水，进入供热管网；70℃的烟气进入冷却系统3，通过喷淋冷却的方式降至5℃，冷却系统3采用两段喷淋冷却方式，第一段通过喷淋降温至35℃，第二段通过冷冻水喷淋降温至5℃，第一段喷淋循环液通过冷却水冷却，第二段喷淋循环液通过冷水机组冷却；经过冷却系统3冷却至5℃的低温烟气通过烟气切换装置4进入到第一个固定床吸附塔5中，脱硫后的烟气SO2含量低于1mg/Nm3，流经冷量回收器6回收冷量后排出。当脱硫后净烟气中SO2含量超过1mg/Nm3时，通过烟气切换装置4将烟气切换至第二个固定床吸附塔5进行吸附脱硫。同时在第一个固定床吸附塔5内通入150℃热空气进行逆向吹扫床层，解吸出SO2。解吸完成后，通入冷空气吹扫冷却床层。当第二个固定床吸附塔5吸附饱和，脱硫后净烟气中SO2含量超过1mg/Nm3时，通过烟气切换装置4将烟气重新切换至第一个固定床吸附塔5进行吸附脱硫，同时对第二个固定床吸附塔5进行解吸和冷吹操作。两个固定床吸附塔5的轮换切换时间与活性焦装填量成正比。5℃吸附脱硫时，硫容为80mg/g，切换时长设置为8小时，两个固定床吸附塔5均装填600吨。
实施例二
实施例二和实施例一整体工艺流程一致，不同的地方是冷却系统3采用三段喷淋冷却方式，将余热回收后的70℃烟气冷却至-20℃。第一段通过喷淋降温至35℃，第二段通过冷冻水喷淋降温至5℃，第三段通过低温氯化钙溶液喷淋冷却至-20℃，第一段喷淋循环液通过冷却水冷却；第二段喷淋循环液通过冷水机组冷却；第三段喷淋循环液(氯化钙溶液)通过低温制冷机组冷却。固定床吸附塔5内活性焦吸附和解吸再生工艺同实施例一一致。实施例二与实施例一不同的是吸附温度更低，吸附量更大，因此活性焦装填量更少，塔器设备更小。但同时烟气降温的能耗更大。-20℃吸附脱硫时，硫容为170mg/g，切换时长设置为8小时，两个固定床吸附塔5均装填280吨。
Claims (3)
1.一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统，其特征在于，包括除尘后烟气输入管道、烟气引风机(1)、烟气余热回收器(2)、冷却系统(3)、烟气切换装置(4)、冷量回收器(6)、烟气输出管道及若干固定床吸附塔(5)；
除尘后烟气输入管道的出口与烟气引风机(1)的入口相连通，烟气引风机(1)的出口与烟气余热回收器(2)的入口相连通，烟气余热回收器(2)的出口与冷却系统(3)的入口相连通，冷却系统(3)的出口与烟气切换装置(4)的入口相连通，烟气切换装置(4)的出口分别与各固定床吸附塔(5)的入口相连通，各固定床吸附塔(5)的出口与冷量回收器(6)的入口相连通，冷量回收器(6)的出口与烟气输出管道相连通；
所述冷却系统(3)为二段喷淋冷却结构或者三段喷淋冷却结构。
2.根据权利要求1所述的固定床式烟气低温吸附脱硫系统，其特征在于，固定床吸附塔(5)的数目为两个。
3.根据权利要求1所述的固定床式烟气低温吸附脱硫系统，其特征在于，固定床吸附塔(5)内填充有多孔吸附材料，其中，所述多孔吸附材料为活性炭、活性焦或分子筛。
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| CN202020833115.XU CN212283448U (zh) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | 一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111495113A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-07 | 中国华能集团有限公司 | 一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统及方法 |
| WO2023050895A1 (zh) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 用于钢厂烧结机烟气的低温脱硫脱硝系统 |
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2020
- 2020-05-18 CN CN202020833115.XU patent/CN212283448U/zh active Active
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