CN215276586U - 一种干法脱硫脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种干法脱硫脱硝装置，属于烟气净化技术领域。该干法脱硫脱硝装置包括：一级吸附塔、二级吸附塔、一级喷氨装置和二级喷氨装置，一级吸附塔包括模块单元、烟罩隔板以及与烟罩隔板连接的吸附塔隔板；其中，烟罩隔板将烟气分为上部烟气和下部烟气，吸附塔隔板将一级吸附塔分为上部和下部，模块单元中填充活性焦；一级喷氨装置将氨气喷入烟罩隔板的上方，与上部烟气混合。由于本实用新型的一级吸附塔设置有吸附塔隔板，在烟罩隔板的上方喷入了氨气，使一级吸附塔具有脱硫脱硝的作用，烟气进入二级吸附塔之前进行了部分脱硝，从而提高了吸附塔的脱硝效率，实现了NO_X超低排放。

Description

一种干法脱硫脱硝装置

技术领域

本实用新型属于烟气净化技术领域，涉及一种干法脱硫脱硝装置。

背景技术

烧结、球团烟气具有成分复杂、烟气温度波动大、含氧量高等特点，目前常用的湿法及半干法脱硫技术存在着处理污染物单一、脱硫副产物回收困难等问题。干法脱硫脱硝技术采用活性焦作为吸附剂，利用活性焦的吸附性能及催化性能实现SO₂、NO_X、粉尘、重金属、二噁英等有害物质的联合一体化处理，该技术已成为烧结及球团烟气处理的主流技术。

活性焦脱硫脱硝装置主要由吸附塔、解析塔构成。烧结、球团烟气由入口风机引入吸附塔，烟气中的SO₂、粉尘、重金属、二噁英等物质被活性焦吸附，喷入的NH₃与NO_X在活性焦的催化作用下生成N₂和H₂O。活性焦在吸附塔内自上而下缓慢移动，吸附各种有害物质的，反应后的活性焦通过长轴卸料器、旋转密封阀排出，并通过输送机至解析塔。活性焦在解析塔再生段被加热至＞400℃再生，并经冷却段冷却后循环使用。

吸附塔通常由串联的一级吸附塔和二级吸附塔组成，一级吸附塔进行脱硫，二级吸附塔进行脱硝。由于活性焦脱硫脱硝需保证一定的空塔流速，为达到脱硫及脱硝效果往往将吸附塔做得很大，装大量的活性焦以保证有足够的过滤面积和反应时间。这种依靠简单的增加吸附塔规模的方法，不仅增加了装置一次投资及占地，同时由于活性焦装焦量的增加，一定程度上也会增加活性焦的损耗，增加运行成本。

单独采用二级吸附塔进行脱硝，往往很难保证NO_X达到超低排放标准 (脱硝率＞80％)。为满足NO_X的超低排放，通常的做法是在二级吸附塔中喷入大量的NH₃，然而当烧结及球团烟气NO_X浓度＞250mg/Nm³时，这时即使加大NH₃的喷入量也不能确保装置的脱硝效果，且增大NH₃的喷入量也容易引起二级吸附塔内活性焦板结，控制不当还会出现活性焦热点现象，同时也容易导致氨逃逸超标而影响环境。鉴于二级吸附塔喷NH₃脱硝的局限性，国内出现了活性焦脱硫+SCR脱硝的工艺路线，但这种需要升高烟气温度，增大运行成本，造成能源的浪费。利用吸附塔脱硝已很难满足NO_X超低排放的标准，这也极大限制了活性焦脱硫脱硝技术的发展。

实用新型内容

本实用新型提供一种干法脱硫脱硝装置，以解决现有的吸附塔无法满足 NO_X超低排放标准的问题。

为了解决上述问题，本实用新型公开一种干法脱硫脱硝装置，包括：

一级吸附塔，一级吸附塔包括模块单元、烟罩隔板以及与烟罩隔板连接的吸附塔隔板；其中，烟罩隔板将烟气分为上部烟气和下部烟气，吸附塔隔板将一级吸附塔分为上部和下部，模块单元中填充活性焦；

一级喷氨装置，一级喷氨装置将氨气喷入烟罩隔板的上方，与上部烟气混合；

上部烟气经烟罩隔板的上部进入模块单元的上部中进行脱硫脱硝；

下部烟气经烟罩隔板的下部进入模块单元的下部中进行脱硫。

在一可选实施例中，模块单元分为两组，两组模块单元相对设置。

在一可选实施例中，模块单元依次分隔为前室、中室、后室。

在一可选实施例中，前室、中室、后室的下方均设有长轴卸料器和旋转密封阀。

在一可选实施例中，一级吸附塔的顶部设有吸附塔顶置料斗，一级吸附塔的底部设有下部料斗。活性焦通过吸附塔顶置料斗进入一级吸附塔模块单元的前室、中室、后室内自上而下移动，通过下部料斗排出吸附塔。

在一可选实施例中，一种干法脱硫脱硝装置，还包括：

二级吸附塔，二级吸附塔与所述一级吸附塔串联，二级吸附塔包括模块单元、烟罩隔板；其中，烟罩隔板将烟气分为上部烟气和下部烟气，模块单元中填充活性焦；

二级喷氨装置，二级喷氨装置将氨气喷入烟罩隔板的上方和下方。

在一可选实施例中，二级吸附塔还包括吸附塔隔板，吸附塔隔板与烟罩隔板连接，吸附塔隔板将二级吸附塔分为上部和下部。

在一可选实施例中，模块单元分为两组，两组模块单元相对设置；

模块单元依次分隔为前室、中室、后室，前室、中室、后室的下方均设有长轴卸料器和旋转密封阀。

在一可选实施例中，二级吸附塔的顶部设有吸附塔顶置料斗，二级吸附塔的底部设有下部料斗。

在一可选实施例中，一种干法脱硫脱硝装置还包括解析塔，解析塔与一级吸附塔和/或二级吸附塔连接，用于将一级吸附塔排出的活性焦和/或二级吸附塔排出的活性焦解析。

与现有技术相比，本实用新型包括以下优点：

(1)由于本实用新型的一级吸附塔设置有吸附塔隔板，且在烟罩隔板的上方喷入了氨气，从而使一级吸附塔具有脱硫脱硝的作用，烟气进入二级吸附塔之前进行了部分脱硝，从而提高了脱硝效率，可以实现NO_X超低排放。

(2)本实用新型中烟罩隔板将烟气分为上部烟气和下部烟气，吸附塔隔板将一级吸附塔分为上部和下部，吸附塔的上部喷入氨气进行脱硫脱硝，吸附塔的下部进行脱硫，通过吸附塔隔板在一级吸附塔上部喷氨防止了氨气串入一级吸附塔下部产生硫铵，活性焦层出现热点，确保了整个装置的稳定运行。

(3)本实用新型中一级吸附塔上部喷入NH₃，NH₃与活性焦层内的 H₂SO₄反应生成(NH₄)₂SO₄，在解析过程中，(NH₄)₂SO₄解析不需要跟活性焦反应，可以减少由于H₂SO₄解析所消耗的活性焦，一定程度上进一步降低运行成本。

(4)本实用新型一级吸附塔部分脱硝+二级吸附塔脱硝，使用一级塔上部兼有脱硝功能，可减小吸附塔的装置规模、减少一次装焦投入及占地，同时降低活性焦化学损耗，有助于降低运行成本。

(5)本实用新型中长轴卸料器的速度可调，可以根据活性焦层温度调整长轴卸料器的排焦速度，抑制活性焦层热点生成，确保装置安全稳定运行。

附图说明

图1是现有技术中一级吸附塔中活性焦对SO₂的吸附量随吸附塔高度变化曲线；

图2是本实用新型的一种干法脱硫脱硝装置的结构示意图；

图3是本实用新型的一级吸附塔的正视图。

附图标记说明：

1、一级吸附塔；2、二级吸附塔；31、上部；32、下部；41、一级喷氨装置；42、二级喷氨装置；5、长轴卸料器；6、烟罩隔板；7、前室；8、中室；9、后室；10、吸附塔顶置料斗；11、模块单元；12、吸附塔隔板；13、下部料斗；14、烟囱。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

现有的吸附塔通常由串联的一级吸附塔1和二级吸附塔2组成，一级吸附塔1进行脱硫脱硝，二级吸附塔2进行脱硝。在一级吸附塔1中，活性焦通过物理吸附及化学吸附将烟气中的SO₂吸附在空隙内，并以H₂SO₄的形式存在，具体反应见式(1)，一级吸附塔1内活性焦对SO₂吸附量由活性焦停留时间决定。一级吸附塔1中活性焦对SO₂的吸附量随吸附塔高度变化的曲线如图1所示，曲线上部为未吸附SO₂区域，曲线下部阴影为吸附区域。从图1可以看出，处于一级吸附塔1上部31的活性焦吸附SO₂量较少，下部 32的活性焦吸附SO₂量较多，即一级吸附塔1上部31存在未吸附SO₂的区域，在该区域NH₃与SO₂之间的反应几率较低，因此可以在该区域喷NH₃进行脱硝。

SO₂+1/2O₂+H₂O→H₂SO₄ (1)；

下面结合具体的实施例对本实用新型的干法脱硫脱硝装置进行阐述。由于一级吸附塔1和二级吸附塔2结构相似，一级喷氨装置41和二级喷氨装置42结构相似，因此未对一级吸附塔1和二级吸附塔2、一级喷氨装置41 和二级喷氨装置42的具体结构进行区分。

参照图2，示出了本实用新型一种干法脱硫脱硝装置，包括一级吸附塔 1、一级喷氨装置41、二级吸附塔2、二级喷氨装置42和解析塔，一级吸附塔1和二级吸附塔2串联在一起，其中一级吸附塔1用于脱硫脱硝，二级吸附塔2用于脱硝，一级吸附塔1和二级吸附塔2配合使用实现NO_X超低排放；解析塔与一级吸附塔1和/或二级吸附塔2连接，用于将一级吸附塔1 排出的活性焦和/或二级吸附塔2排出的活性焦解析。烟气依次通过一级吸附塔1、二级吸附塔2脱除烟气中的有害物质后进入烟囱14达标排放，反应后的活性焦经解析塔解析后再利用。

一级吸附塔1的侧面设置有烟气入口和烟气出口，一级吸附塔1的顶部设有吸附塔顶置料斗10，一级吸附塔1的底部设有下部料斗13。一级吸附塔1包括模块单元11、烟罩隔板6以及吸附塔隔板12，烟罩隔板6和吸附塔隔板12均位于一级吸附塔1的内部，且吸附塔隔板12与烟罩隔板6焊接在一起，烟罩隔板6将烟气分为上部烟气和下部烟气，吸附塔隔板12将一级吸附塔1分为上部31和下部32。活性焦经吸附塔顶置料斗10填充于模块单元11中，并沿模块单元11自上而下缓慢移动，活性焦与烟气呈错流布置。一级喷氨装置41将氨气喷入烟罩隔板6的上方，氨气与上部烟气混合，经上部31进入模块单元11中进行脱硫脱硝；下部烟气经下部32进入模块单元11中进行脱硫，脱硫脱硝后的上部烟气和下部烟气混合经一级吸附塔1 的烟气出口进入二级吸附塔2的烟气入口。

二级吸附塔2和一级吸附塔1的结构相似，二级吸附塔2的侧面设置有烟气入口和烟气出口，二级吸附塔2的顶部设有吸附塔顶置料斗10，二级吸附塔2的底部设有下部料斗13。二级吸附塔2包括模块单元11、烟罩隔板6；烟罩隔板6将烟气分为上部烟气和下部烟气。活性焦经吸附塔顶置料斗10 填充于模块单元11中，并沿模块单元11自上而下缓慢移动。二级喷氨装置 42将氨气喷入烟罩隔板6的上方和下方，在二级吸附塔进行脱硝反应，脱硝后的烟气经烟囱14进行排放。

本实施例中将NH₃通过一级喷氨装置41喷入一级吸附塔1的烟罩隔板 6的上方，并在吸附塔中设置了吸附塔隔板12，在一级吸附塔1的上部31NH₃与SO₂的接触几率较低，从而避免活性焦层出现热点。在一级吸附塔1的上部31进行脱硫脱硝反应，部分NH₃与H₂SO₄反应生成硫铵，其余的NH₃与 NO_X反应生成N₂，具体反应见式(1)、(2)、(3)、(4)，一级吸附塔1上部NH₃的喷入量与烟气中的SO₂和NO_X的含量有关，在一级吸附塔1的下部 32进行脱硫反应，具体反应见式(1)。二级吸附塔2中，烟罩隔板6的上方及下方均喷入了NH₃，NH₃与一级吸附塔1排出的烟气混合后，在二级吸附塔2中进行了脱硝反应，具体反应见式(3)、(4)。解析塔进行活性炭解析时，需在400℃下进行，具体反应见(5)、(6)、(7)、(8)。

2NH₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄ (2)；

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O (3)；

6NO₂+8NH₃→7N₂+12H₂O (4)；

2H₂SO₄+C→2SO₂+CO₂+2H₂O (5)；

(NH₄)₂SO₄→SO₃+2NH₃+H₂O (6)；

3SO₃+2NH₃→3SO₂+N₂+3H₂O (7)；

SO₃+C→SO₂+CO (8)。

本实用新型通过改变吸附塔结构，在一级吸附塔1上部31喷入NH₃，使一级吸附塔1兼具脱硫及脱硝性能，同时，在一级吸附塔1后面串联二级吸附塔2脱硝，以保证脱硝效果。利用一级吸附塔1上部31作为脱硝塔使用，可以减小二级吸附塔2(脱硝塔)的配置规模，在保证脱硝效果的基础上节约装置投资及占地，同时还可减少解析过程中活性焦的化学损耗。此外，该吸附塔排焦速度可调，可以根据活性焦层温度调整排焦速度，抑制热点生成，确保装置安全稳定运行。一级吸附塔1上部31喷入NH₃，NH₃与活性焦层内的H₂SO₄反应生成(NH₄)₂SO₄，在解析过程中，(NH₄)₂SO₄解析不需要跟活性焦反应，可以减少由于H₂SO₄解析所消耗的活性焦，一定程度上可以减少活性焦化学损耗进一步降低运行成本。

参见图3，一级吸附塔1的模块单元11分为两组，两组模块单元11相对设置形成一烟气进气室，吸附塔隔板12设置于烟气进气室的中部，但并未贯穿模块单元11，即吸附塔隔板12的设置将烟罩隔板来烟气分隔为两部分，其并不影响模块单元11中的活性焦在一级吸附塔中的移动，而由于设置了吸附板隔板，使一级吸附塔1上部31进行脱硫脱硝，一级吸附塔1下部32进行脱硝，氨气不会串入一级吸附塔1的下部31SO₂吸附区，避免产生硫铵发生热点。

模块单元11被入口格栅、多孔板及微孔板依次分隔为前室7、中室8、后室9，前室7、中室8、后室9的下方均设有长轴卸料器5和旋转密封阀。前室7主要为除尘、中室8主要为除尘及脱硫、后室9为脱硝，在模块单元 11中是否能进行脱硝，主要看是否有氨气喷入。反应后的活性焦通过各室分别设置的长轴卸料器5和旋转密封阀排入一级吸附塔1底部的下部32料斗，通过输送装置送至解析塔。长轴卸料器5为变频调节，可根据一级吸附塔1 出口烟气参数调节长轴卸料器5转速从而控制下料速度和排焦速度。脱硫脱硝过程中需要严格监视一级吸附塔1上部31的活性焦温度，当一级吸附塔1 上部31温度异常时，调整氨气喷入量，并加快长轴卸料器5排料速度，可以有效抑制活性焦层产生热点。

二级吸附塔2的模块单元11分为两组，两组所述模块单元11相对设置，模块单元11被入口格栅、多孔板、微孔板依次分隔为前室7、中室8、后室 9，前室7、中室8、后室9的下方均设有长轴卸料器5和旋转密封阀，由于二级吸附塔2的模块单元11与一级吸塔的模块单元11结构相同，再次不做过多赘述。

在一可选实施例中，二级吸附塔2还包括吸附塔隔板12，吸附塔隔板 12与烟罩隔板6连接，吸附塔隔板12将二级吸附塔2分为上部31和下部 32。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的一种干法脱硫脱硝装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种干法脱硫脱硝装置，其特征在于，包括：

一级吸附塔(1)，所述一级吸附塔(1)包括模块单元(11)、烟罩隔板(6)以及与烟罩隔板(6)连接的吸附塔隔板(12)；其中，所述烟罩隔板(6)将烟气分为上部烟气和下部烟气，所述吸附塔隔板(12)将所述一级吸附塔(1)分为上部(31)和下部(32)，所述模块单元(11)中填充活性焦；

一级喷氨装置(41)，所述一级喷氨装置(41)将氨气喷入所述烟罩隔板(6)的上方，与上部烟气混合；

所述上部烟气经所述烟罩隔板(6)的上部进入所述模块单元(11)的上部中进行脱硫脱硝；

所述下部烟气经所述烟罩隔板(6)的下部进入所述模块单元(11)的下部进行脱硫。

2.根据权利要求1所述的干法脱硫脱硝装置，其特征在于，所述模块单元(11)分为两组，两组所述模块单元(11)相对设置。

3.根据权利要求1所述的干法脱硫脱硝装置，其特征在于，所述模块单元(11)依次隔为前室(7)、中室(8)、后室(9)。

4.根据权利要求3所述的干法脱硫脱硝装置，其特征在于，所述前室(7)、所述中室(8)、所述后室(9)的下方均设有长轴卸料器(5)和旋转密封阀，其中所述长轴卸料器(5)的速度可调。

5.根据权利要求1所述的干法脱硫脱硝装置，其特征在于，所述一级吸附塔(1)的顶部设有吸附塔顶置料斗(10)，所述一级吸附塔(1)的底部设有下部料斗(13)。

6.根据权利要求1所述的干法脱硫脱硝装置，其特征在于，还包括：

二级吸附塔(2)，所述二级吸附塔(2)与所述一级吸附塔(1)串联，所述二级吸附塔(2)包括模块单元(11)、烟罩隔板(6)；其中，所述烟罩隔板(6)将烟气分为上部(31)烟气和下部烟气，所述模块单元(11)中填充活性焦；

二级喷氨装置(42)，所述二级喷氨装置(42)将所述氨气喷入所述烟罩隔板(6)的上方和下方。

7.根据权利要求6所述的干法脱硫脱硝装置，其特征在于，所述二级吸附塔(2)还包括吸附塔隔板(12)，所述吸附塔隔板(12)与所述烟罩隔板(6)连接，所述吸附塔隔板(12)将所述二级吸附塔(2)分为上部(31)和下部(32)。

8.根据权利要求6所述的干法脱硫脱硝装置，其特征在于，所述模块单元(11)分为两组，两组所述模块单元(11)相对设置；

所述模块单元(11)依次分隔为前室(7)、中室(8)、后室(9)，所述前室(7)、所述中室(8)、所述后室(9)的下方均设有长轴卸料器(5)和旋转密封阀。

9.根据权利要求6所述的干法脱硫脱硝装置，其特征在于，所述二级吸附塔(2)的顶部设有吸附塔顶置料斗(10)，所述二级吸附塔(2)的底部设有下部料斗(13)。

10.根据权利要求6、7、9中任意一项所述的干法脱硫脱硝装置，其特征在于，还包括：

解析塔，所述解析塔与所述一级吸附塔(1)和/或所述二级吸附塔(2)连接，用于将所述一级吸附塔(1)排出的活性焦和/或所述二级吸附塔(2)排出的活性焦解析。

Images