CN220939987U - 错流式吸附塔和烟气低温吸附系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种错流式吸附塔和烟气低温吸附系统，错流式吸附塔包括塔筒和错流床，塔筒具有吸附腔以及与吸附腔连通的烟气进口和烟气出口；错流床由吸附剂构成并位于吸附腔内，错流床为中空结构，错流床的中空腔构成第一烟气流道，错流床的外周面与塔筒的内壁面之间构成第二烟气流道，待吸附净化烟气从第一烟气流道和第二烟气流道中的一者沿内外方向穿过错流床后进入第一烟气流道和第二烟气流道中的另一者，第一烟气流道和第二烟气流道中的另一者与烟气出口连通。本实用新型提供的错流式吸附塔在塔筒内的有效空间内，填充更多的吸附材料，吸附材料填充量的提升，极大提高吸附塔的吸附效率，具有空间利用率高、吸附效率高的优点。

Description

错流式吸附塔和烟气低温吸附系统

技术领域

本实用新型涉及烟气吸附技术邻域，由其是涉及一种错流式吸附塔和烟气低温吸附系统。

背景技术

相关技术中的烟气吸附塔根据床层的设置方式的不同分为固定床式吸附塔和移动床式吸附塔等，相比固定床式吸附塔，移动床式吸附塔能够更好地保证吸附床的吸附效率和吸附能力。移动床式吸附塔根据烟气与吸附剂的流动方式又分为逆流吸附塔和错流式吸附塔，错流式吸附塔中的烟气与吸附剂的流动方向相互垂直，烟气穿过吸附床从而被吸附。在相关技术中，错流式吸附塔内的吸附床通常为一字形，塔内还具有较大未充分利用的空间，导致错流式吸附塔在同样的吸附效率下具有较大的占地面积，或者说，在占地面积较大的情况下吸附效率不够理想，因此需要提高错流式吸附塔塔筒内的空间利用率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种空间利用率高的错流式吸附塔。

本实用新型还提出一种烟气低温吸附系统。

本实用新型实施例提供的错流式吸附塔包括塔筒和错流床，所述塔筒具有吸附腔以及与所述吸附腔连通的烟气进口和烟气出口；所述错流床由吸附剂构成并位于所述吸附腔内，所述错流床为中空结构，所述错流床的中空腔构成第一烟气流道，所述错流床的外周面与所述塔筒的内壁面之间构成第二烟气流道，待吸附净化烟气从所述第一烟气流道和所述第二烟气流道中的一者沿内外方向穿过所述错流床后进入所述第一烟气流道和所述第二烟气流道中的另一者，所述第一烟气流道和所述第二烟气流道中的另一者与所述烟气出口连通。

可选地，所述错流床为移动床，所述塔筒的顶部设有用于向所述吸附腔内投料的进料口，所述塔筒的底部设有用于将所述错流床底部的吸附剂排出的出料口。移动床由从进料口投入的吸附剂堆积而成，移动床中的吸附剂逐渐向出料口流动，移动床底部的吸附剂从出料口排出。

可选地，所述错流床为中空的多棱柱形，所述错流床的水平横截面的内缘和外缘均为多边形。

可选地，所述错流床为四棱柱形，所述塔筒的形状与所述错流床适配。错流床的水平横截面的内缘和外缘均为四边形。

可选地所述塔筒的内周壁面与所述错流床的外周面之间的间隔为0.5m-1.5m；所述错流床在水平方向上的厚度为0.5m-2m。由此，便于限定出第一烟气流道和第二烟气流道的大体尺寸，保证塔筒内填充的吸附剂量充足，同时保证烟气顺畅地流通。

可选地，所述错流床的水平横截面面积与所述塔筒的内腔的水平横截面面积之比为1/3-2/3；和/或，所述第一烟气流道的水平横截面与所述第二烟气流道的水平横截面之比为0.7:1-1:1.3。由此，便于限定出第一烟气流道和第二烟气流道的横截面面积的比值，保证塔筒内填充的吸附剂量充足，同时保证烟气顺畅地流通。

可选地，待吸附烟气从所述第一烟气流道进入所述第二烟气流道，所述错流式吸附塔包括隔板，所述隔板设置在所述第二烟气流道内，以将所述第二烟气流道分割为沿竖直方向延伸的若干第一出烟子流道，所述第一出烟子流道与所述塔筒的烟气出口连通。隔板的设置使错流床内的烟气气流可以在不同的第一出烟子流道内流通，气流之间彼此互不影响，使烟气流动更加顺畅。

可选地，待吸附烟气从所述第二烟气流道进入所述第一烟气流道，所述错流式吸附塔包括挡板，所述挡板设置于所述第一烟气流道中，以将所述第一烟气流道分割为沿竖直方向延伸的若干第二出烟子流道，所述第二出烟子流道与所述塔筒的烟气出口连通。挡板的设置使错流床内的烟气气流可以在不同的第二出烟子流道内流通，气流之间彼此互不影响，使烟气流动更加顺畅。

可选地，所述错流床为多个，多个所述错流床在竖直方向上依次堆叠，其中相邻两个错流床中，位于下方的错流床的出烟的流道在竖直方向上与位于上方的错流床中进烟的流道连通，位于最顶部的错流床中出烟的流道与所述塔筒的烟气出口连通。烟气从下至上依次穿过多个错流床进行多级错流吸附，烟气的吸附净化更加彻底，实现烟气的近零排放。

本实用新型实施例提供的烟气低温吸附系统包括错流式吸附塔和再生塔，所述错流式吸附塔为上述任一实施例所述的错流式吸附塔，所述错流式吸附塔的烟气进口通入温度在室温以下的待吸附烟气；所述再生塔用于从所述错流式吸附塔排出的吸附饱和的吸附剂的再生，所述错流式吸附塔的出料口与所述再生塔的再生进口连通，所述再生塔的再生出口与所述错流式吸附塔的进料口连通。

本实用新型提供的错流式吸附塔内设有错流床，错流床为中空结构，烟气从内向外或从外向内穿过错流床完成净化。本实用新型实施例提供的错流式吸附塔实现在塔筒的有效空间内填充更多的吸附材料，吸附材料填充量的提升，极大提高吸附塔的吸附效率。在填充同等量的吸附材料的情况下，本实用新型实施例提供的错流式吸附塔与相关技术中一字型的错流式吸附塔相比，占地面积减小。因此本实用新型提供的错流式吸附塔具有空间利用率高、吸附效率高的优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例的错流式吸附塔的外观结构示意图。

图2是本实用新型实施例的错流式吸附塔的横截面图(错流式吸附塔中待吸附净化烟气从第一烟气流道向第二烟气流道流动)。

图3是本实用新型实施例的错流式吸附塔的横截面图(错流式吸附塔中待吸附净化烟气从第二烟气流道向第一烟气流道流动)。

图4是图2的A-A剖面图。

附图标记：

错流式吸附塔100、塔筒1、进料口11、出料口12、烟气进口13、烟气出口14、第一烟气出口141、第二烟气出口142、错流床2、第一烟气流道21、第二烟气流道22、内壳23、外壳24、挡板3、第二出烟子流道31、隔板4、第一出烟子流道41。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合图1-图4描述根据本实用新型实施例的错流式吸附塔100和烟气低温吸附系统。

如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的错流式吸附塔100包括塔筒1和错流床2，塔筒1具有吸附腔，塔筒1的顶部设有与吸附腔连通的进料口11，底部设有与吸附腔连通的出料口12，塔筒1还具有与吸附腔连通的烟气进口13和烟气出口14，烟气出口14位于烟气进口13的上方。

错流床2由吸附剂构成并位于吸附腔内，错流床2为中空结构，错流床2的中空腔构成第一烟气流道21，错流床2的外周面与塔筒1的内壁面之间构成第二烟气流道22，待吸附净化烟气从第一烟气流道21和第二烟气流道22中的一者沿内外方向穿过错流床2后进入第一烟气流道21和第二烟气流道22中的另一者，第一烟气流道21和第二烟气流道22中的另一者与烟气出口连通。

根据本实用新型实施例的错流式吸附塔100，实现在塔筒1的有效空间内填充更多的吸附材料，吸附材料填充量的提升，极大提高吸附塔的吸附效率。在塔筒1的吸附腔体积相同的情况下，本发明实施例提供的错流式吸附塔100中的吸附剂填充量约为相关技术中一字型错流吸附塔的吸附剂填充量的1.5-3倍，实现了吸附材料填充量的大大提升。

又或者说，在填充同等量的吸附材料的情况下，本实用新型实施例提供的错流式吸附塔100与相关技术中一字型的错流吸附塔相比，占地面积减小。

因此本实用新型提供的错流式吸附塔100具有空间利用率高、吸附效率高的优点。

在一些实施例中，如图2所示，烟气进口13与第一烟气流道21连通，烟气出口14与第二烟气流道22连通，待吸附烟气从第一烟气流道21从内向外穿过错流床2后进入第二烟气流道22以实现烟气净化，第二烟气流道22与烟气出口连通，吸附后的净烟气从烟气出口排出塔筒1。

在另一些实施例中，如图3所示，烟气进口13与第二烟气流道22连通，烟气出口14与第一烟气流道21连通，待吸附烟气从第二烟气流道22从外向内穿过错流床2后进入第一烟气流道21以实现烟气净化，第一烟气流道21与烟气出口连通，吸附后的净烟气从烟气出口排出塔筒1。

可选地，所述吸附剂为活性焦、活性炭、分子筛或硅藻泥。

在一些实施例中，错流床2为移动床，塔筒1的顶部设有用于向吸附腔内投料的进料口11，塔筒1的底部设有用于将错流床2底部的吸附剂排出的出料口12。移动床由从进料口11投入的吸附剂堆积而成，移动床中的吸附剂逐渐向出料口12流动，移动床底部的吸附剂从出料口12排出。

从烟气进口13进入塔筒1的吸附剂进入错流床2中，并在重力的作用下向下流动，在流动过程中与烟气接触吸附烟气中的污染物。为了限定吸附剂在错流床2中流动，错流床2包括壳体，壳体包括内壳23和外壳24，外壳24套设内壳23，外壳24和内壳23之间具有间隔，吸附剂在外壳24和内壳23之间的间隔中流动，形成错流床2。错流床2的内壳23中部形成第一烟气流道21。为了使烟气可以由内向外穿过错流床2，错流床2的内壳23和外壳24上均匀地设置有气孔，可以理解的是，气孔允许烟气通过，同时可以阻挡吸附剂泄漏出。

如图4所示，在一些实施例中，所述壳体为格栅结构。壳体的内壳23和外壳24均为格栅结构，格栅结构的内壳23和外壳24均具有若干允许烟气通过的格栅孔，格栅的倾斜方向为向下向内倾斜，其中向内是指向错流床2内填充的吸附材料的方向，由此可以避免错流床2中向下移动的吸附材料从格栅孔中漏出。

在一些实施例中，错流床2为中空的多棱柱形，错流床2的水平横截面的内缘和外缘均为多边形。例如，如图2和图3所示，错流床2为四棱柱形，错流床2的水平横截面的内缘和外缘均为四边形。塔筒1的形状与错流床2适配，塔筒1的形状为四棱柱形。在另一些可替换实施例中，错流床2为圆筒状结构，错流床2的水平横截面的内缘和外缘均为圆形。

在一些可选实施例中，塔筒1的内周壁面与错流床2的外周面之间的间隔为0.5m-1.5m，也就是说，第二烟气流道22在水平方向上的宽度为0.5m-1.5m，以保证第二烟气流道22中的烟气能够顺畅地流通，同时避免塔筒1的占地面积过大。若塔筒1的内周壁面与错流床2的外周面之间的间隔过小(例如小于0.5m)，第二烟气流道22的宽度较窄，使第二烟气流道22中的烟气流通阻力较大，不利于烟气流通；若塔筒1的内周壁面与错流床2的外周面之间的间隔过大(例如大于1.5m)，会导致塔筒1的整体体积较大，塔筒1的占地面积较大，使得错流式吸附塔100的建设成本较高。

在一些可选实施例中，错流床2在水平方向上的厚度为0.5m-2m。错流床2在水平方向上的厚度具体是指错流床2的内周面与外周面在水平方向上的间隔的尺寸。错流床2的厚度可以根据烟气中污染物的含量、烟气的净化程度、烟气处理量、吸附剂的选取选择。例如错流床2在水平方向上的厚度可以为1m、1.5m或2m。

优选地，错流床2的厚度为2m，在保障烟气的吸附净化的基础上，避免错流床2过厚导致烟气的流通阻力过大。

在一些可选实施例中，错流床2的水平横截面面积与塔筒1的内腔的水平横截面面积之比为1/3-2/3。保证塔筒1内填充的吸附剂量充足，同时保证烟气顺畅地流通。

在一些可选实施例中，第一烟气流道21的水平横截面与第二烟气流道22的水平横截面之比为0.7:1-1:1.3。

进一步优选地，第一烟气流道21的水平横截面与第二烟气流道22的水平横截面之比为1:1，以更好地平衡进烟流道与出烟流道之间压力平衡。

在一些实施例中，如图2所示，待吸附烟气从第一烟气流道21进入第二烟气流道22，错流式吸附塔100包括隔板4，隔板4设置在第二烟气流道22内，以将第二烟气流道22分割为沿竖直方向延伸的若干第一出烟子流道41，第一出烟子流道41与塔筒1的烟气出口14连通。隔板4的设置可以使穿过错流床2后的净烟气气流可以进入不同的第一出烟子流道41，在多个第一出烟子流道41内流通，且气流之间彼此互不影响，使烟气流动更加顺畅。

进一步地，隔板4的数量有多个并在错流床2的周向上间隔布置，隔板4连接错流床2的外周面和塔筒1的内壁面，相邻两个隔板4之间限定出第一出烟子流道41。

作为示例，如图2所示，隔板4的数量为4个，四个隔板4围绕错流床2间隔设置在第二烟气流道22中，将第二烟气流道22分割为四个沿竖直方向延伸的第一出烟子流道41。由于第一烟气流道21中的烟气在穿过错流床2时，流通方向是随机的，如图2所示，从不同位置穿过错流床2的烟气进入对应的第一出烟子流道41中，沿该第一出烟子流道41向上流动，四个第一出烟子流道41中的烟气互不影响，有利于烟气的排出更加顺畅。

在其他可替换的实施例中，第二烟气流道22内设置的隔板4数量可以为其他，将第二烟气流道22分割为其他数量的第一出烟子流道41。在另一些实施例中，如图3所示，待吸附烟气从第二烟气流道22进入第一烟气流道21，错流式吸附塔100包括挡板3，挡板3设置于第一烟气流道21中，以将第一烟气流道21分割为沿竖直方向延伸的若干第二出烟子流道31，第二出烟子流道31与塔筒1的烟气出口14连通。挡板3的设置可以使穿过错流床2后的净烟气气流能够进入不同第二出烟子流道31，沿多个第二出烟子流道31流通，多个第二出烟子流道31内的烟气气流之间彼此互不影响，使烟气流动更加顺畅。

作为示例，如图3所示，第一烟气流道21内设有两个挡板3，两个挡板3均竖直设置并相互交叉，将第一烟气流道21分割为四个第二出烟子流道31。由于第二烟气流道22为环形，其中的烟气在穿过错流床2进入第一烟气流道21时，流通方向是随机的，如图3所示，从不同位置穿过错流床2的烟气进入对应的第二出烟子流道31中，沿该第二出烟子流道31向上流动，四个第二出烟子流道31中的烟气互不影响，有利于烟气的排出更加顺畅。

在其他可替换的实施例中，第一烟气流道21内设置的挡板3数量可以为其他，将第一烟气流道21分割为其他数量的第二出烟子流道31。

烟气的低温吸附技术的基本原理是通过吸附剂吸附原理将污染物组分从低温烟气中脱除。在低温环境下，烟气中的氮氧化物在活性炭等吸附剂表面发生了低温氧化吸附现象，将难以吸附的一氧化氮气体氧化成易于吸附的二氧化氮气体，实现吸附能力呈现数百倍的增长，此外，二氧化硫、二氧化碳以及重金属等组分的吸附能力也在低温环境下成倍数提升。

本实用新型实施例的烟气低温吸附系统包括错流式吸附塔100和再生塔，错流式吸附塔100为上述任一实施例中的错流式吸附塔100，错流式吸附塔100的烟气进口13用于通入温度在室温以下的待吸附烟气。再生塔用于将从错流式吸附塔100排出的吸附饱和的吸附剂进行再生。错流式吸附塔100的出料口12与再生塔的再生进口连通，吸附饱和的吸附剂从出料口12排出后进入再生塔内进行再生，再生塔的再生出口与错流式吸附塔100的进料口11连通，再生后的吸附剂通过进料口11投入错流式吸附塔100的错流床2中，进行烟气的吸附，由此实现吸附剂的循环利用。

需要说明地，烟气低温吸附系统还包括烟气冷却塔，烟气冷却塔用于将烟气冷却至室温以下，烟气冷却塔与错流式吸附塔100的烟气进口连通。

优选地，低温烟气的温度为零下，例如-80℃～-5℃。

更优选地，所述低温烟气的温度为-20℃～-5℃。发明人通过研究发现，烟气温度越低，对于吸附净化越有利，但是，烟气温度太低，导致冷却烟气的设备结构复杂，能耗增加，例如，要求冷却设备和吸附塔以及管路设置保温层，密封性要求高，从而导致成本增加，另外，过低的温度条件导致吸附塔内容易出现冷凝水，造成吸附剂粘结堵塞，影响吸附。因此，烟气温度冷却为-20℃～-5℃是有利的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种错流式吸附塔，其特征在于，包括：

塔筒，所述塔筒具有吸附腔以及与所述吸附腔连通的烟气进口和烟气出口；

错流床，所述错流床由吸附剂构成并位于所述吸附腔内，所述错流床为中空结构，所述错流床的中空腔构成第一烟气流道，所述错流床的外周面与所述塔筒的内壁面之间构成第二烟气流道，待吸附净化烟气从所述第一烟气流道和所述第二烟气流道中的一者沿内外方向穿过所述错流床后进入所述第一烟气流道和所述第二烟气流道中的另一者，所述第一烟气流道和所述第二烟气流道中的另一者与所述烟气出口连通。

2.根据权利要求1所述的错流式吸附塔，其特征在于，所述错流床为移动床，所述塔筒的顶部设有用于向所述吸附腔内投料的进料口，所述塔筒的底部设有用于将所述错流床底部的吸附剂排出的出料口。

3.根据权利要求1所述的错流式吸附塔，其特征在于，所述错流床为中空的多棱柱形，所述错流床的水平横截面的内缘和外缘均为多边形。

4.根据权利要求3所述的错流式吸附塔，其特征在于，所述错流床为四棱柱形，所述塔筒的形状与所述错流床适配。

5.根据权利要求4所述的错流式吸附塔，其特征在于，

所述塔筒的内周壁面与所述错流床的外周面之间的间隔为0.5m-1.5m；

和/或，所述错流床在水平方向上的厚度为0.5m-2m。

6.根据权利要求1所述的错流式吸附塔，其特征在于，所述错流床的水平横截面面积与所述塔筒的内腔的水平横截面面积之比为1/3-2/3；

和/或，所述第一烟气流道的水平横截面与所述第二烟气流道的水平横截面之比为0.7:1-1:1.3。

7.根据权利要求1所述的错流式吸附塔，其特征在于，待吸附烟气从所述第一烟气流道进入所述第二烟气流道，所述错流式吸附塔包括隔板，所述隔板设置在所述第二烟气流道内，以将所述第二烟气流道分割为沿竖直方向延伸的若干第一出烟子流道，所述第一出烟子流道与所述塔筒的烟气出口连通。

8.根据权利要求1所述的错流式吸附塔，其特征在于，待吸附烟气从所述第二烟气流道进入所述第一烟气流道，所述错流式吸附塔包括挡板，所述挡板设置于所述第一烟气流道中，以将所述第一烟气流道分割为沿竖直方向延伸的若干第二出烟子流道，所述第二出烟子流道与所述塔筒的烟气出口连通。

9.根据权利要求1所述的错流式吸附塔，其特征在于，所述错流床为多个，多个所述错流床在竖直方向上依次堆叠，其中相邻两个错流床中，位于下方的错流床的出烟的流道在竖直方向上与位于上方的错流床中进烟的流道连通，位于最顶部的错流床中出烟的流道与所述塔筒的烟气出口连通。

10.一种烟气低温吸附系统，其特征在于，包括：

错流式吸附塔，所述错流式吸附塔为权利要求1-9中任一项所述的错流式吸附塔，所述错流式吸附塔的烟气进口通入温度在室温以下的待吸附烟气；

再生塔，所述再生塔用于从所述错流式吸附塔排出的吸附饱和的吸附剂的再生，所述错流式吸附塔的出料口与所述再生塔的再生进口连通，所述再生塔的再生出口与所述错流式吸附塔的进料口连通。