CN220983228U - 一种烟气吸附脱硫评价装置 - Google Patents

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徐士平
刘增让
刘爱华
刘剑利
宋宛霖
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China Petroleum and Chemical Corp
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Abstract

本实用新型公开了一种烟气吸附脱硫评价装置,涉及含硫废气处理设备技术领域,包括反应系统、供水系统、供气系统,反应系统,所述反应系统包括电加热箱,所述电加热箱的内部设置有多组电加热器,多组所述电加热器之间设置有反应器,所述供水系统能够向反应系统加水,所述供气系统能够向反应系统加入气体、并与烟气分析仪连通,所述尾气处理系统接收烟气分析仪和反应器输出气体、并进行处理。本实用新型快速便捷的对吸附剂进行性能评价,既可以评价吸附剂的吸附性能,也可以评价吸附剂的再生性能,从而为吸附剂的研发提供支撑。

Description

一种烟气吸附脱硫评价装置
技术领域
本实用新型涉及含硫废气处理设备技术领域,尤其涉及一种烟气吸附脱硫评价装置。
背景技术
近年来,随着人们环保意识的提高,我国的环保法规也日益严格。2015年,我国签发了新的污染物排放标准《石油炼制工业污染物排放标准(GB31570-2015)》,其中规定:工艺加热炉烟气SO2特别排放限值为50mg/Nm3,催化裂化催化剂再生烟气排放限值为100mg/Nm3,硫磺回收装置烟气SO2特别排放浓度限值为100mg/Nm3以下;且硫磺尾气SO2排放量也是环保部污染物总量核查核算中的重要指标之一。由此可见,我国对烟气SO2排放要求日益严格。烟气SO2排放成为各行业发展的一大瓶颈。
目前,国内外烟气脱硫技术主要分为两个大的类别,第一种是湿法脱硫,即采用某种液体吸收剂对废气进行处理;第二种是干法脱硫,通过采用粉状或粒状的吸附剂或吸收剂来脱除烟道气中的SO2。当前我国烟气脱硫基本上都是采用国外引进的技术,这些技术以湿法为主。湿法脱硫技术中最具代表性、发展最快的是碱洗法脱硫,例如DuPontTM BELCO公司的LABSORBTM技术。若采用烟气后碱洗的湿法脱硫技术,可以实现50mg/Nm3以下的更低排放,但是该类工艺产生新的二次污染物——含硫酸钠废水,该类废水无法直接排放,再处理工艺投资巨大。干法脱硫因操作简单、设备投资省、无二次污染等特点近年来发展迅速,被认为是最具有应用前景的脱硫工艺。所以最近几年,干法烟气脱硫技术的研究与开发受到国内外的普遍重视。
干法烟气脱硫是利用特殊的吸附剂来脱除烟气中的SO2,因此干法脱硫的核心在于高性能的吸附剂。吸附剂的两大关键指标为吸附硫容和再生性能。好的吸附剂应当具备较高的硫容和良好的再生性能。然而,目前国内外对吸附剂的研究较少,尚无较好的吸附剂评价装置及方法,无法快速准确评判吸附剂性能,从而阻碍高性能吸附剂的研发。
专利CN102565287A公布了一种用于烟气污染物吸附剂评价的装置及其应用,包括携带污染物的模拟烟气钢瓶,汞携带气体钢瓶,汞蒸气发生器,质量流量计A,质量流量计B、混气罐,双通阀,汞形态转换装置,汞分析仪,计算机,尾气处理装置及固定床。该发明利用可在一定的温度下,将进入固定床中的SO2,NOx和Hg0等相关污染物被其中的吸附剂所吸附,以方便快速地评价该种吸附剂的吸附效果。可以看出,该发明无法单独进行SO2的吸附评价,同时也无法对吸附剂进行再生性能评价。
专利CN108279182B公布了一种气体吸附剂评价装置,该装置主要由供气系统、测试系统好、排气系统三部分组成。该装置将本发明公布了一种气体吸附剂评价装置。该测试装置将动态吸附分析方式和用静态分析方式很好地结合在一起,实现了一图多用的目的;通过质量流量计控制和气相色谱分析仪的检测,实现吸附剂的动态吸附测试,通过针阀的关闭及压力测试表和温度测试表实现静态法测试,通过恒温水浴锅可测试出吸附剂在不同温度的吸附性能,通过真空泵的使用可实现吸附剂的脱附测试,即可检测吸附剂的再生性。该装置操作复杂,主要用于CO2吸附的评价,并且采用常规的色谱进行检测,无法实现气体组分的连续在线分析;此外,该装置采用真空泵进行再生测试,适用于物理吸附,对于存在化学吸附的烟气脱硫吸附剂并不适用。
因此,本领域技术人员提供了一种烟气吸附脱硫评价装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
实用新型内容
本实用新型提供了快速便捷的对吸附剂进行性能评价,既可以评价吸附剂的吸附性能,也可以评价吸附剂的再生性能,从而为吸附剂的研发提供支撑的一种烟气吸附脱硫评价装置。
为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
本实用新型的一种烟气吸附脱硫评价装置,包括:
反应系统,所述反应系统包括电加热箱,所述电加热箱的内部设置有多组电加热器,多组所述电加热器之间设置有反应器;
供水系统,所述供水系统能够向反应系统加水;
供气系统,所述供气系统能够向反应系统加入气体、并与烟气分析仪连通;
尾气处理系统,所述尾气处理系统接收烟气分析仪和反应器输出气体、并进行处理。
进一步的,所述供水系统包括储水罐,所述储水罐的出水端通过管路与预热器的一端连通,所述预热器的另一端通过管路与反应器的进口端连通。
进一步的,所述供气系统包括多组供气管线,多组所述供气管线的出气端均与一混合器的进气端连通,所述混合器的出气端与气体预热器和烟气分析仪以及捕集器的进气端连通。
进一步的,所述气体预热器的出气端分别与烟气分析仪和反应器的进气端连通,所述烟气分析仪的进气端还与反应器的出气端连通;
进一步的,所述供气管线包括气源,所述气源通过输气管路与混合器的进气端连通,所述输气管路上依次安装有减压阀、过滤器、质量流量计和单向阀,所述单向阀靠近混合器设置。
进一步的,所述尾气处理系统包括碱液吸收罐,所述碱液吸收罐的进气端与缓冲罐的出气端连通,所述缓冲罐的进气端与烟气分析仪的出气端连通;
进一步的,所述尾气处理系统还包括捕集器,所述捕集器的进料端与反应器的出料端通过管路连通,捕集器的出料端与气液分离罐的进料端通过管路连通,所述气液分离罐的出气端通过管路与烟气分析仪和缓冲罐的进气端连通。
在上述技术方案中,本实用新型提供的一种烟气吸附脱硫评价装置,具有以下有益效果:
1、能够快速便捷的对吸附剂进行性能评价,既可以评价吸附剂的吸附性能,也可以评价吸附剂的再生性能,从而为吸附剂的研发提供支撑;
2、使用烟气在线仪进行尾气组成分析,可以实时监控尾气组成,有助于精确评价吸附剂吸附及再生性能。
3、烟气分析仪与碱液吸收罐之间增设缓冲罐,可以有效防止碱液倒吸造成分析仪堵塞腐蚀。
4、设置气体预热器,可以根据需要灵活对气体进行预加热,有助于精确评价吸附剂初始吸附及再生性能。
5、设置多组反应器加热器,可以实现对吸附剂的快速加热。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种烟气吸附脱硫评价装置的结构示意图。
图中:
10、电加热箱;11、电加热器;12、反应器;
20、储水罐;21、预热器;
30、混合器;
40、气体预热器;
50、烟气分析仪;
60、气源;61、减压阀;62、过滤器;63、质量流量计;64、单向阀;
70、碱液吸收罐;71、缓冲罐;72、捕集器;73、气液分离罐。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
参见图1所示;
本实用新型实施例所述的一种烟气吸附脱硫评价装置,包括:
反应系统,所述反应系统包括多组电加热箱10,所述电加热箱10的内部设置有多组电加热器11,多组所述电加热器11之间设置有反应器12,用于进行吸附剂的吸附和再生性能评价,电加热器11和反应器12通过温度控制器(TIC)控制其内部温度;
供水系统,所述供水系统包括储水罐20,所述储水罐20的出水端通过管路与预热器21的一端连通,所述预热器21的另一端通过管路与反应器12的进口端连通;供水系统向反应器12中加入水可采用泵入,也可采用氮气携带,即可以以液态水进入反应器12,也可以经预热器汽化后以气态方式进入反应器12;
供气系统,所述供气系统包括多组供气管线,多组所述供气管线的出气端均与一混合器30的进气端连通,所述混合器30的出气端与气体预热器40和烟气分析仪50以及捕集器72的进气端连通,所述气体预热器40的出气端分别与烟气分析仪50和反应器12的进气端连通,所述烟气分析仪50的进气端还与反应器12的出气端连通;所述气体预热器40优选管式电加热炉,主要用于混合气体的加热,一方面作为反应系统的辅助加热,另一方面在进行吸附剂性能评价时可以与吸附剂分别预热,有助于进行吸附剂初始吸附和再生性能评价;
尾气处理系统,所述尾气处理系统接收烟气分析仪50和反应器12输出气体、并进行处理,烟气分析仪50用于入口原料气及反应后气体组分的实时分析。
本申请可采用置单独的气体预热器40以及多组电加热器11,多组电加热器并联,可以实现混合气体及吸附剂的单独加热,一方面可以弥补反应器12加热系统加热能力的不足,可以进行较高温度下的再生性能评价,另一方面,可以快速对吸附剂进行加热,进行吸附剂的初始吸附及再生性能评价。现有技术的吸附剂评价设备中,只采用一组电加热器对反应系统进行加热,在吸附剂评价过程中,尤其是吸附剂再生评价过程中,在吸附剂的加热过程中,部分吸附剂不断发生再生,因此无法准确评判再生温度对吸附剂再生性能的影响,本发明中单独设置混合气体加热器,并且设置多组电加热器,可以提前对气体进行预加热,并且可以快速加热吸附剂,从而可以准确评判吸附剂的初始吸附剂再生性能。
所述供气管线包括气源60,所述气源60通过输气管路与混合器30的进气端连通,所述输气管路上依次安装有减压阀61、过滤器62、质量流量计63和单向阀64,输气管路上靠近气源60端部上安装有气压指示器,质量流量计63的上游和下游分别设置有阀门,两个阀门之间的输气管路与另一输气管路并联,该另一输气管路上设置有另一个阀门,所述阀门可为球阀或单向阀,所述单向阀64靠近混合器30设置。
气源60为SO2、O2、N2或其他气体。
所述尾气处理系统包括碱液吸收罐70,所述碱液吸收罐70的进气端与缓冲罐71的出气端连通,所述缓冲罐71的进气端与烟气分析仪50的出气端连通;所述捕集器72的进料端与反应器12的出料端通过管路连通,捕集器72的出料端与气液分离罐73的进料端通过管路连通,所述气液分离罐73的出气端通过管路与烟气分析仪50和缓冲罐71的进气端连通。
本申请的烟气分析仪50与碱液吸收罐70之间设置缓冲罐71,可以有效阻止碱液倒吸,防止烟气分析仪50堵塞腐蚀。烟气分析仪50存在一定抽力,在使用过程中极易发生碱液倒吸现象,通过缓冲罐71的设置,有效避免了碱液倒吸至烟气分析仪50,可以保证烟气分析仪使用效果。
具体工作时,各路气体经减压阀61减压后进入过滤器62,过滤掉气体中的灰尘及杂质,过滤器62后连接球阀或截止阀,球阀或截止阀后连接质量流量计63,质量流量计63精确控制各路气体流量,质量流量计63后连接单向阀,防止气体倒流。各路气体经单向阀后汇集于混合器30,由混合器30出来的气体分三路,第一路直接输送至烟气分析仪50,用于原料气组成分析,从烟气分析仪50出来的尾气经缓冲罐71缓冲后进入碱液吸收罐70碱洗后排放;第二路直接进入反应器12,经反应器12后进入捕集器72;第三路进入气体预热器40,预热至一定温度后进反应器12,或者气体预热后也可经反应器12跨线直接进入捕集器72。从反应器12出来的产物进入捕集器72,在捕集器72内自然降温后进入烟气分析仪50。反应需要的水由泵或其他方式进入,根据评价需要,水可以经预热器21加热汽化后进入反应器12,也可以直接以液态水的形式进入反应器12。
本申请采用的管线、阀门、混合器等材质优选316L,减少管线含硫化合物的吸附。本申请装置可以用于各类烟气脱硫吸附剂的评价,可以用于吸附剂制造企业产品质量控制、吸附剂研发过程中样品性能测试、吸附剂使用条件优化以及生产装置运行中的吸附剂的应用跟踪分析。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种烟气吸附脱硫评价装置,其特征在于,包括:
反应系统,所述反应系统包括电加热箱(10),所述电加热箱(10)的内部设置有多组电加热器(11),多组所述电加热器(11)之间设置有反应器(12);
供水系统,所述供水系统能够向反应系统加水;
供气系统,所述供气系统能够向反应系统加入气体、并与烟气分析仪(50)连通;
尾气处理系统,所述尾气处理系统接收烟气分析仪(50)和反应器(12)输出气体、并进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种烟气吸附脱硫评价装置,其特征在于:所述供水系统包括储水罐(20),所述储水罐(20)的出水端通过管路与预热器(21)的一端连通,所述预热器(21)的另一端通过管路与反应器(12)的进口端连通。
3.根据权利要求1所述的一种烟气吸附脱硫评价装置,其特征在于:所述供气系统包括多组供气管线,多组所述供气管线的出气端均与一混合器(30)的进气端连通,所述混合器(30)的出气端与气体预热器(40)和烟气分析仪(50)以及捕集器(72)的进气端连通。
4.根据权利要求3所述的一种烟气吸附脱硫评价装置,其特征在于:所述气体预热器(40)的出气端分别与烟气分析仪(50)和反应器(12)的进气端连通,所述烟气分析仪(50)的进气端还与反应器(12)的出气端连通。
5.根据权利要求3所述的一种烟气吸附脱硫评价装置,其特征在于:所述供气管线包括气源(60),所述气源(60)通过输气管路与混合器(30)的进气端连通,所述输气管路上依次安装有减压阀(61)、过滤器(62)、质量流量计(63)和单向阀(64),所述单向阀(64)靠近混合器(30)设置。
6.根据权利要求1所述的一种烟气吸附脱硫评价装置,其特征在于:所述尾气处理系统包括碱液吸收罐(70),所述碱液吸收罐(70)的进气端与缓冲罐(71)的出气端连通,所述缓冲罐(71)的进气端与烟气分析仪(50)的出气端连通。
7.根据权利要求6所述的一种烟气吸附脱硫评价装置,其特征在于:所述尾气处理系统还包括捕集器(72),所述捕集器(72)的进料端与反应器(12)的出料端通过管路连通,捕集器(72)的出料端与气液分离罐(73)的进料端通过管路连通,所述气液分离罐(73)的出气端通过管路与烟气分析仪(50)和缓冲罐(71)的进气端连通。
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