一种活性炭吸收塔及气体净化装置的制作方法

本发明涉及气体净化技术领域，尤其涉及一种活性炭吸收塔及气体净化装置。

背景技术：

活性炭法脱除烟气中污染物技术作为一种固相吸附脱除技术，可实现一体化脱除so2、nox、有机物、重金属和粉尘；脱硫率可达95％以上，脱硝率可达80％以上，通过吸附剂再生回收了硫资源，极大限度的控制了污染物的排放，且无其他废弃物产生，降低了二次污染，同时一体化的工艺还缩短了工业流程。

活性炭吸收塔是整个净化工艺的核心设备，在吸收塔上应用较多的是固定床和移动床。固定床由于间歇式的操作方式因而不能适用大烟气量的工况，移动床可连续运行、适合各种工况，在工业上得到了广泛的应用。按照烟气和活性炭的运动方向，移动床可分为错流式和逆流式，错流式中气体和固体的流路分离，便于气固相分离处理，其气固接触面积大、处理气量大、结构较简洁且活动部件少维护方便。

专利号为jp2001038141a的日本专利“活性炭系吸收塔”中公开了一种错流式移动床活性炭废气吸收塔，其特征是塔内分布的若干出气支管与吸收塔出气口相连，且出气支管的四周均由活性炭层包裹，这样的设计尽可能增大了与烟气的接触面积，使流动的活性炭吸附剂层整体得到有效的利用。但该专利公布的吸收塔工艺复杂，气流场分布也不均匀，阻力较大。

专利号为jp2942567b2的日本专利“圆筒形移动床气体处理装置及其废气脱硝脱硫装置”中公开了一种错流式圆通形移动床脱硫脱硝装置，其特征是同心的内外筒组成垂直双重圆筒，在内外筒之间设置了多组长方形的活性炭移动层，烟气在内外筒之间与活性炭接触得以净化，该装置占地面较小，处理气量大，但是其结构复杂，制造成本高。

专利号为jp1994170164a的日本专利“活性炭脱硝装置”中公开了一种错流移动床脱硝装置，其特征是脱硫脱硝一体化布置，装置先用石灰石法脱除so2，再通过喷氨气或氨水用活性炭脱除nox，其脱硝效率较高，但工艺是两种方法叠加而成，非真正意义上的一体化脱除技术。

目前采用交错式移动床的活性炭吸收塔普遍具有活性炭利用率低，杂质的脱除效率低，且吸收塔的机构复杂，气体流动阻力大等问题。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提出一种活性炭吸收塔，气体与活性炭多次接触，提高活性炭的利用率，且活性炭吸收塔的结构简单，气体的流动阻力小，可以显著提高脱硫、脱硝效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种活性炭吸收塔，包括吸收塔主体、设置于所述吸收塔主体的进气口和出气口，所述吸收塔主体内设置有活性炭通道、隔挡板以及连通所述进气口和所述出气口的气流通道，所述气流通道被所述隔挡板分隔成u型或蛇形，且所述气流通道分别从相反的方向穿过同一所述活性炭通道至少一次，所述活性炭通道内设置有流动的活性炭，所述活性炭通道的通道壁上开设有用于连通两侧的所述气流通道的气孔。

其中，所述气流通道为多个，每个所述气流通道均与至少一个所述活性炭通道对应，且分别从相反的方向穿过对应的所述活性炭通道至少一次。

其中，所述气流通道中气体首次经过所述活性炭通道后流入的区域设置有喷氨格栅。

其中，所述活性炭通道将所述吸收塔主体分隔成两部分，所述隔挡板位于所述活性炭通道与所述吸收塔主体的内壁之间，将所述气流通道为分隔形成所述u型通道，所述进气口和所述出气口位于所述活性炭通道的同一侧且分别位于所述隔挡板的两侧。

其中，所述隔挡板和所述活性炭通道的接触点分别到所述活性炭通道的两端的距离的比例为1:1～1:4。

其中，所述活性炭通道的两侧分别到同侧的所述吸收塔主体的内壁之间的距离的比例为4:1～1:1。

其中，所述活性炭通道内沿所述活性炭通道设置有将所述活性炭通道分为多层的有气孔的隔板或网状隔板。

其中，每层所述活性炭通道的两端均设置有活性炭料仓以及开关阀，每层所述活性炭通道的下端还设置有控制器，所述控制器控制所述活性炭的流动速度。

其中，所述进气口内设置有导流板，所述气流通道内设置有气流均布器。

本发明的第二目的在于提出一种气体净化装置，该装置中的活性炭吸收塔中气体与活性炭多次接触，提高活性炭的利用率，且活性炭吸收塔的结构简单，气体的流动阻力小，可以显著提高脱硫、脱硝效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种气体净化装置，包括上述的活性炭吸收塔。

有益效果：本发明提供了一种活性炭吸收塔及气体净化装置。活性炭吸收塔包括吸收塔主体、设置于所述吸收塔主体的进气口和出气口，所述吸收塔主体内设置有活性炭通道、隔挡板以及连通所述进气口和所述出气口的气流通道，所述气流通道被所述隔挡板分隔成u型或蛇形，且所述气流通道分别从相反的方向穿过同一所述活性炭通道至少一次，所述活性炭通道内设置有流动的活性炭，所述活性炭通道的通道壁上开设有用于连通两侧的所述气流通道的气孔。通过u型或蛇形的气流通道，使气体多次穿过活性炭，提高活性炭的利用率，且活性炭吸收塔的结构简单，气体的流动阻力小，可以显著提高脱硫、脱硝效率。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的一种活性炭吸收塔的内部结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的另一种活性炭吸收塔的内部结构示意图；

图3是本发明实施例1提供的另一种活性炭吸收塔的结构示意图；

图4是本发明实施例2提供的活性炭吸收塔的内部结构示意图；

图5是本发明实施例3提供的一种活性炭吸收塔的内部结构示意图；

图6是本发明实施例3提供的另一种活性炭吸收塔的内部结构示意图；

其中：

1、吸收塔主体；11、活性炭通道；12、隔挡板；13、喷氨格栅；2、进气口；3、出气口；4、活性炭料仓。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本实施例提供了一种活性炭吸收塔，如图1-图3所示，包括吸收塔主体1、设置于吸收塔主体1的进气口2和出气口3，吸收塔主体1内设置有活性炭通道11、隔挡板12以及连通进气口2和出气口3的气流通道，气流通道被隔挡板12分隔成u型，且气流通道分别从相反的方向穿过同一活性炭通道11至少一次，活性炭通道11内设置有流动的活性炭，活性炭通道11的通道壁上开设有用于连通两侧的气流通道的气孔。

本实施例中的活性炭吸收塔采用的是错流式移动床吸附工艺，相对于现有技术，本实施例中的活性炭吸收塔的气流通道为u型，如图1所示，气体在气流通道中的流动采取的是折返式流动方式，即气体分别从相反的方向穿过同一活性炭通道11，增加了活性炭的吸附次数，使气体和活性炭充分接触，提高活性炭的利用率，并且活性炭吸收塔的结构简单，气体流动阻力小，可显著提高脱硫和脱硝的效率。

一般采用活性炭吸附方法吸收的气体内的杂质为so2等硫化物以及nox，硫化物在气体通过活性炭通道11时被活性炭吸附，nox需要与氨气混合之后通过活性炭吸附。具体而言，活性炭通道11将吸收塔主体1分隔成两部分，隔挡板12位于活性炭通道11与吸收塔主体1的内壁之间，将气流通道为分隔形成u型通道，进气口2和出气口3位于活性炭通道11的同一侧且分别位于隔挡板12的两侧。气体从进气口2流入气流通道后，通过活性炭通道11的通道壁上开设的气孔与活性炭接触，活性炭吸附气体内的so2等硫化物，之后与气流通道内设置的喷氨格栅13喷出的氨气混合均匀后，再次通过活性炭通道11，达到脱硝的效果。本实施例中气流通道中气体首次经过活性炭通道11后流入的区域内设置有喷氨格栅13，使气体在通过一次活性炭通道11后吸收气体内的硫化物，降低气体内硫化物的浓度，方便喷氨格栅13喷出的氨气与气体内的nox充分混合反应，提高氨气利用率以及脱硝效率，提高活性炭吸收塔的经济效益。

本实施例中与进气口2相对的部分活性炭通道11主要吸收气体内的so2等硫化物，气体经过一次活性炭之后与氨气混合均匀，再次经过的活性炭通道11的部分主要吸收气体中的氮氧化物，从而达到一体式脱硫、脱硝的效果。本实施例中的隔挡板12和活性炭通道11的接触点分别到活性炭通道11的两端的距离的比例可以为1:1～1:4，活性炭通道11的两侧分别到同侧的吸收塔主体1的内壁之间的距离的比例可以为4:1～1:1。与进气口相对的部分活性炭通道内的活性炭主要起到吸附气体内硫化物的作用，气体与氨气混合后再次通过活性炭通道主要是为了吸收气体内氮氧化物，因此上述比例是在综合考虑气体内不同的杂质的浓度比例确定的，可以在实际使用时根据待净化气体内硫化物或氮氧化物的浓度来调整，合理利用活性炭及氨气等资源。

如图2-图3所示，本实施例中的气流通道可以为多个，每个气流通道均与至少一个活性炭通道11对应，且分别从相反的方向穿过对应的活性炭通道11至少一次。如图2所示，两个u型气流通道的开口相对设置，进气口2位于两个活性炭通道11之间，气体从进气口2流入气流通道后，分别穿过两侧的活性炭通道11，与氨气混合后反方向再次穿过活性炭通道11与出气口3相对的部分，之后经出气口3流出。增加气流通道可以提高活性炭吸收塔的一次性净化的气体容量，提高脱硫、脱硝效率。

为平衡气体内so2等硫化物以及nox的浓度以及活性炭通道11内的活性炭利用率，活性炭占吸收塔主体1内的空间比例在25％～63％之间比较适合，若活性炭占吸收塔主体1内的空间过大，气体的流入量较小，相对的带吸附的so2等硫化物以及nox较少，并且活性炭在活性炭通道11内实时流动，会导致活性炭吸附饱和度较低，利用不充分，造成资源浪费；相反若活性炭的比例较小，而气体的流入量较大，则会导致气体内的so2等硫化物以及nox吸收不彻底。

活性炭通道11的厚度可以为0.8～2.5m，具体值可以根据实际使用时气体内so2等硫化物以及nox的浓度以及活性炭流动速度等进行调整，使其在合理利用活性炭资源的前提下，提高脱硫率和脱硝率。

由于活性炭通道11内的活性炭是流动的，因此活性炭通道11的两端还设置有活性炭料仓4以及开关阀，活性炭料仓4与活性炭通道11连通，开关阀控制活性炭流出或流入活性炭料仓4，并且开关阀的阀片边缘可以由耐高温的软质材料制成，如掺杂金属的石棉材料等，增加开关阀的密封性，耐高温材料可以防止活性炭吸收塔内气体与氨气反应时温度升高使阀片变形，避免在更换活性炭时污染气体泄漏。活性炭通道11的下端还设置有控制器，控制器可以控制活性炭通道11内活性炭的流动速度，活性炭的流动速度可以根据实际气体中待吸附的物质的浓度及吸附速度进行调整。

为使活性炭吸收塔内的气体分布均匀，进气口2处还设置有导流板，引导气体流入气流通道，气流通道内还设置有气流均布器，使活性炭吸收塔内的气体分布均匀，提高脱硫、脱硝效率。

本实施例中的活性炭吸收塔的结构简单，气体流动阻力较小，且活性炭通道11内活性炭流动顺畅，一般气体在活性炭内的停留时间为3～25s，显著提高了脱硫、脱硝效率。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中的隔挡板12将活性炭吸收塔内的气流通道隔成蛇形，即类似s形蜿蜒折返的形式，如图4所示，活性炭通道11两侧分别设置有一个隔挡板12，进气口2和出气口3分别位于活性炭通道11的两侧，且位于出气口3一侧的隔挡板12的位置高于位于进气口2一侧的隔挡板12的位置，气体经进气口2流入后穿过活性炭通道11，并与氨气混合，之后两次穿过活性炭通道11后经出气口3流出，增加了活性炭的吸附次数，使气体和活性炭充分接触，提高活性炭的利用率，并且活性炭吸收塔的结构简单，气体流动阻力小，可显著提高脱硫和脱硝的效率。

本实施例中的气流通道也可以为多个，每个气流通道均与至少一个活性炭通道11对应，且分别从相反的方向穿过对应的活性炭通道11至少一次。增加气流通道可以提高活性炭吸收塔的一次性净化的气体容量，提高脱硫、脱硝效率。

实施例3

在上述实施例的基础上，如图5和图6所示，活性炭通道11内沿活性炭通道11设置有将活性炭通道11分为多层的有气孔的隔板或网状隔板。每层活性炭的流动速度可以相同，也可以不同，其具体的流动速度可以根据活性炭吸附so2等硫化物以及nox速度确定，不同的物质吸附速度不一致，吸附速度比较慢时，活性炭的流动速度应较慢，以使活性炭有足够的时间吸附，避免活性炭吸附浓度较低，造成活性炭浪费；当物质吸附速度快时，活性炭的流动速度若较慢，会造成活性炭中某一物质的浓度饱和，导致气体净化不彻底。

每层活性炭通道11的两端可以共用一个活性炭料仓4，活性炭料仓4通过管道分别于每层活性炭通道11的两端连通，也可以每层活性炭通道11分别设置一个活性炭料仓4，只要满足管道的密封性，防止气体泄漏即可。每层活性炭通道11的两端均设置有开关阀，开关阀控制每层活性炭流出或流入活性炭料仓4，避免在更换活性炭或活性炭流入或流出时污染气体泄漏。每层活性炭通道11的下端分别设置有控制器，控制器可以控制活性炭通道11内活性炭的流动速度。活性炭的流动速度可以根据实际气体中待吸附的物质的浓度及吸附速度进行调整。

当活性炭通道11内通过带气孔的隔板或是网状隔板分为两层时，两层活性炭的厚度比可以为1:10～1:1；当活性炭通道11被分为三层时，每层活性炭的厚度比可以为1:10:15～1:1:1，其具体的比例可以根据实际通入的气体中某一带吸收物质的浓度来确定。

实施例4

本实施例提供了一种气体净化装置，包括上述实施例中的的活性炭吸收塔。该活性炭吸收塔的气流通道为u型或蛇形，气体在气流通道中的流动采取的是折流方式，即气体分别从相反的方向穿过同一活性炭通道11至少一次，增加了活性炭的吸附次数，使气体和活性炭充分接触，提高活性炭的利用率，并且活性炭吸收塔的结构简单，气体流动阻力小，可显著提高脱硫和脱硝的效率。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。