一种吸附塔系统及脱硫脱硝系统的制作方法

本实用新型涉及活性炭法烟气净化装置，该装置属于一种适用于大气污染治理的活性炭法烟气净化装置，尤其用于烧结烟气的净化的吸附塔系统和脱硫脱硝系统，涉及环境保护领域。

背景技术：

对于工业烟气、尤其钢铁工业的烧结机烟气而言，采用包括活性炭吸附塔和解析塔的脱硫、脱硝装置和工艺是比较理想的。在包括活性炭吸附塔和解析塔(或再生塔)的脱硫、脱硝装置中，活性炭吸附塔用于从烧结烟气或废气(尤其钢铁工业的烧结机的烧结烟气)吸附包括硫氧化物、氮氧化物和二噁英在内的污染物，而解析塔用于活性炭的热再生。

活性炭法脱硫具有脱硫率高、可同时实现脱硝、脱二噁英、除尘、不产生废水废渣等优点，是极有前景的烟气净化方法。活性炭可以在高温下再生，在温度高于350℃时，吸附在活性炭上的硫氧化物、氮氧化物、二噁英等污染物发生快速解析或分解(二氧化硫被解析，氮氧化物和二噁英被分解)。并且随着温度的升高，活性炭的再生速度进一步加快，再生时间缩短，优选的是一般控制解析塔中活性炭再生温度约等于430℃，因此，理想的解析温度(或再生温度)是例如在390-450℃范围、更优选在400-440℃范围。

解析塔的作用是将活性炭吸附的SO2释放出来，同时在400℃以上的温度和一定的停留时间下，二噁英可分解80％以上，活性炭经冷却、筛分后重新再利用。释放出来的SO2可制硫酸等，解析后的活性炭经传送装置送往吸附塔重新用来吸附SO2和NOX等。

在吸附塔与解析塔中NOX与氨发生SCR、SNCR等反应，从而去除NOX。粉尘在通过吸附塔时被活性炭吸附，在解析塔底端的振动筛被分离，筛下的为活性炭粉末送去灰仓，然后可送往高炉或烧结作为燃料使用。

传统的活性炭脱硫脱硝工艺，活性炭法对于烟气中SO2可实现高效脱除，同时实现SO2的资源化利用。在吸附塔中，活性炭的微孔中发生的SO2脱除总反应为：SO2+O2+H2O→H2SO4，为放热反应。如果原烟气中SO2浓度过高，原烟气在吸附塔内与新鲜活性炭接触，则脱硫反应产生的大量热量来不及被烟气带走，会导致活性炭蓄热过多，产生高温，影响烟气净化系统安全运行。活性炭的燃点较低，热量过大造成吸附塔系统甚至整个脱硫脱硝系统危险较大。

技术实现要素：

针对现有技术中吸附塔内蓄热过多，产生高温，影响烟气净化系统安全的问题，本实用新型提供一种吸附塔系统，采用两级吸附塔，高浓度原烟气不直接全部与新鲜活性炭接触，绝大部分原烟气与已吸附部分SO2的活性炭接触，减少活性炭对高浓度SO2的吸附量，降低反应的瞬时放热总量。降低吸附塔内活性炭的蓄热，保证吸附塔系统甚至整个脱硫脱硝系统的安全。

根据本实用新型的第一种实施方案，提供一种吸附塔系统。

一种吸附塔系统，该系统包括一级吸附塔、二级吸附塔、第一活性炭输送装置。一级吸附塔的一侧设有一级吸附塔烟气入口。一级吸附塔的另一侧设有一级吸附塔烟气出口。二级吸附塔的一侧设有二级吸附塔烟气入口。二级吸附塔的另一侧设有二级吸附塔烟气出口。第一活性炭输送装置(用于)连接一级吸附塔的进料口和二级吸附塔的出料口。一级吸附塔烟气入口与原烟气输送管道连接。一级吸附塔烟气出口通过第一输送管道连接至二级吸附塔烟气入口。二级吸附塔烟气出口与净烟气输送管道连接。原烟气输送管道分出支路第二输送管道。第二输送管道的一端与原烟气输送管道连通。第二输送管道的另一端连通至第一输送管道。

根据本实用新型的第二种实施方案，提供一种脱硫脱硝系统。

一种脱硫脱硝系统，该系统包括第一种实施方案中所述的吸附塔系统，还包括解析塔、第二活性炭输送装置、第三活性炭输送装置。第二活性炭输送装置(用于)连接一级吸附塔的出料口和解析塔的进料口。第三活性炭输送装置(用于)连接解析塔的出料口和二级吸附塔的进料口。

作为优选，在第一和第二种实施方案，原烟气输送管道上设有第一流量控制阀。第一流量控制阀设置在第二输送管道与原烟气输送管道连接位置的下游。

作为优选，在第一和第二种实施方案，第一输送管道上设有第二流量控制阀。

作为优选，在第一和第二种实施方案，原烟气输送管道上设有冷风输送管道。冷风输送管道设置在第二输送管道与原烟气输送管道连接位置的上游。

作为优选，在第一和第二种实施方案，冷风输送管道上设有冷风控制阀。

作为优选，在第一和第二种实施方案，原烟气输送管道上设有增压风机。增压风机设置在冷风输送管道和第一输送管道之间。

在本实用新型中，第二流量控制阀控制第一输送管道内进入二级吸附塔内的烟气流量为第一流量控制阀控制进入一级吸附塔内烟气流量的5-60％，优选为10-50％，更优选为15-40％，进一步优选为20-30％。

在本实用新型中，将部分原烟气引至二级吸附塔入口，与经过一级吸附塔处理的烟气混合，一起进入二级吸附塔，使二级吸附塔内的活性炭吸附部分SO2，降低二级吸附塔内活性炭对SO2的吸附能力，然后将二级吸附塔内预吸附部分SO2的活性炭输送至一级吸附塔，一级吸附塔内的活性炭再吸附原烟气中高浓度SO2。由于一级吸附塔内的活性炭实际是二级吸附塔内预吸附部分SO2的活性炭，因此，在一级吸附塔内，可减少活性炭对高浓度SO2的吸附量，降低反应的瞬时放热总量。在本申请的设计中，大部分原烟气输入到一级吸附塔内进行处理；少部分原烟气输入到二级吸附塔内，该部分原烟气的作用是使得二级吸附塔内的活性炭预吸附部分SO2。

在本实用新型中，解析塔解析完的活性炭通过第三活性炭输送装置输送至二级吸附塔；二级吸附塔内的活性炭与部分原烟气、一级吸附塔处理的烟气反应后，通过第一活性炭输送装置输送至一级吸附塔；一级吸附塔的活性炭与处理完大部分烟气后，通过第二活性炭输送装置输送至解析塔内进行活性炭的解析；不断循环。

在本实用新型中，大部分原烟气通过一级吸附塔处理后，与少部分原烟气一起进入二级吸附塔，二级吸附塔对该烟气处理后从二级吸附塔烟气出口排出。由于一级吸附塔内的活性炭实际是二级吸附塔内预吸附部分SO2的活性炭，该部分活性炭可以处理含高浓度SO2的原烟气，瞬时放热总量较现有技术少，保证吸附塔系统甚至整个脱硫脱硝系统的安全。经过一级吸附塔处理的烟气再通过二级吸附塔进行二次处理，进一步减少了烟气中的污染物，再排放。少部分原烟气进入二级吸附塔，由于二级吸附塔输入的是经过解析塔解析完新鲜的活性炭，因此，该新鲜的活性炭完全有能力处理这一少部分原烟气，处理完后排放。本申请的设计在减少活性炭对高浓度SO2的吸附量、降低反应的瞬时放热总量的同时，通过二次处理大部分原烟气、新鲜活性炭处理少部分原烟气，大大减少了排放烟气中污染物的浓度，进一步保证排放烟气达到排放标准。

使用本申请系统时：

1)调试初期，一级吸附塔和二级吸附塔内均为新鲜活性炭。通过增压风机抽入部分原烟气，并通过冷风控制阀从冷风输送管道兑入冷风，控制进入一级吸附塔和二级吸附塔的烟气温度及SO2浓度，运行系统直至正常运行；

2)正常运行时，增压风机抽入全部原烟气，此时一级吸附塔内活性炭已在二级吸附塔内预吸附了部分SO2，吸收高浓度SO2产生的瞬时反应热总量降低，从而保证了系统的安全运行。

在本实用新型中，一个设备的出料口与另一个设备的进料口的“连接”是指通过输送设备(例如输送机或管道)的两端所实现的物料转移方式。例如，从一个设备的出料口卸下的物料通过输送设备被输送到(进入)另一个设备的进料口。这里所述的输送设备包括但不限于：输送机或管道。

在本实用新型中，上游、下游是根据原烟气输送管道中烟气的流动方向设定的，即靠近吸附塔的一端为下游，原理吸附塔的一端为上游。第一流量控制阀设置在第二输送管道与原烟气输送管道连接位置的下游也就是说，第一流量控制阀设置在第二输送管道与原烟气输送管道连接位置和一级吸附塔之间。

在本实用新型中，增压风机设置在冷风输送管道和第一输送管道之间是指：增压风机设置在冷风输送管道与原烟气输送管道连接位置和第一输送管道与原烟气输送管道连接位置之间。也就是说，增压风机设置在原烟气输送管道上，并且相对于原烟气输送管道上的连接位置而言，增压风机设置在冷风输送管道的下游，并且位于第一输送管道的上游。

在本实用新型中，进入二级吸附塔内的烟气流量通过第一输送管道上的第二流量控制阀控制；进入一级吸附塔内烟气流量通过原烟气输送管道上的第一流量控制阀控制。

在本实用新型中，进入二级吸附塔内的烟气流量和进入一级吸附塔内烟气流量均不受限制，根据实际生产工艺需求设定。一般的，第二流量控制阀控制第一输送管道内进入二级吸附塔内的烟气量要少于第一流量控制阀控制进入一级吸附塔内烟气量。进入二级吸附塔内的烟气流量为进入一级吸附塔内烟气流量的2-80％，优选为5-60％，优选为10-50％，更优选为15-40％，进一步优选为20-30％。

与现有技术相比较，本实用新型的系统具有以下有益技术效果：

1、本申请的系统将部分原烟气引至二级吸附塔入口，与经过一级吸附塔处理的烟气混合，一起进入二级吸附塔，然后将二级吸附塔内预吸附部分SO2的活性炭输送至一级吸附塔，该设计减少活性炭对高浓度SO2的吸附量，降低反应的瞬时放热总量；降低吸附塔内活性炭的蓄热，保证吸附塔系统甚至整个脱硫脱硝系统的安全；

2、本申请的系统，经过一级吸附塔处理的烟气再通过二级吸附塔进行二次处理，进一步减少了烟气中的污染物，再排放；少部分原烟气进入二级吸附塔，二级吸附塔输入的是经过解析塔解析完新鲜的活性炭；该设计通过二次处理大部分原烟气、新鲜活性炭处理少部分原烟气，大大减少了排放烟气中污染物的浓度，进一步保证排放烟气达到排放标准。

附图说明

图1为本实用新型一种吸附塔系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种吸附塔系统的另一种设计结构示意图；

图3为本实用新型一种脱硫脱硝系统的结构示意图。

附图标记：

1：一级吸附塔；2：二级吸附塔；3：第一活性炭输送装置；4：解析塔；5：第二活性炭输送装置；6：第三活性炭输送装置；7：增压风机；8：冷风输送管道；9：冷风控制阀；L1：原烟气输送管道；L2：第一输送管道；L3：第二输送管道；L4：净烟气输送管道；A：一级吸附塔烟气入口；B：一级吸附塔烟气出口；C：二级吸附塔烟气入口；D：二级吸附塔烟气出口；V1：第一流量控制阀；V2：第二流量控制阀。

具体实施方式

根据本实用新型的第一种实施方案，提供一种吸附塔系统。

一种吸附塔系统，该系统包括一级吸附塔1、二级吸附塔2、第一活性炭输送装置3。一级吸附塔1的一侧设有一级吸附塔烟气入口A。一级吸附塔1的另一侧设有一级吸附塔烟气出口B。二级吸附塔2的一侧设有二级吸附塔烟气入口C。二级吸附塔2的另一侧设有二级吸附塔烟气出口D。第一活性炭输送装置3(用于)连接一级吸附塔1的进料口和二级吸附塔2的出料口。一级吸附塔烟气入口A与原烟气输送管道L1连接。一级吸附塔烟气出口B通过第一输送管道L2连接至二级吸附塔烟气入口C。二级吸附塔烟气出口D与净烟气输送管道L4连接。原烟气输送管道L1分出支路第二输送管道L3。第二输送管道L3的一端与原烟气输送管道L1连通。第二输送管道L3的另一端连通至第一输送管道L2。

根据本实用新型的第二种实施方案，提供一种脱硫脱硝系统。

一种脱硫脱硝系统，该系统包括第一种实施方案中所述的吸附塔系统，还包括解析塔4、第二活性炭输送装置5、第三活性炭输送装置6。第二活性炭输送装置5(用于)连接一级吸附塔1的出料口和解析塔4的进料口。第三活性炭输送装置6(用于)连接解析塔4的出料口和二级吸附塔2的进料口。

作为优选，在第一和第二种实施方案，原烟气输送管道L1上设有第一流量控制阀V1。第一流量控制阀V1设置在第二输送管道L3与原烟气输送管道L1连接位置的下游。

作为优选，在第一和第二种实施方案，第一输送管道L2上设有第二流量控制阀V2。

作为优选，在第一和第二种实施方案，原烟气输送管道L1上设有冷风输送管道8。冷风输送管道8设置在第二输送管道L3与原烟气输送管道L1连接位置的上游。

作为优选，在第一和第二种实施方案，冷风输送管道8上设有冷风控制阀9。

作为优选，在第一和第二种实施方案，原烟气输送管道L1上设有增压风机7。增压风机7设置在冷风输送管道8和第一输送管道L2之间。

在本实用新型中，第二流量控制阀V2控制第一输送管道L2内进入二级吸附塔2内的烟气流量为第一流量控制阀V1控制进入一级吸附塔1内烟气流量的5-60％，优选为10-50％，更优选为15-40％，进一步优选为20-30％。

实施例1

如图1所示，一种吸附塔系统，该系统包括一级吸附塔1、二级吸附塔2、第一活性炭输送装置3。一级吸附塔1的一侧设有一级吸附塔烟气入口A。一级吸附塔1的另一侧设有一级吸附塔烟气出口B。二级吸附塔2的一侧设有二级吸附塔烟气入口C。二级吸附塔2的另一侧设有二级吸附塔烟气出口D。第一活性炭输送装置3(用于)连接一级吸附塔1的进料口和二级吸附塔2的出料口。一级吸附塔烟气入口A与原烟气输送管道L1连接。一级吸附塔烟气出口B通过第一输送管道L2连接至二级吸附塔烟气入口C。二级吸附塔烟气出口D与净烟气输送管道L4连接。原烟气输送管道L1分出支路第二输送管道L3。第二输送管道L3的一端与原烟气输送管道L1连通。第二输送管道L3的另一端连通至第一输送管道L2。

原烟气输送管道L1上设有增压风机7。增压风机7设置在冷风输送管道8和第一输送管道L2之间。

实施例2

如图2所示，重复实施例1，只是原烟气输送管道L1上设有第一流量控制阀V1。第一流量控制阀V1设置在第二输送管道L3与原烟气输送管道L1连接位置的下游。第一输送管道L2上设有第二流量控制阀V2。

实施例3

如图3所示，一种脱硫脱硝系统，该系统包括重复实施例2中所述的吸附塔系统，还包括解析塔2、第二活性炭输送装置5、第三活性炭输送装置6。第二活性炭输送装置5(用于)连接一级吸附塔1的出料口和解析塔2的进料口。第三活性炭输送装置6(用于)连接解析塔2的出料口和二级吸附塔2的进料口。

实施例4

重复实施例3，只是原烟气输送管道L1上设有冷风输送管道8。冷风输送管道8设置在第二输送管道L3与原烟气输送管道L1连接位置的上游。冷风输送管道8上设有冷风控制阀9。

实施例5

使用实施例4的方法：

1)调试初期，一级吸附塔和二级吸附塔内均为新鲜活性炭。通过增压风机抽入部分原烟气，并通过冷风控制阀从冷风输送管道兑入冷风，控制进入一级吸附塔和二级吸附塔的烟气温度及SO2浓度，运行系统直至正常运行；

2)正常运行时，增压风机抽入全部原烟气，此时一级吸附塔内活性炭已在二级吸附塔内预吸附了部分SO2，吸收高浓度SO2产生的瞬时反应热总量降低，从而保证了系统的安全运行。

其中：第二流量控制阀V2控制第一输送管道L2内进入二级吸附塔2内的烟气流量为第一流量控制阀V1控制进入一级吸附塔1内烟气流量的30％。