使用串联双吸附塔的烟气脱硫脱硝方法和装置的制造方法_2

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间隙空间中排列了喷氨管阵列(例如106a和106b)。(稀释)氨气输送管路的各个支路分别与这些喷嘴相连接。
[0058]优选的是,在位置Pl的前端和后端分别设置第一测温点和第二测温点,以及在位置P2的下游、在第一吸附塔的烟气进口的上游设置第三测温点。
[0059]一般来说,上述第一吸附塔或第二吸附塔是单塔单床层型或多床层型吸附塔。
[0060]优选的是,在Pl位置的上游设置一个烟气挡板门。
[0061]根据本发明的第三个实施方案,提供一种使用上述第一实施方案或第二实施方案的包括串联双吸附塔的脱硫脱硝装置的烟气脱硫脱硝方法,该方法包括以下步骤:
[0062]I)烟气控温的步骤或烟气调温的步骤:通过在第一吸附塔的进气口上游的冷风入口(Pl处)向原烟气输送烟道内通入冷风和/或通过工艺水喷嘴(P2处)向原烟气输送管道内喷射工艺水来调节烟气的温度,使得进入第一吸附塔进气室内的烟气温度被调节在规定的温度范围内,例如在100 — 160°C,优选在110 — 150°C,更优选在120 — 145°C范围;和
[0063]II)脱硫、脱硝步骤:在以上I)步骤中经过控温或经过调节温度的烟气进入到第一吸附塔的进气室中之后依次流过第一吸附塔(或反应塔)的一个或多个活性炭床层,烟气与从第一吸附塔顶加入的活性炭进行错流式接触,其中烟气所含的污染物(如硫氧化物、氮氧化物、二恶英等)被活性炭脱除,之后净烟气进入到第一吸附塔的出气室中而排出,吸附了污染物的活性炭则从第一吸附塔底部排出,以及任选地(例如当第一吸附塔和第二吸附塔双塔并行操作时),从第一吸附塔的出气室中排出的烟气经由一级烟气管道被引入到第二吸附塔的进气室中并且依次流过第二吸附塔的一个或多个活性炭床层;在上述操作的同时,将稀释氨气(例如经由氨气阀门I)通入第一吸附塔的原烟气输入管道中和任选地(例如经由氨气阀门2)通入第二吸附塔的一级烟气管道中以及任选地通入到第一吸附塔和/或第二吸附塔内,其中稀释氨气是由氨气与空气通过一种氨气与空气混合装置(M)所获得的。
[0064]也就是说,从第一吸附塔的出气室中排出的烟气(例如经由一级烟道102a)输送至第二吸附塔的进气室(当第一吸附塔和第二吸附塔双塔并行操作时)或输送至排放烟囱(当第一吸附塔单独操作时)。
[0065]优选的是,上述方法进一步包括以下步骤:
[0066]III)活性炭解析步骤:将吸附了污染物的活性炭从第一吸附塔和/或第二吸附塔的底部转移到具有上部的加热区和下部的冷却区的一种活性炭解析塔的加热区中,让活性炭进行解析、再生,而解析、再生后的活性炭向下流过冷却区之后从解吸塔底部排出;其中:在解析过程中将氮气通入到解析塔的上部,并且任选地同时将氮气经由第二氮气管道通入解析塔的下部;和,通入解析塔内的氮气将从活性炭上热解吸的包括SO2和NH3在内的气体污染物从解吸塔的加热区和冷却区之间的中间区段中带出并送至制酸系统即制酸区去制酸。在制酸区中产生含氨的废水。含氨废水例如被贮存在含氨废水贮罐中。
[0067]一般来说,本申请中活性炭脱硫脱硝工艺可实现单个吸附塔独立运行和两个吸附塔串联运行(参见附图1)。
[0068]一般来说,串联的两个吸附塔(即第一吸附塔和第二吸附塔)采用下列两种方式之一来运行:
[0069]单个吸附塔(第一吸附塔)独立运行:打开第一挡板门和第三挡板门,关闭第二挡板门和第四挡板门;原烟气经挡板门进入第一吸附塔内,在第一吸附塔内与活性炭充分接触后得以净化,净化后的烟气经第三挡板门通向烟@排放;而吸附了烟气中污染物的活性炭从第一吸附塔内排出,经第三活性炭输送机进入解析塔进行活化再生,再生后的活性炭经振动筛筛分后,大颗粒活性炭经第一输送机送至第一吸附塔内循环使用;其中,第二氨气阀门关闭,第一氨气阀门开启,稀释氨气经第一氨气阀门与原烟气混合或经由第一氨气阀门直接通入第一吸附塔内(例如进气室内和各床层之间的间隙空间内)。第二输送机和第二吸附塔暂停使用。例如,当第二吸附塔正常停运或发生事故或故障时,采用该运行模式。
[0070]或
[0071]两个吸附塔(第一吸附塔和第二吸附塔)串联运行:打开第一挡板门、第二挡板门和第四挡板门,关闭第三挡板门;原烟气经第一挡板门进入第一吸附塔内,在第一吸附塔中烟气得以部分净化,此时从第一吸附塔中流出的烟气再经第二挡板门进入第二吸附塔进行深度净化,净化后的烟气经第四挡板门通向烟@排放;而吸附了烟气中污染物的活性炭从第一吸附塔内排出,经第三活性炭输送机进入解析塔进行活化再生,再生后的活性炭经振动筛筛分后,大颗粒活性炭经第一输送机送至吸附塔内,活性炭在第二吸附塔内参与烟气净化反应后排出至第二活性炭输送机,然后送至第一吸附塔的顶部,如此循环使用;其中,稀释氨气通过第一氨气阀门与原烟气混合,或通过第二氨气阀门与从第一吸附塔中排出的已部分净化的烟气在一级烟气管道中混合;或,稀释氨气经由第一氨气阀门直接通入第一吸附塔内(例如进气室内和各床层之间的间隙空间内)和/或经由第二氨气阀门直接通入第二吸附塔内(例如进气室内和各床层之间的间隙空间内)。氨气使用量与原烟气流量及烟气中污染物浓度相关。
[0072]优选的是,以上所述的I)烟气控温的步骤或烟气调温的步骤包括以下子步骤:
[0073](I)首先在向第一活性炭吸附塔输送高温烟气的烟道的上游位置Pl的冷风入口处,通过向该烟道中通入冷空气来对烟气进行第一次降温,
[0074](2)然后在通入冷空气的位置Pl的下游位置P2的工艺水喷嘴处向烟道内的烟气中喷入作为工艺水的冷却水或冷水雾来降低烟气的温度,以便调节进入第一吸附塔的烟气温度在设定的T3ijte范围内,例如T3ijte在105 - 150°C,优选在115 — 145°C范围,烟气沿着烟道继续流向吸附塔;和
[0075](3)向原烟气输送烟道内和任选地向一级烟气管道内的烟气中喷入稀释氨气。
[0076]优选的是,在以上步骤(I)中,在位置Pl的前侧和后侧分别设置第一测温点和第二测温点,在线测量在这两个测温点处在烟道内的烟气温度Tl和T2,其中在第二测温点的目标值或设定值为T2设定和其中T2设定是在150-180°C、优选160-170°C范围内取值;
[0077]当实测Tl高于T2ijte值时,启动上述子步骤⑴和⑵:根据Tl与Τ2@的差值进行预测和根据T2与T2ijte的差值进行反馈来调整步骤(I)中冷风的流量,以便将T2调节或控制在T2设定土a°C范围,其中a°C是在2_10°C ;或
[0078]当实测Tl低于T2iSil值时,启动上述子步骤(2)、停止步骤(I)的操作,即关闭冷风阀门,只进行后续的步骤(2);或
[0079]当系统出现故障或正常停机时,切断烟气的供应,只操作上述子步骤(I),并且停止子步骤(2)的操作,将冷风通入第一吸附塔和任选地通入第二吸附塔中。
[0080]优选的是,根据Tl-T2iSjl之差值Λ Tl、烟气的流量和冷空气的温度来计算并确定在步骤(I)中的冷空气的流量,调节冷风阀门的开度,从而将烟气温度T2降低至T2iSg土a°C范围。
[0081]优选的是,在以上步骤(2)中,在位置P2的下游、在第一吸附塔的烟气进口的上游设置第三测温点,在线测量在第三测温点处在烟道内烟气的温度T3,根据实测T2与在第三测温点处的目标值或预设值T3iSil的差值进行预测和根据T3与T3ijte的差值进行反馈来调整喷射工艺水的流量,将T3调节或控制在T3ijte 土b°C范围,其中T3ijte是在100-150°C,优选在110 - 145°C范围内取值,和其中b°C是在2-10°C。
[0082]一般,T2设定比T3设定高20_50°C,更优选高25_45°C,更优选高30_40°C。
[0083]优选的是,工艺水是或包括来自制酸区所产生的含氨废水。在包含SO2和NH3的(气体)污染物被输送至制酸区中处理之后,获得了含氨废水。用含氨废水替代工艺水或替代工艺水的一部分。这样既可以利用废水中的NH3,减少通入第一吸附塔和/或第二吸附塔中纯NH3气的用量,又可以对烟气降温,无废水外排。
[0084]优选的是,以上所述的空气-氨气混合装置(M)包括空气管道、氨气管道、空气螺旋段、氨气螺旋段、混合段和混合气体出口,其中氨气管道从直径更大的空气管道的一侧插入(或延伸进入)空气管道中,然后弯折并沿着空气管道轴线沿着气流方向延伸一段距离L(它例如是混合装置总长度的20-80%、更优选35-65%,比如L = 0.2-2米,优选0.3-1.5米),氨气管道的末段为氨气螺旋段,氨气螺旋段包括由氨气管道内的m个纵向延伸的螺旋板所隔开的m个螺旋形氨气通道,此外,与氨气螺旋段相对应的空气螺旋段包括由介于氨气管道与空气管道之间的空间内的η个纵向延伸的螺旋板所隔开的η个螺旋形空气通道,在这两种通道的末端之后是混合段,混合段的末端是混合气体出口 ;其中:m = 1-6和η =1-8 ;和空气螺旋段的螺旋方向与氨气螺旋段的螺旋方向相反。
[0085]一般来说,空气螺旋段与氨气螺旋段同轴心。
[0086]优选的是,m= 1-4, η = 1-6,更优选 m=2 或 3,和 / 或 η = 2、3、4 或 5。
[0087]优选的是,所述混合装置M还包括位于混合段中的第一折流板和/或第二折流板。或在混合段中设有第一折流板和/或第二折流板。
[0088]一般,该氨气管道的外直径是空气管道的内径的30-70%,优选40-60%。
[0089]优选的是,第一折流板是圆环板结构,圆环板的外圆周与混合管道内壁连接;和第二折流板是圆板结构,置于混合管道之内,圆板外圆周与混合管道之间有间隙以便让混合气体通过。
[0090]优选的是,第二折流板是圆环板结构,圆环板的外圆周与混合管道内壁连接;第一折流板是圆板结构,置于混合管道之内,圆板外圆周与混合管道之间有间隙以便让混合气体通过。
[0091]优选的是,空气螺旋段的长度是氨气螺旋段的长度的0.7-2.8倍,优选0.8-2.5倍,更优选1-2.0倍,更优选1.2-1.8倍。
[0092]此外,混合段的长度是空气螺旋段的长度的0.4-1倍,优选0.6-0.8倍。
[0093]优选的是,第一折流板和第二折流板作为一组并且重复设置2至3组。或,第一折流板和第二折流板交替设置并且各自分别设置1-3个,优选各自分别设置2个。
[0094]空气螺旋段与氨气螺旋段具有类似于弹簧或虚弹簧的结构。空气螺旋段的螺旋形空气通道或氨气螺旋段的螺旋形氨气通道各自的螺距与螺旋直径之比(即K/2R或k/2r)分别是 0.2-2:1,优选 0.4-1.5:1,更优选 0.6-1.0:1。
[0095]在空气与氨气的混合过程中,氨气从氨气入口通入到装置M中,然后经过氨气螺旋段。在氨气螺旋段入口处氨气被分为若干部分,然后沿着螺旋管路流动,最后在氨气螺旋段出口处形成螺旋的氨气气流。空气从空气入口通入到装置的空气管道中,然后经过空气螺旋段。在空气螺旋段入口处空气被分为若干部分,然后沿着螺旋管路流动,最后在空气螺旋段出口处形成螺旋的空气气流。在混合段处,螺旋的氨气气流和逆向螺旋的空气气流形成强烈的对流运动,能够很快的进行混合,接着混合气流通过第一折流板和第二折流板。第一折流板和第二折流板将混合气流变成紊流,继续加强空气和氨气的混合效果,最终在混合气体出口处使空气和氨气达到理想的混合效果。
[0096]另外,第一折流板和第二折流板作为一组并且重复设置2至3组;或第一折流板和第二折流板交替设置并且各自分别设置1-3个,优选各自分别设置2个。
[0097]氨气与空气在该混合装置中混合之后变成稀氨气,然后被通入到吸附塔的烟气进口之前的烟气通道内和该吸附塔内。所述活性炭脱硫脱硝系统包括活性炭吸附塔和解析+?
+R ο
[0098]氨气管道和空气管道的直径取决于吸附塔的尺寸规模。吸附塔的尺寸规模越大,需要通入的稀氨气量越大,则氨气管道和空气管道的直径越大。氨气管道的外直径是例如5cm-80cm,如10_60cm,管壁厚是例如l_2cm,如1.5cm。空气管道的外直径是例如10cm-120cm,如15-100cm,管壁厚是例如1-2.5cm,如1.5或2.0cm0氨气-空气混合装置M的总长度是0.6-3.5米,优选1-3米,更优选1.5-2.5米。
[0099]以上所述的空气与氨气混合装置M由空气管道、氨气管道、空气螺旋段、氨气螺旋段、混合段和混合气体出口组成。空气从空气管道通入装置,氨气从氨气管道通入装置。空气管道尺寸大于氨气管道尺寸。氨气管道插入到空气管道中,然后沿着空气管道轴线沿着气流方向延伸一段距离(它例如是混合装置总长度的20-80%、更
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