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_3

文档序号:9917944阅读:来源:国知局
优选35-65%,比如L =0.2-2米,优选0.3-1.5米)。在置于空气管道内的氨气管道,沿着空气管道轴线的氨气螺旋段入口开始至尾部,属于氨气螺旋段。在氨气螺旋段内,将氨气管道均分为若干部分,每一部分都沿着轴线螺旋向后延伸,直至氨气螺旋段出口,并且每个部分之间用螺旋板相互隔开的。空气螺旋段属于空气管道的一部分,从空气螺旋段入口开始至空气螺旋段出口结束。在空气螺旋段中,将氨气管道与空气管道之间的圆环均分为若干部分,每一部分都沿着轴线以与氨气管道螺旋段相反的旋向螺旋向后延伸,直至空气螺旋段出口,并且每个部分之间用螺旋板相互隔开。混合段是位于空气螺旋段之后紧接空气螺旋段,直至混合气体出口的一段管道,其内部设置有第一折流板、第二折流板,也可设置按照第一折流板和第二折流板次序排列的多组折流板。例如,第一折流板是圆环板结构,圆环板外圆与混合管道内壁连接。第二折流板是圆板结构,置于混合管道之内,圆板外圆与混合管道之间有间隙,可容混合气体通过。
[0100]氨气通过“氨气混合器”与稀释风机鼓入的空气混合,使NH3浓度低于爆炸下限,为防止空气温度过低结露,需要对混合后的气体进行加热,加热后的稀释氨气在吸附塔入口烟道由喷氨格栅均勻喷入。
[0101]活性炭从解析塔顶部送入,从塔底部排出。在解析塔上部的加热段,吸附了污染物质的活性炭被加热到400°c以上,并保持3小时以上,被活性炭吸附的SO2被释放出来,生成“富硫气体(SRG) ”,SRG输送至制酸工段制取H2S04。被活性炭吸附的NOX发生SCR或者SNCR反应,同时其中二噁英大部分被分解。解析塔解析所需热量由一台热风炉提供,高炉煤气在热风炉内燃烧后,热烟气送入解析塔的壳程。换热后的热气大部分回到热风循环风机中(另一小部分则外排至大气),由其送入热风炉和新燃烧的高温热气混合。在解析塔下部设有冷却段,鼓入空气将活性炭的热量带出。冷却段设置有冷却风机,鼓入冷风将活性炭冷却,然后外排至大气中。解析塔出来的活性炭经过活性炭筛筛分,将小于1.2mm的细小活性炭颗粒及粉尘去除,可提高活性炭的吸附能力。活性炭筛晒上物为吸附能力强的活性炭,活性通过1#活性炭输送机输送至吸附塔循环利用,筛下物则进入灰仓。解析过程中需要用氮气进行保护,氮气同时作为载体将解析出来的SO2等有害气体带出。氮气从解析塔上部和下部通入,在解析塔中间汇集排出,同时将活性炭中吸附了的SO2带出,并送至制酸系统去制酸。氮气通入解析塔上方时,用氮气加热器将其加热至100°C左右再通入解析塔中。
[0102]本发明主要是针对活性炭脱硫中制酸工段会产生一定量含NH3的废水,此废水的量虽然不是太多,但NH3浓度极高,处理起来非常麻烦。本发明可以很好的解决这个问题,不但不需要处理这部分含氨废水,还能将其有效利用,一举两得。
[0103]这里,串联的第一吸附塔和第二吸附塔是指:第一吸附塔的净烟气出口经由管道连接至第二吸附塔的烟气进口。
[0104]对于烟气(或废气)吸附塔的设计及其吸附工艺,现有技术中已经有很多文献进行了披露,参见例如 US5932179, JP2004209332A,和 JP3581090B2 (JP2002095930A)和JP3351658B2 (JPH08332347A),JP2005313035A。本申请不再进行详细描述。
[0105]在本发明中,对于吸附塔,可以采用单塔单床层设计,或单塔多床层设计,例如进气室(A)-脱硫活性炭床层(a)_脱硝活性炭床层(b)_出气室(B)或例如进气室(A)-脱硫活性炭床层(a)_脱硫脱硝活性炭床层(b)_脱硝活性炭床层(C)-出气室(B)。
[0106]一般来说,用于本发明中的吸附塔(I)和(2)的塔高各自独立地是,例如15-60米,优选20-50米,更优选25-45米。第一反应塔(I)与第二反应塔(2)彼此可以采用相同或不同的结构和尺寸,优选的是采用相同的结构和尺寸。吸附塔的塔高是指从吸附塔底部活性炭出口到吸附塔顶部活性炭入口的高度,即塔的主体结构的高度。
[0107]在本发明中,对于解析塔没有特别的要求,现有技术的解析塔都可用于本发明中。优选的是,解析塔是管壳型的立式解析塔,其中活性炭从塔顶输入,向下流经管程,然后到达塔底,而加热气体则流经壳程,加热气体从塔的一侧进入,与流经管程的活性炭进行热交换而降温,然后从塔的另一侧输出。在本发明中,对于解析塔没有特别的要求,现有技术的解析塔都可用于本发明中。优选的是,解析塔是管壳型(或壳管型)的立式解析塔,其中活性炭从塔顶输入,向下流经上部加热区的管程,然后到达一个处于上部加热区与下部冷却区之间的一个缓冲空间,然后流经下部冷却区的管程,然后到达塔底,而加热气体(或高温热风)则流经加热区的壳程,加热气体(400-450°C)从解析塔的加热区的一侧进入,与流经加热区管程的活性炭进行间接热交换而降温,然后从塔的加热区的另一侧输出。冷却风从解析塔的冷却区的一侧进入,与流经冷却区管程的已解析、再生的活性炭进行间接热交换。在间接热交换之后,冷却风升温至90-130°C (如约100°C )。
[0108]一般来说,用于本发明中的解析塔通常具有10-45米、优选15-40米、更优选20_35米的塔高。解吸塔通常具有6-100米2、优选8-50米2、更优选10-30米2、进一步优选15-20米2的主体横截面积。
[0109]对于活性炭解析塔的设计及活性炭再生方法,现有技术中已经有很多文献进行了披露,JP3217627B2 (JPH08155299A)公开了一种解析塔(即解吸塔),它采用双密封阀,通惰气密封,筛分,水冷(参见该专利中的图3)。JP3485453B2(JPH11104457A)公开了再生塔(参见图23和24),可采用预热段,双密封阀,通惰气,空气冷却或水冷。JPS59142824A公开了来自冷却段的气体用于预热活性炭。中国专利申请201210050541.6(上海克硫公司)公开了再生塔的能量再利用的方案,其中使用了干燥器2。JPS4918355B公开了采用高炉煤气(blast furnace gas)来再生活性炭。JPH08323144A公开了采用燃料(重油或轻油)的再生塔,使用空气加热炉(参见该专利的图2,11-热风炉,12-燃料供给装置)。中国实用新型201320075942.7涉及加热装置及具备该加热装置的废气处理装置(燃煤、空气加热),参见该实用新型专利中的图2。
[0110]本发明的解析塔采用风冷。
[0111]对于解析塔解析能力为每小时1t活性炭的情形,传统工艺保持解析塔内的温度在420°C所需焦炉煤气约为400Nm3/h,助燃空气约为2200Nm3/h,外排热风约为2500Nm3/h ;所需冷却空气30000Nm3/h,冷却后活性炭温度为140°C。
[0112]在本申请中“解析”与“再生”可互换使用。
[0113]在本申请中“任选地”表示进行或不进行。
[0114]本发明的优点
[0115]1、可根据需要调控活性炭污染物去除能力,提高设备灵活性,适应烟气条件的变化。
[0116]2、采用串联双塔,脱硝率显著提高。
[0117]3、与传统冷却技术相比,本发明的方法和装置始终保证了系统的安全性,在吸附塔(或反应塔)中实现了烟气的温度的准确控制。正常运行时采用的喷水降温基本上不增加烟气处理量,原烟气湿度变化或湿度波动很小(< 1% ),因此对活性炭的低温活性几乎无影响。系统停运或故障时,只需打开冷风阀即可方便控制活性炭床层温度。
[0118]4、通过使用一种特殊的空气-氨气混合装置,能够让空气和氨气达到理想的混合效果,确保氨气以合适的浓度进入吸附塔中,确保吸附塔的安全运行,同时节约氨气,能提高吸附塔的脱硫、脱硝的效率,降低设备运转成本,而且本装置操作简便,容易操作。
[0119]5、综合利用活性炭脱硫系统的制酸区(工段)中产生的高浓度的含氨废水,既利用了废水中的NH3,减少通入到吸附塔中氨气的用量,又可以对烟气降温,无废水外排,避免了处理废水的成本投入。
【附图说明】
[0120]图1是现有技术的包括活性炭吸附塔和活性炭再生塔的脱硫脱硝装置及工艺流程TJK意图。
[0121]图2A是本发明的采用串联双活性炭吸附塔的烟气脱硫脱销方法的工艺流程示意图。
[0122]图2B是本发明的活性炭吸附塔(单塔单床层型)的烟气温度控制工艺流程示意图。
[0123]图3是本发明的包括多个(3个)活性炭床层且实施多段喷氨气的单塔多床层型吸附塔的示意图。
[0124]图4是本发明的对称式双塔多床层(各床层之间有间隙空间)设计的吸附塔的示意图。
[0125]图5是本发明的对称式双塔多床层(各床层之间无间隙空间)设计的吸附塔的示意图。
[0126]附图标记
[0127]1:吸附塔或反应塔;101,101a, 101b, 101c, a, b,c,d,e:活性炭床层;102:原烟气或原烟气输送烟道;102a:—级烟气管道;102b:二级净烟气管道;102c:三级净烟气管道;103:净烟气;104:活性炭输入口 ;104a:活性炭进料阀;105:活性炭出P ;105b:活性炭泄料阀;106:(稀释)氨气;106a, 106b:喷氨管阵列;106c:空气或热空气;106d:氨气;507:冷风,508:工艺水输送管路;509:冷风阀;510:挡板门;511:第一测温点;512:第二测温点;513:第三测温点;514:增压风机;115、V1、V2或V3:氨气阀门;P1:冷风入口 ;P2:工艺水喷嘴(喷水口);M:空气/氨气混合装置。
[0128]2:第二吸附塔;3:再生塔(或解吸塔);4:烟囱;5:第一活性炭输送机;6:第二活性炭输送机:第三活性炭输送机;8:第一挡板门;9:第二挡板门;10:第三挡板门;11:第四挡板门;12:振动筛。
[0129]A:进气室;B:出气室;h:吸附段高度。
[0130]图6为本发明的空气/氨气混合装置M的示意图。
[0131]图7为氨气螺旋段(610)的局部示意图,其中m = 2。
[0132]图8为氨气螺旋段(610)和空气螺旋段(609)的局部示意图,其中m = 2,n = 2。
[0133]附图标记
[0134]601、空气入口 ;602、空气管道;603、空气管道螺旋段入口 ;604、氨气管道螺旋段入口 ;605、氨气入口 ;606、氨气管道;607、空气螺旋段螺旋板;608、氨气螺旋段螺旋板;609、空气螺旋段;610、氨气螺旋段;611、空气管道螺旋段出口 ;612、混合段;613、氨气管道螺旋段出口 ;614、第一折流板;615、第二折流板;616、混合气体出口 ;617、混合气体。
[0135]A、B、C和D:是空气螺旋段(609)的在氨气管道与空气管道之间的空间被螺旋板相互隔开的四个部分(四个子通道)。
[0136]E、F、G和H:是氨气螺旋段¢10)的氨气管道被螺旋板相互隔开的四个部分(四个子通道)。
【具体实施方式】
[0137]在所有的实施方式,原烟气中SO2和NOx的含量分别为800mg/Nm3和350mg/Nm3。
[0138]下面描述本申请的【具体实施方式】:
[0139]在下面的实施例中所使用的混合装置(M)包括空气管道(602)、氨气管道(606)、空气螺旋段¢09)、氨气螺旋段¢10)、混合段(612)和混合气体出口 ¢16),其中氨气管道(606)从直径更大的空气管道¢02)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(602)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(606)的末段为氨气螺旋段¢10),氨气螺旋段(610)包括由氨气管道¢06)内的m个纵向延伸的螺旋板(608)所隔开的m个螺旋形氨气通道,此外,与氨气螺旋段(610)相对应的空气螺旋段(609)包括由介于氨气管道(606)与空气管道之间的空间内的η个纵向延伸的螺旋板(607)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¢12),混合段的末端是混合气体出口(616);其中:m = 1-6和η = 1-8,优选的是m = 1-4和η = 1-6,更优选的是,m = 2或3,和η = 2、3、4或5 ;空气螺旋段(609)的螺旋方向与氨气螺旋段(610)的螺旋方向相反。
[0140]一般来说,空气螺旋段(609)与氨气螺旋段(610)同轴心。
[0141]优选的是,m= 1-4, η = 1-6,更优选 m=2 或 3,和 / 或 η = 2、3、4 或
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