包括烟气控温的烟气脱硫脱硝方法和装置的制造方法_2

文档序号:9917946阅读:来源:国知局
运,避免安全事故的发生,以及避免对设备的破坏和对吸附塔床层中活性炭的损坏。
[0038]一般情况下,在正常的操作中,(I)首先通过向输送高温烟气的烟道中通入冷空气来对烟气进行第一次降温,(2)然后在通入冷空气位点的下游向烟气中喷入工艺水(冷却水或冷水雾)(例如喷水量应加以控制,使得烟气的湿度低于12wt%、优选低于10被%、更优选低于9wt% )来降低烟气的温度。另外,在进入吸附塔中之后通过向进入吸附塔内的烟气中喷入稀释氨气(即空气稀释氨气),也在较低程度上调节吸附塔内烟气的温度。
[0039]当输送来的烟气温度Tl偏高,即高于T2ijte时,若单纯依靠或主要依靠在步骤(2)中喷水降低烟气温度则会导致烟气的湿度偏高,影响在吸附塔内的后续吸附操作,此时,应该在以上(I)步骤中加大冷空气(如处于环境温度下的空气)的通入量来降低烟气的温度,而在步骤⑵中的喷水量保持相对稳定。这样,确保进入吸附塔内的烟气的湿度和温度的相对稳定。
[0040]当输送来的烟气温度Tl偏低时,即低于T2ijte时,则主要或仅仅依靠在步骤(2)中喷冷水来大幅度降低烟气的温度。这样,仍然能够确保进入吸附塔内的烟气的湿度和温度的相对稳定。
[0041]当吸附塔正常停运或发生事故时(装置因故障或维护需要停机,或水冷系统故障时),为了在不增加塔内湿度的条件下降低吸附塔内温度,停止步骤(2)喷水(即关闭工艺水降温系统),同时切断烟气的供应(即将原烟气挡板关闭),仅仅运行步骤(I)或启动步骤(I)(即打开冷风阀向烟道中通入冷空气),从而迅速降低烟气的温度,进而迅速降低吸附塔内活性炭床层温度。从而确保吸附塔的安全停运,避免安全事故的发生,以及避免对设备的破坏和对吸附塔床层中活性炭的损坏。
[0042]根据本发明的第二个实施方案,提供脱硫、脱硝装置或用于以上方法中的脱硫、脱硝装置,它包括
[0043]I)吸附塔,
[0044]2)在吸附塔的烟气输入口上游的原烟气输送烟道,其中在烟道的上游位置Pl上设有冷风入口,和在烟道的下游位置P2上设有工艺水喷嘴,
[0045]3)与Pl位置上的冷风入口相连通的冷风机,
[0046]4)与P2位置上的工艺水喷嘴相连通的工艺水输送管道,优选的是,该工艺水输送管道的另一端连接至制酸区的含氨废水贮罐,或该工艺水输送管道的另一端分出一个支路并且连接至制酸区的含氨废水贮罐,
[0047]5)位于Pl和P2位置之间的增压风机,
[0048]6)氨气输送管道106,其中:在该氨气输送管道上(例如中段位置)设有一种氨气与空气混合装置(M),该氨气输送管道的后端分别连通至原烟气输送烟道和/或延伸到吸附塔内并且在其末端安装了氨气喷嘴,或从该氨气输送管道的末段上分出多个氨气支路,这些支路分别连通至原烟气输送烟道(102)以及任选地连接到位于吸附塔的进气室内的一个或多个氨气喷嘴和任选的位于吸附塔的各活性炭床层之间的间隙空间中的多个氨气喷嘴,和
[0049]7)解吸塔,它包括上部的加热区和下部的冷却区以及位于两者之间的中间区。
[0050]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。优选的是,在位置P2的下游、在吸附塔的烟气进口的上游设置第三测温点。
[0051]以上所述的氨气与空气混合装置(M)是用于活性炭吸附塔的氨气和空气混合装置,用于获得稀释氨气。
[0052]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。
[0053]一般来说,空气螺旋段与氨气螺旋段同轴心。
[0054]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。
[0055]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。
[0056]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%。
[0057]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。
[0058]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。
[0059]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。
[0060]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。
[0061]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。
[0062]空气螺旋段与氨气螺旋段具有类似于弹簧或虚拟弹簧的结构。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(K/2R或k/2r)是0.2-2:1,优选 0.4-1.5:1,更优选 0.6-1.0:1。
[0063]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。
[0064]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。
[0065]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
[0066]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。
[0067]以上所述的空气与氨气混合装置由空气管道、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。
[0068]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匀喷入。
[0069]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
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