多级分层错流低温烟气净化设备和低温烟气处理系统的制作方法

本发明涉及吸附净化，具体地，涉及一种多级分层错流低温烟气净化设备和低温烟气处理系统。

背景技术：

1、工业烟气，是指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物气体的总称。通常采用将烟气通入填充有吸附剂的净化塔的方式进行烟气中污染物脱除。常见的烟气净化塔包括逆流烟气净化塔和错流烟气净化塔，错流烟气净化塔由于吸附效果好、吸附均匀等优点在烟气吸附净化技术领域得到广泛应用。传统的烟气吸附技术通常为高温吸附技术，即高温烟气通过冷却塔冷却到大体200℃后，输入烟气净化塔中进行高温吸附净化，但是高温吸附存在吸附剂消耗大、吸附效果差的问题，无法实现烟气的近零排放。

2、在相关技术中，烟气净化设备包括吸附塔体和设置在吸附塔体内的吸附剂筒，所述吸附剂筒具有容纳所述吸附剂层的吸附腔，部分的烟气会在吸附剂层内沿高度方向流动，进而缩减了烟气与吸附剂层的接触时间，存在吸附效率低的问题。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

2、为了克服高温吸附中的问题，相关技术提出了烟气低温吸附技术，即将烟气冷却为例如室温以下的低温烟气，再通过吸附将烟气中的污染物组分从中脱除。低温吸附中，吸附剂的吸附能力在低温环境下成倍数提升，与常规的高温烟气吸附相比极大提升了吸附净化率，可以实现烟气的近零排放。但是，发明人通过研究认识到，与常规的高温吸附相比，在低温吸附过程中，低温烟气的扩散速率较高温烟气的扩散速率低，大大增加了低温烟气在净化塔内的停留时间，存在烟气效率低的问题。

3、相关技术中提出了错流净化塔用于烟气吸附净化，但是，发明人发现，相关技术中的错流净化塔内的吸附床通常为烟气穿过吸附床的方向与吸附剂的流动方向大体正交(即一字型)。由此，净化塔内具有较大的未充分利用的空间，导致净化塔内空间浪费。而且，为了保证烟气的净化效果，对一字型床层的厚度具有一定的要求，而过厚的床层会进一步增大烟气的流通阻力，影响净化塔的净化效率。为了提高净化效率，则需要通过增大一字型床层的体积的方式，增大床层与低温烟气的接触面积，然而这需要增大低温错流净化塔的体积，从而导致净化塔成本和占地面积增大的问题。与高温吸附相比，在吸附剂填充量相同的情况下，采用传统一字型错流净化塔进行低温吸附，净化效率仍然偏低。

4、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的提出一种多级分层错流低温烟气净化设备，所述低温烟气净化设备具有吸附效率高的优点。

5、本发明的提出一种低温烟气处理系统。

6、本发明实施例的多级分层错流低温烟气净化设备包括吸附塔体、吸附剂筒和隔层。所述吸附剂筒设在所述吸附塔体内且包括内筒壳和外筒壳，所述内筒壳和所述外筒壳之间的空间形成容纳吸附剂的吸附剂腔，所述内筒壳的内腔和所述外筒壳与所述吸附塔体内壁之间的空腔隔离成多个烟气腔，所述吸附剂筒沿该吸附剂筒的轴向分成多个吸附剂筒段，所述烟气腔和所述吸附剂筒段沿所述吸附塔体内的低温烟气流动方向交替布置，相邻吸附剂筒段包括上游吸附剂筒段和下游吸附剂筒段，低温烟气沿所述吸附剂筒的内外方向和外内方向中一者穿过所述上游吸附剂筒段且沿另一者穿过所述下游吸附剂筒段；所述隔层设在所述吸附剂筒段的吸附腔内，以便将所述吸附腔内的吸附剂分成沿所述吸附剂筒的轴向排列的多个吸附剂层。

7、本发明的多级分层错流低温烟气净化设备，通过将多个所述烟气腔与多段所述吸附剂筒段沿低温烟气在所述低温烟气净化设备内的流动方向交替布置，使低温烟气沿所述吸附剂筒的内外方向和外内方向中一者穿过所述上游吸附剂筒段且沿另一者穿过所述下游吸附剂筒段，进而提升了低温烟气在吸附剂层内流动的行程，由此增加了低温烟气与吸附剂层接触时间和接触面积，实现对低温烟气进行多级净化。由于最终从烟气出口排出的净烟气共经过多次、多级的错流低温吸附净化，烟气的吸附剂净化更加彻底，从而可以实现烟气的近零排放。

8、同时，通过设置的隔层可以减少在相邻的吸附剂筒段内流动，进一步提升了低温烟气与吸附剂层的接触时间和接触面积，以此提高该低温烟气净化设备的吸附效率。

9、综上，本发明提供的多级分层错流低温烟气净化设备具有净化效率高的特点。

10、可选地，所述的多级分层错流低温烟气净化设备还包括第一气腔隔板和第二气腔隔板，所述吸附剂筒段的内壁和外壁上设有通气孔，相邻吸附剂筒段之间设有过渡筒段，所述过渡筒段具有收缩部，所述过渡筒段的内壁和外壁为阻气壁，所述第一气腔隔板设置在所述内筒壳的内腔内，且所述第二气腔隔板设置在所述外筒壳与所述吸附塔体的内壁之间的过渡筒段处，以便隔离出多个所述烟气腔。通过设置的第一气腔隔板和第二气腔隔板，将以便隔离出多个所述烟气腔。因而进一步降低了低温烟气在相邻烟气腔之间的串绕。由此，进一步提升提高了该多级分层错流低温烟气净化设备对低温烟气的净化效果。

11、可选地，相邻吸附剂筒段中，所述上游吸附剂筒内的吸附剂腔的体积大于下游吸附剂筒内的吸附剂腔的体积。所述上游吸附剂筒内的吸附剂腔的长度大于下游吸附剂筒内的吸附剂腔的长度。因为上游筒内流经的低温烟气中待吸附的物质的浓度比下游吸附剂筒内的烟气浓度高很多，通过将上游吸附剂筒内的吸附剂腔的体积大于下游吸附剂筒内的吸附剂腔的体积，可以匹配吸附剂层对上游的低温烟气的吸附能力。因而，本发明降低了吸附剂的使用总量(吸附剂的使用总量可以降低10％至17％)。

12、可选地，所述第一气腔隔板的外沿与所述过渡筒段连接，所述第二气腔隔板的外沿与所述吸附塔体的内壁连接，所述第二气腔隔板的内沿与所述过渡筒段连接。倾斜设置的气腔隔板降低了与烟气流向之间的夹角，进而降低了低温烟气对相应气腔隔板冲击。由此，降低了低温烟气净化设备内的声噪。

13、可选地，所述多级分层错流低温烟气净化设备还包括落料收集管，所述第一气腔隔板呈斗状以形成集料斗，所述集料斗的上沿与所述导料口的下壁面连接，所述落料收集管与所述集料斗的排料口连接，所述落料收集管的下端延伸到位于所述内筒壳的内腔的底部。本发明实施例通过集料斗收集从吸附剂腔中掉落的小颗粒的吸附剂，并依靠落料收集管将收集的吸附剂排出，避免了吸附剂在内筒壳的内腔中的堆积的问题。

14、可选地，所述内筒壳的内腔中设有烟气进管，所述烟气进管的下端在所述内筒壳的内腔中向下延伸到位于所述内腔的底部的最上游烟气腔中，所述第一气腔隔板的内沿与所述烟气进管的外壁连接。因为低温烟气在吸附剂筒的内筒壳中会在空气的作用下向上溢，本发明通过将烟气进管的下端在内筒壳的内腔中向下延伸到位于内腔的底部的最上游烟气腔，可以提升低温烟气在吸附塔体绕流时间和接触吸附剂的面积。

15、可选地，所述吸附塔体为立式容器且包括上塔段、下塔段和连接在所述上塔段和所述下塔段之间的中间筒段，所述吸附剂筒设在中间筒段内，所述上塔段设有用于向吸附剂腔内供给吸附剂的进料口，所述下塔段设有用于排出吸附剂的出料口。本发明可以使中间筒段与吸附剂筒在尺寸在更为相配，提升了中间筒段与吸附剂筒之间的烟气腔沿吸附剂筒的周向分布的均匀性，可以提升低温烟气与吸附剂接触的充分性。由此，本发明进一步提升了对低温烟气的净化效果。

16、可选地，所述吸附塔体内设有匀烟板，所述匀烟板设置所述中间筒段内邻近所述下塔段的一端，所述匀烟板具有上凸的锥面。因而，可以将由烟气进管排出的低温烟气朝向四周进行分流以改变低温烟气的流动方向，提升了低温烟气分散的均匀性。由此，本发明进一步提升了对低温烟气的净化效果。

17、可选地，所述中间筒段内邻近所述下塔段的一端上设有多个分料锥形筒。因而可以将气管的排气口进入内筒壳的烟气经分料锥形筒进一步吸收。因而，避免了未经吸收的烟气直接从下塔段泄出。

18、可选地，所述内筒壳和所述外筒壳由膜式壁构成，所述膜式壁内的通道为冷却介质通道。本发明通过冷却介质通道将处理的低温烟气进一步冷却，避免了在低温烟气处理过程中因低温烟气温度提升降低吸收效果的问题，提升吸附剂对低温烟气的吸附效果。

19、可选地，所述隔层设有沿隔层厚度方向贯通的通孔，所述通孔设有所述吸附剂。本发明通过设置通孔式的结构容纳吸附剂，该结构相对结构简单，且有助于实现吸附剂层分布的均匀性。

20、本发明的低温烟气处理系统包括烟气冷却塔和根据上述任一实施例所述的多级分层错流低温烟气净化设备，所述烟气冷却塔与所述多级分层错流低温烟气净化设备连通，用于将供给到所述多级分层错流低温烟气净化设备内的烟气冷却为室温以下的低温烟气。