專利名稱：流化床煙氣循環(huán)脫硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對(duì)冶金和鍋爐煙氣進(jìn)行凈化處理技術(shù)，具體涉及一種流化床煙氣循環(huán)脫硫裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的制定，環(huán)境保護(hù)的主題已經(jīng)愈發(fā)提上議事日程，隨著國(guó)家環(huán)保政策的日趨嚴(yán)格，煙氣脫硫已成為我國(guó)工業(yè)在二十一世紀(jì)初亟待解決的重大問(wèn)題。然而，由于經(jīng)濟(jì)實(shí)力的限制，目前為止，我國(guó)主要是一些從國(guó)外引進(jìn)的成套生產(chǎn)線，還很少有采用自己的技術(shù)成熟應(yīng)用于工業(yè)的脫硫工藝?，F(xiàn)有可用的脫硫技術(shù)，根據(jù)控制SA排放的工藝在煤炭燃燒過(guò)程中的位置，可將脫硫技術(shù)分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三種。燃燒前脫硫主要是選煤、煤氣化、液化和水煤漿技術(shù)；燃燒中脫硫指的是低污染燃燒、型煤和流化床燃燒技術(shù)；燃燒后脫硫也即所謂的煙氣脫硫技術(shù)。世界各國(guó)研究開發(fā)和商業(yè)應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)估計(jì)超過(guò)200種。按脫硫產(chǎn)物是否回收，煙氣脫硫可分為拋棄法和再生回收法，前者脫硫混合物直接排放，后者將脫硫副產(chǎn)物以硫酸或硫磺等形式回收。按脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫又可分為濕法、半干法和干法工藝。活性炭法煙氣脫硫是一種以吸附傳質(zhì)作用為原理的脫硫方法。該工藝?yán)没钚蕴窟@種微孔材料的選擇吸附特性和催化氧化特性，對(duì)煙氣中的302進(jìn)行徹底地凈化和回收。然而現(xiàn)有的活性炭法煙氣脫硫工藝的單級(jí)系統(tǒng)示意圖，參見圖1。該活性炭床層用隔板分為4 個(gè)面積相同的小區(qū)域，對(duì)于每一個(gè)小區(qū)域，脫硫過(guò)程主要由吸附和解析兩個(gè)階段組成。吸附階段，煙氣自下而上流動(dòng)，穿過(guò)活性炭層時(shí)，煙氣中部分被吸附，凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)送入煙 ；解析階段，洗滌水由頂部噴下，穿過(guò)活性炭層的同時(shí)帶走生成的硫酸，洗滌水流入中和池中和后循環(huán)使用。目前采用現(xiàn)有活性炭脫硫固定床方式的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面吸附和解吸不能同步進(jìn)行，造成設(shè)備龐大、運(yùn)行管理復(fù)雜；初投資成本昂貴，運(yùn)行費(fèi)用較高；初投資成本昂貴，運(yùn)行費(fèi)用較高，且煙氣中的煙灰顆粒會(huì)堵塞活性炭孔隙，使吸附性能降低。采用流化床技術(shù)，可避免煙灰顆粒對(duì)活性炭孔隙的堵塞現(xiàn)象，并能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的吸附和解吸過(guò)程。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述背景技術(shù)的技術(shù)缺陷活不足，本實(shí)用新型旨在解決設(shè)備的緊湊性和連續(xù)運(yùn)行的問(wèn)題提供一種能夠連續(xù)運(yùn)行、管理簡(jiǎn)單且富有實(shí)效的脫硫裝置，它通過(guò)采用活性炭材料對(duì)氣體進(jìn)行連續(xù)吸附、解吸的內(nèi)部循環(huán)流化床，將進(jìn)行吸收轉(zhuǎn)化成H2so4， 達(dá)到環(huán)保和回收有用資源的雙重目的。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)[0010]一種流化床煙氣循環(huán)脫硫裝置，包括同軸嵌套的內(nèi)圓筒和外圓筒，所述的內(nèi)圓筒置于外圓筒內(nèi)部，且內(nèi)圓筒兩端分別伸出外圓筒的頂部與底部；在內(nèi)圓筒被外圓筒包裹的部位開設(shè)有上開口和下開口，在上開口與下開口沿內(nèi)圓筒縱向軸方向之間分別設(shè)有傳送機(jī)構(gòu)，下開口下方設(shè)有布風(fēng)板；在外圓筒頂部下方且靠近外圓筒內(nèi)壁處對(duì)稱裝有循環(huán)水噴頭， 循環(huán)水噴頭與循環(huán)水進(jìn)水管相連，在外圓筒底部下方連接有循環(huán)水排水管。本實(shí)用新型的其他技術(shù)特征為所述的內(nèi)部圓筒為活性炭床層。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的干法固定床脫硫裝置不同的是采用了內(nèi)部循環(huán)流化床的形式，將活性炭床層分為吸附區(qū)和解吸區(qū)同步進(jìn)行工作，吸附區(qū)呈流化狀態(tài)運(yùn)行，部分活性炭顆粒會(huì)不斷通過(guò)上部的開口進(jìn)入解吸區(qū)，解吸區(qū)的活性炭顆粒在重力的作用下會(huì)通過(guò)下部的開口不斷進(jìn)入吸附區(qū)，這樣就在吸附區(qū)和解吸區(qū)之間形成了活性炭物料的往復(fù)循環(huán)。這種工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，施工方便，占地面積小，吸附材料可以重復(fù)使用，使用壽命在兩年以上。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的耐酸性能良好，足可以使吸附塔的使用壽命達(dá)到20年以上。

圖1為現(xiàn)有活性炭法煙氣脫硫工藝的單級(jí)系統(tǒng)，其中各圖標(biāo)分別表示1、電磁閥、 2、洗滌噴頭、2、活性碳床層、4、煙氣進(jìn)口、5、中和池、6、清水池、7、循環(huán)水泵、8、煙氣出口。圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，其中各圖標(biāo)分別表示1、循環(huán)水排水管，2、布風(fēng)板、3活性炭，4、外圓筒，5、循環(huán)水進(jìn)水管，6、內(nèi)圓筒，7、循環(huán)水噴頭，8、上開口，9、傳送機(jī)構(gòu)、 10、活性炭床層，11、下開口。圖3為濕態(tài)下活性炭脫硫吸附過(guò)程示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
參見圖3，本實(shí)用新型是采用活性炭材料對(duì)氣體進(jìn)行連續(xù)吸附、解吸的內(nèi)部循環(huán)流化床，包括同軸嵌套的內(nèi)圓筒6和外圓筒4，內(nèi)圓筒6置于外圓筒4內(nèi)部，且內(nèi)圓筒6兩端分別伸出外圓筒4的頂部與底部，所述的內(nèi)圓筒6為活性炭床層形成硫化吸附區(qū)I，外圓筒4沿內(nèi)圓筒6外側(cè)為硫化解析區(qū)II ；在內(nèi)圓筒6被外圓筒4包裹的部分開設(shè)有上開口 8 和下開口 10，在上開口 8與下開口 11沿內(nèi)圓筒6縱向軸方向之間分別設(shè)有傳送機(jī)構(gòu)9，下開口 11下方設(shè)有布風(fēng)板2 ；在外圓筒4頂部下方且靠近外圓筒4內(nèi)壁處對(duì)稱裝有循環(huán)水噴頭7，循環(huán)水噴頭7與循環(huán)水進(jìn)水管相連，在外圓筒4底部下方連接有循環(huán)水排水管1。特別地，所述的內(nèi)部圓筒6為活性炭床層10。本實(shí)用新型的種流化床煙氣脫硫裝置為雙層結(jié)構(gòu)循環(huán)流化床，當(dāng)煙氣流過(guò)吸附區(qū) I下半部分時(shí)，利用煙氣的溫度對(duì)活性炭層進(jìn)行干燥，使得覆蓋在其表面的水膜蒸發(fā)，當(dāng)煙氣流過(guò)吸附區(qū)I的上半部分時(shí)，通過(guò)干態(tài)的活性炭顆粒物對(duì)二氧化硫進(jìn)行吸附，被吸附脫硫后的煙氣由煙氣出口排出；同時(shí)借助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)9的帶動(dòng)以及煙氣流動(dòng)的共同作用，使得活性炭顆粒處于流化狀態(tài)，活性炭顆粒從吸附區(qū)I由上開口 8流入解吸區(qū)II，再在重力作用下，從解吸區(qū)II由下開口 11流入吸附區(qū)I，這樣活性炭顆粒將在吸附區(qū)I與解吸區(qū)II之間不斷循環(huán)，從而完成吸附與解析的同步過(guò)程。在外圓筒4頂部下方且靠近外圓筒4內(nèi)壁處裝有循環(huán)水噴頭7，使得循環(huán)水從上而下通過(guò)解吸區(qū)II的活性炭層，將吸附的產(chǎn)物H2SO4洗脫出來(lái)，進(jìn)入稀硫酸池。當(dāng)池中硫酸濃度達(dá)到20%左右時(shí)，重新更換噴淋水。 本實(shí)用新型結(jié)果簡(jiǎn)單，施工方便，占地面積小，吸附材料可以重復(fù)使用，使用壽命在兩年以上。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的耐酸性能良好，足可以使吸附塔的使用壽命達(dá)到20年以上。流化床吸附塔外殼為H704優(yōu)質(zhì)不銹鋼，在各種濃度的強(qiáng)酸中最大腐蝕速度為0. 2mm/年，對(duì)于本系統(tǒng)采用的6mm的鋼板，可以充分保證足夠長(zhǎng)的使用年限。而隔板材料和用來(lái)支撐活性炭的板材采用聚四氟乙烯板材，由于碳氟鍵和氟原子外殼的保護(hù)作用，使聚四氟乙烯材料具有十分優(yōu)異的耐化學(xué)性能。其板材的連續(xù)使用溫度為260°C，在稀硫酸中長(zhǎng)時(shí)間浸漬重量完全無(wú)變化，而且?guī)缀鯇?duì)所有常用的化學(xué)品和溶劑都呈現(xiàn)惰性。 以下給出活性炭解析方法對(duì)比分析本實(shí)用新型的流化床煙氣循環(huán)脫硫裝置具體采用噴嘴噴淋解析的方法，發(fā)明人按照目前現(xiàn)有4種不同的解析方法進(jìn)行對(duì)比分析方法I 在吸附過(guò)程結(jié)束后，將吸附柱進(jìn)氣和排水閥門同時(shí)關(guān)閉，將IOOOml蒸餾水注入吸附柱對(duì)活性炭進(jìn)行:3min的浸泡，在浸泡的同時(shí)，使用攪拌器對(duì)活性炭進(jìn)行攪拌。方法II 過(guò)程同方法I，但不加攪拌過(guò)程。方法III 在吸附柱內(nèi)距床層0. 5m高度處設(shè)置孔徑為0. 2mm、厚度為50mm的不銹鋼孔板，吸附過(guò)程結(jié)束后關(guān)閉進(jìn)氣閥，開啟排水閥，將IOOOml蒸餾水在3分鐘內(nèi)均勻淋入吸附柱。方法IV 在吸附柱內(nèi)距床層0. 5m高度處安裝1/2’ ’PZ5095X45J型噴嘴并用循環(huán)泵供水，水洗過(guò)程同方法III。四種方法在第一次吸一解析循環(huán)中的解析效率見表1。由表1可知，浸泡攪拌的解析方法具有最高的解析效率，這是因?yàn)閿嚢枳饔檬刮絼╊w粒與流體得以充分地接觸，而且在高速旋轉(zhuǎn)作用下，流體產(chǎn)生的紊流效應(yīng)使吸附質(zhì)向流體中的擴(kuò)散作用明顯增強(qiáng)，傳質(zhì)系數(shù)大大增加，從而能夠比較完全地解析。而靜態(tài)浸泡解析效率最低的原因是在流體靜止?fàn)顟B(tài)下，吸附態(tài)的分子只能依靠溶解作用所產(chǎn)生的動(dòng)力從吸附劑中分離出來(lái)，隨著吸附劑表面層附近溶液中H2SO4分子的密集，這種擴(kuò)散作用逐漸減弱，當(dāng)擴(kuò)散動(dòng)力與擴(kuò)散阻力平衡時(shí)，即已不能繼續(xù)解析。表1不同解析方法下MHY30型新活性炭第一次吸-解析循環(huán)的解析效率(mac=l. 5kg, VS02=3. 0 X 1(Γ3，Vh20=O. 1，T=80°C, Wde=IL, tde=3min)
權(quán)利要求1.一種流化床煙氣循環(huán)脫硫裝置，其特征在于包括同軸嵌套的內(nèi)圓筒(6)和外圓筒 (4)，所述的內(nèi)圓筒(6)置于外圓筒(4)內(nèi)部，且內(nèi)圓筒(6)兩端分別伸出外圓筒(4)的頂部與底部；在內(nèi)圓筒(6)被外圓筒(4)包裹的部位開設(shè)有上開口(8)和下開口(11)，在上開口 (8)與下開口(11)沿內(nèi)圓筒(6)縱向軸方向之間分別設(shè)有傳送機(jī)構(gòu)(9)，下開口(11)下方設(shè)有布風(fēng)板(2);在外圓筒(4)頂部下方且靠近外圓筒(4)內(nèi)壁處對(duì)稱裝有循環(huán)水噴頭(7)， 循環(huán)水噴頭(7 )與循環(huán)水進(jìn)水管相連，在外圓筒(4 )底部下方連接有循環(huán)水排水管(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的流化床煙氣循環(huán)脫硫裝置，其特征在于所述的內(nèi)部圓筒(6)為活性炭床層(10)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種流化床煙氣循環(huán)脫硫裝置，包括同軸嵌套的內(nèi)圓筒和外圓筒，所述的內(nèi)圓筒置于外圓筒內(nèi)部，且內(nèi)圓筒兩端分別伸出外圓筒的頂部與底部；在內(nèi)圓筒被外圓筒包裹的部位開設(shè)有上開口和下開口，在上開口與下開口沿內(nèi)圓筒縱向軸方向之間分別設(shè)有傳送機(jī)構(gòu)，下開口下方設(shè)有布風(fēng)板；在外圓筒頂部下方且靠近外圓筒內(nèi)壁處對(duì)稱裝有循環(huán)水噴頭，循環(huán)水噴頭與循環(huán)水進(jìn)水管相連，在外圓筒底部下方連接有循環(huán)水排水管。本實(shí)用新型將活性炭床層分為吸附區(qū)和解吸區(qū)同步進(jìn)行工作，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，施工方便，占地面積小，吸附材料可以重復(fù)使用，可避免煙灰顆粒對(duì)活性炭孔隙的堵塞現(xiàn)象；并能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的吸附和解吸過(guò)程。
文檔編號(hào)B01D53/12GK202078837SQ20112015064
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者司鵬飛, 李博文, 樊越勝, 謝偉, 龔銳 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)