專利名稱：一種活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于燃煤火電、冶煉燒結(jié)機(jī)、燃煤鍋爐、有色冶金和化工建材領(lǐng)域的煙氣脫硫、脫硝、脫二噁英與脫汞及除塵的煙(廢)氣集成凈化技術(shù)，具體而言，涉及一種用于活性焦煙氣脫硫脫硝的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國的工業(yè)化和經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，每年排放到大氣中大量的SO2和N0X，造成嚴(yán)重的酸雨危害。截止2010年，每年向大氣中排放的SA超過2000萬噸，超出了大氣自凈的能力。每年排放到大氣中的NOx逐年增加，已使我國的酸雨逐漸從以前硫酸根型酸雨向硫酸與硝酸混合型酸雨類型轉(zhuǎn)化；同時，我國貧硫，每年花費(fèi)巨資從國外進(jìn)口大量硫磺；即使新建成的回收和生產(chǎn)硫磺的企業(yè)在近幾年投產(chǎn)，但是依然不能滿足國內(nèi)硫磺的用量，并且我國是農(nóng)業(yè)大國，每年需要大量化肥，其他工業(yè)行業(yè)也需要大量的硫酸。在“十二五”期間，國家對SO2和NOx的減排量分別為8%和10%，成為我國進(jìn)一步發(fā)展的約束性指標(biāo)；因此，在“十二五”和之后更長的時間里，我國控制SO2和NOx排放和節(jié)能減排的任務(wù)很重，有著較大的脫硫市場和巨大的脫硝市場。隨著對環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格， 排放到大氣中的汞和二噁英等有毒物質(zhì)也開始受到關(guān)注和控制，對大氣污染控制從以前的單純煙氣脫硫開始到煙氣脫硫、脫硝、脫汞與二噁英等多污染物的聯(lián)合脫除，開發(fā)能聯(lián)合脫除，資源化回收的煙氣凈化技術(shù)具有重要意義。我國的能源、冶金和化工行業(yè)的空間布局與清潔發(fā)展需要開發(fā)高度環(huán)保、深度節(jié)水、集成凈化和可資源化的煙氣凈化技術(shù)。我國煤炭主要分布在北方和西北的缺水地區(qū)，在 “十二五”期間，我國擬建設(shè)的十六個大型煤電基地多分布在缺水地區(qū)，如規(guī)劃建設(shè)的內(nèi)蒙錫盟煤電基地，新疆哈密煤電基地，地區(qū)生態(tài)脆弱，嚴(yán)重缺水，建設(shè)的大容量、高參數(shù)的火電需要采用空冷技術(shù)和優(yōu)先選擇干法脫硫技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)水，并需要選擇先進(jìn)煙氣凈化技術(shù)脫硫脫硝和脫汞。在燒結(jié)煙氣脫硫脫硝行業(yè)，煙氣成分復(fù)雜、波動大，鋼鐵廠需要硫酸，并且需要脫硫、脫硝和脫除二噁英等污染物，因此，需要選用能適應(yīng)燒結(jié)煙氣波動、復(fù)雜性特點(diǎn)的煙氣集成凈化技術(shù)。在各種煙氣凈化技術(shù)中，活性焦煙氣凈化技術(shù)是一種能聯(lián)合脫除煙氣中的S02、 NOx、汞、二噁英及除塵，并能節(jié)水與回收硫資源的煙氣凈化技術(shù)，具有高度環(huán)保、深度節(jié)水、 集成凈化和可資源化的特點(diǎn)，是適應(yīng)我國缺水地區(qū)燃煤火電煙氣脫硫和我國多數(shù)鋼鐵廠燒結(jié)脫硫以及集成凈化的先進(jìn)煙氣凈化技術(shù)，是一種有廣闊發(fā)展前景的先進(jìn)環(huán)保技術(shù)。吸附反應(yīng)器和脫附再生器是活性焦脫硫脫硝技術(shù)的關(guān)鍵與核心部分，開發(fā)適合進(jìn)行多污染物集成凈化的吸附反應(yīng)器和脫附再生器，是進(jìn)行聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)的關(guān)鍵。國外的日本和德國有一些單位開發(fā)了聯(lián)合脫硫脫硝的吸附反應(yīng)器和脫附再生器及工藝方法，錯流移動床是一種聯(lián)合脫硫脫硝的工藝方法中廣泛使用的吸附反應(yīng)器，專利CN 101274193B 公開了一種用于煙氣凈化的徑向移動床，所公布的徑向移動床其圓形截面的裝置多單元并聯(lián)組合性能相對較差；專利JP8103668公布了一種活性焦脫硫脫硝催化劑和相應(yīng)的脫硫脫硝裝置圖，所公布的裝置中沒有明顯的雙段結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也沒有分層；因此脫硫脫硝的效果不明顯；專利JP62171737公布了一種活性焦脫硫脫硝工藝流程，但是脫硫塔與脫硝塔分開布置。綜上，現(xiàn)有的聯(lián)合脫硫脫硝的吸附反應(yīng)器和脫附再生器存在結(jié)構(gòu)效率偏低、能耗偏高、流程復(fù)雜、氣固接觸不充分，床內(nèi)傳熱性能不良，熱點(diǎn)易形成，集成凈化性能偏低、適應(yīng)工況波動穩(wěn)定性較差等特點(diǎn)，需要開發(fā)新的活性焦煙氣脫硫脫硝及工藝流程和新結(jié)構(gòu)的吸附反應(yīng)器及脫附再生器，實(shí)現(xiàn)活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)的創(chuàng)新。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種高效低耗的活性焦脫硫脫硝系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對煙氣中的S02、NOx、汞、二噁英和煙塵等污染物的集成凈化，回收硫資源，并把富集吸附汞和二噁英的危險活性焦作為固廢處理。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供如下具體技術(shù)方案一種活性焦煙氣脫硫脫硝的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括吸附反應(yīng)器1、脫附再生器2、物料輸送裝置和副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置，各裝置之間通過特定的管路連接，并采用特定的工藝方法實(shí)現(xiàn)功能；所述吸附反應(yīng)器1為復(fù)合層雙段錯流移動床，所述吸附反應(yīng)器1由脫硝段與脫硫段兩段組成；所述脫硝段包括脫硝段集氣室11、脫硝區(qū)5和脫硝段分氣室12 ；所述脫硫段包括脫硫段集氣室10、脫硫區(qū)6和脫硫段分氣室9，所述脫硝區(qū)5與所述脫硫區(qū)6通過設(shè)置在兩段間的下料通道M連通；所述脫硝段分氣室12與脫硫段集氣室10之間設(shè)置有一煙氣氨氣混合室沈；所述脫硫段分氣室9與一煙氣進(jìn)口 21連通，所述脫硝段集氣室11與一煙氣出口 22連通；所述脫硫段集氣室10通過一煙氣氨氣混合室沈與所述脫硝段分氣室12 連通，所述煙氣氨氣混合室26與一氨氣進(jìn)口 25連通；所述脫附再生器2用于對吸附反應(yīng)器1排出的活性焦進(jìn)行再生；所述脫附再生器 2為在一密閉殼體四周密布管道的列管式結(jié)構(gòu)，包括預(yù)熱區(qū)15、再生區(qū)16和冷卻區(qū)17 ；所述預(yù)熱區(qū)15、所述再生區(qū)16分別設(shè)置一再生氣體抽氣管路，所述再生氣體抽氣管路上均設(shè)有控制管路開度的控制閥門；所述再生氣體抽氣管路并聯(lián)接入到所述副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置中進(jìn)行硫資源化處理；所述預(yù)熱區(qū)15和再生區(qū)16的管道內(nèi)通入加熱介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)；所述預(yù)熱區(qū)15采用三層結(jié)構(gòu)，分別為預(yù)熱區(qū)下料管層38、上取料層37和下取料層39，在上取料層37 和下取料層39進(jìn)行活性焦取樣或卸料后處理；所述冷卻區(qū)17的管道內(nèi)通入冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻循環(huán)；所述物料輸送裝置采用密封的輸送帶輸送活性焦，連接吸附反應(yīng)器1和脫附再生器2 ；所述的輸送帶包括吸附后活性焦輸送帶3和再生后活性焦輸送帶4 ；所述的吸附后活性焦輸送帶3連接設(shè)置在吸附反應(yīng)器1下方的混合下料倉18和設(shè)置在脫附再生器2上方的脫附再生器儲料罐35，所述的再生后活性焦輸送帶4連接設(shè)置在脫附再生器2下方的篩分裝置30和設(shè)置在吸附反應(yīng)器1上方的吸附反應(yīng)器儲料罐35 ；所述副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置33與所述再生區(qū)16連接用于對再生過程中產(chǎn)生的脫附再生氣體進(jìn)行硫資源化，包括濃硫酸生產(chǎn)裝置、Claus制硫磺裝置或液體生產(chǎn)裝置。由此，本實(shí)用新型提供的一種活性焦脫硫脫硝系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)高效低耗的集成凈化功能。這種活性焦煙氣脫硫脫硝裝置通過將吸附反應(yīng)器、脫附再生器組合使用，煙氣在吸附反應(yīng)器中被活性焦吸附除去了煙氣中的S02、N0x、汞、二噁英和煙塵等污染物，吸附后的活性焦進(jìn)入到脫附再生器中進(jìn)行脫附，脫附后的活性焦可以重新循環(huán)使用，脫附后的再生氣體可以通過副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置進(jìn)行硫資源化處理。同時本實(shí)用新型為了減少后續(xù)副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置的二噁英含量，盡量把脫附出來的二噁英固化在預(yù)熱區(qū)的活性焦中，把活性焦做無害化處理，在預(yù)熱區(qū)與再生區(qū)設(shè)置了兩個并聯(lián)的再生氣體抽氣管路，因?yàn)樵偕鷼怏w抽氣管路上均設(shè)有控制閥門，所以可以根據(jù)需要控制多少含量的二噁英進(jìn)入后續(xù)的副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置，而選擇哪個再生氣體抽氣管路抽氣； 即可以選擇是在再生區(qū)抽氣還是在預(yù)熱區(qū)抽氣還是在兩個區(qū)域進(jìn)行組合抽氣；如果不限制或少限制二噁英進(jìn)入副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置，則可以直接在再生區(qū)抽氣；如果限制二噁英進(jìn)入副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置，則只在預(yù)熱區(qū)抽氣而不在再生區(qū)抽氣，當(dāng)然也可以兩者同時組合抽氣。對于吸附反應(yīng)器部分，本實(shí)用新型通過將吸附反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行分段設(shè)計(jì)-脫硝段與脫硫段兩段，同時形成復(fù)合層結(jié)構(gòu)-脫硝段包括脫硝段集氣室、脫硝區(qū)和脫硝段分氣室三層結(jié)構(gòu)；脫硫段包括脫硫段集氣室、脫硫區(qū)和脫硫段分氣室三層結(jié)構(gòu)，從而讓煙氣與活性焦在吸附反應(yīng)器內(nèi)部充分錯流接觸，最大限度的脫除煙氣中的so2、NOx、汞、二噁英和煙塵等污染物。進(jìn)一步優(yōu)化地，所述吸附反應(yīng)器的橫截面為矩形，整體為近似長方體，所述預(yù)熱區(qū) 15設(shè)置的再生氣體抽氣管路為兩個并聯(lián)的第一抽氣管路與第二抽氣管路，所述第一抽氣管路設(shè)置在所述上取料層37中，所述第二抽氣管路設(shè)置在所述下取料層39中。為了進(jìn)一步的使得從預(yù)熱區(qū)抽氣能夠更精確，可以把預(yù)熱區(qū)15設(shè)置的再生氣體抽氣管路再細(xì)分成兩個并聯(lián)的抽氣管路，分別設(shè)置在上取料層與下取料層，顯然上取料層的二噁英含量更少，下取料層的二噁英含量相對要多點(diǎn)，便于進(jìn)行控制組合抽氣。進(jìn)一步優(yōu)化地，所述吸附反應(yīng)器的脫硝段與脫硫段之間設(shè)置一用于清理所述脫硫區(qū)與所述脫硝區(qū)活性焦的清理通道；在所述吸附反應(yīng)器的活性焦出口設(shè)置一用于過濾出碎活性焦及硫酸銨鹽的振動篩?；钚越乖谙侣涞倪^程中，會有部分活性焦落在下料通道上，由于下料通道為類似兩個錐形漏斗的組合，可以通過設(shè)置適當(dāng)?shù)膬A角避免活性焦顆粒的積累；但是，在上段有 NH3參與反應(yīng)生成硫酸銨，增加活性焦粘滯力的情況下，在特定情況下可能有部分活性焦積聚，因此本專利裝置中預(yù)留了清理通道，清理通道可以為人孔或者其他結(jié)構(gòu)。在吸附反應(yīng)器中，由于殘余的SA與NH3反應(yīng)，會生成少量的硫酸銨鹽，雖然在裝置內(nèi)設(shè)置清理通道，可以定期清理活性焦以及硫酸銨鹽，但是必然還會有部分硫酸銨鹽粘附在活性焦上，從而增加了活性焦的粘滯力，減慢了活性焦在吸附反應(yīng)器中的移動速度。因此，本專利在吸附反應(yīng)器下段選擇性設(shè)振動篩，在分離破碎的活性焦和焦粉時也篩分出一部分硫酸銨鹽然后移除，從而減少活性焦運(yùn)動中的粘滯力。進(jìn)一步優(yōu)化地，所述的吸附反應(yīng)器脫硫區(qū)6設(shè)置活性焦分層格柵23，吸附反應(yīng)器1 下部設(shè)置前出料口 13和后出料口 14，所述前出料口 13和后出料口 14通過閥門控制活性焦不同的下料流量，使活性焦顆粒在脫硫區(qū)內(nèi)的前活性焦層和后活性焦層向下移動的速度和停留時間不同，強(qiáng)化高效吸附反應(yīng)脫硫效果。這樣設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于將脫硫區(qū)再做分隔，有利于煙氣的進(jìn)一步凈化，在吸附反應(yīng)器的前活性焦層，可以實(shí)現(xiàn)活性焦對煙氣的粗脫硫，煙氣得到初步凈化；在吸附反應(yīng)器的后活性焦層，可以實(shí)現(xiàn)活性焦精脫硫，煙氣繼續(xù)得到凈化；通過活性焦層的分隔設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了活性焦的高效利用和裝置的高效脫硫。進(jìn)一步考慮到某些簡化有利的特定工況，所述的吸附反應(yīng)器脫硫區(qū)6在特定情況下在脫硫區(qū)不設(shè)活性焦分層格柵，吸附反應(yīng)器下部設(shè)置一出料口，簡化了吸附反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和操作。對于脫附再生器部分；所述脫附再生器2的下方設(shè)置一用于對再生的活性焦進(jìn)行篩分的篩分裝置30，所述活性焦經(jīng)所述篩分裝置30篩分后，一部分碎活性焦被剔除，其余的活性焦重新進(jìn)入到所述吸附反應(yīng)器1上方的吸附反應(yīng)器儲料罐35進(jìn)行再次循環(huán)。篩分裝置將尺寸小于1. 5mm的碎活性焦顆粒和活性焦粉篩分下，將碎活性焦和焦粉分離；顆粒較大的活性焦，與補(bǔ)充的部分新鮮活性焦一起，經(jīng)過再生后活性焦輸送帶，輸送到吸附反應(yīng)器上方，加入吸附反應(yīng)器，進(jìn)行下一個循環(huán)的吸附反應(yīng)脫除。進(jìn)一步優(yōu)化地，硫資源化的副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置；包括濃硫酸生產(chǎn)裝置、Claus制硫磺裝置或液體生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)濃硫酸、硫磺、液體或其它含硫化工產(chǎn)品。利用本專利的一種活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)進(jìn)行煙氣脫硫脫硝的工藝方法，包括如下步驟(a)脫硫脫硝脫汞脫二噁英煙氣從所述吸附反應(yīng)器1的煙氣進(jìn)口進(jìn)入到所述吸附反應(yīng)器1的脫硫段，與從上向下落下的活性焦錯流接觸，脫除煙氣中的SO2、二噁英和汞； 煙氣經(jīng)過脫硫段與從所述氨氣進(jìn)口通入的氨氣在所述煙氣氨氣混合室沈內(nèi)混合，向上流動橫向穿過脫硝段，實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝，并脫除煙氣中殘余的SO2、二噁英和汞；凈化后的煙氣從所述吸附反應(yīng)器1的煙氣出口 22排出；脫附再生活性焦從所述吸附反應(yīng)器1的吸附反應(yīng)器儲料罐下落后從所述前出料口 13和后出料口 14排出然后進(jìn)入所述脫附再生器2，在所述脫附再生器2內(nèi)活性焦將吸附的含硫氣體脫附出來，脫附出來的分別從所述預(yù)熱區(qū)15、所述再生區(qū)16進(jìn)入到所述副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置中進(jìn)行硫資源化處理；再生后的活性焦從所述脫附再生器2的殼體內(nèi)下落出來后連同部分新添加的活性焦重新進(jìn)入到所述吸附反應(yīng)器1進(jìn)行下一次循環(huán)。進(jìn)一步優(yōu)選地，還可包括如下步驟(C)活性焦處理在脫附再生器2的預(yù)熱區(qū)，存在吸附和富集了汞和二噁英的活性焦，經(jīng)過較長時間如半年到一年的運(yùn)行時間，集中將脫附再生器2預(yù)熱區(qū)的活性焦卸料置換，卸料取出的活性焦按照危險固廢進(jìn)行深埋；經(jīng)過較長運(yùn)行時間，對活性焦中的汞也可以采用洗滌、反應(yīng)沉淀汞，再干燥活性焦重新利用的方式實(shí)現(xiàn)汞的無害化處理。(d)副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化從脫附再生器2再生區(qū)引出的再生氣體，經(jīng)過副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置生產(chǎn)濃硫酸、硫磺或液體SO2,并根據(jù)需要進(jìn)行后續(xù)深加工。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述活性焦的吸附溫度為80_150°C，脫附溫度為350_450°C，煙氣空速觀0 δΟΟΙΓ1，氨氣濃度為煙氣中的NOx濃度的1. 0 1. 5倍。通過活性焦進(jìn)行煙氣脫硫脫硝的方法主要分為三步，一步就是煙氣脫硫脫硝脫汞脫二噁英除塵的集成凈化，一步就是活性焦的脫附再生，另一步就是副產(chǎn)物的生產(chǎn)和硫資源的回收。對于活性焦來說，不斷的吸附反應(yīng)，再生、再吸附反應(yīng)，然后再生，從而形成一個循環(huán)，當(dāng)然循環(huán)過程中不斷加入新鮮的活性焦，從而保持活性焦的脫硫脫硝的能力基本恒定。而煙氣被活性焦脫除了其中的S02、NOx、二噁英和汞等污染物后排出，被脫附的含硫再生氣體再經(jīng)過硫資源化進(jìn)行充分利用；綜上，整個工藝過程中，活性焦循環(huán)利用，消耗不大， 煙氣脫硫脫硝脫汞脫二噁英除塵的集成凈化效果也很明顯，再生的氣體還可以進(jìn)行硫資源化，基本沒有什么浪費(fèi)，是一個低碳、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的過程，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)理念，而且整個工藝流程簡單明了，易于操作。同時由于吸附反應(yīng)器采用雙段復(fù)合層結(jié)構(gòu)，使得氣固接觸更充分，活性焦利用效率和系統(tǒng)效能更高，煙氣集成凈化性能更高；近似長方體的吸附反應(yīng)器也有利于反應(yīng)單元的并聯(lián)組合，提高一次處理煙氣的數(shù)量，能更有效地實(shí)現(xiàn)煙氣的集成凈化；脫附再生器預(yù)熱區(qū)的多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和多層管路引出脫附再生氣體的結(jié)構(gòu)，滿足了間隔一段時間將吸附飽和富集汞、二噁英的活性焦危險固料取出，加以后續(xù)深埋處理，實(shí)現(xiàn)汞和二噁英的無害處處理；脫附再生器的熱能集成回收和高效換熱結(jié)構(gòu)降低了能耗；通過副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置對富含濃SA的脫附再生氣進(jìn)行轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)濃硫酸、硫磺、液體SA等產(chǎn)品，回收硫資源，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保與經(jīng)濟(jì)的雙贏；本專利的系統(tǒng)與工藝方法具有高度環(huán)保、深度節(jié)水、集成凈化、資源回收、適應(yīng)面廣、高效低耗的多種優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號說明1.吸附反應(yīng)器，2.脫附再生器，3.吸附后活性焦輸送帶，4.再生后活性焦輸送帶，5.脫硝區(qū)，6.脫硫區(qū)，7.前活性焦層，8.后活性焦層， 9.脫硫段分氣室，10.脫硫段集氣室，11.脫硝段集氣室，12.脫硝段分氣室，13.前出料口，14.后出料口，15.預(yù)熱區(qū)，16.再生區(qū)，17.冷卻區(qū)，18.混合下料倉，19.煙氣發(fā)生裝置，20.除塵器，21.煙氣進(jìn)口，22煙氣出口，23.活性焦分層格柵，24.下料通道，25.氨氣進(jìn)口，26.煙氣氨氣混合室；27.風(fēng)機(jī)，28.煙囪， 29.加熱器，30.篩分裝置，31.碎活性焦移出裝置，32.尾氣凈化裝置，33.副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置 34.清理通道35.吸附反應(yīng)器儲料罐36.脫附再生器儲料罐37.上取料層38.預(yù)熱區(qū)下料管層39.下取料層
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示一種活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)，包括吸附反應(yīng)器1 ；用于對從吸附反應(yīng)器1排出的活性焦進(jìn)行再生的脫附再生器2 ；用于對再生過程中產(chǎn)生的脫附再生氣體進(jìn)行硫資源化的副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置33 ；吸附反應(yīng)器1的橫截面為矩形，整體形狀為近似長方體。吸附反應(yīng)器可以分為主體部分以及主體兩端的活性焦進(jìn)出口部分，由于活性焦進(jìn)出口部分采用塔式設(shè)計(jì)，具體可以參見附圖1，而主體部分為長方體，因此，可以說吸附反應(yīng)器整體為近似長方體。吸附反應(yīng)器1為復(fù)合層雙段錯流移動床，吸附反應(yīng)器1由脫硝段與脫硫段兩段組成；脫硝段包括脫硝段集氣室11、脫硝區(qū)5和脫硝段分氣室12 ；脫硫段包括脫硫段集氣室10、脫硫區(qū)6和脫硫段分氣室9，脫硝區(qū)5與脫硫區(qū)6通過設(shè)置在兩段間的下料通道M連通；脫硫段分氣室 9與一煙氣進(jìn)口 21連通，脫硝段集氣室11與一煙氣出口 22連通，脫硫段集氣室10通過一煙氣氨氣混合室沈與脫硝段分氣室12連通，煙氣氨氣混合室沈與一氨氣進(jìn)口 25連通；吸附反應(yīng)器1的脫硝段與脫硫段之間設(shè)置一用于清理脫硫區(qū)6與脫硝區(qū)5活性焦的清理通道 34 ；清理通道34可以為人孔或者其他結(jié)構(gòu)。在吸附反應(yīng)器1的活性焦出口設(shè)置一用于過濾出碎活性焦及硫酸銨鹽的振動篩(圖中未示出)?；钚越乖谙侣涞倪^程中，會有部分活性焦落在下料通道M上，由于下料通道M為類似兩個錐形漏斗的組合(一正一反兩個漏斗疊加)，在反應(yīng)時生成的硫酸銨鹽的增加的粘滯力，有可能在下料通道M上積聚活性焦，時間一長就需要進(jìn)行清理，因此本專利裝置中預(yù)留了清理通道34。吸附反應(yīng)器脫硫區(qū)6設(shè)置活性焦分層格柵23時，吸附反應(yīng)器1下部設(shè)置前出料口 13和后出料口 14，所述的前出料口 13和后出料口 14通過閥門控制活性焦不同的下料流量，使活性焦顆粒在脫硫區(qū)內(nèi)的前活性焦層和后活性焦層向下移動的速度和停留時間不同，強(qiáng)化高效吸附反應(yīng)脫硫效果。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置將脫硫區(qū)再做分隔，有利于煙氣的進(jìn)一步凈化，在吸附反應(yīng)器的前活性焦層，可以實(shí)現(xiàn)活性焦對煙氣的粗脫硫，煙氣得到初步凈化；在吸附反應(yīng)器的后活性焦層，可以實(shí)現(xiàn)活性焦精脫硫，煙氣繼續(xù)得到凈化，實(shí)現(xiàn)高效脫硫。吸附反應(yīng)器1頂端設(shè)置一吸附反應(yīng)器儲料罐35，底端設(shè)置一混合下料倉18，活性焦從吸附反應(yīng)器儲料罐35下落依次通過脫硝區(qū)5、下料通道M、脫硫區(qū)6后從混合下料倉 18排出；煙氣發(fā)生裝置(一般為工廠里面的冶煉燒結(jié)機(jī)、燃煤鍋爐等)產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過除塵器除塵后從煙氣進(jìn)口進(jìn)入依次通過脫硫段集氣室10、脫硫區(qū)6、脫硫段分氣室9后在煙氣氨氣混合室沈內(nèi)與氨氣混合后再依次通過脫硝段分氣室12、脫硝區(qū)5、脫硝段集氣室11，最后通過煙氣出口 22排出。在吸附反應(yīng)器1中，由于殘余的與NH3反應(yīng)，會生成少量的硫酸銨鹽，雖然在裝置內(nèi)設(shè)置清理通道34，可以定期清理活性焦以及硫酸銨鹽，但是必然還會有部分硫酸銨鹽粘附在活性焦上，從而增加了活性焦的粘滯力，減慢了活性焦在吸附反應(yīng)器1中的移動速度。因此，本專利在吸附反應(yīng)器下段設(shè)置振動篩，在分離破碎的活性焦和焦粉時也篩分出一部分硫酸銨鹽然后移除，從而減少活性焦運(yùn)動中的粘滯力。脫附再生器2為在一密閉殼體的四周密布管道的列管式結(jié)構(gòu)，包括預(yù)熱區(qū)15、再生區(qū)16、冷卻區(qū)17 ；預(yù)熱區(qū)15、再生區(qū)16產(chǎn)生的再生氣體被風(fēng)機(jī)27抽吸進(jìn)入到尾氣凈化裝置32，尾氣凈化裝置32主要對再生氣體進(jìn)行過濾；然后再進(jìn)入到副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置33中進(jìn)行硫資源化處理；副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置33可以為濃硫酸生產(chǎn)裝置或者Claus制硫磺裝置或液體 SO2生產(chǎn)裝置，這幾種裝置都是市場上比較成熟的硫資源制備裝置，具體不再贅述。預(yù)熱區(qū) 15的管道內(nèi)通入加熱介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)；冷卻區(qū)17的管道內(nèi)通入冷卻介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)；加熱介質(zhì)為為氮?dú)?、熱蒸汽、熱空氣或高溫熔鹽中一種，所述冷卻介質(zhì)為氮?dú)?。如圖1所示，譬如預(yù)熱區(qū)15的管道內(nèi)有氮?dú)?，氮?dú)鈱⒃陬A(yù)熱區(qū)下落的活性焦加熱后冷卻下來，然后再在風(fēng)機(jī)27的驅(qū)動下通過加熱器四被加熱后再次進(jìn)入到預(yù)熱區(qū)15加熱活性焦。而在冷卻區(qū)17，常溫下的氮?dú)獠粩嗟脑陲L(fēng)機(jī)27的驅(qū)動下在管道內(nèi)循環(huán)，將活性焦的熱量帶出，從而使活性焦冷卻下來。[0057]脫附再生器2的下方設(shè)置一用于對再生的活性焦進(jìn)行篩分的篩分裝置30，活性焦從吸附反應(yīng)器1進(jìn)入到脫附再生器2，在整個吸附、脫附再生的過程中，會有少許活性焦破碎，如果再次進(jìn)入循環(huán)中，會增大吸附反應(yīng)器壓降和影響脫附效果，因此活性焦經(jīng)篩分裝置 30篩分后，一部分碎活性焦經(jīng)過碎活性焦移出裝置31被剔除，其余的活性焦連同一部分新補(bǔ)充的活性焦重新進(jìn)入到吸附反應(yīng)器1頂端的吸附反應(yīng)器儲料罐35進(jìn)行再次循環(huán)。篩分裝置30將尺寸小于1. 5mm的碎活性焦顆粒和活性焦粉篩分下，將碎活性焦和焦粉分離；顆粒較大的活性焦，與補(bǔ)充的部分新鮮活性焦一起，經(jīng)過再生后活性焦輸送帶 4，輸送到吸附反應(yīng)器1上方的吸附反應(yīng)器儲料罐35，加入吸附反應(yīng)器1，進(jìn)行下一個循環(huán)的吸附反應(yīng)脫除。吸附反應(yīng)器1下方設(shè)置有一混合下料倉18，前活性焦層7和后活性焦層8下方分別對應(yīng)前出料口 13和后出料口 14，活性焦從前出料口 13和后出料口 14下落后進(jìn)入混合下料倉18，然后通過吸附后活性焦輸送帶3輸送到脫附再生器2的上端的脫附再生器儲料罐36，從脫附再生器2的殼體內(nèi)下落出來后與補(bǔ)充的部分新鮮活性焦一起，經(jīng)過再生后活性焦輸送帶4重新進(jìn)入到吸附反應(yīng)器1頂端的吸附反應(yīng)器儲料罐35。這種活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)通過將吸附反應(yīng)器1、脫附再生器2組合使用，煙氣在吸附反應(yīng)器1中被活性焦吸附反應(yīng)除去了煙氣中的so2、NOx、汞、二噁英和煙塵等污染物， 吸附后的活性焦進(jìn)入到脫附再生器2中進(jìn)行脫附，脫附后的活性焦可以重新循環(huán)使用，脫附后的再生氣體可以通過副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置33進(jìn)行硫資源化處理。進(jìn)一步深入地，考慮到活性焦脫除煙氣中的汞和二噁英時，汞和二噁英在脫附再生器2預(yù)熱區(qū)15的活性焦層富集，需要每經(jīng)過半年到一年時間就要把預(yù)熱區(qū)的活性焦卸料深埋處理，因此對脫附再生器2設(shè)計(jì)了特殊結(jié)構(gòu)；預(yù)熱區(qū)15采用多層結(jié)構(gòu)，一種典型的三層結(jié)構(gòu)包括三個預(yù)熱區(qū)下料管層38、設(shè)置在預(yù)熱區(qū)下料管層38上方的上取料層37和設(shè)置在預(yù)熱區(qū)下料管層38下方的下取料層39，在上取料層37和下取料層39進(jìn)行活性焦取樣或卸料后處理。同時，預(yù)熱區(qū)15、再生區(qū)16分別設(shè)置一再生氣體抽氣管路，預(yù)熱區(qū)15設(shè)置的再生氣體抽氣管路為兩個并聯(lián)的第一抽氣管路與第二抽氣管路，第一抽氣管路設(shè)置在上取料層37中，第二抽氣管路設(shè)置在下取料層39中；所有的再生氣體抽氣管路上均設(shè)有控制管路開度的控制閥門從而便于控制每個抽氣管路的抽氣量；這樣根據(jù)處理煙氣中不同二噁英和汞濃度以及二噁英和汞在脫附再生器2內(nèi)的分布，對脫附再生氣體在不同區(qū)域的抽氣管路抽氣，或者特殊情況下組合抽氣，最大限度的降低進(jìn)入到副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置中的再生氣體中的氣態(tài)二噁英和汞濃度，把在再生區(qū)16分解到再生氣體中的二噁英和汞吸附固化在預(yù)熱區(qū)15溫度較低的活性焦上，便于減少副產(chǎn)物中的二噁英和汞以及方便對富集更多二噁英和汞的預(yù)熱區(qū)15活性焦進(jìn)行深埋無害化處理。為了清楚的標(biāo)明活性焦、煙氣以及脫附再生器中氣體的流向，圖1中分別用不同的線條進(jìn)行了標(biāo)注，具體文字描述如下活性焦活性焦從吸附反應(yīng)器1頂端的吸附反應(yīng)器儲料罐35下落依次通過脫硝區(qū) 5、下料通道對、脫硫區(qū)6后從吸附反應(yīng)器1的底端出口排出進(jìn)入到混合下料倉18，然后通過吸附后活性焦輸送帶3輸送到脫附再生器2頂端的脫附再生器儲料罐36依次經(jīng)過脫附再生器2的加熱區(qū)15、再生區(qū)16、冷卻區(qū)17后進(jìn)入到篩分裝置30與補(bǔ)充的部分新鮮活性焦一起，經(jīng)過再生后活性焦輸送帶4重新進(jìn)入到吸附反應(yīng)器1頂端的吸附反應(yīng)器儲料罐35。[0064]煙氣煙氣從煙氣進(jìn)口 21進(jìn)入，依次通過脫硫段分氣室9、脫硫區(qū)6、脫硫段集氣室 10后在煙氣氨氣混合室沈內(nèi)與氨氣混合后再依次通過脫硝段分氣室12、脫硝區(qū)5、脫硝段集氣室11，最后通過煙氣出口 22排出，在風(fēng)機(jī)27的牽引下從煙囪觀排出。脫附再生器2中氣體(1)加熱介質(zhì)可以為氮?dú)?、熱蒸汽、熱空氣或高溫熔鹽中一種，如果為氮?dú)猓獨(dú)鈱⒃诩訜釁^(qū)15下落的活性焦加熱后冷卻下來，然后再在風(fēng)機(jī)27的驅(qū)動下通過加熱器四加熱后再次進(jìn)入到加熱區(qū)15加熱活性焦。(2)冷卻介質(zhì)，如果也為氮?dú)?，在冷卻區(qū)17，常溫下的氮?dú)獠粩嗟脑陲L(fēng)機(jī)27的驅(qū)動下在管道內(nèi)循環(huán)，將活性焦的熱量帶出，從而使活性焦冷卻下來。(3)再生氣體再生氣體在風(fēng)機(jī)27的驅(qū)動下進(jìn)入尾氣凈化裝置32進(jìn)行尾氣凈化， 然后進(jìn)入副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置33進(jìn)行硫資源化處理。具體的整個工藝方法包括如下步驟(a)脫硫脫硝脫汞脫二噁英煙氣從吸附反應(yīng)器1的煙氣進(jìn)口 21進(jìn)入到吸附反應(yīng)器1的脫硫段，與從上向下落下的活性焦錯流接觸，脫除煙氣中的SO2、二噁英和汞；煙氣經(jīng)過脫硫段與從氨氣進(jìn)口 25通入的氨氣在煙氣氨氣混合室沈內(nèi)混合，向上流動橫向穿過脫硝段，實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝，并脫除煙氣中殘余的SO2、二噁英和汞；凈化后的煙氣從吸附反應(yīng)器1 的煙氣出口 22排出；(b)脫附再生活性焦從吸附反應(yīng)器1的活性焦入口下落后從活性焦出口排出然后進(jìn)入脫附再生器2，在脫附再生器2內(nèi)活性焦將吸附的含硫氣體脫附出來，脫附出來的再生氣體從預(yù)熱區(qū)15、再生區(qū)16進(jìn)入到副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置33中進(jìn)行硫資源化處理；再生后的活性焦從脫附再生器2的殼體內(nèi)下落出來后連同部分新添加的活性焦重新進(jìn)入到吸附反應(yīng)器1進(jìn)行下一次循環(huán)。(c)活性焦處理在脫附再生器2的預(yù)熱區(qū)，存在吸附和富集了汞和二噁英的活性焦，每次經(jīng)過較長時間后就要清理置換一次，如經(jīng)過半年到一年的運(yùn)行時間，集中將脫附再生器2預(yù)熱區(qū)的活性焦卸料置換，卸料取出的活性焦按照危險固廢進(jìn)行深埋；(d)副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化從脫附再生器2預(yù)熱區(qū)、再生區(qū)引出的脫附再生氣，經(jīng)過副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置生產(chǎn)濃硫酸、硫磺或液體SO2,并根據(jù)需要進(jìn)行后續(xù)深加工。整個工藝流程中，活性焦的吸附溫度為80-150°C，脫附溫度為350-450°C，煙氣空速280 δΟΟΙΓ1，氨氣濃度為煙氣中的NOx濃度的1. 0 1. 5倍。為了進(jìn)一步說明本實(shí)用新型系統(tǒng)的效果，我們進(jìn)行了案例設(shè)計(jì)，本專利系統(tǒng)的設(shè)計(jì)處理煙氣量3. 2Χ 106Nm3/h，采用多個吸附反應(yīng)器單元并聯(lián)進(jìn)行處理，1個吸附反應(yīng)器單元處理煙氣量20 X 104Nm3/h，分為兩個吸附反應(yīng)器凈化煙氣，吸附反應(yīng)器采用模塊化多單元并聯(lián)設(shè)計(jì)，每個吸附反應(yīng)器由8個吸附反應(yīng)器單元并聯(lián)組成，共16個吸附反應(yīng)器單元，設(shè)計(jì)煙氣空速280 δΟΟΙΓ1。煙氣組分中體積分?jǐn)?shù)為2000Χ 10_6，Ν0χ體積分?jǐn)?shù)為600Χ 10_6， 還含有部分二噁英、重金屬離子汞、有害煙塵。吸附溫度在120°C，脫附溫度在40(TC;吸附催化劑為性能合格、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的柱狀脫硫脫硝活性焦。通過吸附反應(yīng)器1，脫除煙氣中的S02、 NOx、二噁英和汞等污染物，實(shí)現(xiàn)在一個吸附反應(yīng)器1內(nèi)對多種污染物的聯(lián)合脫除。設(shè)計(jì)了兩種工況第一種工況的煙氣空速30( -1 ；第二種工況煙氣空速^Otr1JS 性焦裝填量比第一種工況增加1. 33倍，增加1. 33倍。本專利系統(tǒng)設(shè)計(jì)的脫硫率大于95%， 脫硝率大于70 %，脫二噁英和脫汞率大于90 %，本專利的系統(tǒng)以及工藝方法具有良好的脫硫脫硝集成凈化性能。本實(shí)用新型裝置可以用于燃煤電廠中單機(jī)組1000麗的超超臨界燃煤火電機(jī)組、 450平方米以上的大型冶煉燒結(jié)機(jī)、大型燃煤鍋爐、中小型工業(yè)燃煤鍋爐和其它有色冶金煙氣、硫酸尾氣及垃圾焚燒煙氣的脫硫脫硝脫汞脫二噁英煙氣凈化領(lǐng)域。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，上述的具體實(shí)施方式
只是示例性的，是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好的理解本專利內(nèi)容，不應(yīng)理解為是對本專利保護(hù)范圍的限制，只要是根據(jù)本專利所揭示精神所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括吸附反應(yīng)器(1)、脫附再生器O)、物料輸送裝置和副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置，所述各裝置之間通過管路連接；所述吸附反應(yīng)器(1)為復(fù)合層雙段錯流移動床，所述吸附反應(yīng)器(1)由脫硝段與脫硫段兩段組成；所述脫硝段包括脫硝段集氣室(11)、脫硝區(qū)(5)和脫硝段分氣室(12)；所述脫硫段包括脫硫段集氣室(10)、脫硫區(qū)(6)和脫硫段分氣室(9)，所述脫硝區(qū)( 與所述脫硫區(qū)(6)通過設(shè)置在兩段間的下料通道04)連通；所述脫硝段分氣室(1 與脫硫段集氣室(10)之間設(shè)置有一煙氣氨氣混合室06)；所述脫硫段分氣室(9)與一煙氣進(jìn)口連 通，所述脫硝段集氣室(11)與一煙氣出口 0 連通；所述脫硫段集氣室(10)通過一煙氣氨氣混合室06)與所述脫硝段分氣室(1 連通，所述煙氣氨氣混合室06)與一氨氣進(jìn)口 (25)連通；所述脫附再生器(2)用于對所述吸附反應(yīng)器(1)排出的活性焦進(jìn)行再生；所述脫附再生器( 為在一密閉殼體四周密布管道的列管式結(jié)構(gòu)，包括預(yù)熱區(qū)(15)、再生區(qū)(16)和冷卻區(qū)(17)；所述預(yù)熱區(qū)(15)、所述再生區(qū)(16)分別設(shè)置一再生氣體抽氣管路，所述再生氣體抽氣管路上均設(shè)有控制管路開度的控制閥門；所述再生氣體抽氣管路并聯(lián)接入到所述副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置中進(jìn)行硫資源化處理；所述預(yù)熱區(qū)(1 和所述再生區(qū)(16)的管道內(nèi)通入加熱介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)；所述預(yù)熱區(qū)(巧)采用三層結(jié)構(gòu)，分別為預(yù)熱區(qū)下料管層(38)、上取料層 (37)和下取料層(39)，在所述上取料層(37)和所述下取料層(39)進(jìn)行活性焦取樣或卸料后處理；所述冷卻區(qū)(17)的管道內(nèi)通入冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻循環(huán)；所述物料輸送裝置采用密封的輸送帶輸送活性焦；所述輸送帶包括吸附后活性焦輸送帶(3)和再生后活性焦輸送帶；所述吸附后活性焦輸送帶C3)連接設(shè)置在所述吸附反應(yīng)器(1)下方的混合下料倉(18)和設(shè)置在所述脫附再生器( 上方的脫附再生器儲料罐 (36)，所述再生后活性焦輸送帶(4)連接設(shè)置在所述脫附再生器( 下方的篩分裝置(30) 和設(shè)置在所述吸附反應(yīng)器(1)上方的吸附反應(yīng)器儲料罐(35)；所述副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置(3 與所述再生區(qū)(16)連接用于對再生過程中產(chǎn)生的脫附再生氣體進(jìn)行硫資源化。
2.如權(quán)利要求1所述的活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述吸附反應(yīng)器(1) 的橫截面為矩形，整體為近似長方體，所述預(yù)熱區(qū)(1 設(shè)置的再生氣體抽氣管路為兩個并聯(lián)的第一抽氣管路與第二抽氣管路，所述第一抽氣管路設(shè)置在所述上取料層(37)中，所述第二抽氣管路設(shè)置在所述下取料層(39)中。
3.如權(quán)利要求1所述的活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述脫硫區(qū)(6)內(nèi)設(shè)置一活性焦分層格柵，將所述脫硫區(qū)(6)分成前活性焦層(7)和后活性焦層(8)，所述前活性焦層(7)和后活性焦層(8)下部分別對應(yīng)設(shè)置前出料口(1 和后出料口(14)，所述前出料口(1 和后出料口(14)通過閥門控制活性焦不同的下料流量。
4.如權(quán)利要求1所述的活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述吸附反應(yīng)器(1) 的脫硝段與脫硫段之間設(shè)置一用于清理所述脫硫區(qū)(6)與所述脫硝區(qū)( 活性焦的清理通道(34)；在所述吸附反應(yīng)器(1)的活性焦出口設(shè)置一用于過濾出碎活性焦及硫酸銨鹽的振動篩。
5.如權(quán)利要求1所述的活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述的脫附再生器(2) 中加熱介質(zhì)為氮?dú)?、熱蒸汽、熱空氣或高溫熔鹽中一種，所述冷卻介質(zhì)為氮?dú)狻?br> 6.如權(quán)利要求1所述的活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述脫附再生器(2) 的下方設(shè)置一用于對再生的活性焦進(jìn)行篩分的篩分裝置(30)。
7.如權(quán)利要求1所述的活性焦煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于所述副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置為濃硫酸生產(chǎn)裝置、Claus制硫磺裝置或液體生產(chǎn)裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種活性焦煙氣脫硫脫硝的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括吸附反應(yīng)器、脫附再生器、物料輸送裝置和副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置，各裝置之間通過特定的管路連接，并采用特定的工藝方法實(shí)現(xiàn)功能。所述的吸附反應(yīng)器為復(fù)合層雙段錯流移動床，所述吸附反應(yīng)器由脫硝段與脫硫段兩段組成，實(shí)現(xiàn)煙氣中的SO2、NOx、二噁英、汞和煙塵的集成凈化；所述的脫附再生器分為預(yù)熱區(qū)、再生區(qū)和冷卻區(qū)，實(shí)現(xiàn)附集汞、二噁英的活性焦的取料和后續(xù)活性焦無害化處理；所述脫附再生器通過加熱器換熱并循環(huán)熱能回收，所述的副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化裝置用于對再生過程中產(chǎn)生的脫附再生氣體進(jìn)行硫資源化。
文檔編號B01D53/96GK202289840SQ201120445138
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者傅月梅, 劉靜, 唐夕山, 曾艷, 翟尚鵬, 辛昌霞, 鄭陽, 高繼賢 申請人:上?？肆颦h(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>