用于活性炭吸附塔的氨氣和空氣混合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于活性炭吸附塔的氨氣和空氣混合裝置，S卩，氨氣用空氣稀釋的裝置，屬于燒結(jié)煙氣處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]吸附塔是活性炭脫硫脫硝系統(tǒng)中，為活性炭吸附煙氣中有害氣體、雜質(zhì)提供場所的裝置。吸附塔是一個左右對稱的結(jié)構(gòu)，中間是進氣室，進氣室兩側(cè)各有三層活性炭層，在活性炭層的外側(cè)各有一個出氣室，其中進氣室和活性炭床層之間采用入口百葉窗隔開。燒結(jié)煙氣經(jīng)由進氣室進入到吸附塔，然后通過入口百葉窗再進入到活性炭層，在活性炭層完成煙氣的脫硫脫硝。
[0003]在干法活性炭脫硫脫硝工藝中，需要用到氨氣來參與反應。在工業(yè)生產(chǎn)中，氨氣一般都是以液氨的形態(tài)提供的。液氨氣化后，其氨氣純度很高，如直接應用于生產(chǎn)中，既浪費，又不安全。為此，液氨氣化后，高純度氨氣需要先和空氣混合，然后再通入到干法脫硫脫硝工藝中進行應用。氨氣和空氣的混合均勻度很大程度上影響了氨氣的利用效率，因此，如何使氨氣和空氣充分混合，是一個急需解決的問題。本發(fā)明提供一種脫硫脫硝用氨氣混合裝置，來解決這一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的脫硫脫硝用氨氣混合裝置由空氣管道、氨氣管道、空氣螺旋段、氨氣螺旋段、混合段和混合氣體出口組成。空氣從空氣管道通入裝置，氨氣從氨氣管道通入裝置?？諝夤艿莱叽绱笥诎睔夤艿莱叽纭０睔夤艿啦迦氲娇諝夤艿乐?，然后沿著空氣管道軸線沿著氣流方向延伸一段距離。在置于空氣管道內(nèi)的氨氣管道，沿著空氣管道軸線的氨氣螺旋段入口開始至尾部，屬于氨氣螺旋段。在氨氣螺旋段內(nèi)，將氨氣管道均分為若干部分，每一部分都沿著軸線螺旋向后延伸，直至氨氣螺旋段出口，并且每個部分之間用螺旋板相互隔開的。空氣螺旋段屬于空氣管道的一部分，從空氣螺旋段入口開始至空氣螺旋段出口結(jié)束。在空氣螺旋段中，將氨氣管道與空氣管道之間的圓環(huán)均分為若干部分，每一部分都沿著軸線以與氨氣管道螺旋段相反的旋向螺旋向后延伸，直至空氣螺旋段出口，并且每個部分之間用螺旋板相互隔開?；旌隙问俏挥诳諝饴菪沃缶o接空氣螺旋段，直至混合氣體出口的一段管道，其內(nèi)部設(shè)置有第一折流板、第二折流板，也可設(shè)置按照第一折流板和第二折流板次序排列的多組折流板。例如，第一折流板是圓環(huán)板結(jié)構(gòu)，圓環(huán)板外圓與混合管道內(nèi)壁連接。第二折流板是圓板結(jié)構(gòu)，置于混合管道之內(nèi)，圓板外圓與混合管道之間有間隙，可容混合氣體通過。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一個實施方案，提供用于活性炭吸附塔的氨氣和空氣混合裝置，該裝置包括空氣管道、氨氣管道、空氣螺旋段、氨氣螺旋段、混合段和混合氣體出口，其中氨氣管道從直徑更大的空氣管道的一側(cè)插入(或延伸進入)空氣管道中，然后彎折并沿著空氣管道軸線沿著氣流方向延伸一段距離L(它例如是混合裝置總長度的20-80%、更優(yōu)選35-65 %，比如L = 0.2-2米，優(yōu)選0.3-1.5米)，氨氣管道的末段為氨氣螺旋段，氨氣螺旋段包括由氨氣管道內(nèi)的m個縱向延伸的螺旋板所隔開的m個螺旋形氨氣通道，此外，與氨氣螺旋段相對應的空氣螺旋段包括由介于氨氣管道與空氣管道之間的空間內(nèi)的η個縱向延伸的螺旋板所隔開的η個螺旋形空氣通道，在這兩種通道的末端之后是(屬于空氣管道末段或混合裝置末段的)混合段，再之后或混合段的末端是混合氣體出口 ；其中m = 1-6，η =1-8和其中空氣螺旋段的螺旋方向與氨氣螺旋段的螺旋方向相反。
[0006]一般來說，空氣螺旋段與氨氣螺旋段同軸心。
[0007]優(yōu)選的是，m= 1-4, η = 1-6,更優(yōu)選 m=2 或 3,和 / 或 η = 2、3、4 或 5。
[0008]優(yōu)選的是，在混合段中設(shè)有第一折流板和/或第二折流板?；?，第一折流板和第二折流板作為一組并且重復設(shè)置2至3組；或第一折流板和第二折流板交替設(shè)置并且各自分別設(shè)置1-3個，優(yōu)選各自分別設(shè)置2個。
[0009]一般，該氨氣管道的外直徑是空氣管道的內(nèi)徑的30-70%，更優(yōu)選40-60%。
[0010]優(yōu)選的是，第一折流板是圓環(huán)板結(jié)構(gòu)，圓環(huán)板的外圓周與混合管道內(nèi)壁連接；第二折流板是圓板結(jié)構(gòu)，置于混合管道之內(nèi)，圓板外圓周與混合管道之間有間隙以便讓混合氣體通過。
[0011]優(yōu)選的是，第二折流板是圓環(huán)板結(jié)構(gòu)，圓環(huán)板的外圓周與混合管道內(nèi)壁連接；第一折流板是圓板結(jié)構(gòu)，置于混合管道之內(nèi)，圓板外圓周與混合管道之間有間隙以便讓混合氣體通過。
[0012]一般來說，空氣螺旋段的長度是氨氣螺旋段的長度的0.7-2.8倍，優(yōu)選0.8-2.5倍，更優(yōu)選1-2.0倍，更優(yōu)選1.2-1.8倍。
[0013]一般來說，混合段的長度是空氣螺旋段的長度的0.4-1倍，優(yōu)選0.6-0.8倍。
[0014]空氣螺旋段與氨氣螺旋段具有類似于彈簧或虛擬彈簧的結(jié)構(gòu)。空氣螺旋段的螺旋形空氣通道或氨氣螺旋段的螺旋形氨氣通道各自的螺距與螺旋直徑之比(即K/2R或k/2r)分別是 0.2-2:1，優(yōu)選 0.4-1.5:1，更優(yōu)選 0.6-1.0:1。
[0015]本發(fā)明的裝置按照以下方法來操作:氨氣從氨氣入口通入到裝置M中，然后經(jīng)過氨氣螺旋段。在氨氣螺旋段入口處氨氣被分為若干部分，然后沿著螺旋管路流動，最后在氨氣螺旋段出口處形成螺旋的氨氣氣流。空氣從空氣入口通入到裝置的空氣管道中，然后經(jīng)過空氣螺旋段。在空氣螺旋段入口處空氣被分為若干部分，然后沿著螺旋管路流動，最后在空氣螺旋段出口處形成螺旋的空氣氣流。在混合段處，螺旋的氨氣氣流和逆向螺旋的空氣氣流形成強烈的對流運動，能夠很快的進行混合，接著混合氣流通過第一折流板和第二折流板。第一折流板和第二折流板將混合氣流變成紊流，繼續(xù)加強空氣和氨氣的混合效果，最終在混合氣體出口處使空氣和氨氣達到理想的混合效果。
[0016]另外，第一折流板和第二折流板作為一組并且重復設(shè)置2至3組；或第一折流板和第二折流板交替設(shè)置并且各自分別設(shè)置1-3個，優(yōu)選各自分別設(shè)置2個。
[0017]氨氣與空氣在該混合裝置中混合之后變成稀氨氣，然后被通入到吸附塔的煙氣進口之前的煙氣通道內(nèi)和該吸附塔內(nèi)。所述活性炭脫硫脫硝系統(tǒng)包括活性炭吸附塔和解析+?
+R ο
[0018]氨氣管道和空氣管道的直徑取決于吸附塔的尺寸規(guī)模。吸附塔的尺寸規(guī)模越大，需要通入的稀氨氣量越大，則氨氣管道和空氣管道的直徑越大。氨氣管道的外直徑是例如5cm-80cm,如10_60cm,管壁厚是例如l_2cm,如1.5cm。空氣管道的外直徑是例如10cm-120cm,如15-100cm，管壁厚是例如1-2.5cm，如1.5或2.0cm0氨氣-空氣混合裝置M的總長度是0.6-3.5米，優(yōu)選0.8-3米，更優(yōu)選1.0-2.5米。
[0019]本發(fā)明的效果
[0020]本發(fā)明能夠讓空氣和氨氣達到理想的混合效果，確保氨氣以合適的濃度進入吸附塔中，確保吸附塔的安全運行，同時節(jié)約氨氣，能提高吸附塔的脫硫、脫硝的效率，降低設(shè)備運轉(zhuǎn)成本，而且本裝置操作簡便，容易操作。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的空氣/氨氣混合裝置M的示意圖。
[0022]圖2為氨氣螺旋段610的局部示意圖，其中m = 2。
[0023]圖3為氨氣螺旋段610和空氣螺旋段609的局部示意圖，其中m = 2，η = 2。
[0024]圖4為包括多個(3個)活性炭床層且實施多段噴氨氣的單塔多床層型吸附塔的示意圖。
[0025]附圖標記
[0026]601、空氣入口 ；602、空氣管道；603、空氣管道螺旋段入口 ；604、氨氣管道螺旋段入口 ；605、氨氣入口 ；606、氨氣管道；607、空氣螺旋段螺旋板；608、氨氣螺旋段螺旋板；
609、空氣螺旋段；610、氨氣螺旋段；611、空氣管道螺旋段出口 ；612、混合段；613、氨氣管道螺旋段出口 ；614、第一折流板；615、第二折流板；616、混合氣體出口 ；617、混合氣體。
[0027]Α、B、C和D:是空氣螺旋段(609)的在氨氣管道與空氣管道之間的空間被螺旋板相互隔開的四個部分(四個子通道)。
[0028]Ε、F、G和H:是氨氣螺旋段(610)的氨氣管道被螺旋板相互隔開的四個部分(四個子通道)。
[0029]I或100:吸附塔或反應塔；101，101a，101b，1lc:活性炭床層；102:原煙氣或原煙氣輸送煙道；103:凈煙氣；104:活性炭輸入口 ；104a:活性炭進料閥；105:活性炭出口 ；105b:活性炭泄料閥；106:稀氨氣；106a，106b:噴氨管陣列；106c:空氣(或熱空氣)；106d:氨氣；107:進氣室；108:出氣室；115、V1、V2或V3:氨氣閥門；M:空氣/氨氣混合裝置。
[0030]圖5是本發(fā)明的利用從解析塔的冷卻區(qū)外排的冷卻風的至少一部分在氮氣換熱器中加熱氮氣的活性炭解析塔(解析系統(tǒng))的工藝流程示意圖。
[0031]圖6是本發(fā)明的活性炭吸附塔或反應塔的煙氣溫度控制工藝流程示意圖。
[0032]圖7是本發(fā)明的包括脫硫脫硝塔和解析塔的煙氣處理裝置的示意圖。
[0033]附圖標記
[0034]1:吸附塔或反應塔；101，101a, 101b