活性焦脱硫脱硝吸附塔、活性焦吸附净化烟气的系统及方法转让专利

申请号 : CN201810967233.7

文献号 : CN110856791A

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 黄孟旗孙丽丽李浩郝少博张喆韩健

申请人 : 中国石化工程建设有限公司中石化炼化工程(集团)股份有限公司

摘要 :

本公开涉及一种活性焦脱硫脱硝吸附塔、活性焦吸附净化烟气的系统及方法。所述活性焦脱硫脱硝吸附塔内设有烟气入口、再生焦吸附区、待生焦吸附区、喷氨装置和烟气出口;所述再生焦吸附区与所述烟气入口气体连通,所述再生焦吸附区与所述待生焦吸附区气体连通,所述待生焦吸附区与所述烟气出口连通;所述待生焦吸附区用于装填活性焦吸附硫氧化物之后形成的待生焦,且所述待生焦吸附区设置于所述喷氨装置和所述烟气出口之间。本公开的吸附塔内设有待生焦吸附区,该区用于装填活性焦吸附硫氧化物后形成的待生焦,该待生焦对氨的反应活性高,能够充分捕捉烟气中的氨,从而能够有效控制净烟气的氨逃逸。

权利要求 :

1.一种活性焦脱硫脱硝吸附塔,其特征在于,所述活性焦脱硫脱硝吸附塔内设有烟气入口、再生焦吸附区、待生焦吸附区、喷氨装置和烟气出口;所述再生焦吸附区与所述烟气入口气体连通,所述再生焦吸附区与所述待生焦吸附区气体连通,所述待生焦吸附区与所述烟气出口连通;所述待生焦吸附区用于装填活性焦吸附硫氧化物之后形成的待生焦,且所述待生焦吸附区设置于所述喷氨装置和所述烟气出口之间。

2.根据权利要求1所述的活性焦脱硫脱硝吸附塔,其中,所述再生焦吸附区形成为与所述吸附塔同轴的方环形筒体,且所述再生焦吸附区的顶部和底部分别设有再生焦入口和待生焦出口,所述再生焦吸附区包括上段吸附区和下段吸附区,所述上段吸附区和所述下段吸附区通过轴向设置的变径锥段连通;所述下段吸附区的内侧形成为烟气入口区,所述烟气入口区与所述烟气入口连通,所述下段吸附区与所述烟气入口区通过侧壁开孔气体连通;

所述待生焦吸附区形成为方环形筒体且同轴地设置于所述上段吸附区的内侧,所述待生焦吸附区的顶部设有待生焦入口,所述上段吸附区与所述待生焦吸附区通过侧壁开孔连通,所述待生焦吸附区的内侧形成为烟气出口区,所述烟气出口区与所述烟气出口连通,所述待生焦吸附区与所述烟气出口区通过侧壁开孔气体连通,所述待生焦吸附区的底部通过卸料阀与所述下段吸附区连通。

3.根据权利要求2所述的活性焦脱硫脱硝吸附塔,其中,所述再生焦吸附区的外侧壁与所述吸附塔的内壁形成间隙,以形成再分布区,所述上段吸附区和所述下段吸附区的侧壁分别具有开孔以通过所述再分布区使所述上段吸附区和所述下段吸附区气体连通,所述再分布区内设有喷氨装置。

4.一种活性焦吸附净化烟气的系统,其特征在于,该系统包括权利要求1~3中任意一项所述的吸附塔、再生塔和提升装置;所述提升装置分别与所述吸附塔和所述再生塔连通,用于将所述吸附塔得到的待生焦提升至所述吸附塔和/或所述再生塔顶部,并用于将所述再生塔得到的再生焦提升至所述吸附塔顶部。

5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述提升装置包括第一提升装置和第二提升装置,所述提升装置具有加料模式和再生模式;所述第一提升装置的入口与所述吸附塔的待生焦出口连通,所述第二提升装置的入口与所述再生塔的底部出口连通;

在所述加料模式下,所述第一提升装置的出口与所述吸附塔的待生焦入口连通;在所述再生模式下,所述第一提升装置的出口与所述再生塔的顶部入口连通,所述第二提升装置的出口与所述吸附塔的再生焦入口连通。

6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述第一提升装置包括第一顶部管,所述第二提升装置包括第二顶部管,所述第一顶部管和第二顶部管由上至下分别设置于所述再生塔和所述吸附塔上方;所述第一顶部管设有第一出口和第二出口,所述第二顶部管设有第三出口和第四出口;在所述加料模式下,所述第二出口通过所述第四出口与所述吸附塔的待生焦入口连通,在所述再生模式下,所述第一出口与所述再生塔的顶部入口连通,所述第三出口与所述再生焦入口连通。

7.根据权利要求6所述的系统,其中,该系统还包括设置于所述吸附塔与所述第二顶部管之间的加料装置,所述加料装置包括再生焦加料区和待生焦加料区,所述再生焦加料区分别与所述再生焦入口及所述第三出口连通,所述待生焦加料区分别与所述待生焦入口及所述第四出口连通。

8.采用权利要求1~3中任意一项所述的吸附塔或权利要求4~7中任意一项所述的系统净化烟气的方法,其特征在于,该方法包括:使烟气原料进入所述吸附塔的再生焦吸附区与活性焦和/或再生焦接触进行吸附脱硫,并经过所述喷氨装置进行喷氨脱硝,然后进入所述待生焦吸附区与所述待生焦接触除去烟气中的氨,得到净化后的烟气和吸附硫氧化物之后形成的所述待生焦,所述净化后的烟气中氨的含量为0~3mg/Nm3。

9.根据权利要求8所述的方法,其中,该方法还包括:采用提升装置输送活性焦、待生焦和再生焦,所述提升装置具有加料模式和再生模式;

在所述加料模式下,将活性焦和/或再生焦装填入所述吸附塔的再生焦吸附区,并将所述待生焦提升至所述吸附塔的待生焦吸附区进行装填;在所述再生模式下,将所述待生焦提升至所述再生塔进行再生得到再生焦,并使所述再生焦返回所述吸附塔的再生焦吸附区进行循环使用。

10.根据权利要求8所述的方法,其中,所述烟气原料中SO2的含量为200~3000mg/Nm3、NOx的含量为80~300mg/Nm3,颗粒物的含量为30~50mg/Nm3;所述净化后的烟气中SO2的含量为1~10mg/Nm3、NOx的含量为10~50mg/Nm3,颗粒物含量为10~20mg/Nm3;

所述活性焦和/或再生焦在所述再生焦吸附区的停留时间为5~7天,所述待生焦在待生焦吸附区的停留时间为45~60天。

说明书 :

活性焦脱硫脱硝吸附塔、活性焦吸附净化烟气的系统及方法

技术领域

[0001] 本公开涉及活性焦干法烟气脱硫工艺领域,具体地,涉及一种活性焦脱硫脱硝吸附塔、活性焦吸附净化烟气的系统及方法。

背景技术

[0002] 活性焦干法烟气净化工艺于20世纪80年代开始工业应用。随着环保要求的日益提高,活性焦干法烟气净化工艺由于具有脱硫效率高、多污染物同时脱除、反应不耗水、无废水废渣排放、系统设备无腐蚀问题等突出优势,引起越来越多的重视,目前该工艺应用日益广泛。
[0003] 活性焦具有脱硫、脱硝、除尘及多种污染物同时脱除的功能,原理在于其多孔及表面活性官能团丰富的结构特征。活性焦床层有一定的过滤功能,能够吸附过滤颗粒物、汞及其他有机物等,实现除尘及多种污染物同时脱除的功能。
[0004] 典型的活性焦干法烟气净化工艺的核心依托于活性焦移动床吸附塔和再生塔,其中吸附塔多为两段错流式结构,吸附塔分上下两段吸附床层,两段均为错流接触。一方面,原烟气从下部烟气入口区进入吸附塔,在下段吸附床层与活性焦错流接触,然后从下段吸附床层侧出进入中段烟气再分布区,然后从侧面进入上段吸附床层,与活性焦再次错流接触,最后从上段吸附床层侧出,汇集至净烟气出口区并引出。另一方面,活性焦自上而下依次通过上段错流吸附区和下段错流吸附区,完成吸附的活性焦从吸附塔底送出,通过斗提机提升至再生塔顶部,自上而下通过再生塔,完成再生后从再生塔底部送出,再通过另一台斗提机提升至吸附塔顶部的加料罐内。再生后的活性焦由加料罐进入吸附塔,开始循环利用。
[0005] 如附图1所示,活性焦干法烟气净化工艺中烟气从吸附塔B下段的原烟气入口区B1进入,通过下段吸附区B2,进入中段再分布区B3,然后通过上段吸附区B4,最后从净烟气出口区B5离开吸附塔。活性焦从吸附塔顶加料罐A进入吸附塔的上段吸附区B4,自上而下通过吸附塔,完成上段吸附后进入下段吸附区B2,进一步完成吸附后从吸附塔底送出。第一斗提机D用于将完成吸附的活性焦从吸附塔B底部提升至再生塔C顶部。完成吸附的活性焦通过管线从第一斗提机D进入再生塔C顶部,然后自上而下通过再生塔完成再生,从再生塔底送出。第二斗提机E用于将完成再生的活性焦从再生塔C底部提升至吸附塔顶加料罐A。完成再生的活性焦通过管线从第二斗提机E进入吸附塔顶加料罐A,实现活性焦的完整循环。
[0006] 吸附塔如果要进行脱硝,需要在中段烟气再分布区进行喷氨,由上段错流吸附区进行催化脱硝。主要是因为入口烟气中的SO2一般浓度较高,如果直接在吸附塔入口喷氨的话,由于高SO2下氨会先与SO2反应生成铵盐,会影响活性焦的脱硝效果,且会增加氨的消耗。烟气经过下段错流吸附区时已经进行脱硫除尘后,SO2含量降低至200mg/Nm3以下,在中段烟气再分布区喷氨,有利于提高脱硝效率及氨利用率。随着环保要求的不断提高,对烟气中NOx排放要求也日益严格,为了提高脱硝效率,需要增加喷氨量。根据目前的生产运行经验,由于活性焦对于氨的吸附能力不高,导致吸附塔烟气出口的氨逃逸量达10~30mg/Nm3,带来了氨的二次污染。

发明内容

[0007] 本公开的目的是提供一种活性吸附焦净化烟气的系统及方法,该系统及方法能够有效吸附烟气出口的氨,避免氨的二次污染。
[0008] 为了实现上述目的,本公开第一方面提供一种活性焦脱硫脱硝吸附塔,所述活性焦脱硫脱硝吸附塔内设有烟气入口、再生焦吸附区、待生焦吸附区、喷氨装置和烟气出口;所述再生焦吸附区与所述烟气入口气体连通,所述再生焦吸附区与所述待生焦吸附区气体连通,所述待生焦吸附区与所述烟气出口连通;所述待生焦吸附区用于装填活性焦吸附硫氧化物之后形成的待生焦,且所述待生焦吸附区设置于所述喷氨装置和所述烟气出口之间。
[0009] 可选地,所述再生焦吸附区形成为与所述吸附塔同轴的方环形筒体,且所述再生焦吸附区的顶部和底部分别设有再生焦入口和待生焦出口,所述再生焦吸附区包括上段吸附区和下段吸附区,所述上段吸附区和所述下段吸附区通过轴向设置的变径锥段连通;所述下段吸附区的内侧形成为烟气入口区,所述烟气入口区与所述烟气入口连通,所述下段吸附区与所述烟气入口区通过侧壁开孔气体连通;
[0010] 所述待生焦吸附区形成为方环形筒体且同轴地设置于所述上段吸附区的内侧,所述待生焦吸附区的顶部设有待生焦入口,所述上段吸附区与所述待生焦吸附区通过侧壁开孔连通,所述待生焦吸附区的内侧形成为烟气出口区,所述烟气出口区与所述烟气出口连通,所述待生焦吸附区与所述烟气出口区通过侧壁开孔气体连通,所述待生焦吸附区的底部通过卸料阀与所述下段吸附区连通。
[0011] 可选地,所述再生焦吸附区的外侧壁与所述吸附塔的内壁形成间隙,以形成再分布区,所述上段吸附区和所述下段吸附区的侧壁分别具有开孔以通过所述再分布区使所述上段吸附区和所述下段吸附区气体连通,所述再分布区内设有喷氨装置。
[0012] 本公开第二方面提供一种活性焦吸附净化烟气的系统,该系统包括本公开第一方面所述的吸附塔、再生塔和提升装置;所述提升装置分别与所述吸附塔和所述再生塔连通,用于将所述吸附塔得到的待生焦提升至所述吸附塔和/或所述再生塔顶部,并用于将所述再生塔得到的再生焦提升至所述吸附塔顶部。
[0013] 可选地,所述提升装置包括第一提升装置和第二提升装置,所述提升装置具有加料模式和再生模式;所述第一提升装置的入口与所述吸附塔的待生焦出口连通,所述第二提升装置的入口与所述再生塔的底部出口连通;在所述加料模式下,所述第一提升装置的出口与所述吸附塔的待生焦入口连通;在所述再生模式下,所述第一提升装置的出口与所述再生塔的顶部入口连通,所述第二提升装置的出口与所述吸附塔的再生焦入口连通。
[0014] 可选地,所述第一提升装置包括第一顶部管,所述第二提升装置包括第二顶部管,所述第一顶部管和第二顶部管由上至下分别设置于所述再生塔和所述吸附塔上方;所述第一顶部管设有第一出口和第二出口,所述第二顶部管设有第三出口和第四出口;在所述加料模式下,所述第二出口通过所述第四出口与所述吸附塔的待生焦入口连通,在所述再生模式下,所述第一出口与所述再生塔的顶部入口连通,所述第三出口与所述再生焦入口连通。
[0015] 可选地,该系统还包括设置于所述吸附塔与所述第二顶部管之间的加料装置,所述加料装置包括再生焦加料区和待生焦加料区,所述再生焦加料区分别与所述再生焦入口及所述第三出口连通,所述待生焦加料区分别与所述待生焦入口及所述第四出口连通。
[0016] 本公开第三方面提供采用本公开第一方面所述的吸附塔或本公开第二方面所述的系统净化烟气的方法,该方法包括:使烟气原料进入所述吸附塔的再生焦吸附区进行吸附脱硫,并进行喷氨脱硝,然后进入所述待生焦吸附区除去烟气中的氨,得到净化后的烟气和吸附硫氧化物之后形成的所述待生焦,所述净化后的烟气中氨的含量为0~3mg/Nm3。
[0017] 可选地,该方法还包括:用提升装置输送活性焦、待生焦和再生焦,所述提升装置具有加料模式和再生模式;在所述加料模式下,将活性焦和/或再生焦装填入所述吸附塔的再生焦吸附区,并将所述待生焦提升至所述吸附塔的待生焦吸附区进行装填;在所述再生模式下,将所述待生焦提升至所述再生塔进行再生得到再生焦,并使所述再生焦返回所述吸附塔的再生焦吸附区进行循环使用。
[0018] 可选地,所述烟气原料中SO2的含量为200~3000mg/Nm3、NOx的含量为80~300mg/Nm3,颗粒物的含量为30~50mg/Nm3;所述净化后的烟气中SO2的含量为1~10mg/Nm3、NOx的含量为10~50mg/Nm3,颗粒物含量为10~20mg/Nm3;所述活性焦和/或再生焦在所述再生焦吸附区的停留时间为5~7天,所述待生焦在待生焦吸附区的停留时间为45~60天。
[0019] 通过上述技术方案,本公开的活性焦脱硫脱硝吸附塔内设有待生焦吸附区,该区用于装填活性焦吸附硫氧化物后形成的待生焦,由于该待生焦的孔隙内储存了脱硫过程中转化的H2SO4,含H2SO4活性焦对氨的反应活性很高,该待生焦吸附区设置于喷氨装置与烟气出口之间,能够充分捕捉经喷氨后烟气中的过量氨,从而能够有效控制净烟气的氨逃逸,避免氨的二次污染;烟气在吸附塔内经再生焦吸附区脱硝后氨的逃逸量约10~30mg/Nm3,待生焦吸附区床层内的待生焦能够对这一氨浓度的烟气保持长时间的吸附能力,因此可以控制待生焦以较慢的速度在待生焦吸附区内移动,使得待生焦的停留时间可达45~60天,避免频繁装填待生焦,提高了生产效率。
[0020] 本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

[0021] 附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
[0022] 图1是与本公开不同的一种活性焦移动床净化烟气工艺示意图;
[0023] 图2是本公开的净化烟气的系统的一种具体实施方式的工艺示意图。
[0024] 附图标记说明
[0025] A、加料装置           A1、再生焦加料区
[0026] A2、待生焦加料区      B、吸附塔
[0027] B1、烟气入口区        B2、下段吸附区
[0028] B3、再分布区          B4、上段吸附区
[0029] B5、烟气出口区        B6、氨捕捉吸附区
[0030] B7、上段吸附区        C、再生塔
[0031] D、第一斗提机         E、第二斗提机
[0032] K1、第一出口          K2、第二出口
[0033] K3、第三出口          K4、第四出口

具体实施方式

[0034] 以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
[0035] 在本公开中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下。“内、外”是针对装置本身的轮廓而言的。
[0036] 本公开第一方面提供一种活性焦脱硫脱硝吸附塔,活性焦脱硫脱硝吸附塔内设有烟气入口、再生焦吸附区、待生焦吸附区、喷氨装置和烟气出口;再生焦吸附区与烟气入口气体连通,再生焦吸附区与待生焦吸附区气体连通,待生焦吸附区与烟气出口连通;待生焦吸附区用于装填活性焦吸附硫氧化物之后形成的待生焦,且所述待生焦吸附区设置于所述喷氨装置和所述烟气出口之间。
[0037] 本公开的活性焦脱硫脱硝吸附塔内设有待生焦吸附区,该区用于装填活性焦吸附硫氧化物后形成的待生焦,由于该待生焦的孔隙内储存了脱硫过程中转化的H2SO4,含H2SO4活性焦对氨的反应活性很高,且待生焦吸附区设置于喷氨装置与烟气出口之间,能够充分捕捉经喷氨后烟气中的过量氨,从而能够有效控制净烟气的氨逃逸,避免氨的二次污染;烟气在吸附塔内经再生焦吸附区脱硝后的烟气中氨的逃逸量10~30mg/Nm3,含量较低,因此待生焦吸附区床层内的待生焦能够对这一氨浓度的烟气保持长时间的吸附能力,因此可以控制待生焦以较慢的速度在待生焦吸附区内移动,使得待生焦的停留时间可达45~60天,避免频繁装填待生焦,提高了生产效率。本公开的净化烟气的系统和工艺对氨的反应活性高,吸附氨的效果好且持续时间长,有效地降低了氨的二次污染。
[0038] 根据本公开,所述活性焦可以为本领域技术人员所熟知的常规种类,其中,“活性焦吸附硫氧化物之后形成的待生焦”可以包括未经过吸附的新鲜活性焦经吸附后形成的待生焦和/或经过再生后的再生焦经过吸附后形成的待生焦。再生焦和待生焦的含义也为本领域技术人员所熟知的,具体地,待生焦是指活性焦在吸附塔内吸附硫氧化物后形成的吸附能力减弱的焦物料,再生焦是指待生焦经再生塔再生后恢复吸附能力的焦物料;活性焦脱硫脱硝吸附塔的形状可以为本领域常规的,例如吸附塔的塔体可以为长方体形或圆柱体形。再生焦吸附区与待生焦吸附区在塔体内的结构和布置形式没有特别限制,只要满足使进入塔体的烟气先进入再生焦吸附区后进入待生焦吸附区即可。例如,在一种实施方式中,再生焦吸附区和待生焦吸附区可以形成为环形筒体并分别沿吸附塔轴向设置,且待生焦吸附区套设于再生焦吸附区外侧,烟气轴向进入吸附塔并从中心向四周流动;在另一种实施方式中,吸附塔的烟气入口和出口可分别设于吸附塔的两个相对的侧面,再生焦吸附区和待生焦吸附区可以分别形成为沿轴平行排列的块状体,且再生焦吸附区靠近烟气入口,待生焦吸附区靠近烟气出口。
[0039] 为了保证喷氨和去除过量氨的效果,在本公开的一种具体实施方式中,喷氨装置可以设置于再生焦吸附区内,优选设置于再生焦吸附区内沿烟气流向的中段,待生焦吸附区可以设置于再生焦吸附区与烟气出口之间。
[0040] 为了保证再生焦吸附均匀,在本公开的一种具体实施方式中,如图2所示,再生焦吸附区可以形成为与吸附塔同轴的方环形筒体,且再生焦吸附区的顶部和底部可以分别设有再生焦入口和待生焦出口,以使活性焦和/或经过再生后的再生焦由上至下经过再生吸附区;进一步地,为了提高活性焦与烟气的接触效率和净化效果,在本公开优选的一种具体实施方式中,如图2所示,再生焦吸附区可以包括上段吸附区B7和下段吸附区B2,以形成两段式的吸附塔,提高吸附效率;下段吸附区B2的内侧可以形成为烟气入口区B1,即下段吸附区B2的内侧壁所围成的空间可以形成为烟气入口区B1,烟气入口区B21与烟气入口连通,以使烟气从入口进入吸附塔后在该烟气入口区缓冲分布,下段吸附区B2与烟气入口区B1可以通过侧壁开孔气体连通,以使进入吸附塔的烟气经烟气入口区B1分布后从中心向四周径向移动进入下段吸附区B2,并与下段吸附区B2内由上至下流动的再生焦错流接触进行脱硫;在这一实施方式中,待生焦吸附区B6也可以形成为方环形筒体且同轴地设置于上段吸附区B7的内侧,即待生焦吸附区B6可以嵌套于上段吸附区B7的内侧,待生焦吸附区B6的顶部可以设有待生焦入口,上段吸附区B7与待生焦吸附区B6可以通过侧壁开孔连通,以使来自下段吸附区B2的烟气沿径向穿过上段吸附区B7进入待生焦吸附区B6,并与待生焦吸附区B6的待生催化剂错流接触进行吸附氨;待生焦吸附区B6的内侧可以形成为烟气出口区,即待生焦吸附区B6的内侧壁所围成的空间可以形成为烟气出B7,烟气出口区B5可以与烟气出口连通,待生焦吸附区B6与烟气出口区B5可以通过侧壁开孔气体连通,例如,可以采用多孔隔板将待生焦吸附区与烟气出口区隔开。
[0041] 进一步地,为了便于控制待生焦吸附区中待生焦的下料速度,在一种实施方式中,待生焦吸附区的底部可以通过卸料阀与下段吸附区连通,可根据需要控制活性焦的卸料速度,将活性焦从待生焦吸附区卸至下段吸附区。上段吸附区与待生焦吸附区内的活性焦分别进入下段吸附区,然后作为待生焦一起从吸附塔底送出,通过提升装置如斗提机送去再生。
[0042] 进一步地,在一种实施方式中,上段吸附区和下段吸附区可以通过轴向设置的变径锥段连通,变径锥段优选为先缩径在扩径的变径管,以使从上段吸附区向下流动的活性焦经过变径锥段作用产生扰动,便于吸附区内活性焦重新分布,从而提高吸附效率。
[0043] 在本公开的再生焦吸附区包括两段吸附区的实施方式中,进一步地,为了便于两段吸附区内均匀吸附,如图2所示,再生焦吸附区的外侧壁可以与吸附塔的内壁形成间隙,以在该间隙内形成再分布区B3,上段吸附区B7和下段吸附区B2的侧壁可以分别具有开孔以通过再分布区B3使上段吸附区B7和下段吸附区B2气体连通。在这一实施方式中,进入吸附塔的烟气首先经烟气入口区B1分布后由中心向四周径向流过下段吸附区B2,经侧壁开孔进入再分布区B3,在再分布区B3向上移动并重新分布后由侧壁开孔进入上段吸附区B7内,继续径向向内流动进入待生焦吸附区B6,并沿径向由四周向中心流动进入烟气出口区B5最后经出口流出,在上下两个吸附段内,气体均沿径向流动,且分别与沿轴向自上而下流动的再生焦错流接触进行充分吸附。当在吸附塔中段烟气再分布区喷氨后,烟气与氨混合均匀,然后在上段吸附区进行催化脱硝。完成脱硝后的烟气氨混合气进入待生焦吸附区进行氨捕捉吸附,由于该区域内装满待生焦,其孔隙内储存了脱硫过程中转化的H2SO4,含H2SO4活性焦对氨的反应活性很高,能够充分捕捉烟气中的氨,从而能够有效控制净烟气的氨逃逸,经上段吸附区脱硝后的烟气中氨的逃逸量约10~30mg/Nm3,含量较低,因此待生焦床层内的活性焦能够长时间保持对烟气中氨的吸附能力,使得待生焦可以在此区域内以较慢的速度移动,延长了待生焦的停留时间,长达45~60天,降低了频繁更换和装填待生焦带来的操作成本。
[0044] 在这种实施方式中,进一步地,可以在再分布区内设置喷氨装置,再分布区内的烟气经下段吸附区初步吸附脱硫后,硫氧化物含量显著降低,可以防止烟气中的多量硫氧化物消耗过多的氨,同时经喷氨处理后可以促进上段吸附区内进行脱硝反应。在其他实施方式中,喷氨装置可以设置于烟气入口区或下段吸附区。喷氨装置可以为本领域的常规种类,本公开不做特殊要求,例如可以为喷氨格栅、树枝型分布器等。
[0045] 本公开第二方面提供一种活性焦吸附净化烟气的系统,该系统包括本公开第一方面的吸附塔、再生塔和提升装置;提升装置分别与吸附塔和再生塔连通,用于将吸附塔得到的待生焦提升至吸附塔和/或再生塔顶部,并用于将再生塔得到的再生焦提升至吸附塔顶部。
[0046] 根据本公开,为了便于循环利用系统内的活性焦,在本公开的一种实施方式中,提升装置可以包括第一提升装置和第二提升装置,提升装置可以具有加料模式和再生模式;第一提升装置的入口可以与吸附塔的待生焦出口连通,第二提升装置的入口可以与再生塔的底部出口连通;在加料模式下,第一提升装置的出口可以与吸附塔的待生焦入口连通,以将待生焦装填入吸附塔的待生焦吸附区;在再生模式下,第一提升装置的出口可以与再生塔的顶部入口连通,第二提升装置的出口可以与吸附塔的再生焦入口连通,以将经过吸附后得到的待生焦送入再生塔进行再生,并将再生塔再生后的再生焦送回吸附塔进行循环利用。
[0047] 其中,第一提升装置和第二提升装置可以为本领域常规种类,例如为斗提机或链斗机或其它固体提升机械装置。在本公开的一种具体实施方式中,为了便于向吸附塔和再生塔内输送和分配活性焦,如图2所示,第一提升装置可以包括第一顶部管,第二提升装置可以包括第二顶部管,第一顶部管和第二顶部管可以由上至下分别设置于再生塔和吸附塔上方;第一顶部管可以设有第一出口K1和第二出口K2,第二顶部管设有第三出口K3和第四出口K4,在加料模式下,第二出口K2可以通过第四出口K4与吸附塔的待生焦入口连通,在再生模式下,第一出口K1可以与再生塔的顶部入口连通,第三出口K3可以与再生焦入口连通。在这一实施方式中,两个提升装置的管路结构进一步优化,第二顶部管与第一顶部管的第二出口K2连通后,可以直接借用第二顶部管将吸附塔塔底得到的待生焦送入待生焦吸附区中,避免设置复杂的管结构,同时,通过对第一顶部管和第二顶部管各出口进行控制,能够使提升装置的管路在加料模式和再生模式间进行切换,具体地例如,在加料模式下,第一提升装置将待生焦从吸附塔底部提升至第一顶部管,此时可以控制第一顶部管的第一出口K1关闭,第二出口K2打开,使第一顶部管中的待生焦进入第二顶部管,打开第二顶部管的第四出口K4,闭合第三出口K3,使第二顶部管内的待生焦全部经待生焦入口进入待生焦吸附区,从而完成对待生焦吸附区的加料;而在再生模式下,第一提升装置将待生焦从吸附塔底部提升至第一顶部管,此时控制第一顶部管的第一出口K1打开,第二出口K2关闭,可以将待生焦送入再生塔内进行再生,再生塔内得到的再生焦可以经第二提升装置提升至第二顶部管内,控制第三出口K3打开,第四出口K4关闭,可以将再生焦经再生焦入口装填入再生焦吸附区内。
[0048] 进一步地,为了保证平稳均匀加料且控制待生焦和再生焦分别加料,在本公开的一种具体实施方式中,如图2所示,该系统还可以包括设置于吸附塔与第二顶部管之间的加料装置A,加料装置A可以包括再生焦加料区A1和待生焦加料区A2,再生焦加料区A1可以分别与再生焦入口及第三出口K3连通,即再生焦加料区A1的入口可以与第二顶部管的第三出口K3连通,再生加料区A1的出口可以与再生焦吸附区的再生焦入口连通;待生焦加料区A2可以分别与待生焦入口及第四出口K4连通,即待生焦加料区A2的入口可以与第二顶部管的第四出口K4连通,待生焦加料区A2的出口可以与吸附塔的待生焦入口连通。
[0049] 其中,在本公开优选的一种具体实施方式中,可以通过设置溜管来连通两个提升装置的顶部管。
[0050] 本公开第三方面提供采用本公开第一方面的吸附塔或本公开第二方面的系统净化烟气的方法,该方法包括:使烟气原料进入吸附塔的再生焦吸附区进行吸附脱硫,并进行喷氨脱硝,然后进入待生焦吸附区除去烟气中的氨,得到净化后的烟气和吸附硫氧化物之后形成的待生焦;该方法对烟气中的氨的去除效率较高,采用该方法得到的净化后的烟气中氨的含量较低,可以达到0~3mg/Nm3,例如为1~3mg/Nm3。
[0051] 本公开的方法利用了活性焦吸附硫氧化物后形成的待生焦对氨进行捕捉吸附,该待生焦对氨的反应活性高,吸附能力强,能够有效避免喷氨后氨逃逸造成的二次污染,且全部利用系统内物料,物料利用率高,吸附塔内的待生焦能够长时间吸附氨,停留时间长,便于操作。
[0052] 进一步地,为了促进吸附效率提高,优选使吸附塔内的烟气与活性焦错流接触进行吸附。
[0053] 根据本公开,为了便于控制再生焦吸附区和待生焦吸附区的活性焦含量,该方法还可以包括:用提升装置输送活性焦、待生焦和再生焦中的至少一种物料,优选采用提升装置输送活性焦、待生焦和再生焦。
[0054] 在本公开的一种具体实施方式中,提升装置可以具有加料模式和再生模式,在加料模式下,可以将活性焦和/或再生焦装填入吸附塔的再生焦吸附区,并将待生焦提升至吸附塔的待生焦吸附区进行装填;在再生模式下,可以将待生焦提升至再生塔进行再生得到再生焦,并使再生焦返回吸附塔的再生焦吸附区进行循环使用。其中,加料模式和再生模式的含义和各出口控制方法如前文所述。当吸附塔顶加料罐待生焦加料区的料位达到设定的低料位后,可启动斗提机的加料运行模式,重新将待生焦加料至合适的料位,然后再切换回再生模式运行。因此,既不影响活性焦的吸附再生,又能有效控制上段错流吸附区不同分区的单独加料,实现对净烟气氨逃逸率的有效控制。
[0055] 本公开的方法对烟气原料的组成没有特别限制,该方法可适用较多来源的烟气原料,例如在一种实施方式中,烟气原料中SO2的含量可以为200~3000mg/Nm3,优选200~3 3 3
1500mg/Nm 、NOx的含量可以为80~300mg/Nm ,颗粒物的含量可以为20~50mg/Nm ;净化后的烟气中SO2的含量可以为1~10mg/Nm3、NOx的含量可以为10~50mg/Nm3,例如为10~30mg/Nm3,颗粒物含量可以为10~20mg/Nm3。
[0056] 根据本公开,当在吸附塔中段烟气再分布区喷氨后,烟气与氨混合均匀,然后在上段吸附区进行催化脱硝。完成脱硝后的烟气氨混合气进入待生焦吸附区,由于该区域内装满待生焦,其孔隙内储存了脱硫过程中转化的H2SO4,含H2SO4活性焦对氨的反应活性很高,能够充分捕捉烟气中的氨,从而能够有效控制净烟气的氨逃逸。且经上段吸附区脱硝后的烟气中氨的逃逸量10~30mg/Nm3,含量较低,因此待生焦吸附区床层内的待生焦能够长时间吸附氨,待生焦在此区域内的移动速度非常慢,停留时间可达45~60天,活性焦和/或再生焦在再生焦吸附区的停留时间可以为5~7天。
[0057] 以下通过实施例进一步说明本公开,但本公开并不因此而受到任何限制。
[0058] 实施例:
[0059] 如图2所示,活性焦自上而下通过吸附塔B,在下段错流吸附区B2完成对烟气的脱硫除尘后,通过管线进入第一斗提机D底部,然后提升至第一斗提机顶部水平段。在加料模式下,活性焦通过溜管由第一斗提机D顶部水平段进入第二斗提机E顶部水平段,再经由溜管进入吸附塔顶加料罐(加料装置A)的待生焦加料区A2,再进入吸附塔的待生焦吸附区B6。待生焦自待生焦吸附区B6进入下段吸附区B2设置有卸料阀,控制待生焦下料速度。当吸附塔顶加料罐的待生焦加料区A2的料位控制在合适的高度后,将运行模式切换至再生模式,此时,第一斗提机D将从吸附塔底出来待生焦提升至第一斗提机的顶部水平段(即第一顶部管),再经过溜管进入再生塔C。待生焦在再生塔内自上而下通过,完成待生焦的再生及冷却。完成再生后塔底得到的再生焦通过第二斗提机E提升的顶部水平段(即第二顶部管),然后通过溜管进入吸附塔顶加料罐的再生焦加料区A1,再通过管线进入吸附塔上段吸附区B7。通过加料和再生两种模式的切换,可以控制吸附塔的待生焦吸附区B6内的加料为待生焦,而上段吸附区B7内的加料为再生焦。
[0060] 烟气自吸附塔B的原烟气入口区B1进入,通过下段吸附区B2后,进入再分布区B3,再分布区B3内设有喷氨设施,经过下段吸附区B2脱硫和除尘后的烟气经与喷入的氨混合,混合均匀后进入上段吸附区B7,进行催化脱硝及继续脱除烟气中少量的SO2。完成脱硝后的烟气继续进入待生焦吸附区B6,经与待生焦接触,将烟气中的氨捕捉下来并转化为硫酸铵,大幅降低净烟气中的氨逃逸。自待生焦吸附区B6出来的净烟气进入烟气出口区B5,然后离开吸附塔。本实施例中的烟气原料中SO2的含量为2500mg/Nm3、NOx的含量为230mg/Nm3,颗粒物的含量为30mg/Nm3;烟气出口得到的净化后的烟气中氨的含量为2mg/Nm3、SO2的含量为7mg/Nm3、NOx的含量为40mg/Nm3,颗粒物含量为10mg/Nm3。说明采用本公开的吸附塔、活性焦吸附净化烟气的系统及方法能够能够高效地去除烟气中的过量氨、防止氨二次污染,同时本公开的系统及方法还能够使烟气中的SO2、NOx和颗粒物的含量明显降低。
[0061] 以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0062] 另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0063] 此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。