本发明专利技术涉及工业烟气污染治理领域。本发明专利技术的多层流化床两段式活性炭/焦烟气同时脱硫脱硝系统,包括除尘装置(4),还包括脱硫脱硝多层流化床反应器(13),所述除尘装置(4)入料口与脱硫脱硝多层流化床反应器(13)顶部相连通;所述脱硫脱硝多层流化床反应器(13)分为上部脱硝段和下部脱硫段,所述脱硝段包含若干层流化床,每层流化床底部以下对应的侧壁设置一氨气喷入口(10);所述脱硫段包含若干层流化床,最下层流化床底部以下对应的侧壁设置一烟气入口(7)。本发明专利技术可以增强传质传热,提高脱硫脱硝效率,以细颗粒活性炭/焦代替高成本的成型活性炭/焦,降低脱硫脱硝成本,适合电厂锅炉、工业锅炉、供热锅炉以及焦化行业烟气净化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业烟气污染治理领域,具体地,本专利技术涉及。
技术介绍
化石燃料燃烧与金属冶炼等过程排放的烟气中含有SOx和NOx等有害污染物,这些烟气污染物导致的雾霾、酸雨、光化学烟雾等环境问题严重危及人类的身体健康和居住环境,因此引起世界各国的广泛关注。在这样的背景下,出现了多种烟气脱硫、脱硝的方法和技术。活性炭/焦(简称AC)同时脱硫脱硝技术,是以煤或生物质等制成的活性炭/焦作为脱硫吸附剂和脱硝催化剂同时脱除烟气中的SOx和NOx的干法烟气净化技术。活性炭/焦脱硫是利用SO2在炭/焦表面的吸附和催化氧化作用。SO2通过物理吸附的方式被吸附到活性炭/焦表面,吸附量极小而且不稳定,但当烟气中有氧和水蒸气存在时,吸附态的SO2和O2在活性炭/焦表面发生催化氧化反应并生成SO3,SO3再和水蒸气反应生成硫酸,表面吸附的硫酸存在于活性炭/焦微孔中,降低了其吸附能力,可通过加热或水洗使活性炭/焦再生,并得到富SO2气体或稀硫酸。活性炭/焦脱硝是利用活性炭/焦的催化还原作用,烟气中的NOx在加氨条件下经活性炭/焦催化还原,生成水和氮气,达到脱硝的目的。国外自20世纪50年代以来,开发出了多种活性炭/焦吸附工艺,典型工艺有固定床、移动床工艺,而流化床、旋转床、滴流床等工艺工业化应用报道较少。固定床典型工艺有德国Lurg1-Sulfacid法、日本的日立东电法,两种工艺核心设备为固定床吸附器,主要针对烟气脱硫,采用水(酸)洗再生,副产品为硫酸。Lurg1-Sulfacid工艺特点是烟气吸附、水洗再生在同一个吸附器中进行,并使用水洗得到的稀硫酸进行烟气冷却,缺点是副产物硫酸浓度低,难以浓缩;日立东电技术采用4塔运行、I塔再生的运行方式,设备复杂,空间占用面积大。移动床典型工艺有德国Reinluft法、德国-日本合作的Mitsu1-BF法。德国Reinluft技术为世界上第一个移动床炭法烟气净化技术,采用吸附器和再生器上下一体化布置,节省空间,使用热惰性气体加热再生,但易出现着火事故;Mitsu1-BF技术采用两段式移动床反应器,成型活性焦由上至下缓慢移动,第一段(上段)喷入NH3脱硝,第二段(下段)脱硫,同时脱除多种杂质,加热再生饱和活性焦得到富SO2气体,该技术脱硫脱硝效率高,但必须使用成型柱状活性焦,且活性焦磨损严重。采用流化床工艺的有美国的韦斯特瓦科(Westvaco)吸附技术,核心设备为流化床,吸附剂采用还原再生,进行了中试试验但未见进一步工业化放大的报道。国内自上世纪70年代以来开发了多种炭法脱硫工艺以及同时脱硫脱硝工艺。中科院大连化学物理研究所开发的工艺采用固定床反应器,用含碘活性炭做脱硫剂,水洗再生,曾在湖北松木坪电厂进行中间试验,但未能得到进一步推广,其缺点是洗涤再生导致碘流失严重,脱硫性能下降,设备腐蚀严重。PAFP工艺又称磷铵肥法,是我国自行开发的一项脱硫技术,该工艺采用固定床反应器,吸附剂采用玉米芯制的活性炭,水洗再生产生的稀硫酸用于分解磷矿石并生产磷铵复合肥,或者加入铁颗粒经过加热、冷却结晶得到硫酸亚铁,该技术脱硫效率较高,且能回收农业急需的磷铵肥产品,解决了稀硫酸的利用问题。YJJ工艺是由南京自动化设备总厂、瓮福(集团)有限责任公司和煤炭科学研究总院共同研发的活性焦移动床技术,采用热蒸汽加热再生,在炭层喷水降温,改变内构件提升颗粒下移性能,增大过热蒸汽管道,提高了系统性能,目前已实现工业化。YJJ技术特点是吸附塔有错流和逆流两种形式,可单独脱硫也可以同时脱硫脱硝,可连续运行,脱附采用热解析法,吸附/解吸一体化设计节约场地,但活性焦损耗大,运行成本高。专利CN102019143B公开了一种移动床烟气联合脱硫脱硝方法及其专用装置,该装置中脱硝和脱硫反应器本体上下连通,其特点为脱硝反应器体积大于脱硫反应器,增加了活性焦在脱硝反应器内的停留时间,提高了活性焦脱硝效率;另一特点为再生装置分为NO富集段以及SO2富集段,有利于气体净化和回收利用。专利102430318B报道了一种复合层双段错流移动床脱硫脱硝系统,吸附反应器同样由上部脱硝段、下部脱硫段组成。专利CN101856587B报道了一种流态化活性炭联合脱硫脱硝工艺,在循环流化床反应器下部脱硫,上部喷入氨气脱硝,实现了活性炭的循环利用。综上所述,目前国内外活性炭/焦法烟气净化工艺以固定床、移动床工艺为主,其中固定床工艺存在诸多不足之处,主要针对烟气脱硫而设计,单位设备处理烟气量小,设备并联造成空间占用面积大,运行不连续,高压降,吸附再生切换频繁等问题;而移动床工艺的缺点是传质、传热效果差,压降高,活性焦磨损严重,需要高强度的成型活性焦,成本较高,阻碍了活性炭/焦脱硫脱硝工艺的推广应用。因此亟需开发一种新型反应器以解决活性炭/焦脱硫脱硝一体化推广的难题。
技术实现思路
为解决上述存在的问题,本专利技术提供了一种多层流化床两段式活性炭/焦烟气同时脱硫脱硝系统,目的在于可以强化传质传热,提高脱硫脱硝效率,降低压降,采用低成本的细颗粒活性炭/焦代替高成本的成型柱状活性炭/焦。本专利技术的目的还在于提供了一种多层流化床两段式活性炭/焦烟气同时脱硫脱硝的方法。为了达到上述目的,本专利技术采用了如下技术方案:本专利技术的多层流化床两段式活性炭/焦烟气同时脱硫脱硝系统,包括除尘装置4,还包括脱硫脱硝多层流化床反应器13,所述除尘装置4入料口与脱硫脱硝多层流化床反应器13顶部相连通,用于分离从多层流化床13顶部出来的烟气中夹带的活性炭/焦细粉颗粒;所述脱硫脱硝多层流化床反应器13分为上部的脱硝段和下部的脱硫段,所述脱硝段包含若干层流化床,每层流化床的底部以下对应的侧壁设置一氨气喷入口 10,用于将氨气喷入并与烟气混合,氨气参与脱硝段选择性催化还原反应;所述脱硫段包含若干层流化床,最下层流化床底部以下对应的侧壁设置一烟气入口 7,用于通入烟气;所述脱硫脱硝多层流化床反应器13位于设置在最下部的氨气喷入口以上为脱硝段,以下为脱硫段;所述脱硝段的第一层流化床侧壁设置活性炭/焦入口 ;所述脱硫脱硝多层流化床反应器13底部设置有排料阀14,用于排出活性炭/焦磨损生成的粉末;所述脱硫脱硝多层流化床反应器13的脱硫段的最底层流化床的侧壁设置有活性炭/焦排出管12,用于排出脱硫脱硝后的活性炭/焦。本专利技术的各装置之间通过特定的管路以及物料输送装置连接。本专利技术所述脱硝段可以包含η层流化床,作为优选,n= l?5,例如η取1、2、3;所述脱硫段可以包含m层流化床,作为优选,m= I?5,例如m取1、2、3。根据本专利技术的同时脱硫脱硝系统,其中,所述系统还包括活性炭/焦再生及冷却装置,所述活性炭/焦再生及冷却装置包括待生活性炭/焦储料罐5、提升机2、待生活性炭/焦输送器1D、细颗粒燃烧器15、再生输送器1C、夹套8、再生活性炭/焦冷却储料罐3和活性炭/焦输送器IB;所述待生活性炭/焦储料罐5的入料口与提升机2相连接,提升机2通过待生活性炭/焦输送器ID与活性炭/焦排出管12相连;所述待生活性炭/焦储料罐5的出料口与再生输送器IC入料口连接;所述再生输送器IC出料口连接一再生活性炭/焦冷却储料罐3,所述再生活性炭/焦冷却储料罐3通过活性炭/焦输送器IB与脱硫脱硝多层流化床反应器13的活性炭/本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多层流化床两段式活性炭/焦烟气同时脱硫脱硝系统,包括除尘装置(4),其特征在于,所述系统还包括脱硫脱硝多层流化床反应器(13),所述除尘装置(4)入料口与脱硫脱硝多层流化床反应器(13)顶部相连通;所述脱硫脱硝多层流化床反应器(13)分为上部的脱硝段和下部的脱硫段,所述脱硝段包含若干层流化床,每层流化床的底部以下对应的侧壁设置一氨气喷入口(10);所述脱硫段包含若干层流化床,最下层流化床底部以下对应的侧壁设置一烟气入口(7);所述脱硫脱硝多层流化床反应器(13)分为两段,在最下部的氨气喷入口以上为脱硝段,以下为脱硫段;所述脱硝段的第一层流化床侧壁设置活性炭/焦入口;所述脱硫脱硝多层流化床反应器(13)底部设置有排料阀(14);所述脱硫脱硝多层流化床反应器(13)的脱硫段的最底层流化床的侧壁设置有活性炭/焦排出管(12)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:高士秋,余剑,李运甲,郭凤,李长明,
申请(专利权)人:中国科学院过程工程研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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