一种脱硫脱硝塔和脱硫脱硝方法技术

本发明专利技术公开了一种脱硫脱硝塔和脱硫脱硝方法，属于气体净化领域。该脱硫脱硝塔包括塔体、进气口和出气口，进气口和出气口分别连接进气管和出气管，脱硫脱硝塔设有脱硫脱硝层。沿气体流动方向，脱硫脱硝层依次设有脱硫段和脱硝段，脱硫段和脱硝段填装有脱硫吸附剂和脱硝吸附剂。该脱硫脱硝方法包括依次在脱硫段、脱硝段进行的脱硫、脱硝步骤和对脱硫吸附剂或/和脱硝吸附剂进行的吸附剂再生步骤。本发明专利技术提供的脱硫脱硝塔和脱硫脱硝方法将脱硫和脱硝步骤分开，且将脱硫置于脱硝之前，可有效避免因硫化物存在而导致吸附剂中毒从而影响气体脱硝效率。另外，脱硫段和脱硝段可根据实际工况，分别或同时进行吸附剂的再生操作，有效节约能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种脱硫脱硝塔和脱硫脱硝方法
本专利技术涉及气体净化领域，尤其涉及一种气体脱硫脱硝塔和脱硫脱硝方法。
技术介绍
随着可持续发展的推进，在我国能源消费结构中煤炭消费比例正逐年下降，天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费比例呈逐年上升趋势。虽然我国能源结构正在进一步优化，但煤炭仍是短期内的主要能源来源，而煤炭的利用会不可避免的排放硫化物（包括有机硫和无机硫）、氮氧化物（NOx）和挥发性有机化合物（VOC）等对环境有害的气体，过量的硫化物和NOx的排放还会造成光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏和雾霾等诸多问题，破环生态环境，严重影响动植物生长和人类健康。对于气体的脱硫和脱硝，目前工业上应用较多的是湿法脱硫技术和以氨为还原剂的选择性催化还原脱硝技术（SCR），主要工艺为将气体脱硫后再进行脱硝得到洁净产品气或将气体脱硝后再进行脱硫得到洁净产品气。传统脱硫脱硝工艺需要独立的脱硫和脱硝单元，设备配置复杂，需要更大的安装空间，而气体脱硫脱硝一体化设备能够有效减少设备的重复配置，减小空间和成本，具有较好的应用前景。申请号为CN109499317A的专利申请公开了一种锅炉烟气脱硫脱硝方法：将锅炉烟道引出的含硫化物和氮氧化物的锅炉烟气通入冷却塔，经过喷淋、冷却、除尘后，通入包含微晶吸附剂的吸附塔，吸附硫化物和氮氧化物后，得到洁净烟气，吸附塔吸附饱和后通入再生气进行再生操作。其中，微晶吸附剂选自包括X型分子筛、Y型分子筛、A型分子筛、SSZ-13分子筛、TS-1、Ti-MWW、Ti-MOR、ZSM型分子筛、丝光沸石、β型分子筛、SAPO型分子筛等中的一种或多种。采用上述方法虽实现了脱硫和脱硝一体化，但由于气体中SO2和NOx之间存在吸附竞争，SO2存在时会优先吸附在吸附剂上，并在活性位点形成稳定的硫酸盐和亚硫酸盐造成吸附剂硫中毒，从而造成NOx的脱除效率降低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是实现气体脱硫脱硝一体化的同时提高气体中NOx脱除效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种脱硫脱硝塔，包括塔体、进气口和出气口，所述脱硫脱硝塔设有脱硫脱硝层，沿气体流动方向，所述脱硫脱硝层依次设有脱硫段和脱硝段，所述脱硫段和所述脱硝段填装有脱硫吸附剂和脱硝吸附剂；将脱硫和脱硝分开，且将脱硫段置于脱硝段之前，可有效避免因硫化物存在而导致吸附剂中毒从而影响气体脱硝效率。所述脱硫吸附剂包括分子筛和活性物A，所述活性物A包括氧化钴、氧化镍、氧化铜或氧化铁中的至少一种；分子筛具有均匀的微孔结构，比表面积大，具有强吸附能力，活性物氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铁等具有催化作用，可与硫化物反应生成相应的盐，且能够将部分硫化物直接催化转化为单质硫。脱硝吸附剂包括分子筛、耐硫陶瓷和活性物B，所述活性物B包括氧化锰、氧化锆、五氧化二钒或三氧化钨中的至少一种；具有催化活性的氧化锰、氧化锆、五氧化二钒和三氧化钨，可与气体中氮化物反应生成相应的盐，且直接将部分氮化物催化转化为氮气，耐硫陶瓷的添加可进一步防止气体中残留的硫化物对分子筛和活性物的影响，进一步提高脱硝效率。沿气体流动方向，所述脱硫脱硝层的上游设有预氧化层，所述预氧化层设有预氧化剂。所述预氧化层侧壁上设有供应预氧化剂的预氧化剂进口和预氧化剂出口；预氧化剂进口和欲氧化剂出口的设置方便及时更换预氧化层内的液体以及调整液体浓度。所述预氧化剂包括过氧化氢溶液，所述过氧化氢溶液的质量百分比浓度保持在1～27.5%；过氧化氢溶液可将气体中的部分SO2和NO分别氧化为的SO3和NO2，有利于后续脱硫脱硝的进行。所述进气口连接有进气管，所述进气管伸入所述预氧化层内，所述进气管端部设有导气头，所述导气头上设有导气孔；导气头和导气孔的设置有利于气体在预氧化层中分散开来，增大气体与预氧化剂的反应的接触面积。所述导气孔均匀分布在所述导气头上。所述导气孔的形状包括圆形、椭圆形或多边形中的一种或多种，各个所述导气孔的面积不大于3cm2；将导气孔的面积保持在较小的范围，可使含待净化气体缓慢流出，增加与预氧化剂的反应时间，提高反应效率。所述进气口上方设置至少一个可调节气体流量的气体分流器；除传统的通过进气管上的阀门调节气体流量外，气体分流器的设计可实现依据实际工况在塔内部对气体的流量进行二次调节，提高气体与吸附剂的反应效率，气体分流器同时也起到气体分布器的作用，使气体在塔内更均匀分布，与填装在塔内的吸附剂更充分接触。所述气体分流器设有气体分流孔和与所述气体分流孔相配合的闭合装置，所述闭合装置用于闭合或开启所述气体分流孔；气体分流孔的可开启和闭合设计可将脱硫段和脱硝段隔离，使脱硫段和脱硝段分别或同时进行吸附剂的再生操作。所述气体分流孔的形状包括圆形、椭圆形或多边形中的一种或多种，各个所述气体分流孔的面积不大于5cm2；将气体分流孔的面积保持在较小的范围，可使含气体缓慢通过脱硫脱硝层，增加与吸附剂的反应时间，提高反应效率。所述预氧化层和所述脱硫脱硝层之间设有所述气体分流器A，或所述脱硫段和所述脱硝段之间设有所述气体分流器B，或同时设有所述气体分流器A和所述气体分流器B；在脱硫脱硝塔内设置多个气体分流器可分别调节气体在脱硫段和脱硝段内的流量，进一步提高气体中硫化物和氮化物的脱除效率。所述预氧化层和所述脱硫脱硝层之间设有脱水层，所述脱水层内填装有脱水剂。脱水层的设置可有效去除气体中的水分，避免水分影响催化-吸附剂的工作效率，尤其是避免对脱销段中催化-吸附剂的不利影响，进一步提高脱硝效率。所述脱水层设于所述预氧化层和所述气体分流器A之间；气体经脱水后再通过气体分流器进入脱硫段，可进一步调节脱硫段中气体流量并增加气体与脱硫吸附剂的接触面积。所述脱硫脱硝层设有再生气进口和解吸气出口。所述脱硫段和所述脱硝段分别设有再生气进口和解吸气出口；脱硫段和脱硝段可根据实际情况通过气体分流器单独或同时进行再生操作，有效节约能耗。所述出气口连接出气管，所述再生气进口与所述出气管相连或与来自界外的气源相连，所述脱硫段和所述脱硝段上的解吸气出口连接相同或不同的气体处理单元；当再生气进口与出气管相连时，可直接将净化后的气体作为再生气，有效简化工艺并提高资源利用率，将脱硫段和脱硝段生成的解吸气分别通往各自独立的气体处理单元进行处理可避免后续的再次分离，有助于简化工艺流程。所述脱硝段上设有循环气出口，所述脱硫段上设有循环气进口，所述循环气出口和所述循环气进口通过循环管相连。经脱硫和脱硝后的气体可再经循环管回到脱硫段，经多次脱硫脱硝后再排至下工段，可实现气体的深度净化。本专利技术还提供一种脱硫脱硝方法，依次包括在所述脱硫段、所述脱硝段进行的脱硫、脱硝步骤和对所述脱硫吸附剂或/和所述脱硝吸附剂进行的吸附剂再生步骤。所述脱硫步骤和所述脱硝步骤具体为：将待净化的气体A通入所述脱硫段，脱硫后得到气体B；所述气体B进入所述脱硝段，脱硝后得到气体C；所述气体A经所述气体分流器A分流后再进入所述脱硫段或/和所述气体B经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱硫脱硝塔，其特征在于，包括塔体（1）、进气口（2）和出气口（3），所述脱硫脱硝塔设有脱硫脱硝层（6）；沿气体流动方向，所述脱硫脱硝层（6）依次设有脱硫段（7）和脱硝段（8），所述脱硫段（7）填装有脱硫吸附剂，所述脱硝段（8）填装有脱硝吸附剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种脱硫脱硝塔，其特征在于，包括塔体（1）、进气口（2）和出气口（3），所述脱硫脱硝塔设有脱硫脱硝层（6）；沿气体流动方向，所述脱硫脱硝层（6）依次设有脱硫段（7）和脱硝段（8），所述脱硫段（7）填装有脱硫吸附剂，所述脱硝段（8）填装有脱硝吸附剂。


2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝塔，其特征在于，所述脱硫吸附剂包括分子筛和活性物A，所述活性物A包括氧化钴、氧化镍、氧化铜或氧化铁中的至少一种；
优选地，脱硝吸附剂包括分子筛、耐硫陶瓷和活性物B，所述活性物B包括氧化锰、氧化锆、五氧化二钒或三氧化钨中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的脱硫脱硝塔，其特征在于，沿气体流动方向，所述脱硫脱硝层（6）的上游设有预氧化层（5），所述预氧化层（5）设有预氧化剂；
优选地，所述预氧化层（5）部位的塔侧壁上设有供应预氧化剂的预氧化剂进口（9）和预氧化剂出口（10）；
更优选地，所述预氧化剂包括过氧化氢溶液，所述过氧化氢溶液的质量百分比浓度保持在1～27.5%。


4.根据权利要求3所述的脱硫脱硝塔，其特征在于，所述进气口（2）连接有进气管（4），所述进气管（4）伸入所述预氧化层内（5），所述进气管（4）端部连接有导气头（12），所述导气头（12）设有导气孔（13）；
优选地，所述导气孔（13）均匀分布在所述导气头（12）上；
更优选地，所述导气孔（13）的形状包括圆形、椭圆形或多边形中的一种或多种，各个所述导气孔（13）的面积不大于3cm2。


5.根据权利要求3或4所述的脱硫脱硝塔，其特征在于，所述进气口（2）上方设置至少一个可调节气体流量的气体分流器；
优选地，所述气体分流器设有气体分流孔（16）和与所述气体分流孔（16）相配合的闭合装置，所述闭合装置用于闭合或开启所述气体分流孔；
优选地，所述气体分流孔（16）的形状包括圆形、椭圆形或多边形中的一种或多种，各个所述气体分流孔的面积不大于5cm2；
更优选地，所述预氧化层（5）和所述脱硫脱硝层（6）之间设有气体分流器A（14），或所述脱硫段（7）和所述脱硝段（8）之间设有气体分流器B（15），或同时设有所述气体分流器A（14）和所述气体分流器B（15）。


6.根据权利要求5所述的脱硫脱硝塔，其特征在于，所述预氧化层（5）和所述脱硫脱硝层（6）之间还设有脱水层（19），所述脱水层（19）内填装有脱水剂；
优选地，所述脱水层（19）设于所述预氧化层（5）和所述气体分流器A（14）之间。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张俊洋，
申请(专利权)人：滨州中科催化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37