CN103230724A - 一种新型错-对流烟气净化吸附塔 - Google Patents

Abstract

一种新型错-对流烟气净化吸附塔，从上到下包括依次连通的给料斗、布料器、活性焦床层、卸料斗，活性焦床层内部为中间烟气集气室，活性焦床层下部设置有双层卸料斗，外部被双层环形隔板分隔为上部的净烟气集气室和下部的原烟气布气室，净烟气集气室上部设置有出口烟道，原烟气布气室下部设置有和其连通的原烟气入口烟道，活性焦床层、中间烟气集气室、原烟气布气室、净烟气集气室以及整个塔体的横截面均为圆环形；采用本发明吸附塔，烟气中污染物脱除效率高，SO₂脱除效率大于96%，SO₃，HCl、HF的脱除效率大于98%，重金属Hg的脱除效率大于90%，除尘效率大于80%；同时，本发明还有给料方便均匀、落料流畅、活性焦利用率高、易于大型化等优点。

Description

一种新型错-对流烟气净化吸附塔

技术领域

本发明涉及一种为电厂锅炉、冶金、垃圾焚烧以及化工行业废气进行脱硫的活性焦干法吸附塔，具体涉及一种新型错-对流烟气净化吸附塔。

技术背景

在燃煤电站烟气脱硫领域，目前90%以上采用的都是石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，该工艺虽然技术成熟，应用广泛，但在应用过程中其缺点也逐渐显现出来：1）水耗高：对于不设烟气换热器GGH的电站锅炉烟气脱硫装置，折合每百万千瓦机组的耗水量高达150～200m³/h；2）烟囱防腐和“石膏雨”问题：湿法脱硫装置的出口烟气为饱和湿烟气，必须对烟囱进行高等级防腐，还可能出现烟囱“石膏雨”问题，对周边环境造成二次污染；3）净烟气液滴携带问题：净烟气中携带的液滴为20%左右浓度的石膏浆液，其中含有一定的固体颗粒，排入大气中即为粉尘污染；4）石灰石大量开采和石膏堆积问题：由于广泛采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，导致大量石灰石山被开采，还造成部分地区的脱硫石膏堆积。

根据我国煤电发展规划，未来将重点建设大型煤电基地，我国富煤地区主要位于北方，也正是缺水地区。活性焦干法烟气净化工艺耗水量小，较传统湿法脱硫节水90%以上，而且吸附剂活性焦由煤炭制取，副产物为浓硫酸可资源化利用，不会造成大量石灰石开采和石膏堆积问题。另外，在环境保护重点地区，环境容量小，环保标准严格，活性焦烟气净化工艺可以对SO₂、SO₃、NOx、HCl、HF、Hg、细微粉尘等进行同时高效脱除，而且没有传统湿法脱硫的“石膏雨”、净烟气液滴携带等问题，可以满足十分严格的环保标准，适用于环境敏感地区的烟气净化。

此外，对于钢铁烧结烟气、垃圾焚烧烟气的净化处理，活性焦可以同时吸附其中的二噁英污染物，而传统的湿法脱硫工艺无法对二噁英进行有效脱除。因此，活性焦适用于对烧结烟气和垃圾焚烧烟气中的多污染物脱除和深度净化。

吸附塔是活性焦烟气脱硫工艺的核心设备，但该工艺在我国的应用刚处于起步阶段，尤其是电厂规模的应用在我国尚无业绩，因此我国亟需开发具有自主知识产权的新型吸附塔结构。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型错-对流烟气净化吸附塔，具有污染物脱除效率高，***阻力小，活性焦利用率高、循环量小、破损率低，布料均匀，卸料顺畅装置运行稳定的特点。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型错-对流烟气净化吸附塔，包括给料斗1，给料斗1下部设置布料器2，布料器2下部设置有横截面为环形的活性焦床层9，活性焦床层9内部为中间烟气集气室6，外部被双层环形隔板8分隔为上部的净烟气集气室4和下部的原烟气布气室10，所述活性焦床层9与中间烟气集气室6间通过中间烟气集气室栅格7连通，活性焦床层9与净烟气集气室4间通过净烟气集气栅格5连通，活性焦床层9与原烟气布气室10间通过原烟气进气栅格11连通，所述净烟气集气室4上部设置有和其连通的出口烟道3，所述原烟气布气室10下部设置有和其连通的原烟气入口烟道12，所述活性焦床层9下部设置有双层卸料斗，所述双层卸料斗包括上层卸料斗13和下层卸料斗14，所述上层卸料斗13外侧板底面边线和下层卸料斗14外侧板顶面边线的连线以及上层卸料斗13内侧板底面边线和下层卸料斗14内侧板顶面边线的连线与水平面的夹角小于活性焦的安息角；下层卸料斗14下部设置有卸料阀15，所述中间烟气集气室6下部设置有灰斗16，灰斗16下部设置有卸灰阀17；所述活性焦床层9、原烟气布气室10、净烟气集气室4以及整个塔体的横截面均为圆环形。

所述中间烟气集气室栅格7的母线与竖直方向的夹角α为0.5～5°。

所述上层卸料斗13外侧板与水平面的夹角大于内侧板与水平面的夹角。

所述布料器2的形状为锥体。

所述双层环形隔板8两层之间的距离大于活性焦床层9平均厚度的2倍。

所述活性焦床层9的平均厚度D为0.8～2.5m。

所述双层卸料斗采用分区布置，分区数目为1、2、3、4、6、9、12个。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明吸附塔整体呈圆环形，与方形塔相比，具有结构简单，节省材料，易于大型化，卸料流畅，不易出现死点，且可以避免应力集中；卸料斗采用双层卸料斗，锅炉烟气进入原烟气布气室后根据阻力大小分成两路，一路向上与吸附塔形成错流，另一部分从双层卸料斗中间进入与活性焦床层形成对流。这样就在不增加***阻力的情况下，形成错-对流结合，从而保证出***性焦具有较高的饱和度；上层卸料斗外侧板底面边线和下层卸料斗外侧板顶面边线的连线以及上层卸料斗内侧板底面边线和下层卸料斗内侧板顶面边线的连线与水平面的夹角小于活性焦的安息角，使活性焦不会从上层卸料斗和下层卸料斗间流出。

2、本发明吸附塔被双层环向隔板分成两段，活性焦依靠重力自上而下流动，下部饱和度较高的活性焦首先与原烟气接触，使活性焦饱和度进一步增加，部分脱硫的烟气经中间烟气集气室再与上部新鲜活性焦接触，从而保证较高的脱硫效率。相比现有的单段错流技术，本发明出***性焦饱和度高，整体吸附硫容大，脱硫效率高，从而活性焦装填量和循环量减少，吸附塔体积减小，破损率降低，建造和运行成本降低；且上半段高SO₂浓度烟气首先与床层内侧活性焦接触，使内侧活性焦饱和度高于外侧活性焦，活性焦进入下半段后，高浓度SO₂烟气首先与床层外侧活性焦接触，使出***性焦饱和度趋于均匀。

3、本发明中间烟气集气室栅格7的母线与竖直方向的夹角α为0.5～5°，因此，使活性焦床层截面呈直角梯形，床层厚度随着高度增加逐渐降低，从而使床层高度越高，烟气流量越大，同时上部活性焦新鲜度较高，从而使整个吸附塔脱硫效率较高，活性焦在塔内的停留时间增加，循环量降低。

4、本发明上层卸料斗外侧板与水平面的夹角大于内侧板与水平面的夹角，通过调整夹角保证活性焦床层外侧饱和度较大的活性焦流动速度大于内侧饱和度较低的活性焦。这样在不增加导流板的情况下就可以实现活性焦分层流动。

5、本发明布料器的形状为锥体，上部单点给料就可以实现整个***的均匀给料，降低了对输送***的要求。

附图说明

图1为本发明吸附塔主视图。

图2为本发明吸附塔俯视图。

图3为活性焦床层展开剖面图。

图4为双层料斗立体图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

如图1和图2所示，本发明一种新型错-对流烟气净化吸附塔，包括给料斗1，给料斗1下部设置布料器2，布料器2下部设置有横截面为环形的活性焦床层9，活性焦床层9内部为中间烟气集气室6，外部被双层环形隔板8分隔为上部的净烟气集气室4和下部的原烟气布气室10，所述活性焦床层9与中间烟气集气室6间通过中间烟气集气室栅格7连通，活性焦床层9与净烟气集气室4间通过净烟气集气栅格5连通，活性焦床层9与原烟气布气室10间通过原烟气进气栅格11连通，所述净烟气集气室4上部设置有和其连通的出口烟道3，所述原烟气布气室10下部设置有和其连通的原烟气入口烟道12，所述活性焦床层9下部设置有双层卸料斗，所述双层卸料斗包括上层卸料斗13和下层卸料斗14，所述上层卸料斗13外侧板底面边线和下层卸料斗14外侧板顶面边线的连线以及上层卸料斗13内侧板底面边线和下层卸料斗14内侧板顶面边线的连线与水平面的夹角小于活性焦的安息角；下层卸料斗14下部设置有卸料阀15，所述中间烟气集气室6下部设置有灰斗16，灰斗16下部设置有卸灰阀17；所述活性焦床层9、原烟气布气室10、净烟气集气室4以及整个塔体的横截面均为圆环形。

作为本发明的优选实施方式，所述中间烟气集气室栅格7的母线与竖直方向的夹角α为0.5～5°，使活性焦床层截面呈上窄下宽的直角梯形。

作为本发明的优选实施方式，所述上层卸料斗13外侧板与水平面的夹角大于内侧板与水平面的夹角。

作为本发明的优选实施方式，所述布料器2的形状为锥体。

作为本发明的优选实施方式，所述双层环形隔板8两层之间的距离大于活性焦床层9平均厚度的2倍。

作为本发明的优选实施方式，所述活性焦床层9的平均厚度D为0.8～2.5m。

本发明的工作原理为：活性焦由给料斗1给入，通过锥形布料器2使活性焦在床层内均匀分布，锅炉烟气从原烟气入口烟道12进入吸附塔，气流速度下降，根据吸附塔底部床层阻力的不同，一部分烟气从上层卸料斗13和下层卸料斗14的中间进入，与垂直向下的活性焦形成对流，另一部分烟气经原烟气进气栅格11垂直穿过活性焦床层，形成错流，使吸附塔出***性焦达到高度饱和。两部分烟气在中间烟气集气室6内混合，继续上行，垂直穿过上半段活性焦床层9再与上半段新鲜的活性焦接触，经净烟气集气室4收集，从出口烟道3流出吸附塔。活性焦依靠重力下降，通过下部沿圆周方向布置的多个卸料阀流出吸附塔。

如图1所示，本发明中间烟气集气栅格母线与竖直方向呈一定夹角α，活性焦床层截面呈梯形，床层厚度随着高度增加逐渐降低，从而使床层高度越高，烟气流量越大，同时上部活性焦新鲜度较高，从而使整个吸附塔脱硫效率较高，活性焦在塔内的停留时间增加，循环量降低。

如图3所示，所述双层卸料斗采用分区布置，本实施例分区数目为6个。

如图4所示，本发明卸料斗采用双层料斗，锅炉烟气进入原烟气布气室后根据阻力大小分成两路，一路向上与吸附塔形成错流，另一部分从双层料斗中间进入与活性焦床层形成对流。这样就在不增加***阻力的情况下，形成错-对流结合，从而保证出***性焦具有较高的饱和度。

如图4所示，本发明上层卸料斗13外侧板底面边线和下层卸料斗14外侧板顶面边线的连线以及上层卸料斗13内侧板底面边线和下层卸料斗14内侧板顶面边线的连线与水平面的夹角小于活性焦的安息角；保证活性焦在双层料斗见顺畅流动，避免活性焦进入原烟气布气室或中间烟气集气室。

如图4所示，本发明上层卸料斗外侧板与水平面的夹角大于内侧板与水平面的夹角。通过调整夹角保证活性焦床层外侧饱和度较大的活性焦流动速度大于内侧饱和度较低的活性焦。这样在不增加导流板的情况下就可以实现活性焦分层流动。

本发明整个塔体结构采用圆柱状，内部设置锥形布料器，下部设置沿圆周方向设置多个卸料斗，这样不仅保证了卸料顺畅，不出现滞留区，而且通过单点就可以实现均匀给料，不用布置长轴辊式卸料器，降低了对输送***的要求。采用本发明吸附塔，烟气中污染物脱除效率高，SO₂脱除效率大于96%，SO₃，HCl、HF的脱除效率大于98%，重金属Hg的脱除效率大于90%，除尘效率大于80%；同时，本发明还有给料方便均匀、落料流畅、活性焦利用率高、易于大型化等优点。

Claims (7)

1.一种新型错-对流烟气净化吸附塔，包括给料斗（1），其特征在于：给料斗（1）下部设置布料器（2），布料器（2）下部设置有横截面为环形的活性焦床层（9），活性焦床层（9）内部为中间烟气集气室（6），外部被双层环形隔板（8）分隔为上部的净烟气集气室（4）和下部的原烟气布气室（10），所述活性焦床层（9）与中间烟气集气室（6）间通过中间烟气集气室栅格（7）连通，活性焦床层（9）与净烟气集气室（4）间通过净烟气集气栅格（5）连通，活性焦床层（9）与原烟气布气室（10）间通过原烟气进气栅格（11）连通，所述净烟气集气室（4）上部设置有和其连通的出口烟道（3），所述原烟气布气室（10）下部设置有和其连通的原烟气入口烟道（12），所述活性焦床层（9）下部设置有双层卸料斗，所述双层卸料斗包括上层卸料斗（13）和下层卸料斗（14），所述上层卸料斗（13）外侧板底面边线和下层卸料斗（14）外侧板顶面边线的连线以及上层卸料斗（13）内侧板底面边线和下层卸料斗（14）内侧板顶面边线的连线与水平面的夹角小于活性焦的安息角；下层卸料斗（14）下部设置有卸料阀（15），所述中间烟气集气室（6）下部设置有灰斗（16），灰斗（16）下部设置有卸灰阀（17）；所述活性焦床层（9）、原烟气布气室（10）、净烟气集气室（4）以及整个塔体的横截面均为圆环形。

2.根据权利要求1所述的一种新型错-对流烟气净化吸附塔，其特征在于：所述中间烟气集气室栅格（7）的母线与竖直方向的夹角α为0.5～5°。

3.根据权利要求1所述的一种新型错-对流烟气净化吸附塔，其特征在于：所述上层卸料斗（13）外侧板与水平面的夹角大于内侧板与水平面的夹角。

4.根据权利要求1所述的一种新型错-对流烟气净化吸附塔，其特征在于：所述布料器（2）的形状为锥体。

5.根据权利要求1所述的一种新型错-对流烟气净化吸附塔，其特征在于：所述双层环形隔板（8）两层之间的距离大于活性焦床层（9）平均厚度的2倍。

6.根据权利要求6所述的一种新型错-对流烟气净化吸附塔，其特征在于：所述活性焦床层（9）的平均厚度D为0.8～2.5m。

7.根据权利要求1所述的一种新型错-对流烟气净化吸附塔，其特征在于：所述双层卸料斗采用分区布置，分区数目为1、2、3、4、6、9、12个。

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