CN111389117A - 活性焦再生废气处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活性焦再生废气处理装置及方法，包括烟气换热器，烟气换热器内部设有互相独立的第一管道和第二管道，第一管道连接进气管道和高温布袋除尘器；所述高温布袋除尘器上端连接碱洗脱硫塔底部，下端连接烟尘颗粒收集装置；所述碱洗脱硫塔顶部依次连接烟气冷凝器和活性焦吸附箱，活性焦吸附箱通过烟气换热器内部的第二管道连接催化氧化箱，催化氧化箱连接SCR脱硝处理装置。本发明采用非燃烧法处理活性焦再生废气，在国家标准的基础上，将烟尘颗粒物的排放降低了90%以上，二氧化硫降低了95%以上，氮氧化物降低了80%以上，在视觉上看不到白色烟雾。

Description

活性焦再生废气处理装置及方法
技术领域
本发明涉及活性焦再生废气处理领域，特别涉及一种活性焦再生废气处理装置及方法。
背景技术
目前在用的活性焦再生废气的处理技术，是采用三级喷淋的方式，对再生废气进行处理，用以去除废气中的烟尘颗粒物，二氧化硫，氮氧化物等，经过处理后的废气可以达到排放标准。但由于采用了水喷淋的方法，高温烟气在处理的过程中，也将喷淋水进行了加热，产生了大量的蒸汽，排出的烟气中含有大量的水分，随之在排烟口产生大量的白雾，烟气中含有的烟尘颗粒物在白色雾气的背景的衬托下，呈现出较明显的黑色烟雾，给工厂周边居民带来一种感官上的错觉，常被误以为违规排放，给工厂的管理带来很大的不便。
另外，由于烟气中含有的其他一些少量的一氧化碳，非甲烷总烃等物质，虽然在排放上符合国家标准的规定，但在厂区的一定范围内，还是偶尔会感觉到这种异味的存在。由于活性焦的使用场合为市政类以及其他污水处理的深度提标工程，均为高标准排放工程，而且工程也常常建设在大中型城市周边，因此，对配套的活性焦再生所产生的废气，自然也有更高的期望。目前的处理技术虽然能满足国家标准的规定，但还不能满足人们在感官上的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种活性焦再生废气处理装置及方法，采用非燃烧法来处理活性焦再生废气，以更高的超低排放的控制要求排入大气。
为此，本发明的第一个技术方案是：活性焦再生废气处理装置，其特征在于：包括烟气换热器，烟气换热器内部设有互相独立的第一管道和第二管道，第一管道连接进气管道和高温布袋除尘器；所述高温布袋除尘器上端连接碱洗脱硫塔底部，下端连接烟尘颗粒收集装置；所述碱洗脱硫塔顶部依次连接烟气冷凝器和活性焦吸附箱，活性焦吸附箱通过烟气换热器内部的第二管道连接催化氧化箱，催化氧化箱连接SCR脱硝处理装置。
优选地，所述烟气冷凝器和活性焦吸附箱之间设有引风机。
优选地，所述SCR脱硝处理装置包括SCR反应器和尿素溶液储罐，SCR反应器前端通过管路连接催化氧化箱，管路上设有喷嘴，喷嘴与尿素溶液储罐相连接。
本发明的第二个技术方案是：活性焦再生废气处理方法，使用上述装置，包括以下步骤：
1)活性焦再生产生的废气由进气管道被送入到烟气换热器的第一通道中，在烟气换热器的作用下，对废气进行降温；
2)降温后的废气进入到高温布袋除尘器里，去除废气中的烟尘颗粒物；
3)去除烟尘后的烟气进入到碱洗脱硫塔，烟气自下向上流动，与塔内自上往下的喷淋水进行充分的气液接触，去除废气中的二氧化硫；
4)去除二氧化硫后的烟气进入烟气冷凝器，去除烟气中的水雾，然后进入到引风机中，引风机为烟气提供动力；
5)从引风机出来的烟气进入到活性焦吸附箱，去除烟气中的有机物VOCs；
6)处理后的烟气再进入到烟气换热器的第二通道中，第二通道内的低温烟气与再生出来的第一通道内的高温废气，进行无直接接触的热量交换；
7)低温烟气被加热后进入到催化氧化箱，在催化剂的作用下，去除烟气中未充分燃尽的可燃气体；
8)经过催化后的烟气再进入到SCR脱硝处理装置，在SCR反应器前端管路向烟气喷射尿素溶液，去除烟气中的氮氧化物，最后烟气通过烟囱排放到大气中。
优选地，所述步骤3)中，碱洗脱硫塔内的喷淋水为氢氧化钠溶液，与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钠，去除烟气中的二氧化硫。
优选地，所述步骤7)中，烟气内的可燃气体为一氧化碳和氢气，在催化剂的作用下，一氧化碳和氧反应成为二氧化碳，氢气和氧气反应生成水。
优选地，所述步骤8)中，烟气进入SCR反应器前，与喷嘴喷出的尿素溶液充分混合，进入SCR反应器后，在催化剂的作用下发生还原反应，生成氮气和水，脱除烟气中的氮氧化物。
本发明采用非燃烧法处理活性焦再生废气，在国家标准的基础上，将烟尘颗粒物的排放降低了90％以上，二氧化硫降低了95％以上，氮氧化物降低了80％以上，在视觉上看不到白色烟雾。一氧化碳，非甲烷总烃等其他物质均进行了更加有效的处理，在满足国家排放标准的前提下，将活性焦再生产生的废气以更高的超低排放的控制要求排入大气，使工厂周边的大气环境大大改善，基本上察觉不到废气排放带来的异味，从而减少了工厂在大气排放上的管理负担。
附图说明
以下结合附图和本发明的实施方式来作进一步详细说明
图1为本发明的工艺流程图。
图中标记为：烟气换热器1、高温布袋除尘器2、碱洗脱硫塔3、烟气冷凝器4、引风机5、活性焦吸附箱6、催化氧化箱7、SCR脱硝处理装置8、烟囱9、进气管道10、烟尘颗粒收集装置11、排污管12、尿素溶液储罐13。
具体实施方式
参见附图。本实施例所述的活性焦再生废气处理装置，包括烟气换热器1、高温布袋除尘器2、碱洗脱硫塔3、活性焦吸附箱6、催化氧化箱7和SCR脱硝处理装置8。烟气换热器1内部设有互相独立的第一管道和第二管道，第一管道连接进气管道10和高温布袋除尘器2，袋式除尘器是一种干式滤尘装置，下方设有灰斗，适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘，灰斗可以连接烟尘颗粒收集装置11。所述高温布袋除尘器2上端连接碱洗脱硫塔3底部，碱洗脱硫塔3侧面上方设有喷淋管，侧面下方连接排污管12；碱洗脱硫塔3连接烟气冷凝器4，烟气冷凝器4通过引风机5连接活性焦吸附箱6，引风机对烟气提供动力。活性焦吸附箱6通过烟气换热器内部的第二管道连接催化氧化箱7，催化氧化箱7连接SCR脱硝处理装置8，所述SCR脱硝处理装置包括SCR反应器和尿素溶液储罐13，SCR反应器前端通过管路连接催化氧化箱，管路上设有喷嘴，喷嘴与尿素溶液储罐相连接。SCR脱硝处理装置8的排气端连接烟囱9。
活性焦再生废气处理过程如下：
1)活性焦再生产生的废气由进气管道10被送入到烟气换热器1中，在烟气换热器的作用下，对废气进行降温，使烟气温度从400℃降至200度以下。
2)经过换热后的烟气进入到高温布袋除尘器，袋式除尘器是一种干式滤尘装置，当含尘气体进入袋式除尘器后，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化，从而去除废气中的烟尘颗粒物。
3)去除烟尘后的烟气进入到碱洗脱硫塔3，烟气自下向上流动，与塔内自上往下的喷淋水进行充分的气液接触，用以去除废气中的二氧化硫；采用氢氧化钠溶液作为脱硫剂，将配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔，与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钠，从而达到烟气脱硫的目的。主要的反应化学方程式为：
2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O
这一步处理时，废气产生量少，二氧化硫含量低，从而需要的脱硫剂使用量少，每天产生的脱硫废水量极少，其中废水中主要含有亚硫酸钠，且浓度低，经过简单的中和，沉淀，澄清后，水质符合《污水排入城镇下水道水质标准GBT31962-2015》的纳管标准，排入排水管道。
4)去除二氧化硫后的烟气进入到烟气冷凝器4，用来去除烟气中的水雾，然后进入到引风机5中，引风机是整个工艺流程中，烟气的动力提供装置。
5)从引风机出来的烟气进入到活性焦吸附箱6，用以去除烟气中的VOCs等有机物；活性焦吸附箱6主要用于低浓度的有机废气处理，含VOCs的废气进入活性焦吸附层，由于活性焦表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，因此当活性焦的表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在活性焦表面。利用活性焦表面的吸附能力，使废气与大表面的多孔性活性焦相接触，废气中的污染物被吸附在活性焦表面上，使其与气体混合物分离，达到净化VOCs废气的目的。
6)此时的烟气经过前阶段处理后，温度已经接近常温，然后再进入到烟气换热器1中，经过前阶段处理过的低温烟气与再生出来的高温废气，进行无直接接触的热量交换，换热后的烟气被加热到200度左右，然后进入到催化氧化箱7。
7)低温烟气被加热后进入到催化氧化箱7，在催化剂的作用下，用以去除烟气中未充分燃尽的一氧化碳和氢气等可燃气气体。催化氧化箱7内装有以堇青石蜂窝陶瓷为载体，采用独特的涂层材料，以高含量贵金属Pd、Pt为活性组分制得的催化载体，用于脱除各类可燃气未充分燃烧而产生的一氧化碳，氢气。在催化剂的作用下，一氧化碳和氧反应成为二氧化碳，氢气和氧气反应生成水。主要的化学反应方程式为：
2CO+O2＝2CO2
2H2+O2＝2H2O
8)经过催化后的烟气再进入到SCR脱硝处理装置8，在SCR脱硝处理装置8前端管道开孔布设喷嘴，往烟道喷射还原剂，使还原剂与烟气充分混合，进入反应器后在催化剂的作用下发生还原反应，生成氮气和水，从而脱除烟气中的氮氧化物。采用尿素溶液作为还原剂，把尿素溶液喷入到烟道中，与原烟气充分混合后进入SCR反应器，在催化剂的作用下，并在有氧气的条件下，尿素溶液受热分解后的氨气选择性地与烟气中的NOX(主要是NO、NO2)发生化学反应，生成无害的氮气(N2)和水(H2O)。主要反应化学方程式为：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
经过以上处理工艺后，将活性焦上吸附的这些污染物，通过受热裂解气化，再通过本方案中超低排放的工艺，彻底分解成了对环境无害的二氧化碳，氮气和水，为污染物的转移，画上了一个句号。
其中主要污染物：烟尘≤10mg/NM^3，二氧化硫≤35mg/NM^3，氮氧化物≤50mg/NM^3，一氧化碳≤80mg/NM^3，非甲烷总烃≤50mg/NM^3。

Claims (7)

1.活性焦再生废气处理装置，其特征在于：包括烟气换热器，烟气换热器内部设有互相独立的第一管道和第二管道，第一管道连接进气管道和高温布袋除尘器；所述高温布袋除尘器上端连接碱洗脱硫塔底部，下端连接烟尘颗粒收集装置；所述碱洗脱硫塔顶部依次连接烟气冷凝器和活性焦吸附箱，活性焦吸附箱通过烟气换热器内部的第二管道连接催化氧化箱，催化氧化箱连接SCR脱硝处理装置。
2.如权利要求1所述的活性焦再生废气处理装置，其特征在于：所述烟气冷凝器和活性焦吸附箱之间设有引风机。
3.如权利要求1所述的活性焦再生废气处理装置，其特征在于：所述SCR脱硝处理装置包括SCR反应器和尿素溶液储罐，SCR反应器前端通过管路连接催化氧化箱，管路上设有喷嘴，喷嘴与尿素溶液储罐相连接。
4.活性焦再生废气处理方法，其特征在于：使用权利要求1~3任一项所述处理装置，包括以下步骤：
1）活性焦再生产生的废气由进气管道被送入到烟气换热器的第一通道中，在烟气换热器的作用下，对废气进行降温；
2）降温后的废气进入到高温布袋除尘器里，去除废气中的烟尘颗粒物；
3）去除烟尘后的烟气进入到碱洗脱硫塔，烟气自下向上流动，与塔内自上往下的喷淋水进行充分的气液接触，去除废气中的二氧化硫；
4）去除二氧化硫后的烟气进入烟气冷凝器，去除烟气中的水雾，然后进入到引风机中，引风机为烟气提供动力；
5）从引风机出来的烟气进入到活性焦吸附箱，去除烟气中的挥发性有机物VOCs；
6）处理后的烟气再进入到烟气换热器的第二通道中，第二通道内的低温烟气与再生出来的第一通道内的高温废气，进行无直接接触的热量交换；
7）低温烟气被加热后进入到催化氧化箱，在催化剂的作用下，去除烟气中未充分燃尽的可燃气体；
8）经过催化后的烟气再进入到SCR脱硝处理装置，在SCR反应器前端管路向烟气喷射尿素溶液，去除烟气中的氮氧化物，最后烟气通过烟囱排放到大气中。
5.如权利要求4所述的活性焦再生废气处理方法，其特征在于：所述步骤3）中，碱洗脱硫塔内的喷淋水为氢氧化钠溶液，与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钠，去除烟气中的二氧化硫。
6.如权利要求4所述的活性焦再生废气处理方法，其特征在于：所述步骤7）中，烟气内的可燃气体为一氧化碳和氢气，在催化剂的作用下，一氧化碳和氧反应成为二氧化碳，氢气和氧气反应生成水。
7.如权利要求4所述的活性焦再生废气处理方法，其特征在于：所述步骤8）中，烟气进入SCR反应器前，与喷嘴喷出的尿素溶液充分混合，进入SCR反应器后，在催化剂的作用下发生还原反应，生成氮气和水，脱除烟气中的氮氧化物。
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