CN113828111B - 具有分布器的移动床吸附塔和烟气净化*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有分布器的移动床吸附塔和烟气净化***，移动床吸附塔包括塔体、分布器和多个落料管。塔体内具有空腔，塔体设有与空腔连通的加料口、出料口、烟气进口和烟气出口，空腔在烟气的流通方向上具有进气段、填料段和出气段，填料段用于填充吸附剂；分布器设在塔体内，分布器设有若干落料口，分布器位于填料段的下方以便填料段中的吸附剂通过落料口流出；多个落料管与多个落料口一一对应，落料管位于落料口的下方并与落料口之间具有间隔以便烟气流动，烟气进口位于落料口的下方，落料管位于出料口的上方。本发明具有吸附均匀、吸附效果好的优点。

Description

具有分布器的移动床吸附塔和烟气净化***

技术领域

本申请涉及烟气处理技术领域，尤其是涉及一种具有分布器的移动床吸附塔和烟气净化***。

背景技术

燃煤烟气产生大量的污染物是危害大气环境和人类健康的重要因素之一。烟气净化领域通常采用固定床吸附塔对烟气中的污染物进行吸附以实现净化烟气的目的，但是相关技术中的固定床吸附塔在应用时普遍存在填料层压力与密度不均匀、吸附不均匀、吸附效果差、吸附能力随使用时间延长而降低的问题，而且在需要更换吸附剂时需要停止工作，严重影响吸附效率，提高了操作难度。相关技术采用移动床吸附塔通过使吸附剂在塔内流动，克服了固定床吸附塔吸附能力随使用时间延长而降低的问题，但是移动床吸附塔中仍然存在烟气分布不均匀、净化效果不理想的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种移动床吸附塔，具有吸附均匀、吸附效果好的优点。

本发明的实施例还提出一种包括上述移动床吸附塔的烟气净化***。

根据本发明实施例的移动床吸附塔，包括塔体，所述塔体内具有空腔，所述塔体设有与所述空腔连通的加料口、出料口、烟气进口和烟气出口，所述空腔在烟气的流通方向上具有进气段、填料段和出气段，所述填料段用于填充吸附剂；分布器，所述分布器设在所述塔体内，所述分布器设有若干落料口，所述分布器位于所述填料段的下方以便所述填料段中的吸附剂通过所述落料口流出；多个落料管，多个所述落料管与多个所述落料口一一对应，所述落料管位于所述落料口的下方并与所述落料口之间具有间隔以便烟气流动，所述烟气进口位于所述落料口的下方，所述落料管位于所述出料口的上方。

根据本发明实施例的移动床吸附塔具有吸附均匀、吸附效果好的优点。

在一些实施例中，所述分布器包括分布板，所述落料口设在所述分布板上，所述分布板与所述空腔的周壁相连，所述烟气进口位于所述分布板的下方。

在一些实施例中，所述落料管的顶端与所述分布板的下端面之间的缝隙在竖直方向上的尺寸为20mm-100mm。

在一些实施例中，所述落料口为条形口，多个所述落料口在第一方向上间隔排布，所述落料口沿第二方向延伸，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

在一些实施例中，所述落料口的宽度为80mm-200mm，所述分布器在所述第二方向上的尺寸为L，所述落料口的长度的大小为0.8L-0.95L。

在一些实施例中，相邻两个落料口之间的间隔大小为100mm-300mm。

在一些实施例中，所述分布板为矩形，所述分布板的长度为1000mm-3000mm,所述分布板的宽度为500mm-1500mm，所述第一方向为所述分布板的长度方向，所述第二方向为所述分布板的宽度方向。

在一些实施例中，所述落料管沿竖直方向延伸，所述落料管在竖直方向上的长度为500mm-700mm。

在一些实施例中，所述落料管的上端开口的宽度大于等于所述吸附剂的堆积角的半径。

在一些实施例中，所述落料管包括第一段和第二段，所述第一段的宽度大于所述第二段的宽度，所述第一段的下端与所述第二段的上端相连。

在一些实施例中，所述第一段的宽度为200mm-400mm，所述第二段的宽度为100mm-200mm。

在一些实施例中，所述烟气进口位于所述落料管的底端的上方。

根据本发明实施例的烟气净化***，包括：

烟气冷却装置，所述烟气冷却装置具有进烟口和出烟口，所述烟气冷却装置用于将从所述进烟口进入的烟气冷却至室温及以下；

移动床吸附塔，所述移动床吸附塔为上述任一项所述的移动床吸附塔，所述烟气冷却装置的出烟口与所述移动床吸附塔的所述烟气出口连通，所述移动床吸附塔用于对所述烟气进行吸附。

附图说明

图1是根据本发明实施例的移动床吸附塔的正视图。

图2是根据本发明实施例的移动床吸附塔的俯视图。

图3是图2中A-A处的剖视图。

图4是图3中B-B处的剖视图。

附图标记：

塔体1；出气段11；加料口111；填料段12；烟气出口121；进气段13；烟气进口131；出料段14；出料口141；

分布器2；分布板21；落料口22；

落料管3；第一段31；第二段32。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，根据本发明实施例的移动床吸附塔，包括塔体1、分布器2和多个落料管3。

塔体1内具有空腔，塔体1设有与空腔连通的加料口111、出料口141、烟气进口131和烟气出口121，空腔在烟气的流通方向上具有进气段13、填料段12和出气段11，填料段12用于填充吸附剂；

具体地，烟气进口131与进气段13连通，烟气出口121与出气段11连通，加料口111与出气段11连通，加料口111和烟气出口121位于填料段12的上方，出料口141和烟气进口131位于填料段12的下方。需要说明的是，烟气流通方向是从烟气进口131到烟气出口121，出气段11、填料段12和进气段13沿着从上至下的方向依次排布。由此，烟气从塔体1的下半部进入塔体1的内部并从塔体1的上侧流出，吸附剂从塔体1的上侧进入塔体1并从塔体1的下端流出，烟气的流向与吸附剂的流向相反，烟气中氮和硫的浓度随着烟气上升逐渐降低，吸附剂的吸附效果随着与烟气接触的时间逐渐降低，较低氮和硫浓度的烟气较好吸附效果的吸附剂接触，能够有效降低从烟气出口121排出气体中氮和硫的浓度，提高吸附效率。

分布器2设在塔体1内，分布器2设有若干落料口22，分布器2位于填料段12的下方以便填料段12中的吸附剂通过落料口22流出；

具体地，落料口22是分布器2上的通孔，落料口22平行间隔布置且间距相等。由此，吸附剂穿过落料口22进入落料管3中，吸附剂通过均匀布置的各个落料口22的流量大致相同，一方面延缓了吸附剂向下流动的速度，增加了吸附剂颗粒与烟气接触的时间，另一方面避免吸附剂集中从更靠近塔体1中心的位置流出、在流动中产生死角，提高了吸附剂流动的效率，从而提高了吸附效果。

多个落料管3与多个落料口22一一对应，落料管3位于落料口22的下方并与落料口22之间具有间隔以便烟气流动，烟气进口131位于落料口22的下方，落料管3位于出料口141的上方。

具体地，落料口22在水平方向上的几何中心与落料管3在水平方向上的几何中心的位置相同，落料管3的上端与分布器2的下端有间隔，烟气进口131的上沿位于落料口22的下方保证烟气进口131完全位于落料口22的下方。由此，烟气从烟气进口131进入塔体1后，经过落料管3与落料口22之间的间隔进入填料段12中，在烟气进入调料段的路径更短更平顺，烟气流动时由于能量损失而引起的压降低，提高了烟气在填料段12流动的流畅程度，从而提高了吸附效果。

在一些实施例中，分布器2包括分布板21，落料口22设在分布板21上，分布板21与空腔的周壁相连，烟气进口131位于分布板21的下方。

具体地，分布板21是多孔平板，落料口22即为分布板21上的通孔，分布板21水平布置，分布板21的下端高于烟气进口131的上端。由此，分布板21水平布置可以保证吸附剂均匀地分布在分布板21的上方，保证落料均匀从而提高落料的效率，分布板21的下端高于烟气进口131的上端可以使全部烟气都从落料口22中穿过，提高了烟气与吸附剂颗粒的接触时间，从而提高了吸附的效率。

在一些实施例中，落料管3的顶端与分布板21的下端面之间的缝隙在竖直方向上的尺寸为20mm-100mm。具体地，落料管3与分布板21之间的缝隙在竖直方向上的尺寸可以为20mm至100mm之间的任意数值。

优选的，落料管3与分布板21之间的缝隙在竖直方向上的尺寸为75mm，这样设置这样设置使通过该缝隙的空气达到吸附塔空速所需的流量。

在一些实施例中，落料口22为条形口，多个落料口22在第一方向上间隔排布，落料口22沿第二方向延伸，第一方向和第二方向相互垂直。

具体地，如图4所示，第一方向即为左右方向，第二方向即为前后方向，落料口22沿着第一方向等间距布置，由此，落料口22为长条形既可以把吸附剂颗粒完全落入落料管3中，又可以保证较大的落料口22的截面积，从而保证吸附剂颗粒的流动性。

在其它一些实施例中，落料口22可以为圆形、三角形、菱形等。

在一些实施例中，落料口22的宽度为80mm-200mm，分布器2在第二方向上的尺寸为L，落料口22的长度的大小为0.8L-0.95L。

具体地，落料口22的宽度可以为80mm至200mm之间的任意数值，例如，落料口22的宽度可以为85mm、100mm、151.8mm、200mm等。优选的，落料口22的宽度为290mm，这样设置使吸附剂颗粒流经落料口22的流量达到设计要求。

需要说明的是，落料口22的宽度即为落料口22在第一方向上的尺寸，落料口22的长度即为落料口22在第二方向上的尺寸。

优选的，分布器2在第二方向上的尺寸为1850mm，落料口22的长度为900mm，这样设置使吸附剂颗粒流经落料口22的流量达到设计要求。

在一些实施例中，相邻两个落料口22之间的间隔大小为100mm-300mm。

具体地，相邻两个落料口22之间的间隔即为相邻两个落料口22在第一方向上距离最近的两点的距离，相邻两个落料口22之间的间隔可以为100mm至300mm之间的任意数值，例如，相邻两个落料口22之间的间隔可以为105mm、159mm、201.6mm、300mm等。优选的，相邻两个落料口22之间的间隔为100mm，这样设置使分布器2上能够分布八个落料口22，从而使吸附剂颗粒流动更均匀。

在一些实施例中，分布板21为矩形，分布板21的长度为1000mm-3000mm,分布板21的宽度为500mm-1500mm，第一方向为分布板21的长度方向，第二方向为分布板21的宽度方向。优选的，分布板21的长度为2000mm，分布板21的宽度为1000mm，这样设置使分布板21能够完全覆盖塔体1的截面，使全部的吸附剂颗粒都经过分布板21向下流动。

在其他一些实施例中，分布板21可以为圆形、椭圆形、三角形等。

在一些实施例中，落料管3沿竖直方向延伸，落料管3在竖直方向上的长度为500mm-700mm。

在一些实施例中，落料管3的上端开口的宽度大于等于吸附剂的堆积角的半径。

具体地，吸附剂颗粒会掉落在第一段31和第二段32的连接处，在落料管3的第一段31堆积成类似于圆锥体的结构，堆积角的半径指的就是上述的圆锥体的半径，落料管3的上端开口的宽度即为落料管3在第一方向上两端之间的距离。由此，落料管3的左右两壁不会影响吸附剂的堆积，减少了落料管3外形对吸附剂颗粒穿过落料管3流量的影响，从而避免吸附剂颗粒从落料管3之间漏出。

在一些实施例中，落料管3包括第一段31和第二段32，第一段31的宽度大于第二段32的宽度，第一段31的下端与第二段32的上端相连。

具体地，落料管3的第一段31位于落料管3第二段32的上方，落料管3的第一段31的截面是长条状，落料管3第二段32的截面是长条状，落料管3的第二段32的截面积小于第一段31。由此，第一段31的截面积较大便于吸附剂颗粒落入第一段31中，第二段32的截面积较小便于控制吸附剂颗粒流出落料管3的流速与流入落料管3的流速相同。

在一些实施例中，第一段31的宽度为200mm-400mm，第二段32的宽度为100mm-200mm。

具体地，第一段31和第二段32的宽度是第一段31和第二段32沿着第一方向的尺寸，第一段31的宽度即为上述的落料管3上端开口的宽度，第一段31和第二段32的长度是第一段31和第二段32沿着第二方向的尺寸，第二段32的长度可以与第一段31相等，第二段32的长度也可以小于第一段31的长度。第一段31的宽度大于第二段32的宽度。

优选的，第一段31的宽度为290mm，第二段32的宽度为100mm，这样设置这样设置使第一段31能够套在分布管22的下端。

在一些实施例中，烟气进口131位于落料管3的底端的上方。

具体地，烟气进口131的最下端的高度高于落料管3下端的高度。由此，烟气进口131完全位于落料管3下端的上方，保证吸附剂从落料管3中落下时，不会经过烟气进口131溅出塔体1，提高了吸附剂收集的效率。

在一些实施例中，空腔还包括位于出气段11下方的出料段14，出料段14呈倒锥型，出料口141与出料段14的底部连通。

具体地，空腔是指塔体1内部的空间，出料段14是倒四棱锥形，出料段14的顶部与进气段13连接，出料段14是中空结构，出料段14内部的空间与空腔相连，出料段14的截面积沿着从上向下的方向逐渐减小，出料口141设置在出料段14的下端。由此，吸附剂在完成对烟气中有害成分的吸附后，经过落料管3落入出料段14，并在出料段14中进行收集，在收集一定数量的吸附剂后，从出料口141排出，对回收的吸附剂进行下一步的处理，在出料口141封闭时，吸附剂中逸出的有害成分与烟气进口131中进入的烟气一起向上流动，不会挥散到大气中。

在一些实施例中，出料段14的高度为1.0m-3.0m。具体地，出料段14的高度即为出料段14顶部与出料段14的底部在竖直方向上的距离。出料段14的高度可以为1.0m至3.0m之间的任意数值，例如，出料段14的高度可以为1.1m、2.0m、2.1m、2.85m等。

优选的，出料段14的高度为1.8m，这样设置使料向下流动顺畅。

在一些实施例中，移动床吸附塔的高度为4.0m-8.0m。具体地，移动床吸附塔的高度即为加料口111和出料口141在竖直方向上的距离。移动床吸附塔的高度可以为4.0m至8.0m之间的任意数值，例如，移动床吸附塔的高度可以为4.1m、5.02m、6.15m、7.8m等。

优选的，移动床吸附塔的高度为6.02m，这样设置充分考虑了料层高度以及空间占地。

在一些实施例中，进气段13的高度为1.0m-2.0m，填料段12的高度为2.0m-3.0m，出气段11的高度为0.5m-1m。

具体地，填料段12的高度大于进气段13与出气段11的和，例如进气段13的高度为1.5m，出气段11的高度为0.6m，填料段12的高度为2.5m，由此，由于述填料段12的高度大于进气段13与出气段11的和，吸附剂在填料段12存留的时间大于在进气段13中与在出气段11中存留时间的和，增加了吸附剂对烟气进行吸附的时间，从而提高吸附效率。

优选的，进气段13的高度为1.45m，填料段12的高度为2.05m，出气段11的高度为0.7m，这样设置使料能布满布料板21。

在一些实施例中，移动床吸附塔的空速为600h^-1-1500h^-1。具体地，空速指的是移动床吸附塔的烟气流量与移动床吸附塔中吸附剂的装填体积之比。由此，移动床吸附塔的空速较高，在相同的烟气流量下移动床吸附塔的装填体积可以小于现有移动床吸附塔的装填体积，如此设置可以减小移动床吸附塔的体积，还可以减少塔内吸附剂的装填量。

优选地，移动床吸附塔的空速为1000h^-1-1300h^-1，使移动床吸附塔具有优选的吸附效果。

根据本发明实施例的烟气净化***，包括：烟气冷却装置，烟气冷却装置具有进烟口和出烟口，烟气冷却装置用于将从进烟口进入的烟气冷却至室温及以下；移动床吸附塔，移动床吸附塔为上述任一实施例中的移动床吸附塔，烟气冷却装置的出烟口与移动床吸附塔的烟气出口121连通，移动床吸附塔用于对烟气进行吸附。

可选地，烟气进口131进入的烟气的温度为-100℃-室温(例如室温为25℃)。可选地，吸附剂为活性焦(碳)。

本实施例提供的烟气净化***在对烟气进行吸附时采用低温吸附的方式，利用烟气中污染物组分在低温下的溶解特性和吸附特性进行污染物的脱出，能够同时实现脱硫脱硝。其中，烟气中的二氧化硫以物理吸附为主，解析温度低，吸附剂损耗低，吸附剂补充量低，降低了运行成本。并且，在低温下进行吸附的烟气净化***对污染物的吸附量大，吸附剂装填量少，移动床吸附塔等设备的占地面积小。

需要说明的是，本实施例提供的烟气净化***在对烟气进行吸附净化时，烟气中难以脱除的NO_x组分用过低温氧化吸附机理，氧化成NO₂吸附脱除，不需要喷入NH₃进行催化还原，运行成本低。本实施例提供的烟气净化***对烟气中NO_x的吸附比例大于99％，脱硝效率明显优于现有技术中70～80％的脱硝效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种移动床吸附塔，其特征在于，包括：

塔体，所述塔体内具有空腔，所述塔体设有与所述空腔连通的加料口、出料口、烟气进口和烟气出口，所述空腔在烟气的流通方向上具有进气段、填料段和出气段，所述填料段用于填充吸附剂；

分布器，所述分布器设在所述塔体内，所述分布器设有若干落料口，所述分布器位于所述填料段的下方以便所述填料段中的吸附剂通过所述落料口流出；

多个落料管，多个所述落料管与多个所述落料口一一对应，所述落料管位于所述落料口的下方并与所述落料口之间具有间隔以便烟气流动，所述烟气进口位于所述落料口的下方，所述落料管位于所述出料口的上方，所述落料口为条形口，多个所述落料口在第一方向上间隔排布，所述落料口沿第二方向延伸，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述分布器包括分布板，所述落料口设在所述分布板上，所述分布板与所述空腔的周壁相连，所述烟气进口位于所述分布板的下方。

3.根据权利要求2所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述落料管的顶端与所述分布板的下端面之间的缝隙在竖直方向上的尺寸为20mm-100mm。

4.根据权利要求1所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述落料口的宽度为80mm-200mm，所述分布器在所述第二方向上的尺寸为L，所述落料口的长度的大小为0.8L-0.95L。

5.根据权利要求4所述的移动床吸附塔，其特征在于，相邻两个落料口之间的间隔大小为100mm-300mm。

6.根据权利要求2所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述分布板为矩形，所述分布板的长度为1000mm-3000mm,所述分布板的宽度为500mm-1500mm，所述第一方向为所述分布板的长度方向，所述第二方向为所述分布板的宽度方向。

7.根据权利要求1所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述落料管沿竖直方向延伸，所述落料管在竖直方向上的长度为500mm-700mm。

8.根据权利要求1或7所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述落料管的上端开口的宽度大于等于所述吸附剂的堆积角的半径。

9.根据权利要求8所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述落料管包括第一段和第二段，所述第一段的宽度大于所述第二段的宽度，所述第一段的下端与所述第二段的上端相连。

10.根据权利要求9所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述第一段的宽度为200mm-400mm，所述第二段的宽度为100mm-200mm。

11.根据权利要求1所述的移动床吸附塔，其特征在于，所述烟气进口位于所述落料管的底端的上方。

12.一种烟气净化***，其特征在于，包括：

烟气冷却装置，所述烟气冷却装置具有进烟口和出烟口，所述烟气冷却装置用于将从所述进烟口进入的烟气冷却至室温及以下；

移动床吸附塔，所述移动床吸附塔为根据权利要求1-11中任一项所述的移动床吸附塔，所述烟气冷却装置的出烟口与所述移动床吸附塔的所述烟气出口连通，所述移动床吸附塔用于对所述烟气进行吸附。

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