CN206240259U - 一种烟气脱硫脱硝装置 - Google Patents

Abstract

一种烟气脱硫脱硝装置包括一级吸附塔(T1)和活性炭解析塔(T3)，其中一级吸附塔(T1)的出气室(a,b)分隔为上部出气室(a)和下部出气室(b)，其中用于从上部出气室(a)中输出纯净烟气的第二烟气管道(L2)被连通至排放烟囱，和用于从下部出气室(b)中输出烟气的第三烟气管道(L3)返回进气室(3)的上游与原烟气输送烟道即第一烟气管道(L1)合并或汇合。

Description

一种烟气脱硫脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及采用活性炭的烟气脱硫脱硝装置和烟气脱硫脱硝方法。更具体地说，本实用新型涉及其中吸附塔的出气室被分隔为两个或三个或更多个的出气室的一种烟气脱硫脱硝装置，这些属于烧结烟气处理领域。

背景技术

活性炭法处理烟气技术已经有五十多年研究应用历史，早期的技术研究及应用主要集中在德国、日本、美国等国。德国的BF公司于1957年(现在的DMT公司)就开始研制了Reinluft法脱硫技术，日本则在60年代中期开始研究活性炭脱硫，德国的鲁奇公司也较早的进行了水洗再生活性炭烟气脱硫工艺的研究。随着活性炭法烟气脱硫技术在国外的发展与成熟，产生了一些比较有代表性的如德国的BF法、Reinluft法、Lurgi法；日本的日立法、住友法；美国的Westraco法。

对于工业烟气、尤其钢铁工业的烧结机烟气而言，采用包括活性炭吸附塔和解析塔的脱硫、脱硝装置和工艺是比较理想的。在包括活性炭吸附塔和解析塔(或再生塔)的脱硫、脱硝装置中，活性炭吸附塔用于从烧结烟气或废气(尤其钢铁工业的烧结机的烧结烟气)吸附包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物，而解析塔用于活性炭的热再生。

活性炭法脱硫具有脱硫率高、可同时实现脱硝、脱二噁英、除尘、不产生废水废渣等优点，是极有前景的烟气净化方法。活性炭可以在高温下再生，在温度高于350℃时，吸附在活性炭上的硫氧化物、氮氧化物、二恶英等污染物发生快速解析或分解(二氧化硫被解析，氮氧化物和二噁英被分解)。并且随着温度的升高，活性炭的再生速度进一步加快，再生时间缩短，优选的是一般控制解析塔中活性炭再生温度约等于430℃，因此，理想的解析温度(或再生温度)是例如在390-450℃范围、更优选在400-440℃范围。

传统的活性炭脱硫工艺。烟气由增压风机引入吸附塔，在入塔口喷入氨气和空气的混合气体，以提高NO_X的脱除效率，净化后的烟气进入烧结主烟囱排放。活性炭由塔顶加入到吸附塔中，并在重力和塔底出料装置的作用下向下移动。解析塔出来的活性炭由活性炭输送机输送至吸附塔，吸附塔吸附污染物饱和后的活性炭由底部排出，排出的活性炭由活性炭输送机输送至解析塔，进行活性炭再生。

活性炭烟气净化技术具有能够同时脱硫脱硝、实现副产物资源化、吸附剂可循环使用、脱硫脱硝效率高等特点，是非常具有发展前景的脱硫脱硝一体化技术。在包括活性炭吸附塔和解析塔(或再生塔)的脱硫、脱硝装置中，活性炭吸附塔用于从烧结烟气或废气(尤其钢铁工业的烧结机的烧结烟气)吸附包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物，而解析塔用于活性炭的热再生。

活性炭法烟气净化技术具有同时脱硫脱硝的功能，此工艺包含的主体设备有吸附塔、再生塔及活性炭输送装置。相对于NO_x而言，SO₂更容易脱除，正常情况下一组吸附塔即可得到高达90％的脱硫率，但脱硝率较低。

通常，活性炭法烟气净化技术具有脱硫脱硝率高、副产物可资源化利用、活性炭可循环使用等特点，其脱硫脱硝的原理如下：

在吸附塔中，烟气中一部分的SO₂被活性炭吸附，但是，另一部分的SO₂，即在活性炭的表面SO₂被氧化吸收形成硫酸，其反应式：

2SO₂+O₂+2H₂O→2H₂SO₄

如果在烟气中或在吸附塔中喷入少量氨，可加快SO₂的吸收，其反应式：

NH₃+H₂SO₄→NH₄HSO₄

但是，为了在脱硫的同时达到脱硝的效果，一般会在吸附塔烟气入口处喷射较多的氨，既要满足脱硫所需的氨，同时满足脱硝所需的氨。脱硝反应式为：

4NO+O₂+4NH₃→4N₂+6H₂O

与此同时在吸附塔内还存在以下的副反应：

2NH₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄。

一般，SO₂与NH₃的反应速率比NO与NH₃的反应速率更快。另外，烟气中的SO₃、HF、和HCl也会和NH₃反应。

解析塔的作用是将活性炭吸附的SO₂释放出来，同时在400℃以上的温度和一定的停留时间下，二噁英可分解80％以上，活性炭经冷却、筛分后重新再利用。释放出来的SO₂可制硫酸等，解析后的活性炭经传送装置送往吸附塔重新用来吸附SO₂和NO_X等。

在吸附塔与解析塔中NO_X与氨发生SCR、SNCR等反应，从而去除NO_X。粉尘在通过吸附塔时被活性炭吸附，在解析塔底端的振动筛被分离，筛下的为活性炭粉末送去灰仓，然后可送往高炉或烧结作为燃料使用。

采用活性炭法进行烟气净化，为了提高净化效果，可使烟气通过多层活性炭床层。多层活性炭床层布置主要分为上下结构和前后结构，如图1中所示。塔内活性炭床层为一整体，活性炭利用重力均匀下移。顺着烟气的流动方向，首先与烟气接触的活性炭吸附了烟气中更多污染物，与后面活性炭一起排出，会导致后面活性炭未吸附饱和就排出塔内或者前面活性炭吸附饱和了仍在塔内未起到烟气净化效果。

钢铁行业为推进我国工业化、城镇化的发展做出了重要贡献，但同时我国钢铁工业环保水平低，单位产量污染物排放量较高，已严重制约钢铁产业整体竞争力的提高。为控制污染物排放，国家环保部制定了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》，指出自2015年1月1日，现有钢铁企业烧结、球团执行以下大气污染物排放限值：SO₂ 200mg/m³、NOx300mg/m³、二噁英类0.5ng-TEG/m³。可见，钢铁行业大气污染治理已由原来的除尘、脱硫提升为SO₂-NOx-二恶英等多污染物协同控制。目前，国内脱硫技术趋于成熟，脱硝脱二噁英仍处于起步阶段。国内上海克硫公司在燃煤锅炉及有色冶炼行业已采用活性焦技术，其结构形式和原理与住友一致。

活性炭(焦)法烧结烟气净化技术是一种可资源化的干法烟气处理技术，具有节水、脱硫、脱硝、脱二噁英、脱重金属、除尘及除去其他微量有害烟气成分(如HCl、HF、SO3等)的功能，同时可回收国内紧缺的硫资源(高浓度SO2可制备浓硫酸等)。

图1示出了日本住友公司的活性炭吸附装置：塔内活性炭床层分为三个室，各室活性炭利用重力均匀下移，顺着烟气的流动方向，首先与烟气接触的前室活性炭吸附了烟气中更多污染物，中后室的活性炭依次吸附烟气中的污染物，由此控制活性炭床层底部的卸料阀的转速来控制活性炭从的排出速度，从而达到烟气净化效果。

图2示出了上海克硫公司的活性炭吸附装置：塔内活性炭床层为一整体，多级活性炭床层布置主要分为上下结构，活性炭利用重力均匀下移。顺着烟气的流动方向，首先与烟气接触的活性炭吸附了烟气中更多污染物，与后面活性炭一起排出，会导致后面活性炭未吸附饱和就排出塔内或者前面活性炭吸附饱和了仍在塔内未起到烟气净化效果。

由于原烟气进入吸附塔经过吸附塔的净化后烟气中的有害成份的浓度自上而下逐渐增加，现有工艺和装置需要将全部烟气进入下一级吸附塔，不仅增加了投资及运行费用，还增加额外设备维护工作量。

为了节约投资及运行费用，需采用更合理的活性炭净化工艺和装置。

实用新型内容

针对以上缺陷和问题，本申请的设计人经过深入研究之后发现，从吸附塔的活性炭床层的中、上部进入出气室中的烟气(简称上层烟气)中的污染物浓度很低(ppm级)，往往达到了排放要求或排放标准，或者该部分的烟气另外单独处理。

本实用新型针对烟气净化要求越来越严的环保要求，对烟气进行净化，要到达更高要求，必须对全部烟气进行二级处理。本技术是根据在烟气净化装置一级处理后烟气成份从上至下有害成份逐步增加(由于进入净化装置上部的活性炭(焦)均为经解析塔活化后的活性炭(焦)，随着活性炭(焦)从上往下移动，活性炭(焦)吸附烟气中的有害成份的增加，其吸附能力也就越弱，由此其排放出烟气的有害成份的浓度也就越高)，从而提取其中有害成份超标的部分烟气进入二级烟气净化装置或再次回到一级吸附塔，经一级处理后满足排放要求的一部分烟气则直接通过烟囱排入大气。

本实用新型的工艺和装置将吸附塔出气室分为上下两层或多层，根据排放的烟气有害成份的浓度调节进入下一级吸附塔的烟气量，这样进入下一级的烟气量将缩减30％～50％,可以减小增压风机和二级吸附塔的能力，从而降低投资和运行费用。避免了现有技术中出气室中上部干净烟气与下部含污染物的烟气相互串混。

烟气进入吸附塔通过活性炭床层的过程中，烟气中的有害成份得到净化，由于吸附塔中的活性炭自上而下，上部为吸附能力较强的活性炭，随着活性炭向下移动，吸附的有害成份的增多，其吸附净化能力降低，净化后烟气中的有害成份逐渐增多，这样将上下一起混合平均后势必不能达到烟气排放要求，如果将上部浓度较低能够达标排放的烟气直接排放，将下部超标的烟气返回吸附塔进气口再进行净化，或是进入二级吸附塔进行净化。

本实用新型的目的是提供一种新型的烟气脱硫脱硝装置，其中将吸附塔的出气室分为上下两层或多层。通过调节吸附塔床层底部卸料阀(5)来调节活性炭在活性炭床层中的停留时间，确保从出气室上层或中上层排出的烟气中污染物含量在符合要求或符合法规的范围内。即，含量低于设定的限定值。

根据本实用新型的第一个实施方案，提供一种烟气脱硫脱硝装置，它包括一级吸附塔(T1)和活性炭再生塔(或解析塔)(T3)，其中一级吸附塔(T1)包括主体结构(1)、位于一级吸附塔(T1)顶部的进料仓(2)、进气室(3)、通向进气室(3)的原烟气输送烟道即第一烟气管道(L1)、吸附塔底仓卸料阀(4)、活性炭床层底部卸料阀(5)、多孔板(6)以及出气室(a,b)，其中：出气室分隔为上部出气室(a)和下部出气室(b)，其中用于从上部出气室(a)中输出纯净烟气的第二烟气管道(L2)被连通至排放烟囱，和用于从下部出气室(b)中输出烟气的第三烟气管道(L3)返回进气室(3)的上游与原烟气输送烟道即第一烟气管道(L1)合并或汇合。

优选，一级吸附塔(T1)具有一个活性炭床层、两个活性炭床层或多个活性炭床层(A,B,C)，优选2-5个床层。

一般，上部出气室(a)与下部出气室(b)在垂直方向上的高度之比是0.7-1.3:1，优选0.8-1.2:1，优选0.9-1.1:1，如1:1。

一般，所述两个或多个活性炭床层由多孔板隔开所形成。

一般，一级吸附塔(T1)的塔高是10-50m，优选13-45m，优选15-40m，更优选18-35m。

一般，活性炭解析塔(T3)具有上部的加热区、中部的缓冲区和下部的冷却区，在上部加热区的下侧部和上侧部分别连接了加热气体输入管(L1a)和加热气体输出管(L1b)，在下部冷却区的下侧部和上侧部分别连接了冷却气体输入管(L2a)和冷却气体输出管(L2b)，从解析塔(T3)中部的缓冲区侧部引出的酸性气体输送管道(L3a)连接至制酸***。优选的是，从酸性气体输送管道(L3a)的起始端(或前端)分出了一个加热气体支管(L3a')，并且，该加热气体支管(L3a')的另一端与加热气体输入管(L1a)连通或与加热气体输出管(L1b)连通，使得该加热气体支管(L3a')作为从加热气体输入管(L1a)上分出的支管或作为从加热气体输出管(L1b)上分出的支管。

优选，一级吸附塔(T1)能够以两个或多个并列来使用。优选，并列的一级吸附塔的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级，和，更优选的是，从相同层级的腔室中排出的烟气可以合并或汇合。

根据本实用新型的第二个实施方案，提供一种烟气脱硫脱硝装置，它包括:

1)串联的一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)，优选，该吸附塔和(T2)的塔高各自独立地是，例如10-50m，优选13-45m，优选15-40m，更优选18-35m；和

2)活性炭再生塔(或解析塔)(T3)，

其中，一级吸附塔(T1)包括主体结构(1)、位于吸附塔顶部的进料仓(2)、进气室(3)、通向进气室(3)的原烟气输送烟道即第一烟气管道(L1)、吸附塔底仓卸料阀(4)、活性炭床层底部卸料阀(5)、多孔板(6)以及出气室，和

二级吸附塔(T2)分别包括主体结构(1)、位于吸附塔(T2)顶部的进料仓(2)、进气室(3’)、通向进气室(3’)的第三烟气管道(L3)、吸附塔底仓卸料阀(4)、活性炭床层底部卸料阀(5)、多孔板(6)以及出气室(9)，

其中：一级吸附塔(T1)的出气室分隔为上部出气室(a)、下部出气室(b)，其中用于从上部出气室(a)中输出纯净烟气的第二烟气管道(L2)被连通至排放烟囱，用于从下部出气室(b)中输出烟气的第三烟气管道(L3)连通至二级吸附塔(T2)的进气室(3’)，以及任选地，从二级吸附塔(T2)的出气室(9)中输出烟气的第四烟气管道(L4)与第二烟气管道(L2)合并或汇合后通向排放烟囱；或

一级吸附塔(T1)的出气室分隔为上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)，其中用于从上部出气室(a)中输出纯净烟气的第二烟气管道(L2)被连通至排放烟囱，用于从下部出气室(b)中输出烟气的第三烟气管道(L3)连通至二级吸附塔(T2)的进气室(3’)，用于从中部出气室(c)中输出烟气的第五烟气管道(L5)经由切换阀(10)分别连通至第二烟气管道(L2)或第三烟气管道(L3)，以及任选地，从二级吸附塔(T2)的出气室(9)中输出烟气的第四烟气管道(L4)与第二烟气管道(L2)合并或汇合后通向排放烟囱。

在本申请中，优选，一级吸附塔(T1)能够以两个或多个并列来使用。二级吸附塔(T2)也能够以两个或多个并列来使用。并列的一级吸附塔(T1)的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级，和，更优选的是，从不同吸附塔的相同层级的腔室中排出烟气的管道可以合并或汇合，之后烟气进入下一操作。当对称式双塔形式的一级吸附塔(T1)以两个或多个并列的一级吸附塔(T1)时，则并列的作为一级吸附塔(T1)的每一个对称式双塔的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级，和，更优选的是，从不同吸附塔的相同层级的腔室中排出烟气的管道可以合并或汇合，之后烟气进入下一操作。

一般，一级吸附塔(T1)或二级吸附塔(T2)各自独立地具有一个活性炭床层、两个活性炭床层或多个活性炭床层(A,B,C)，优选2-5个床层。

一般，所述两个或多个活性炭床层由多孔板隔开所形成。

一般，当一级吸附塔(T1)具有上部出气室(a)和下部出气室(b)时，上部出气室(a)和下部出气室(b)两者在垂直方向上的高度之比是0.7-1.3:1，优选0.8-1.2:1，优选0.9-1.1:1，如1:1。而当一级吸附塔(T1)具有上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)时，上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)三者在垂直方向上的高度之比是0.5-1.0:0.5-1.0:0.8-1，优选0.6-0.9:0.6-0.9:0.8-1，优选0.7-0.8:0.7-0.8:0.8-1。

一般，活性炭解析塔(T3)具有上部的加热区、中部的缓冲区和下部的冷却区，在上部加热区的下侧部和上侧部分别连接了加热气体输入管(L1a)和加热气体输出管(L1b)，在下部冷却区的下侧部和上侧部分别连接了冷却气体输入管(L2a)和冷却气体输出管(L2b)，从解析塔(T3)中部的缓冲区侧部引出的酸性气体输送管道(L3a)连接至制酸***。优选的是，从酸性气体输送管道(L3a)的起始端(或前端)分出了一个加热气体支管(L3a')，并且，该加热气体支管(L3a')的另一端(例如经由阀门)与加热气体输入管(L1a)连通和/或与加热气体输出管(L1b)连通，使得该加热气体支管(L3a')作为从加热气体输入管(L1a)上分出的支管或作为从加热气体输出管(L1b)上分出的支管。

一级吸附塔(T1)与二级吸附塔(T2)彼此具有相同或不同的结构和尺寸。

一般，一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)的塔高各自独立地是10-50m，优选13-45m，优选15-40m，更优选18-35m。

一般，在根据第一个实施方案和第二个实施方案的装置，活性炭解析塔(T3)具有上部的加热区、中部的缓冲区和下部的冷却区，在上部加热区的下侧部和上侧部分别连接了加热气体输入管(L1a)和加热气体输出管(L1b)，在下部冷却区的下侧部和上侧部分别连接了冷却气体输入管(L2a)和冷却气体输出管(L2b)，从解析塔(T3)中部的缓冲区侧部引出的酸性气体输送管道(L3a)连接至制酸***(或制酸区)。

优选的是，从酸性气体输送管道(L3a)的起始端(或前端)分出了一个加热气体支管(L3a')，并且，该加热气体支管(L3a')的另一端(例如经由阀门)与加热气体输入管(L1a)连通或与加热气体输出管(L1b)连通，使得该加热气体支管(L3a')作为从加热气体输入管(L1a)上分出的支管或作为从加热气体输出管(L1b)上分出的支管。

一般地，由于烟气经过一级吸附塔(T1)处理后，有一部分原烟气(例如20-60％的原烟气，优选30-50％的原烟气)达到排放标准，可以直接排放，所以一级吸附塔(T1)的个数比二级吸附塔(T2)的个数要多。一般地，一级吸附塔(T1)为2-8个，优选3-6个，更优选为4-5个；二级吸附塔(T2)为1-6个，优选为2-5个，更优选为3-4个。例如：一级吸附塔(T1)为4个，二级吸附塔(T2)为2个。

根据本实用新型的第三个实施方案，提供一种使用第一个实施方案的脱硫脱硝装置的烟气脱硫脱硝方法，该方法包括以下步骤：

I)脱硫、脱硝步骤：原烟气经由第一烟气管道(L1)输送到一级吸附塔(T1)的进气室(3)中之后依次流过一级吸附塔(T1)的一个或多个活性炭床层，烟气与从一级吸附塔(T1)顶部加入的活性炭进行错流式接触，其中烟气所含的污染物(如硫氧化物、氮氧化物、粉尘、二恶英等)被活性炭脱除或部分地脱除，之后烟气进入到一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)和下部出气室(b)中，从一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)中排出的烟气经由第二烟气管道(L2)输送至排放烟囱以便进行排放，从一级吸附塔(T1)的下部出气室(b)中排出的含少量污染物的烟气经由第三烟气管道(L3)输送返回与第一烟气管道(L1)中的原烟气汇合，而吸附了污染物的活性炭则从一级吸附塔(T1)底部排出；优选的是，在上述操作的同时，将稀释氨气通入一级吸附塔(T1)的烟气输入管道(L1)中以及任选地通入到一级吸附塔(T1)内。

优选，上述方法，进一步包括以下步骤：

II)活性炭解析步骤：将吸附了污染物的活性炭从一级吸附塔(T1)的底部转移到具有上部的加热区和下部的冷却区的一种活性炭解析塔(T3)的加热区中，让活性炭进行解析、再生，而解析、再生后的活性炭向下流过冷却区之后从解吸塔(T3)底部排出；其中：在解析过程中将氮气通入到解析塔(T3)的上部，并且任选地同时将氮气经由第二氮气管道通入解析塔(T3)的下部；和，通入解析塔(T3)内的氮气将从活性炭上热解吸的包括SO₂和NH₃在内的气体污染物从解吸塔(T3)的加热区和冷却区之间的中间区段中带出并经由酸性气体管道(L3a)送至制酸***。

优选，通过调节一级吸附塔(T1)的底层底部的的卸料阀(4)的转速或开度，来调节吸附塔中活性炭床层中活性炭的停留时间或下移速度，使得吸附塔的上部出气室(a)中的烟气的污染物含量在符合要求或符合法规的范围内。即，含量低于设定的限定值。

进一步优选的是，在活性炭解析步骤启动之前或在让包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)经由酸性气体管道(L3a)输送至制酸***之前，利用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体，使加热气体流过酸性气体管道(L3a)来预热该酸性气体管道(L3a)(例如预热至250-450℃的温度、优选280-400℃、更优选320-360℃)。

更优选，在活性炭解析步骤结束之后或在包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)停止流过酸性气体管道(L3a)之后，利用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体，让加热气体吹扫该酸性气体管道(L3a)，以除去酸性气体管道(L3a)中残留的酸性气体。

根据本实用新型的第四个实施方案，提供一种使用第二个实施方案的脱硫脱硝装置的烟气脱硫脱硝方法，该方法包括以下步骤：

I)脱硫、脱硝步骤：

1)原烟气经由第一烟气管道(L1)输送到一级吸附塔(T1)的进气室(3)中之后依次流过一级吸附塔(T1)的一个或多个活性炭床层，烟气与从一级吸附塔(T1)顶部加入的活性炭进行错流式接触，其中烟气所含的污染物(如硫氧化物、氮氧化物、粉尘、二恶英等)被活性炭脱除或部分脱除，之后，

2)当一级吸附塔(T1)具有上部出气室(a)和下部出气室(b)时，烟气进入到一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)和下部出气室(b)中，而吸附了污染物的活性炭则从一级吸附塔(T1)底部排出；其中，从一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)中排出的烟气经由第二烟气管道(L2)输送至排放烟囱以便进行排放，从吸附塔(T1)的下部出气室(b)中排出的含少量污染物的烟气经由第三烟气管道(L3)输送至二级吸附塔(T2)的进气室(3’)中并且依次流过二级吸附塔(T2)的一个或多个活性炭床层，从二级吸附塔(T2)的出气室(9)中排出的烟气经由第四烟气管道(L4)输送至与第二烟气管道(L2)内的烟气汇合和然后排放，或，

当一级吸附塔(T1)具有上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)时，烟气进入到一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)中，而吸附了污染物的活性炭则从一级吸附塔(T1)底部排出；其中，从一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)中排出的烟气经由第二烟气管道(L2)输送至排放烟囱以便进行排放，从吸附塔(T1)的下部出气室(b)中排出的含少量污染物的烟气经由第三烟气管道(L3)输送至二级吸附塔(T2)的进气室(3’)中并且依次流过二级吸附塔(T2)的一个或多个活性炭床层，从二级吸附塔(T2)的出气室(9)中排出的烟气经由第四烟气管道(L4)输送至与第二烟气管道(L2)内的烟气汇合和然后排放，从一级吸附塔(T1)的中部出气室(c)中排出的烟气经由第五烟气管道(L5)输送并通过切换阀门(10)的切换而分别与第二烟气管道(L2)内的烟气汇合或与第三烟气管道(L3)内的烟气汇合，吸附了污染物的活性炭则从二级吸附塔(T2)底部排出；优选的是，在上述操作的同时，将稀释氨气通入一级吸附塔(T1)的第一烟气管道(L1)中和任选地通入为二级吸附塔(T2)输送烟气的第三烟气管道(L3)中以及任选地通入到一级吸附塔(T1)和/或二级吸附塔(T2)内。

优选，一级吸附塔(T1)能够以两个或多个(例如2-6个，如3或4个)并列来使用；和/或，二级吸附塔(T2)能够以两个或多个并列(例如2-4个，如3个)来使用。

优选，在根据本实用新型的第四个实施方案的方法中，所述方法进一步包括以下步骤：

II)活性炭解析步骤：将吸附了污染物的活性炭从一级吸附塔(T1)的底部和/或二级吸附塔(T2)的底部转移到具有上部的加热区和下部的冷却区的一种活性炭解析塔(T3)的加热区中，让活性炭进行解析、再生，而解析、再生后的活性炭向下流过冷却区之后从解吸塔(T3)底部排出；其中：在解析过程中将氮气通入到解析塔(T3)的上部，并且任选地同时将氮气经由第二氮气管道通入解析塔(T3)的下部；和，通入解析塔(T3)内的氮气将从活性炭上热解吸的包括SO₂和NH₃在内的气体污染物从解吸塔(T3)的加热区和冷却区之间的中间区段中带出并经由酸性气体管道(L3a)送至制酸***。

优选，通过调节一级吸附塔(T1)床层底部的卸料阀(5)的转速，来调节一级吸附塔(T1)中活性炭床层中活性炭的停留时间或下移速度，使得一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)中的烟气的污染物含量和任选地使得中部出气室(c)中的烟气的污染物含量在符合要求或符合法规的范围内。即，含量低于设定的限定值。

进一步优选的是，在活性炭解析步骤启动之前或在让包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)经由酸性气体管道(L3a)输送至制酸***之前，利用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体，使加热气体流过酸性气体管道(L3a)来预热该酸性气体管道(L3a)(例如预热至250-450℃的温度、优选280-400℃、更优选320-360℃)。

更优选，在活性炭解析步骤结束之后或在包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)停止流过酸性气体管道(L3a)之后，利用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体，让加热气体吹扫该酸性气体管道(L3a)，以除去酸性气体管道(L3a)中残留的酸性气体。

在本申请中，“任选地”表示进行或不进行。“任选的”表示有或没有。

另外，现有技术中，当活性炭解析步骤启动时，热的酸性气体在一开始或前期流过冷的(例如处于环境温度)酸性气体管道(L3a)时而导致温度降低，从而发生结露，形成液体酸，液体酸对酸性气体管道(L3a)有强烈腐蚀作用。为了解决这一问题，一般在酸性气体管道(L3a)外周设置套管和最外层设置保温层。通过在套管内通入高温的加热气体来确保酸性气体在流过酸性气体管道(L3a)时的温度高于露点，即，让酸性组分保持气体状态。

本申请的设计人通过研究发现，在活性炭解析步骤启动之前，通过用加热气体预先通入酸性气体管道(L3a)中对该管道进行预热，预热至高于酸性气体的露点的温度，例如预热至250-450℃的温度、优选280-400℃、更优选320-360℃的温度。当酸性气体持续流过酸性气体管道(L3a)时，酸性气体所携带的热量足以维持酸性气体管道(L3a)的温度，防止其降温。

进一步优选地，在包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)停止流过酸性气体管道(L3a)之后或在活性炭解析步骤结束之后，立即利用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体，让加热气体吹扫该酸性气体管道(L3a)，以除去酸性气体管道(L3a)中残留或滞留的酸性气体。

活性炭从解析塔顶部送入，从塔底部排出。在解析塔上部的加热段，吸附了污染物质的活性炭被加热到400℃以上，并保持3小时以上，被活性炭吸附的SO₂被释放出来，生成“富硫气体(SRG)”，SRG输送至制酸工段(或制酸***)制取H₂SO₄。被活性炭吸附的NOX发生SCR或者SNCR反应，同时其中二噁英大部分被分解。解析塔解析所需热量由一台热风炉提供，高炉煤气在热风炉内燃烧后，热烟气(经由管道L1a)送入解析塔的壳程。换热后的热气(L1b)大部分回到热风循环风机中(另一小部分则外排至大气)，由其送入热风炉和新燃烧的高温热气混合。在解析塔下部设有冷却段，经由管道(L2a)鼓入空气将活性炭的热量带出。冷却段设置有冷却风机，鼓入冷风将活性炭冷却，然后外排至大气中。解析塔出来的活性炭经过活性炭筛筛分，将小于1.2mm的细小活性炭颗粒及粉尘去除，可提高活性炭的吸附能力。活性炭筛筛上物为吸附能力强的活性炭，活性炭通过活性炭输送机输送至吸附塔循环利用，筛下物则进入灰仓。解析过程中需要用氮气进行保护，氮气同时作为载体将解析出来的SO₂等有害气体带出。氮气从解析塔上部和下部通入，在解析塔中间汇集排出，同时将活性炭中吸附了的SO₂带出，并送至制酸***去制酸。氮气通入解析塔上方时，用氮气加热器将其加热至100℃左右再通入解析塔中。

这里，串联的一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)是指：一级吸附塔(T1)的烟气出口经由管道连接至二级吸附塔(T2)的烟气进口。

对于烟气(或废气)吸附塔的设计及其吸附工艺，现有技术中已经有很多文献进行了披露，参见例如US5932179，JP2004209332A，和JP3581090B2(JP2002095930A)和JP3351658B2(JPH08332347A)，JP2005313035A。本申请不再进行详细描述。

在本实用新型中，对于吸附塔或对于一级吸附塔(T1)或二级吸附塔(T2)，可以采用单塔单床层设计；或单塔多床层设计，例如进气室(3)-脱硫活性炭床层(A)-脱硝活性炭床层(B)-出气室，或例如进气室(3)-脱硫活性炭床层(A)-脱硫脱硝活性炭床层(B)-脱硝活性炭床层(C)-出气室。还可以采用对称式双塔多床层设计，如图6和图7中所示。当图6和图7中所示的对称式双塔以两个或多个并列作为一级吸附塔(T1)时，则并列的作为一级吸附塔(T1)的每一个对称式双塔的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级，并且，优选的是，从相同层级的腔室中排出的烟气可以合并或汇合。一般地，由于烟气经过一级吸附塔(T1)处理后，有一部分原烟气(例如20-60％的原烟气，优选30-50％的原烟气)达到排放标准，可以直接排放，所以一级吸附塔(T1)的个数比二级吸附塔(T2)的个数要多。一般地，一级吸附塔(T1)为2-8个，优选3-6个，更优选为4-5个；二级吸附塔(T2)为1-6个，优选为2-5个，更优选为3-4个。例如：一级吸附塔(T1)为4个，二级吸附塔(T2)为2个。

一般来说，用于本申请中的一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)的塔高各自独立地是，例如10-50m，优选13-45m，优选15-40m，更优选18-35m。一级吸附塔(T1)与二级吸附塔(T2)彼此可以采用相同或不同的结构和尺寸，优选的是采用相同的结构和尺寸。吸附塔的塔高是指从吸附塔底部活性炭出口到吸附塔顶部活性炭入口的高度，即塔的主体结构的高度。

在本实用新型中，对于解析塔没有特别的要求，现有技术的解析塔都可用于本实用新型中。优选的是，解析塔是管壳型的立式解析塔，其中活性炭从塔顶输入，向下流经管程，然后到达塔底，而加热气体则流经壳程，加热气体从塔的一侧进入，与流经管程的活性炭进行热交换而降温，然后从塔的另一侧输出。在本实用新型中，对于解析塔没有特别的要求，现有技术的解析塔都可用于本实用新型中。优选的是，解析塔是管壳型(或壳管型)的立式解析塔，其中活性炭从塔顶输入，向下流经上部加热区的管程，然后到达一个处于上部加热区与下部冷却区之间的一个缓冲空间，然后流经下部冷却区的管程，然后到达塔底，而加热气体(或高温热风)则流经加热区的壳程，加热气体(400-450℃)从解析塔的加热区的一侧进入，与流经加热区管程的活性炭进行间接热交换而降温，然后从塔的加热区的另一侧输出。冷却风从解析塔的冷却区的一侧进入，与流经冷却区管程的已解析、再生的活性炭进行间接热交换。在间接热交换之后，冷却风升温至90-130℃(如约100℃)。

一般来说，用于本实用新型中的解析塔通常具有10-45m、优选15-40m、更优选20-35m的塔高。解吸塔通常具有6-100㎡、优选8-50㎡、更优选10-30㎡、进一步优选15-20㎡的主体横截面积。

在本实用新型中，“相同层级的腔室”是指两个或者多个吸附塔，每个吸附塔的出气室均分为上、下两个腔室(或分为上、中、下三个腔室)，所有吸附塔出气室的上腔室为相同层级的腔室，所有吸附塔出气室的中腔室也为相同层级的腔室，同理，所有吸附塔出气室的下腔室为相同层级的腔室。

在本申请中“解析”与“再生”可互换使用。

本实用新型的优点

1、本申请的工艺和装置利用吸附塔上部活性炭的吸附容量大净化能力强，净化效果好，净化后烟气中的有害成份浓度低的特点，将吸附塔出气室由过去的一个整体划分为上下两层或多层，使通过吸附塔净化后的烟气根据净化程度进行分段进入不同的烟道，烟气中有害成份浓度达标的烟道直接排入烟囱，不能达标排放的烟气则进入下一级吸附塔或是还回吸附塔入口再一次净化，这样进入下一级的烟气量将缩减30％～50％,可以减小二级增压风机和吸附塔的能力，从而降低投资和运行费用。

2、在活性炭解析步骤启动之前或在让包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)经由酸性气体管道(L3a)输送至制酸***之前，用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体用于预热该酸性气体管道，以及，在活性炭解析步骤结束之后，让加热气体吹扫该酸性气体管道(L3a)，以除去酸性气体管道(L3a)中残留的酸性气体。能够显著防止酸性气体对酸性气体输送管道的腐蚀作用。

附图说明

图1是现有技术的烟气脱硫脱销装置(日本住友公司)的工艺流程示意图。

图2是现有技术的另一种烟气脱硫脱销装置(上海克硫公司)的工艺流程示意图。

图3是本实用新型的第一个实施方案的烟气脱硫脱硝装置的工艺流程示意图。

图4是本实用新型的第二个实施方案的烟气脱硫脱硝装置的工艺流程示意图。

图5是本实用新型的第二个实施方案的另一种烟气脱硫脱硝装置的工艺流程示意图。

图6是本实用新型的对称式双塔多床层(各床层之间无间隙空间)设计的吸附塔的示意图。

图7是本实用新型的对称式双塔多床层(各床层之间有间隙空间)设计的吸附塔的示意图。

附图标记

T1：吸附塔或一级吸附塔；T2：二级吸附塔；1：吸附塔的主体；2：活性炭进料仓；3或3’：吸附塔进气室，4：吸附塔底仓的卸料阀(或旋转阀)；5：活性炭床层底部的辊式给料机(或旋转阀)；6：多孔隔板；7：增压风机；8、8a、8b：活性炭输送机；9：二级吸附塔的出气室；10：切换阀。

A、B、C、D、E：活性炭床层；a：上部出气室，c：中部出气室，b：下部出气室；L1：原烟气输送烟道或第一烟气管道；L2：第二烟气管道(或净烟气输送管道)；L3：第三烟气管道；L4：第四烟气管道；L5：第五烟气管道。

T3：解吸塔(或再生塔)；S1：活性炭振动筛；N2：氮气输送管。

L1a：加热气体输入管；L1b：加热气体输出管()；L2a：冷却气体输入管；L2b：冷却气体输出管；L3a：酸性气体输送管道；L3a'：加热气体支管。

h:吸附段高度。

具体实施方式

在所有的实施方式，原烟气中SO₂和NO_x的含量分别为300mg/Nm³-4000mg/Nm³和200mg/Nm³-500mg/Nm³。

下面描述本申请的具体实施方式：

根据本实用新型的第一个实施方案，提供一种烟气脱硫脱硝装置，它包括一级吸附塔(T1)和活性炭再生塔(或解析塔)(T3)，其中一级吸附塔(T1)包括主体结构(1)、位于一级吸附塔(T1)顶部的进料仓(2)、进气室(3)、通向进气室(3)的原烟气输送烟道即第一烟气管道(L1)、吸附塔底仓卸料阀(4)、活性炭床层底部卸料阀(5)、多孔板(6)以及出气室(a,b)，其中：出气室分隔为上部出气室(a)和下部出气室(b)，其中用于从上部出气室(a)中输出纯净烟气的第二烟气管道(L2)被连通至排放烟囱，和用于从下部出气室(b)中输出烟气的第三烟气管道(L3)返回进气室(3)的上游与原烟气输送烟道即第一烟气管道(L1)合并或汇合。

优选，一级吸附塔(T1)具有一个活性炭床层、两个活性炭床层或多个活性炭床层(A,B,C)，优选2-5个床层。

一般，上部出气室(a)与下部出气室(b)在垂直方向上的高度之比是0.7-1.3:1，优选0.8-1.2:1，优选0.9-1.1:1，如1:1。

一般，所述两个或多个活性炭床层由多孔板隔开所形成。

一般，吸附塔(T1)的塔高是10-50m，优选13-45m，优选15-40m，更优选18-35m。

一般，活性炭解析塔(T3)具有上部的加热区、中部的缓冲区和下部的冷却区，在上部加热区的下侧部和上侧部分别连接了加热气体输入管(L1a)和加热气体输出管(L1b)，在下部冷却区的下侧部和上侧部分别连接了冷却气体输入管(L2a)和冷却气体输出管(L2b)，从解析塔(T3)中部的缓冲区侧部引出的酸性气体输送管道(L3a)连接至制酸***。优选的是，从酸性气体输送管道(L3a)的起始端(或前端)分出了一个加热气体支管(L3a')，并且，该加热气体支管(L3a')的另一端与加热气体输入管(L1a)连通或与加热气体输出管(L1b)连通，使得该加热气体支管(L3a')作为从加热气体输入管(L1a)上分出的支管或作为从加热气体输出管(L1b)上分出的支管。

根据本实用新型的第二个实施方案，提供一种烟气脱硫脱硝装置，它包括:

1)串联的一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)，优选，该吸附塔和(T2)的塔高各自独立地是，例如10-50m，优选13-45m，优选15-40m，更优选18-35m；和

2)活性炭再生塔(或解析塔)(T3)，

其中，一级吸附塔(T1)包括主体结构(1)、位于吸附塔顶部的进料仓(2)、进气室(3)、通向进气室(3)的原烟气输送烟道即第一烟气管道(L1)、吸附塔底仓卸料阀(4)、活性炭床层底部卸料阀(5)、多孔板(6)以及出气室，和

二级吸附塔(T2)分别包括主体结构(1)、位于吸附塔(T2)顶部的进料仓(2)、进气室(3’)、通向进气室(3’)的第三烟气管道(L3)、吸附塔底仓卸料阀(4)、活性炭床层底部卸料阀(5)、多孔板(6)以及出气室(9)，

其中：一级吸附塔(T1)的出气室分隔为上部出气室(a)、下部出气室(b)，其中用于从上部出气室(a)中输出纯净烟气的第二烟气管道(L2)被连通至排放烟囱，用于从下部出气室(b)中输出烟气的第三烟气管道(L3)连通至二级吸附塔(T2)的进气室(3’)，以及任选地，从二级吸附塔(T2)的出气室(9)中输出烟气的第四烟气管道(L4)与第二烟气管道(L2)合并或汇合后通向排放烟囱；或

一级吸附塔(T1)的出气室分隔为上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)，其中用于从上部出气室(a)中输出纯净烟气的第二烟气管道(L2)被连通至排放烟囱，用于从下部出气室(b)中输出烟气的第三烟气管道(L3)连通至二级吸附塔(T2)的进气室(3’)，用于从中部出气室(c)中输出烟气的第五烟气管道(L5)经由切换阀(10)分别连通至第二烟气管道(L2)或第三烟气管道(L3)，以及任选地，从二级吸附塔(T2)的出气室(9)中输出烟气的第四烟气管道(L4)与第二烟气管道(L2)合并或汇合后通向排放烟囱。

在本申请中，优选，一级吸附塔(T1)能够以两个或多个并列来使用。二级吸附塔(T2)也能够以两个或多个并列来使用。并列的一级吸附塔(T1)的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级，和，更优选的是，从不同吸附塔的相同层级的腔室中排出烟气的管道可以合并或汇合。当对称式双塔形式的一级吸附塔(T1)以两个或多个并列的一级吸附塔(T1)时，则并列的作为一级吸附塔(T1)的每一个对称式双塔的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级，和，更优选的是，从不同吸附塔的相同层级的腔室中排出烟气的管道可以合并或汇合。

一般，一级吸附塔(T1)或二级吸附塔(T2)各自独立地具有一个活性炭床层、两个活性炭床层或多个活性炭床层(A,B,C)，优选2-5个床层。

一般，所述两个或多个活性炭床层由多孔板隔开所形成。

一般，当一级吸附塔(T1)具有上部出气室(a)和下部出气室(b)时，上部出气室(a)和下部出气室(b)两者在垂直方向上的高度之比是0.7-1.3:1，优选0.8-1.2:1，优选0.9-1.1:1，如1:1；而当一级吸附塔(T1)具有上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)时，上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)三者在垂直方向上的高度之比是0.5-1.0:0.5-1.0:0.8-1，优选0.6-0.9:0.6-0.9:0.8-1，优选0.7-0.8:0.7-0.8:0.8-1。

一般，活性炭解析塔(T3)具有上部的加热区、中部的缓冲区和下部的冷却区，在上部加热区的下侧部和上侧部分别连接了加热气体输入管(L1a)和加热气体输出管(L1b)，在下部冷却区的下侧部和上侧部分别连接了冷却气体输入管(L2a)和冷却气体输出管(L2b)，从解析塔(T3)中部的缓冲区侧部引出的酸性气体输送管道(L3a)连接至制酸***。优选的是，从酸性气体输送管道(L3a)的起始端(或前端)分出了一个加热气体支管(L3a')，并且，该加热气体支管(L3a')的另一端(例如经由阀门)与加热气体输入管(L1a)连通或与加热气体输出管(L1b)连通，使得该加热气体支管(L3a')作为从加热气体输入管(L1a)上分出的支管或作为从加热气体输出管(L1b)上分出的支管。

一级吸附塔(T1)与二级吸附塔(T2)彼此具有相同或不同的结构和尺寸。

一般，一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)的塔高各自独立地是10-50m，优选13-45m，优选15-40m，更优选18-35m。

优选的是，当对称式双塔形式的一级吸附塔(T1)以两个或多个并列的一级吸附塔时，则并列的作为一级吸附塔的每一个对称式双塔的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级。更优选的是，从相同层级的腔室中排出的烟气可以合并或汇合。

一般，在根据第一个实施方案和第二个实施方案的装置，活性炭解析塔(T3)具有上部的加热区、中部的缓冲区和下部的冷却区，在上部加热区的下侧部和上侧部分别连接了加热气体输入管(L1a)和加热气体输出管(L1b)，在下部冷却区的下侧部和上侧部分别连接了冷却气体输入管(L2a)和冷却气体输出管(L2b)，从解析塔(T3)中部的缓冲区侧部引出的酸性气体输送管道(L3a)连接至制酸***(或制酸区)。

优选的是，从酸性气体输送管道(L3a)的起始端(或前端)分出了一个加热气体支管(L3a')，并且，该加热气体支管(L3a')的另一端(例如经由阀门)与加热气体输入管(L1a)连通和/或与加热气体输出管(L1b)连通，使得该加热气体支管(L3a')作为从加热气体输入管(L1a)上分出的支管或作为从加热气体输出管(L1b)上分出的支管。

根据本实用新型的第三个实施方案，提供一种使用第一个实施方案的脱硫脱硝装置的烟气脱硫脱硝方法，该方法包括以下步骤：

I)脱硫、脱硝步骤：原烟气经由第一烟气管道(L1)输送到吸附塔(T1)的进气室(3)中之后依次流过吸附塔(T1)的一个或多个活性炭床层，烟气与从吸附塔(T1)顶部加入的活性炭进行错流式接触，其中烟气所含的污染物(如硫氧化物、氮氧化物、粉尘、二恶英等)被活性炭脱除或部分地脱除，之后烟气进入到吸附塔(T1)的上部出气室(a)和下部出气室(b)中，从吸附塔(T1) 的上部出气室(a)中排出的烟气经由第二烟气管道(L2)输送至排放烟囱以便进行排放，从吸附塔(T1)的下部出气室(b)中排出的含少量污染物的烟气经由第三烟气管道(L3)输送返回与第一烟气管道(L1)中的原烟气汇合，而吸附了污染物的活性炭则从吸附塔(T1)底部排出；优选的是，在上述操作的同时，将稀释氨气通入吸附塔(T1)的烟气输入管道(L1)中以及任选地通入到吸附塔(T1)内。

优选，上述方法，进一步包括以下步骤：

II)活性炭解析步骤：将吸附了污染物的活性炭从吸附塔(T1)的底部转移到具有上部的加热区和下部的冷却区的一种活性炭解析塔(T3)的加热区中，让活性炭进行解析、再生，而解析、再生后的活性炭向下流过冷却区之后从解吸塔(T3)底部排出；其中：在解析过程中将氮气通入到解析塔(T3)的上部，并且任选地同时将氮气经由第二氮气管道通入解析塔(T3)的下部；和，通入解析塔(T3)内的氮气将从活性炭上热解吸的包括SO₂和NH₃在内的气体污染物从解吸塔(T3)的加热区和冷却区之间的中间区段中带出并经由酸性气体管道(L3a)送至制酸***。

优选，通过调节吸附塔(T1)的底层底部的卸料阀(4)的转速或开度，来调节一级吸附塔(T1)中活性炭床层中活性炭的停留时间或下移速度，使得一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)中的烟气的污染物含量在符合要求或符合法规的范围内。即，含量低于设定的限定值。

进一步优选的是，在活性炭解析步骤启动之前或在让包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)经由酸性气体管道(L3a)输送至制酸***之前，利用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体，使加热气体流过酸性气体管道(L3a)来预热该酸性气体管道(L3a)(例如预热至250-450℃的温度、优选280-400℃、进一步优选为300-380℃，更优选320-360℃)。

更优选，在活性炭解析步骤结束之后或在包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)停止流过酸性气体管道(L3a)之后，利用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体，让加热气体吹扫该酸性气体管道(L3a)，以除去酸性气体管道(L3a)中残留的酸性气体。

根据本实用新型的第四个实施方案，提供一种使用第二个实施方案的脱硫脱硝装置的烟气脱硫脱硝方法，该方法包括以下步骤：

I)脱硫、脱硝步骤：

1)原烟气经由第一烟气管道(L1)输送到一级吸附塔(T1)的进气室(3)中之后依次流过一级吸附塔(T1)的一个或多个活性炭床层，烟气与从一级吸附塔(T1)顶部加入的活性炭进行错流式接触，其中烟气所含的污染物(如硫氧化物、氮氧化物、粉尘、二恶英等)被活性炭脱除或部分脱除，之后，

2)当一级吸附塔(T1)具有上部出气室(a)和下部出气室(b)时，烟气进入到一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)和下部出气室(b)中，而吸附了污染物的活性炭则从一级吸附塔(T1)底部排出；其中，从一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)中排出的烟气经由第二烟气管道(L2)输送至排放烟囱以便进行排放，从吸附塔(T1)的下部出气室(b)中排出的含少量污染物的烟气经由第三烟气管道(L3)输送至二级吸附塔(T2)的进气室(3’)中并且依次流过二级吸附塔(T2)的一个或多个活性炭床层，从二级吸附塔(T2)的出气室(9)中排出的烟气经由第四烟气管道(L4)输送至与第二烟气管道(L2)内的烟气汇合和然后排放，或，

当一级吸附塔(T1)具有上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)时，烟气进入到一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)中，而吸附了污染物的活性炭则从一级吸附塔(T1)底部排出；其中，从一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)中排出的烟气经由第二烟气管道(L2)输送至排放烟囱以便进行排放，从吸附塔(T1)的下部出气室(b)中排出的含少量污染物的烟气经由第三烟气管道(L3)输送至二级吸附塔(T2)的进气室(3’)中并且依次流过二级吸附塔(T2)的一个或多个活性炭床层，从二级吸附塔(T2)的出气室(9)中排出的烟气经由第四烟气管道(L4)输送至与第二烟气管道(L2)内的烟气汇合和然后排放，从一级吸附塔(T1)的中部出气室(c)中排出的烟气经由第五烟气管道(L5)输送并通过切换阀门(10)的切换而分别与第二烟气管道(L2)内的烟气汇合或与第三烟气管道(L3)内的烟气汇合，吸附了污染物的活性炭则从二级吸附塔(T2)底部排出；优选的是，在上述操作的同时，将稀释氨气通入一级吸附塔(T1)的第一烟气管道(L1)中和任选地通入为二级吸附塔(T2)输送烟气的第三烟气管道(L3)中以及任选地通入到一级吸附塔(T1)和/或二级吸附塔(T2)内。

优选，在根据本实用新型的第四个实施方案的方法中，所述方法进一步包括以下步骤：

II)活性炭解析步骤：将吸附了污染物的活性炭从一级吸附塔(T1)的底部和/或二级吸附塔(T2)的底部转移到具有上部的加热区和下部的冷却区的一种活性炭解析塔(T3)的加热区中，让活性炭进行解析、再生，而解析、再生后的活性炭向下流过冷却区之后从解吸塔(T3)底部排出；其中：在解析过程中将氮气通入到解析塔(T3)的上部，并且任选地同时将氮气经由第二氮气管道通入解析塔(T3)的下部；和，通入解析塔(T3)内的氮气将从活性炭上热解吸的包括SO₂和NH₃在内的气体污染物从解吸塔(T3)的加热区和冷却区之间的中间区段中带出并经由酸性气体管道(L3a)送至制酸***。

优选，通过调节一级吸附塔(T1)床层底部的卸料阀(5)的转速，来调节一级吸附塔(T1)中活性炭床层中活性炭的停留时间或下移速度，使得一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)中的烟气的污染物含量和任选地使得中部出气室(c)中的烟气的污染物含量在符合要求或符合法规的范围内。即，含量低于设定的限定值。

进一步优选的是，在活性炭解析步骤启动之前或在让包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)经由酸性气体管道(L3a)输送至制酸***之前，利用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体，使加热气体流过酸性气体管道(L3a)来预热该酸性气体管道(L3a)(例如预热至250-450℃的温度、优选280-400℃、进一步优选为300-380℃，更优选320-360℃)。

更优选，在活性炭解析步骤结束之后或在包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)停止流过酸性气体管道(L3a)之后，利用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体，让加热气体吹扫该酸性气体管道(L3a)，以除去酸性气体管道(L3a)中残留的酸性气体。

在本申请中，通过调节吸附塔床层底部的卸料阀来调节活性炭在活性炭床层中的停留时间，确保从吸附塔(T1)的上部出气室(a)中或从一级吸附塔(T1)的上部出气室(a)和中部出气室(c)中排出的烟气中污染物含量在符合要求或符合法规的范围内。

在本申请中，“任选地”表示进行或不进行。“任选的”表示有或没有。

另外，现有技术中，当活性炭解析步骤启动时，热的酸性气体在一开始或前期流过冷的(例如处于环境温度)酸性气体管道(L3a)时而导致温度降低，从而发生结露，形成液体酸，液体酸对酸性气体管道(L3a)有强烈腐蚀作用。为了解决这一问题，一般在酸性气体管道(L3a)外周设置套管和最外层设置保温层。通过在套管内通入高温的加热气体来确保酸性气体在流过酸性气体管道(L3a)时的温度高于露点，即，让酸性组分保持气体状态。

本申请的设计人通过研究发现，在活性炭解析步骤启动之前，通过用加热气体预先通入酸性气体管道(L3a)中对该管道进行预热，预热至高于酸性气体的露点的温度，例如预热至250-450℃的温度、优选280-400℃、进一步优选为300-380℃，更优选320-360℃的温度。当酸性气体持续流过酸性气体管道(L3a)时，酸性气体所携带的热量足以维持酸性气体管道(L3a)的温度，防止其降温。

进一步优选地，在包括SO₂和NH₃在内的气体污染物(即酸性气体)停止流过酸性气体管道(L3a)之后或在活性炭解析步骤结束之后，立即利用加热气体支管(L3a')从加热气体输入管(L1a)中或从加热气体输出管(L1b)中输出加热气体，让加热气体吹扫该酸性气体管道(L3a)，以除去酸性气体管道(L3a)中残留或滞留的酸性气体。

活性炭从解析塔顶部送入，从塔底部排出。在解析塔上部的加热段，吸附了污染物质的活性炭被加热到400℃以上，并保持3小时以上，被活性炭吸附的SO₂被释放出来，生成“富硫气体(SRG)”，SRG输送至制酸工段(或制酸***)制取H₂SO₄。被活性炭吸附的NOX发生SCR或者SNCR反应，同时其中二噁英大部分被分解。解析塔解析所需热量由一台热风炉提供，高炉煤气在热风炉内燃烧后，热烟气(经由管道L1a)送入解析塔的壳程。换热后的热气(L1b)大部分回到热风循环风机中(另一小部分则外排至大气)，由其送入热风炉和新燃烧的高温热气混合。在解析塔下部设有冷却段，经由管道(L2a)鼓入空气将活性炭的热量带出。冷却段设置有冷却风机，鼓入冷风将活性炭冷却，然后外排至大气中。解析塔出来的活性炭经过活性炭筛筛分，将小于1.2mm的细小活性炭颗粒及粉尘去除，可提高活性炭的吸附能力。活性炭筛筛上物为吸附能力强的活性炭，活性炭通过活性炭输送机输送至吸附塔循环利用，筛下物则进入灰仓。解析过程中需要用氮气进行保护，氮气同时作为载体将解析出来的SO₂等有害气体带出。氮气从解析塔上部和下部通入，在解析塔中间汇集排出，同时将活性炭中吸附了的SO₂带出，并送至制酸***去制酸。氮气通入解析塔上方时，用氮气加热器将其加热至100℃左右再通入解析塔中。

这里，串联的一级吸附塔和二级吸附塔是指：一级吸附塔的烟气出口经由管道连接至二级吸附塔的烟气进口。

对于烟气(或废气)吸附塔的设计及其吸附工艺，现有技术中已经有很多文献进行了披露，参见例如US5932179，JP2004209332A，和JP3581090B2(JP2002095930A)和JP3351658B2(JPH08332347A)，JP2005313035A。本申请不再进行详细描述。

在本实用新型中，对于吸附塔(T1)或对于一级吸附塔(T1)或二级吸附塔(T2)，可以采用单塔单床层设计或单塔多床层设计，例如进气室(3)-脱硫活性炭床层(A)-脱硝活性炭床层(B)-出气室或例如进气室(3)-脱硫活性炭床层(A)-脱硫脱硝活性炭床层(B)-脱硝活性炭床层(C)-出气室。还可以采用对称双塔设计，如图6或7中所示。

一般来说，用于本申请中的一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)的塔高各自独立地是，例如10-50m，优选13-45m，优选15-40m，更优选18-35m。一级吸附塔(T1)与二级吸附塔(T2)彼此可以采用相同或不同的结构和尺寸，优选的是采用相同的结构和尺寸。吸附塔的塔高是指从吸附塔底部活性炭出口到吸附塔顶部活性炭入口的高度，即塔的主体结构的高度。

在本实用新型中，对于解析塔没有特别的要求，现有技术的解析塔都可用于本实用新型中。优选的是，解析塔是管壳型的立式解析塔，其中活性炭从塔顶输入，向下流经管程，然后到达塔底，而加热气体则流经壳程，加热气体从塔的一侧进入，与流经管程的活性炭进行热交换而降温，然后从塔的另一侧输出。在本实用新型中，对于解析塔没有特别的要求，现有技术的解析塔都可用于本实用新型中。优选的是，解析塔是管壳型(或壳管型)的立式解析塔，其中活性炭从塔顶输入，向下流经上部加热区的管程，然后到达一个处于上部加热区与下部冷却区之间的一个缓冲空间，然后流经下部冷却区的管程，然后到达塔底，而加热气体(或高温热风)则流经加热区的壳程，加热气体(400-450℃)从解析塔的加热区的一侧进入，与流经加热区管程的活性炭进行间接热交换而降温，然后从塔的加热区的另一侧输出。冷却风从解析塔的冷却区的一侧进入，与流经冷却区管程的已解析、再生的活性炭进行间接热交换。在间接热交换之后，冷却风升温至90-130℃(如约100℃)。

一般来说，用于本实用新型中的解析塔通常具有10-45m、优选15-40m、更优选20-35m的塔高。解吸塔通常具有6-100㎡、优选8-50㎡、更优选10-30㎡、进一步优选15-20㎡的主体横截面积。

对于活性炭解析塔的设计及活性炭再生方法，现有技术中已经有很多文献进行了披露，JP3217627B2(JPH08155299A)公开了一种解析塔(即解吸塔)，它采用双密封阀，通惰气密封，筛分，水冷(参见该专利中的图2)。JP3485453B2(JPH11104457A)公开了再生塔，可采用预热段，双密封阀，通惰气，空气冷却或水冷。JPS59142824A公开了来自冷却段的气体用于预热活性炭。中国专利申请201210050541.6(上海克硫公司)公开了再生塔的能量再利用的方案，其中使用了干燥器2。JPS4918355B公开了采用高炉煤气(blast furnace gas)来再生活性炭。JPH08323144A公开了采用燃料(重油或轻油)的再生塔，使用空气加热炉(参见该专利的图1，11-热风炉，12-燃料供给装置)。中国实用新型201320075942.7涉及加热装置及具备该加热装置的废气处理装置(燃煤、空气加热)，参见该实用新型专利中的图1。

本实用新型的解析塔采用风冷。

对于解析塔解析能力为每小时10t活性炭的情形，传统工艺保持解析塔内的温度在420℃所需焦炉煤气约为400Nm³/h，助燃空气约为2200Nm³/h，外排热风约为2500Nm³/h；所需冷却空气30000Nm³/h，冷却后活性炭温度为140℃。

实施方式1

采用图3中所示的装置和流程。

实施方式2

采用图3中所示的装置和流程，但是，用图6中所示的吸附塔装置替代图3中所示的吸附塔。

实施方式3

采用图4中所示的装置和流程。

实施方式4

采用图4中所示的装置和流程，但是，用图6中所示的吸附塔装置替代图4中所示的二级吸附塔。

实施方式5(优选)

采用图5中所示的装置和流程。

实施方式6(优选)

采用图5中所示的装置和流程，但是，用图6中所示的吸附塔装置替代图4中所示的二级吸附塔。

实施方式7(最优选)

采用图4中所示的装置和流程，但是，用图6中所示的吸附塔装置替代图4中所示的二级吸附塔。并且一级吸附塔有3个并列设置，一级吸附塔的相同层级的烟气室的烟气输出管道汇合，另外，二级吸附塔有2个并列设置。从二级吸附塔(T2)的出气室测得：98.5％的脱硫率及90％的脱硝率。

Claims (20)

1.一种烟气脱硫脱硝装置，它包括一级吸附塔(T1)和活性炭再生塔(T3)，其中一级吸附塔(T1)包括主体结构(1)、位于吸附塔(T1)顶部的进料仓(2)、进气室(3)、通向进气室(3)的原烟气输送烟道即第一烟气管道(L1)、吸附塔底仓卸料阀(4)、活性炭床层底部卸料阀(5)、多孔板(6)以及出气室，其特征在于：出气室分隔为上部出气室(a)和下部出气室(b)，其中用于从上部出气室(a)中输出纯净烟气的第二烟气管道(L2)被连通至排放烟囱，和用于从下部出气室(b)中输出烟气的第三烟气管道(L3)返回进气室(3)的上游与原烟气输送烟道即第一烟气管道(L1)合并或汇合；和

一级吸附塔(T1)的塔高是10-50m。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：一级吸附塔(T1)的塔高是13-45m。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：一级吸附塔(T1)的塔高是15-40m。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中一级吸附塔(T1)具有一个活性炭床层、两个活性炭床层或多个活性炭床层(A,B,C)；所述两个或多个活性炭床层由多孔板隔开所形成。

5.根据权利要求4所述的装置，其中一级吸附塔(T1)具有2-5个活性炭床层。

6.一种烟气脱硫脱硝装置，它包括:

1)串联的一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)；和

2)活性炭再生塔(T3)，

其中，一级吸附塔(T1)包括主体结构(1)、位于吸附塔(T1)顶部的进料仓(2)、进气室(3)、通向进气室(3)的原烟气输送烟道即第一烟气管道(L1)、吸附塔底仓卸料阀(4)、活性炭床层底部卸料阀(5)、多孔板(6)以及出气室，和

二级吸附塔(T2)分别包括主体结构(1)、位于吸附塔(T2)顶部的进料仓(2)、进气室(3’)、通向进气室(3’)的第三烟气管道(L3)、吸附塔底仓卸料阀(4)、活性炭床层底部卸料阀(5)、多孔板(6)以及出气室(9)，

其特征在于：一级吸附塔(T1)的出气室分隔为上部出气室(a)、下部出气室(b)，其中用于从上部出气室(a)中输出纯净烟气的第二烟气管道(L2)被连通至排放烟囱，用于从下部出气室(b)中输出烟气的第三烟气管道(L3)连通至二级吸附塔(T2)的进气室(3’)，以及任选地，从二级吸附塔(T2)的出气室(9)中输出烟气的第四烟气管道(L4)与第二烟气管道(L2)合并或汇合后通向排放烟囱；或

一级吸附塔(T1)的出气室分隔为上部出气室(a)、中部出气室(c)和下部出气室(b)，其中用于从上部出气室(a)中输出纯净烟气的第二烟气管道(L2)被连通至排放烟囱，用于从下部出气室(b)中输出烟气的第三烟气管道(L3)连通至二级吸附塔(T2)的进气室(3’)，用于从中部出气室(c)中输出烟气的第五烟气管道(L5)经由切换阀(10)分别连通至第二烟气管道(L2)或第三烟气管道(L3)，以及任选地，从二级吸附塔(T2)的出气室(9)中输出烟气的第四烟气管道(L4)与第二烟气管道(L2)合并或汇合后通向排放烟囱；

和

其中一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)的塔高各自独立地是10-50m。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)的塔高各自独立地是13-45m。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：一级吸附塔(T1)和二级吸附塔(T2)的塔高各自独立地是15-40m。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其中一级吸附塔(T1)或二级吸附塔(T2)各自独立地具有一个活性炭床层、两个活性炭床层或多个活性炭床层(A,B,C)；所述两个或多个活性炭床层由多孔板隔开所形成；

和/或

一级吸附塔(T1)与二级吸附塔(T2)彼此具有相同或不同的结构和尺寸。

10.根据权利要求9所述的装置，其中一级吸附塔(T1)或二级吸附塔(T2)各自独立地具有2-5个活性炭床层。

11.根据权利要求1-3、5-8或10中任何一项所述的装置，其中一级吸附塔(T1)能够以两个或多个并列来使用和/或二级吸附塔(T2)也能够以两个或多个并列来使用。

12.根据权利要求9所述的装置，其中一级吸附塔(T1)能够以两个或多个并列来使用和/或二级吸附塔(T2)也能够以两个或多个并列来使用。

13.根据权利要求11所述的装置，其中并列的一级吸附塔的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：从不同吸附塔的相同层级的腔室中排出烟气的管道可以合并或汇合。

15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于：当对称式双塔形式的一级吸附塔(T1)以两个或多个并列的一级吸附塔时，则并列的作为一级吸附塔的每一个对称式双塔的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于：从不同吸附塔的相同层级的腔室中排出烟气的管道可以合并或汇合。

17.根据权利要求12所述的装置，其中一级吸附塔(T1)能够以两个或多个并列来使用和/或二级吸附塔(T2)也能够以两个或多个并列来使用。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于：并列的一级吸附塔的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级，从不同吸附塔的相同层级的腔室中排出烟气的管道可以合并或汇合。

19.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：当对称式双塔形式的一级吸附塔(T1)以两个或多个并列的一级吸附塔时，则并列的作为一级吸附塔的每一个对称式双塔的出气室分别隔离成上、下两个腔室(a,b)或上中下三个腔室(a,c,b)，即，分成两个层级或三个层级。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于：从不同吸附塔的相同层级的腔室中排出烟气的管道可以合并或汇合。