專利名稱：一種煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于對燃煤煙氣、燒結(jié)機(jī)煙氣、金屬冶煉廢氣、硫酸生產(chǎn)尾氣、垃圾焚燒 與燃油廢氣中S02、 NO,、重金屬離子、有害煙塵進(jìn)行寬譜凈化的移動(dòng)床資源化煙氣凈化與硫 回收系統(tǒng)及工藝，屬于大氣凈化環(huán)保設(shè)備、化工過程工藝與設(shè)備。
技術(shù)背景燃煤電廠、金屬冶煉廠、燃煤鍋爐廠、垃圾焚燒和燃油過程排放的煙氣和廢氣中含有so2、S03、 N0X、重金屬離子、有害煙塵，造成酸雨危害、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧、 人體健康危害、建筑物腐蝕等，嚴(yán)重的危害了人類的生產(chǎn)和生活，并造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失， 成為我國和全球大氣公害。我國一次能源以煤炭為主，每年排放的燃煤煙氣中S02、 S03和N(X 總量遠(yuǎn)超過了我國的大氣環(huán)境容量，形勢非常嚴(yán)峻；我國是農(nóng)業(yè)大國，生產(chǎn)化肥、磷肥需要 大量硫酸和硫磺，而我國貧硫，每年花費(fèi)巨資從國外迸口硫磺；同時(shí)，我國的煤炭多分布在 中西部缺水地區(qū)。因此，需要一種既能對多種有害廢氣進(jìn)行一體化聯(lián)合脫除，同時(shí)回收硫資 源，并且節(jié)水的干法煙氣凈化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)。在眾多的燃煤煙氣凈化技術(shù)中，移動(dòng)床炭基吸附劑(活性炭、活性焦、活性半焦)變溫 吸附煙氣凈化與硫回收技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高效聯(lián)合脫硫、脫硝、脫重金屬離子和除塵一體化的節(jié)水 可資源化與寬譜凈化的干法煙氣凈化技術(shù)，是一種集吸附、表面化學(xué)反應(yīng)為特征的化學(xué)吸附 和催化反應(yīng)過程。其中，在適宜條件下，煙氣中的S02在炭基吸附劑上發(fā)生吸附和催化氧化反 應(yīng)被脫除，加熱再生得到含濃S02的脫附氣，得到濃S0a，接后續(xù)工序可得濃H2S04、硫磺或其 他含硫化工產(chǎn)品；在適宜條件下，N0,與還原氣體如NH3發(fā)生選擇性催化還原(SCR)反應(yīng)，生成 無害的N2和HA重金屬離子被吸附除去；有害煙塵被過濾除去，實(shí)現(xiàn)了煙氣寬譜凈化和硫回 收功能。該技術(shù)已在國內(nèi)外有多套工業(yè)裝置運(yùn)行或在建，取得了良好的效果。該技術(shù)雖然得到了應(yīng)用，但是，已運(yùn)行和在建的干法煙氣凈化設(shè)備存在以下問題。矩形 截面的錯(cuò)流移動(dòng)床吸附器凈化得煙氣通量相對圓柱徑向床低，向心運(yùn)動(dòng)、離心運(yùn)動(dòng)不分明； 圓柱形脫硫移動(dòng)床吸附器顆粒層偏厚，壓降較高，床內(nèi)布?xì)鈽?gòu)件、顆粒移動(dòng)調(diào)控構(gòu)件有待改 進(jìn)，以提高軸向布?xì)饩鶆蚨群蜏p小顆粒磨損率與下移時(shí)顆粒速度梯度吸附器單段脫硫，導(dǎo) 致吸附劑利用效率不高，脫硫率和煙氣處理能力還需提高；脫附器供熱效率不高，熱能回收 利用功能不全，導(dǎo)致部分熱能損失；炭基吸附劑輸送采用皮帶輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、氣動(dòng)傳 送機(jī)或翻斗傳送機(jī)，焦粉分離采用機(jī)械振動(dòng)篩分，導(dǎo)致設(shè)備投資費(fèi)用高，對顆粒磨損大；部 分吸附再生上下一體化裝置雖節(jié)省了占地面積，但是裝置抗風(fēng)載荷、地震等因素的能力限制 了其高度、大型化和煙氣處理能力的提高；裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性、連續(xù)化和大型化有待提高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種對燃煤煙氣、燒結(jié)機(jī)煙氣、金屬冶煉廢氣、硫酸生產(chǎn)尾氣、垃圾焚燒與燃油廢氣中產(chǎn)生的so2、 so3、 nox、重金屬離子(汞、鎘等)和煙塵等有害物質(zhì)進(jìn)行 寬譜凈化與硫資源回收的一種煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)及工藝，使其具有布?xì)饩鶆颉㈩w粒移動(dòng)均勻和低壓降特色；具有實(shí)現(xiàn)熱能集成利用和回收的節(jié)能降耗特色；具有吸附劑輸送連續(xù)穩(wěn) 定快捷、節(jié)省投資和機(jī)械磨損小的特色；具有選擇性多功能寬譜凈化、硫資源回收利用和節(jié) 水特色；具有連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、凈化煙氣大通量、節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用的特色。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下-一種煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)，包括吸附器l、脫附器2、吸附劑輸送系統(tǒng)、熱能集成回收系統(tǒng)和炭粉分離回收系統(tǒng)，所述的吸附器1與脫附器2分開布置；吸附器l采用單器雙段n型徑向錯(cuò)流移動(dòng)床；吸附器的上下兩段通過吸附器段間顆粒下料管15連接，吸附器煙氣進(jìn)口管ll設(shè)置在吸附器l下段的頂部，吸附器煙氣出口管12設(shè)置在吸附器1上段的下方；所 述的吸附器1的頂部和底部分別設(shè)置有通過吸附器顆粒進(jìn)口管13相連的吸附器儲(chǔ)料罐17和通過吸附器顆粒出口管14相連的吸附器集料罐18;所述的脫附器2采用軸向逆流移動(dòng)床， 在所述脫附器2的頂部和底部分別設(shè)置有脫附器儲(chǔ)料罐20和脫附器集料罐22;所述的吸附 劑輸送系統(tǒng)采用密相氣力輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與吸附器集料罐18相連的吸附器發(fā)送裝置 24以及與脫附器集料罐22相連的脫附器發(fā)送裝置25,所述的吸附器發(fā)送裝置24和脫附器儲(chǔ) 料罐20通過吸附氣力輸送管30連接，脫附器發(fā)送裝置25通過脫附氣力輸送管31與設(shè)置在 吸附器儲(chǔ)料罐17上部的淘析柱19連接；煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)采用專用炭基吸附劑凈化煙 氣；煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)采用適宜工藝方法實(shí)現(xiàn)功能。。單器雙段n型徑向錯(cuò)流移動(dòng)床每段由外到內(nèi)依次包括吸附器圓筒體壁3、環(huán)形氣體流道4、外約翰遜網(wǎng)6、吸附器顆粒層7、內(nèi)約翰遜網(wǎng)8和中心管9;環(huán)形氣體流道4采用扇形筒 5a或外篩網(wǎng)5b構(gòu)件；在吸附器顆粒層中設(shè)置顆粒整流子。在吸附器1下段的吸附器顆粒層7上方，分布有4一8個(gè)吸附器增濕降溫噴嘴15;在吸 附器1上段選擇性布置吸附器氨氣進(jìn)氣管10;在與吸附器煙氣進(jìn)氣管11相連的煙氣進(jìn)氣管 路上布置煙氣加濕罐32。脫附器2包括脫附器集流管34、脫附器加熱管35、設(shè)置在脫附器底部氣體分布器36以 及布置在脫附器頂部的脫附器分流斗33，所述的脫附器加熱管35為多根套管，分別與脫附 器分流斗33和脫附器集流管34連接。熱能集成回收系統(tǒng)采用蒸汽熱泵式結(jié)構(gòu)與加熱器介質(zhì)回流式結(jié)構(gòu)；其中，所述的蒸汽熱 泵式結(jié)構(gòu)包括脫附器儲(chǔ)料罐冷凝室21、脫附器集料罐汽化室23、以及設(shè)置在脫附器儲(chǔ)料罐 冷凝室和脫附器集料罐汽化室之間的熱泵蒸汽管37和熱泵冷凝管38;所述的加熱器介質(zhì)回 流式結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在脫附器2外的脫附器加熱器39、與脫附器集流管34相連的脫附器加熱介質(zhì)輸送管40，以及與脫附器加熱器39和脫附器加熱介質(zhì)輸送管40相連的脫附器加熱介 質(zhì)回流管41。吸附器發(fā)送裝置24包括2 — 4個(gè)吸附器發(fā)送罐26和發(fā)送罐氣刀27，脫附器發(fā)送裝置25 包括2 — 4個(gè)脫附器發(fā)送罐28和脫附器發(fā)送罐氣刀29;所述的吸附器發(fā)送裝置24中不同的 吸附器發(fā)送罐26和所述的脫附器發(fā)送裝置25中不同的脫附器發(fā)送罐28分別交替發(fā)送，連續(xù) 操作。炭粉分離回收系統(tǒng)還包括脫附炭粉輸送管42、吸附炭粉輸送管43、 一級旋風(fēng)分離器44、 二級旋風(fēng)分離器45和粉料斗46。系統(tǒng)所采用的專用炭基吸附劑為脫硫脫硝活性炭、活性焦或活性半焦，吸附劑顆粒為 圓柱形或球形炭基柱狀吸附劑為圓柱形，粒徑范圍為2-10,，長徑比為0.5 — 3，顆粒粒 徑分布的最大直徑和最小直徑與平均直徑的偏差值在lmm內(nèi)，軸向長度分布最長尺寸與最短 尺寸比值為l-2之間；炭基球形吸附劑球形度良好，粒徑范圍2-10mm，粒徑分布最大最小 顆粒粒徑與平均粒徑偏差值在l-1.5mm內(nèi)；吸附劑采用瀝青基、煤基、高分子基或糠醛渣基 原料制備。本發(fā)明提供的一種煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)的工藝方法，該方法包括如下步驟1) 煙氣在吸附器1的流型采用同時(shí)向心徑向，或者同時(shí)離心徑向或者上下段向心與離心組合型式， 一般采用向心雙n型徑向流動(dòng)；當(dāng)上段脫硝時(shí)，上段只采用向心徑向流型；2) 煙氣在吸附器1下段向心徑向流動(dòng)時(shí)，煙氣從煙氣進(jìn)口管11流入吸附器1的下段床 層，向心流動(dòng)經(jīng)過環(huán)形氣體流道4和外約翰遜網(wǎng)6，徑向穿過下段吸附器顆粒層7與下移的 炭基吸附劑錯(cuò)流接觸，在溫度100—16(TC、空速400 — 1500h'的條件下發(fā)生生吸附和催化氧 化反應(yīng)，S02被吸附脫除，然后進(jìn)入中心管，再由下向上流動(dòng)進(jìn)入上段床層；3)煙氣繼續(xù)徑向向心流動(dòng)的過程中，殘余的二氧化硫被吸附和催化氧化反應(yīng)；或在此 過程中噴入氨氣，在溫度120—180'C、空速400—lOOOh—'的條件下，煙氣中的N(X與下移的活 性炭錯(cuò)流接觸發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)；4) 從吸附器l下落的吸附飽和的炭基吸附劑，經(jīng)過吸附劑輸送系統(tǒng)進(jìn)入脫附器2，被加 熱到350—45(TC，炭基吸附劑與附著在微孔內(nèi)的H2S04發(fā)生反應(yīng)，解析出體積分率10%—30 X的濃S02，硫資源得到回收利用，活性炭得到再生；5) 從脫附器2下落再生的炭基吸附劑輸入到淘析柱19，經(jīng)空氣吹掃，將炭基吸附劑中 的炭粉分離，炭粉經(jīng)過一級旋風(fēng)分離器44、 二級旋風(fēng)分離器45進(jìn)入粉料斗46回收；經(jīng)淘析 柱28分離炭粉后的活性炭與補(bǔ)充的新鮮炭基吸附劑繼續(xù)向下移動(dòng)進(jìn)入吸附器1，完成一個(gè)循 環(huán)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果①吸附采用新結(jié)構(gòu)徑向錯(cuò)流移動(dòng)床，具有布?xì)饩鶆颉㈩w粒移動(dòng)均勻和低壓降特色；②脫附采用新結(jié)構(gòu)軸向逆流移動(dòng)床，通過蒸汽熱泵結(jié)構(gòu)與加熱介質(zhì)循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了熱能集成利用和回收，節(jié)能降耗；③吸附劑采用 氣力密相輸送，沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，節(jié)省投資，機(jī)械磨損小，輸送穩(wěn)定快捷，運(yùn)行過程連續(xù) 化；④選擇性多功能寬譜凈化，在凈化脫除S02的同時(shí)選擇性寬譜凈化N(U重金屬離子、煙 塵，同時(shí)實(shí)現(xiàn)硫資源的回收利用，加熱再生的干法凈化過程節(jié)水；⑤連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、大通量、 節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。


圖1是本發(fā)明的一種煙氣凈化與硫回收的成套設(shè)備和工藝流程圖。圖2對吸附器1的不同高度處的橫截面作了斷面圖，其中，圖2 (a) A-A'為采用氣體 向心流動(dòng)流型時(shí)扇形筒分流道的橫截面圖，圖2(b)A-A'為采用氣體向心流動(dòng)流型時(shí)圓筒 形大直徑外篩網(wǎng)分流道的橫截面圖，圖2(c)A-A'為采用氣體離心流動(dòng)流型時(shí)扇形筒分流 道的橫截面圖，圖2 (d) B-B'為在吸附器增濕降溫噴嘴16高度的橫截面圖；圖2 (e) C-C' 為氣體向心流動(dòng)時(shí)并采用扇形筒環(huán)形氣體流道時(shí)，吸附器上段吸附器氨氣進(jìn)氣管10高度處的 橫截面圖；圖2 (f) C-C'為氣體向心流動(dòng)時(shí)并采用外篩網(wǎng)環(huán)形氣體流道時(shí)，吸附器上段吸 附器氨氣進(jìn)氣管10高度處的橫截面圖。圖中l(wèi)一吸附器，2 —脫附器，3 —吸附器圓筒體壁，4一環(huán)形氣體流道，5a—扇形筒， 5b—外篩網(wǎng)，6—外約翰遜網(wǎng)，7 —吸附器顆粒層，8—內(nèi)翰遜網(wǎng)，9一中心管，IO —吸附器氨 氣進(jìn)氣管，ll一吸附器煙氣進(jìn)口管，12 —吸附器煙氣出口管，13 —吸附器顆粒進(jìn)口管，14一 吸附器顆粒出口管，15 —吸附器段間顆粒下料管，16 —吸附器增濕降溫噴嘴，17 —吸附器儲(chǔ) 料罐，18 —吸附器集料罐，19一淘析柱，20 —脫附器儲(chǔ)料罐，21—脫附器儲(chǔ)料罐冷凝室，22 一脫附器集料罐，23 —脫附器集料罐汽化室，24 —吸附器發(fā)送裝置，25 —脫附器發(fā)送裝置， 26 —吸附器發(fā)送罐，27—吸附器發(fā)送罐氣刀，28—脫附器發(fā)送罐，29 —脫附器發(fā)送罐氣刀， 30 —吸附氣力輸送管，31—脫附氣力輸送管，32 —煙氣加濕罐，33 —脫附器分流斗，34 —脫 附器集流管，35 —脫附器加熱管，36 —脫附器氣體分布器，37 —熱泵蒸汽管，38 —熱泵冷凝 管，39 —脫附器加熱器，40 —脫附器加熱介質(zhì)輸送管，41一脫附器加熱介質(zhì)回流管，42 —脫 附炭粉輸送管，43 —吸附炭粉輸送管，44一一級旋風(fēng)分離器，45 — 二級旋風(fēng)分離器，46—粉 料斗。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、工作原理和工藝過程作進(jìn)一步的說明。 (1)系統(tǒng)及工藝總體一種煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)，包括吸附器l、脫附器2、吸附劑輸送系統(tǒng)、熱能集成回收系統(tǒng)和炭粉分離回收系統(tǒng)，吸附器i與脫附器2分開布置；吸附器i采用單器雙段n型徑向錯(cuò)流移動(dòng)床；吸附器的上下兩段通過吸附器段間顆粒下料管15連接，吸附器煙氣進(jìn)口管ll 設(shè)置在吸附器l下段的頂部，吸附器煙氣出口管12設(shè)置在吸附器1上段的下方；所述的吸附器1的頂部和底部分別設(shè)置有通過吸附器顆粒進(jìn)口管13相連的吸附器儲(chǔ)料罐17和通過吸附 器顆粒出口管14相連的吸附器集料罐18;所述的脫附器2采用軸向逆流移動(dòng)床，在所述脫 附器2的頂部和底部分別設(shè)置有脫附器儲(chǔ)料罐20和脫附器集料罐22;所述的吸附劑輸送系 統(tǒng)采用密相氣力輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與吸附器集料罐18相連的吸附器發(fā)送裝置24以及與 脫附器集料罐22相連的脫附器發(fā)送裝置25，所述的吸附器發(fā)送裝置24和脫附器儲(chǔ)料罐20 通過吸附氣力輸送管30連接，脫附器發(fā)送裝置25通過脫附氣力輸送管31與設(shè)置在吸附器儲(chǔ) 料罐17上部的淘析柱19連接；煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)采用專用炭基吸附劑凈化煙氣；煙氣 凈化與硫回收系統(tǒng)采用適宜工藝方法實(shí)現(xiàn)功能。系統(tǒng)中的其他輔助系統(tǒng)還包括增濕降溫系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、儲(chǔ)料集料系統(tǒng)、副產(chǎn)品回 收加工系統(tǒng)和煙氣監(jiān)測系統(tǒng)等部分。在圖中未標(biāo)出但需要說明的設(shè)備還包括S(V富集裝置需深 加工時(shí)接的后續(xù)工序，如催化氧化制酸，接CIaus裝置還原制備硫磺等；分離S02 、 C02和C0 氣體的分離設(shè)備，存儲(chǔ)C0z和C0的設(shè)備；在吸附塔下段脫硫，上段硫氮雙脫但主要脫硝的時(shí) 候，還需要加氨氣儲(chǔ)料罐、管路、閥門連到吸附塔上段的氨氣進(jìn)口。一種煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)的工藝方法，包括如下特征和步驟l)煙氣在吸附器l的流型采用同時(shí)向心徑向，或者同時(shí)離心徑向或者上下段向心與離心組合型式， 一般采用向心雙n型徑向流動(dòng)；當(dāng)上段脫硝時(shí)，上段只采用向心徑向流型；2)煙氣在吸附器l下段向心徑向 流動(dòng)時(shí)，煙氣從煙氣進(jìn)口管11流入吸附器1的下段床層，向心流動(dòng)經(jīng)過環(huán)形氣體流道4和外 約翰遜網(wǎng)6，徑向穿過下段吸附器顆粒層7與下移的炭基吸附劑錯(cuò)流接觸，在溫度100 — 160 'C、空速400—1500h—'的條件下發(fā)生生吸附和催化氧化反應(yīng)，S02被吸附脫除，然后進(jìn)入中心 管，再由下向上流動(dòng)進(jìn)入上段床層；3)煙氣繼續(xù)徑向流動(dòng)的過程中，殘余的二氧化硫被吸 附和催化氧化反應(yīng)；或在此過程中噴入氨氣，在溫度120—180'C、空速400—1000h—'的條件 下,煙氣中的N(X與下移的活性炭錯(cuò)流接觸發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)；4)從吸附器1下落的吸 附飽和的炭基吸附劑，經(jīng)過吸附劑輸送系統(tǒng)進(jìn)入脫附器2，被加熱到350 — 45(TC，炭基吸附 劑與附著在微孔內(nèi)的H2S04發(fā)生反應(yīng)，解析出體積分率10%—30%的濃502，硫資源得到回收 利用，活性炭得到再生；5)從脫附器2下落再生的炭基吸附劑輸入到淘析柱19，經(jīng)空氣吹 掃，將炭基吸附劑中的炭粉分離，炭粉經(jīng)過一級旋風(fēng)分離器44、 二級旋風(fēng)分離器45進(jìn)入粉 料斗46回收；經(jīng)淘析柱28分離炭粉后的活性炭與補(bǔ)充的新鮮炭基吸附劑繼續(xù)向下移動(dòng)進(jìn)入 吸附器l，完成一個(gè)循環(huán)。 (2)吸附器吸附器i采用單器雙段n型圓柱形徑向錯(cuò)流移動(dòng)床，必要時(shí)可采用多段結(jié)構(gòu)，是凈化系 統(tǒng)的核心設(shè)備。吸附器i主體橫截面為圓形，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和內(nèi)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)軸向均勻布?xì)?，顆 粒接近平推流型均勻向下移動(dòng)，低壓降，具有高效脫硫、選擇性硫氮雙脫功能、寬譜凈化與硫回收資源化利用；。吸附器圓筒體壁3、吸附器頂部封頭和吸附器底部封頭組成吸附器殼體，吸附器殼體上 布置吸附器煙氣進(jìn)口管11、吸附器煙氣出口管12、吸附器顆粒進(jìn)口管13和吸附器顆粒出口 管14;吸附器上下段顆粒層之間通過吸附器段間顆粒下料管15連接；在吸附器殼體內(nèi)與其 同軸設(shè)置有中心管9、扇形筒5a或外篩網(wǎng)5b等內(nèi)構(gòu)件；每段吸附器l由外到內(nèi)依次為吸附 器圓筒體壁3、環(huán)形氣體流道4、外約翰遜網(wǎng)6、吸附器顆粒層7、內(nèi)約翰遜網(wǎng)8和中心管9; 環(huán)形氣體流道4采用扇形筒5a或外篩網(wǎng)5b構(gòu)件；在每段吸附器的顆粒層中設(shè)置顆粒整流子； 在吸附器1下段的吸附器顆粒層7上方，分布有4一8個(gè)吸附器增濕降溫噴嘴15;在吸附器1 上段脫硝時(shí)還布置有4一24個(gè)吸附器氨氣進(jìn)氣管10。吸附器1采用新結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軸向均勻布?xì)?。煙氣在吸附?內(nèi)的流動(dòng)可以為采用同時(shí)向心徑向或者同時(shí)離心徑向或者上下段間采用向心與離心組合流動(dòng)型式， 一般采用向心雙n型徑向錯(cuò)流流動(dòng)；當(dāng)上段脫硝時(shí)，上段只采用向心徑向錯(cuò)流流型。為實(shí)現(xiàn)軸向均勻布?xì)?，在中?管9上采用變開孔率調(diào)節(jié)均勻布?xì)?；氣體向心流動(dòng)時(shí)，吸附器煙氣進(jìn)口管ll接環(huán)形布?xì)夤芑?中心布?xì)鈬婎^；氣體向心流動(dòng)時(shí)，在扇形筒5a或外篩網(wǎng)5b外選擇性布置格柵或開孔的條孔 板作二次布?xì)鈽?gòu)件；氣體離心流動(dòng)時(shí)，在中心管9外側(cè)選擇性布置格柵或開孔的條孔板作二 次布?xì)鈽?gòu)件；優(yōu)化分流流道與集流流道截面積比；采用以上構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軸向布?xì)饩鶆?度在0. 95以上。吸附器1采用新結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)顆粒平推流均勻向下移動(dòng)。顆粒從吸附器i上段的吸附器顆粒 進(jìn)口管13流入吸附器1上段，在重力作用下向下移動(dòng)，經(jīng)過上段環(huán)形的吸附器顆粒層7和吸 附器段間顆粒下料管15，從最下段的吸附器顆粒層7經(jīng)吸附器顆粒出口管14流出；床層采 用約翰遜網(wǎng)改善顆粒下移性能，防止顆粒貼壁或者較大徑向速度梯度；在每段中下部設(shè)置顆 粒整流子，以及采用圓錐形錐形下料結(jié)構(gòu)，改善顆粒向下的移動(dòng)性能，防止顆粒出現(xiàn)漏斗流 或偏心流等流型，使顆粒接近平推流均勻向下移動(dòng)。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)吸附器1薄床層低壓降運(yùn)行。環(huán)形吸附劑床層厚度低于相同進(jìn)氣通量 下傳統(tǒng)吸附脫硫設(shè)備的顆粒床層厚度，并可在設(shè)計(jì)時(shí)控制顆粒床層徑向的厚度，形成薄顆粒 床層操作，以降低床層壓降和節(jié)省能耗。在脫硫?yàn)橹鲿r(shí)，吸附器各段工況相同，每段煙氣空速處于400h—1-1500h—'的寬范圍內(nèi)，溫 度范圍100-160°C;炭基吸附劑與煙氣錯(cuò)流接觸，吸附器1脫除煙氣中的S02，并脫除部分重 金屬離子和有害煙塵。在對煙氣寬譜凈化時(shí)，吸附器l上下段結(jié)構(gòu)和工況不同，各段形成脫硫、脫硝的不同功 能段，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合脫硫、脫硝、脫重金屬離子、除塵一體化的寬譜凈化與硫回收功能。下段 采用通用構(gòu)件，溫度在100-160'C內(nèi)，活性炭與煙氣錯(cuò)流接觸，脫除煙氣中的S02、部分重金 屬離子和有害粉塵；上段除采用通用構(gòu)件外，還包含氨氣進(jìn)氣管，噴入氨氣與煙氣在移動(dòng)床 環(huán)形氣體流道4混合，在溫度120 — 180'C、空速400—lOOOh—'的條件下與炭基吸附劑在上段吸附器顆粒層7錯(cuò)流接觸，炭基吸附劑作為催化劑，氨氣作為還原劑，發(fā)生N(X的選擇性催化 還原(Selective catalytic reduction, SCR)反應(yīng)，生成^和&0，脫除N0X，同時(shí)繼續(xù)脫 除部分痕量S02、重金屬離子和有害煙塵。(3) 脫附器脫附器2為軸向逆流移動(dòng)床，實(shí)現(xiàn)了熱能高效回收和集成利用。其典型結(jié)構(gòu)特征在于， 脫附器2為軸向逆流移動(dòng)床，具有較高的長徑比，具有充分的熱能集成回收利用功能和顆粒 均勻下移功能，在其中吸附硫飽和的炭基吸附劑通過加熱再生；脫附器2內(nèi)布置新型內(nèi)構(gòu)件， 脫附器2外布置脫附器加熱器39、介質(zhì)管路和蒸汽熱泵，形成蒸汽熱泵式結(jié)構(gòu)與加熱器介質(zhì) 回流式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)熱能集成回收系統(tǒng)采用。炭基吸附劑走脫附器2的殼程，加熱介質(zhì)(熱惰性氣體、熱空氣、熱蒸汽、熔鹽等)走 管程。在殼程向下移動(dòng)的炭基吸附劑，與脫附器加熱管35中的加熱介質(zhì)發(fā)生能量交換，溫度 升高到350—45(TC,吸附在炭微孔上的吸附態(tài)H2S(X化學(xué)鍵斷裂，與炭發(fā)生還原反應(yīng)，生成 S02、 C02或C0、 H20(g)，炭有所消耗，吸附劑再生，恢復(fù)吸附能力。再生的氣體被從塔下方逆 流引入的少量的高溫惰性N2吹掃，從塔上方引出到再生氣分離設(shè)備，分離得到體積分?jǐn)?shù)10% 一30X的濃S02氣體，高濃度的C02和部分C0氣體；濃S02被回收儲(chǔ)存，或被送入后續(xù)工序進(jìn) 一步加工；C02被分離儲(chǔ)存，作為干冰(C02)用于消防及用作化工原料。為使吸附劑在脫附器 2內(nèi)均勻向下移動(dòng)，在脫附器2下方加整流子，防止出現(xiàn)對再生不利的顆粒流型；脫附器2 內(nèi)多根脫附器加熱管35走加熱介質(zhì)，類似于列管換熱器，根據(jù)換熱任務(wù)布置列管的尺寸和根 數(shù)；脫附器2下方為脫附器氣體分布器36。器內(nèi)上方設(shè)脫附器分流斗33和脫附器集流管34， 連接器內(nèi)的脫附器加熱管35及器外的脫附器加熱器39、脫附器加熱介質(zhì)輸送管40和脫附器 加熱介質(zhì)回流管41。脫附器2吹掃氣體的工作路線熱惰性氣體或熱蒸汽經(jīng)氣體輸送管，并被脫附器加熱器 32加熱后，由脫附器吹掃氣進(jìn)口管流入脫附器2，經(jīng)過脫附器氣體分布器36,在脫附器2殼 程向上流動(dòng)，吹掃向下移動(dòng)的吸附飽和硫的炭基吸附劑，將再生的含濃S02吹掃下來，形成含 體積濃度10 — 3(m濃S02的脫附氣，繼續(xù)向上流動(dòng)，經(jīng)過頂部脫附氣出口管流出，回收濃SOa 儲(chǔ)存或者接入后續(xù)工序。脫附器2加熱介質(zhì)的工作路線以熔鹽或高溫?zé)煔饣蜻^熱蒸汽作加熱介質(zhì)，經(jīng)過脫附器 加熱介質(zhì)輸送管40流入脫附器分流斗33，向下流入脫附器加熱管35，與殼程的炭基吸附劑 換熱，溫度降低，在從脫附器加熱管35 (設(shè)置為類U形管)轉(zhuǎn)折方向后向上流入脫附器集流 管34，向外流入脫附器加熱介質(zhì)回流管41，經(jīng)過脫附器加熱器39加熱，再向上流動(dòng)由脫附 器加熱介質(zhì)回流管41流入脫附器加熱介質(zhì)輸送管40,重新流入脫附器2內(nèi)的脫附器分流斗 33，完成回流和一個(gè)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)加熱介質(zhì)的熱能集成回收利用。(4) 吸附劑輸送系統(tǒng)吸附劑輸送系統(tǒng)采用密相氣力輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與吸附器集料罐18相連的吸附器發(fā) 送裝置24以及與脫附器集料罐22相連的脫附器發(fā)送裝置25，所述的吸附器發(fā)送裝置24和 脫附器儲(chǔ)料罐20通過吸附氣力輸送管30連接，脫附器發(fā)送裝置25通過脫附氣力輸送管31 與設(shè)置在吸附器儲(chǔ)料罐17上部的淘析柱19連接；吸附器發(fā)送裝置24包括2 — 4個(gè)吸附器發(fā) 送罐26和發(fā)送罐氣刀27，脫附器發(fā)送裝置25包括2 — 4個(gè)脫附器發(fā)送罐28和脫附器發(fā)送罐 氣刀29;所述的吸附器發(fā)送裝置24中不同的吸附器發(fā)送罐26和所述的脫附器發(fā)送裝置25 中不同的脫附器發(fā)送罐28分別交替發(fā)送，連續(xù)操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。在吸附器集料罐20下，安排有2 — 4個(gè)吸附器發(fā)送罐26，通過吸附氣力輸送管30將從 吸附器1下落的吸附飽和的炭基吸附劑輸送到脫附器2上部的脫附器儲(chǔ)料罐20;在脫附器集 料罐22下，安排2 — 4個(gè)脫附器發(fā)送罐28，通過脫附氣力輸送管31將加熱再生后的炭基吸 附劑輸送到吸附器1上方的淘析柱19;輸送介質(zhì)氮?dú)饣蚩諝馕狡靼l(fā)送裝置24和脫附器發(fā) 送裝置25連續(xù)運(yùn)行，使吸附飽和的炭基吸附劑和再生的炭基吸附劑連續(xù)輸送，形成穩(wěn)定的料 栓，實(shí)現(xiàn)吸附器1和脫附器2連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。(5)熱能集成回收系統(tǒng)和炭粉分離回收系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng) 熱能集成回收系統(tǒng)采用蒸汽熱泵式結(jié)構(gòu)與加熱器介質(zhì)IH]流式結(jié)構(gòu)。蒸汽熱泵式結(jié)構(gòu)包括脫附器儲(chǔ)料罐冷凝室21、脫附器集料罐汽化室23、以及設(shè)置在脫 附器儲(chǔ)料罐冷凝室和脫附器集料罐汽化室之間的熱泵蒸汽管37和熱泵冷凝管38。脫附器儲(chǔ) 料罐冷凝室21布置在脫附器儲(chǔ)料罐20內(nèi)，其內(nèi)熱蒸汽加熱輸送來的需再生的炭基吸附劑到 較高溫度，再進(jìn)一步在脫附器2內(nèi)加熱到脫附再生溫度，冷凝水由熱泵冷凝管38回流到脫附 器集料罐汽化室23內(nèi)；脫附器集料罐汽化室23中回流下來的水，被從脫附器2落下的脫附 再生的熱炭基吸附劑加熱，汽化成熱蒸汽，通過熱泵蒸汽管37上升流動(dòng)到冷凝室中加熱剛輸 送來的炭基吸附劑，兩者構(gòu)成蒸汽熱泵，實(shí)現(xiàn)用出口高溫炭基吸附劑的熱給入口低溫炭基吸 附劑加熱，實(shí)現(xiàn)熱能高效回收和集成利用。。加熱器介質(zhì)回流式結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在脫附器2外的脫附器加熱器39、與脫附器集流管34 相連的脫附器加熱介質(zhì)輸送管40，以及與脫附器加熱器39和脫附器加熱介質(zhì)輸送管40相 連的脫附器加熱介質(zhì)回流管41;脫附器加熱器39實(shí)現(xiàn)對回流的加熱介質(zhì)和從底部走殼程的 吹掃氣加熱；脫附器2加熱介質(zhì)的工作路線如前所述，通過介質(zhì)加熱、回流的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)脫 附器加熱器32和加熱介質(zhì)的熱能集成回收利用。炭粉分離回收系統(tǒng)包括淘析柱19、脫附炭粉輸送管42、吸附炭粉輸送管43、 一級旋風(fēng)分 離器44、 二級旋風(fēng)分離器45和粉料斗46。通過炭粉分離回收系統(tǒng)，將炭基吸附劑在吸附器 1、脫附器2和輸送管路中磨損產(chǎn)生的炭粉回收，從粉料斗46回收炭粉，從而減小吸附器運(yùn) 行的阻力，保證其正常運(yùn)行；同時(shí)，在吸附器底部也有管子和閥門輔助卸下部分炭粉。煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)除了熱能集成回收系統(tǒng)和炭粉分離回收系統(tǒng)，還有其他的輔助系統(tǒng)，主要包括增濕降溫系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、儲(chǔ)料集料系統(tǒng)、副產(chǎn)品回收加工系統(tǒng)和煙氣 監(jiān)測系統(tǒng)等部分。在與吸附器煙氣進(jìn)口管11相連的煙氣進(jìn)氣管路上布置煙氣加濕罐32，對 煙氣進(jìn)行第一次選擇性增濕降溫；煙氣流入增濕降溫設(shè)備，由吸附器煙器進(jìn)口管ll流入吸 附器l，此處吸附器增濕降溫噴嘴16進(jìn)行第二次選擇性增濕降溫。儲(chǔ)料集料系統(tǒng)包括是實(shí) 現(xiàn)物料連續(xù)移動(dòng)的輔助系統(tǒng)，包括吸附器儲(chǔ)料罐17、吸附器集料罐18、脫附器儲(chǔ)料罐20和 脫附器集料罐22;吸附器1上方的吸附器儲(chǔ)料罐17，用于存放再生后的活性炭和人工定期 補(bǔ)充的炭基吸附劑顆粒；脫附器2上方的脫附器儲(chǔ)料罐20，儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)輸送來的失去吸 附能力的炭基吸附劑，下移入脫附器2再生；吸附器集料罐18布置在吸附器1的下方，脫 附器集料罐22布置在脫附器2的下方，其中的炭基吸附劑分別下移到吸附器發(fā)送裝置24和 脫附器發(fā)送裝置25，進(jìn)入吸附劑輸送系統(tǒng)。副產(chǎn)品回收加工系統(tǒng)包括氣體分離裝置、硫產(chǎn) 品回收裝置，和后續(xù)硫產(chǎn)品加工轉(zhuǎn)化裝置，將從脫附器2吹掃再生出的氣體分離、回收和加 工。過程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)釆用先進(jìn)的DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)化運(yùn)行和控制，監(jiān)測和調(diào) 控儀器各參數(shù)的運(yùn)行狀態(tài)，包括溫度、壓力、組成、流量、料位、料輸送量、空氣量、換熱 能力等。煙氣監(jiān)測系統(tǒng)采用煙氣連續(xù)在線自動(dòng)監(jiān)測儀器連續(xù)在線自動(dòng)分析監(jiān)測煙氣的組成、 流量、溫度等狀態(tài)。(6)適應(yīng)系統(tǒng)特性的炭基吸附劑系統(tǒng)所使用的專用炭基吸附劑為脫硫脫硝活性炭、活性焦或活性半焦，吸附劑顆粒為圓 柱形或球形；炭基柱狀吸附劑為圓柱形，粒徑范圍為2-10mm，長徑比為0. 5 — 3，顆粒粒徑 分布的最大直徑和最小直徑與平均直徑的偏差值在lmm內(nèi)，軸向長度分布最長尺寸與最短尺 寸比值為l-2之間；炭基球形吸附劑球形度良好，粒徑范圍2-10mm，粒徑分布最大最小顆 粒粒徑與平均粒徑偏差值在1-1.5mm內(nèi)；吸附劑采用瀝青基、煤基、高分子基或糠醛渣基原 料制備。根據(jù)材質(zhì)調(diào)節(jié)其堆積密度、移動(dòng)性能和床層填充率(或孔隙率)。柱狀脫硫脫硝吸附劑的機(jī)械強(qiáng)度、規(guī)?；苽浼悍e累了較多經(jīng)驗(yàn)，在工業(yè)上已有較多成 功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；而球形脫硫脫硝吸附劑還局限于實(shí)驗(yàn)室探索，尤其是我國以煤基原料為主， 對其機(jī)械強(qiáng)度的研究還有待進(jìn)一步探索；但是，由于球形吸附劑良好的滾動(dòng)性，相對較低的 壓降，在移動(dòng)床中更易控制顆粒移動(dòng)和呈現(xiàn)平推流流型，顆粒尺寸制備相對更小以減小內(nèi)擴(kuò) 散效應(yīng)，使得炭基球形脫硫脫硝吸附劑的應(yīng)用有著更加廣闊的發(fā)展前景。系統(tǒng)釆用的炭基柱狀和球形吸附劑均具有優(yōu)良脫硫脫硝寬譜凈化和強(qiáng)選擇性吸附性能， 良好的吸附催化氧化S02為H2S04的反應(yīng)性能，良好的催化麗3與N(X發(fā)生SCR反應(yīng)生成&和H20 的性能，良好的脫除汞、鎘等重金屬離子性能和良好的除塵性能；同時(shí)，吸附劑具備下列優(yōu) 良的物理性能，包括高的機(jī)械強(qiáng)度，高耐磨損率，高燃點(diǎn)，大比表面積，豐富的微孔結(jié)構(gòu)， 適中分布的微孔中孔大孔比率，在350 — 45(TC時(shí)易于再生，加熱再生時(shí)釋放高濃S02并易于 回收，同時(shí)原料來源廣泛，價(jià)格低廉。(7)炭基吸附劑工作路線炭基吸附劑為柱狀或球狀的脫硫脫硝活性炭、活性焦或活性半焦。吸附器l上的吸附 器儲(chǔ)料罐17的炭基吸附劑有兩個(gè)來源， 一是來源于脫附器2再生后的氣力輸送，二是來源于 人工定期補(bǔ)充。脫附器2上方脫附器儲(chǔ)料罐20的炭基吸附劑來源于吸附器1吸附飽和S02及 催化還原N(X后的密相氣力輸送過程。在脫附器2中加熱再生后的炭基吸附劑，由脫附氣力輸送管31輸送到吸附器1上方的淘 析柱19，由淘析柱19下方的空氣或惰性氣體吹掃，固料分兩部分， 一部分為淘析出的炭粉， 經(jīng)過一級旋風(fēng)分離器44、 二級旋風(fēng)分離器45和粉料斗46回收；另一部分顆粒吸附劑與定期 補(bǔ)充的新鮮吸附劑一起在重力的作用下，向下移動(dòng)進(jìn)入吸附器儲(chǔ)料罐17，由自動(dòng)控制裝置監(jiān) 測，維持一定的合適料位和料量。吸附器儲(chǔ)料罐17中炭基吸附劑通過吸附器顆粒進(jìn)口管13 進(jìn)入吸附器1上段的吸附器顆粒層7，與流入吸附器上段的煙氣錯(cuò)流接觸，發(fā)生吸附和催化 氧化反應(yīng)，脫除殘余的S02到，實(shí)現(xiàn)脫硫95—99%的凈化效率；或噴入NH3發(fā)生選擇性催化還 原(SCR)反應(yīng)，生成N2和H20，實(shí)現(xiàn)N0x的脫除。炭基吸附劑繼續(xù)向下移動(dòng)，通過吸附器段 間顆粒下料管15進(jìn)入吸附器1下段，與徑向錯(cuò)流穿過吸附器顆粒層7的煙氣接觸，發(fā)生吸附 催化氧化反應(yīng)，生成的H2S04附著在炭基吸附劑微孔中，脫除凈化煙氣中的S02;失去繼續(xù)吸 附凈化能力的炭基吸附劑在重力和下料裝置控制下料量的雙重作用下緩慢下移到吸附器集料 罐18中，炭粉通過濾網(wǎng)由中間口排出回收。吸附器集料罐18中的吸附劑顆粒下移到下面的 吸附器發(fā)送罐26，空氣或者N2經(jīng)過吸附器發(fā)送罐氣刀27進(jìn)入吸附器發(fā)送罐26，將失去繼續(xù) 吸附凈化能力的炭基吸附劑通過吸附氣力輸送管30輸送到脫附器2上部的脫附器儲(chǔ)料罐20， 空氣或N2排出，攜帶磨損生成的炭粉經(jīng)過脫附炭粉輸送管42，和從吸附器1上方淘析柱19 分離吹出的炭粉一起經(jīng)過吸附炭粉輸送管43，進(jìn)入一級旋風(fēng)分離器44和二級旋風(fēng)分離器45， 氣體排出，分離的炭粉進(jìn)入粉料斗46回收。脫附器儲(chǔ)料罐20中的炭基吸附劑被脫附器儲(chǔ)料 罐冷凝室21預(yù)熱后向下移動(dòng)進(jìn)入脫附器2進(jìn)一步加熱再生；在脫附器2內(nèi)顆粒走殼程，加熱 介質(zhì)走管程，顆粒被進(jìn)一步加熱到脫附再生的溫度(350'C—450'C)再生，由吹掃氣吹掃， 形成體積組成為10%—30%的濃502脫附氣，排出回收；再生后恢復(fù)吸附能力的炭基吸附劑 繼續(xù)向下移動(dòng)進(jìn)入脫附器集料罐22，用自身熱能將脫附器集料罐汽化室23中的水汽化，同 時(shí)自身降溫，繼續(xù)下移入脫附器發(fā)送罐28，空氣或者N2由脫附器發(fā)送罐氣刀29發(fā)送再生后 的炭基吸附劑，形成料栓輸送，沿脫附氣力輸送管31輸送到吸附器1上方的淘析柱19，在 輸送中進(jìn)一步降溫，下移入吸附器l，完后一個(gè)吸附劑輸送循環(huán)；如此循環(huán)往復(fù)，并由吸附 器集料罐18下方的2 — 4個(gè)吸附器發(fā)送罐26和脫附器集料罐22下方的2 — 4個(gè)脫附器發(fā)送罐 28各自交替發(fā)送，實(shí)現(xiàn)煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。 (8)煙氣工作路線煙氣經(jīng)過凈化前煙氣輸送管，流入煙氣加濕罐32，當(dāng)溫度高于16(TC，水蒸氣含量低于4%時(shí)，由溫度感應(yīng)器和濕度測量感應(yīng)裝置發(fā)送信號，啟動(dòng)煙氣加濕罐32上的控制裝置，由 噴壺噴水加濕降溫至炭基吸附劑煙氣凈化時(shí)的最佳工作條件內(nèi)；從煙氣加濕罐32流出的煙氣 進(jìn)入吸附器l下段的吸附器煙氣進(jìn)口管ll;當(dāng)煙氣向心徑向流動(dòng)時(shí)，由吸附器增濕降溫噴嘴 16選擇性加濕后經(jīng)過吸附器1下段環(huán)形氣體流道4徑向錯(cuò)流流動(dòng)，經(jīng)過扇形筒5a或外篩網(wǎng) 5b、選擇性設(shè)置的格柵或開孔的條孔板等二次布?xì)鈽?gòu)件，外約翰遜網(wǎng)6、徑向錯(cuò)流穿過下段 吸附器顆粒層7，與下移的炭基吸附劑錯(cuò)流接觸，發(fā)生吸附和催化氧化反應(yīng)，S02被吸附脫除， 煙氣得到凈化。在吸附器l下段凈化后的煙氣繼續(xù)徑向流動(dòng)，經(jīng)過內(nèi)約翰遜網(wǎng)8、中心管開 孔壁，進(jìn)入中心管9，從下段向上流動(dòng)進(jìn)入吸附器l上段的環(huán)形氣體流道4徑向流動(dòng)，經(jīng)過 扇形筒5a或外篩網(wǎng)5b、選擇性設(shè)置的格柵或開孔的條孔板等二次布?xì)鈽?gòu)件，外約翰遜網(wǎng)6、 徑向錯(cuò)流穿過上段吸附器顆粒層7，與從吸附器儲(chǔ)料罐17落下的再生和新鮮炭基吸附劑錯(cuò)流 接觸，發(fā)生吸附和催化氧化反應(yīng)，使從下段凈化后的煙氣得到進(jìn)一步凈化，脫除S02更完全； 或者在脫除殘余S02的同時(shí)噴入NH3，脫去N(X，并分別在下段吸附器顆粒層7和上段吸附器顆 粒層7除去痕量重金屬離子(Hg 、 Cd、 Pb 、類金屬離子As、 Se)、痕量有害氣體HF、 HC1、 二噁英和有害煙塵，經(jīng)過兩段凈化后的煙氣進(jìn)入吸附器1上段的中心管9，從吸附器煙氣出 口管12排出，經(jīng)過引風(fēng)機(jī)，引入煙囪排放到大氣。凈化時(shí)吸附器以單器雙段為主，煙氣在吸附器i以向心雙n型流動(dòng)為主，根據(jù)情況選擇多段和其他n型流型。(9)副產(chǎn)品回收及廢氣路線在脫附器2中，再生得到的濃S02和其他廢氣組成的脫附氣從脫附器2頂部出口流出，經(jīng) 過濃集S02的脫附氣輸送管，進(jìn)入后續(xù)分離、儲(chǔ)存裝置和加工工序。其中，脫附得到的濃SOz 氣體作為副產(chǎn)品回收，儲(chǔ)存起來，或者作為化工原料進(jìn)一步送入后續(xù)工序，其中，接Resox 還原工序或Claus還原工序工藝設(shè)備可制備硫磺，接制酸工序可生產(chǎn)濃H2S04,接其他深加工 工序可生產(chǎn)其它高附加值含硫化工產(chǎn)品；重金屬離子作為廢渣集中收集處理；再生氣中的大 量的C02氣體通過分離裝置分離出來，經(jīng)過管道送入C02儲(chǔ)存裝置， 一方面作為消防和有用產(chǎn) 品儲(chǔ)存使用，另一方面減少了C02的排放量；其屮產(chǎn)生的CO氣體另行收集處理，作為化工原 料儲(chǔ)存。在脫附器2中，炭基吸附劑如果在高溫下遇到含02的氣體，并且溫度達(dá)到燃點(diǎn)以上，有 著火燃燒的危險(xiǎn)；所以一方面需要嚴(yán)格控制再生溫度在燃點(diǎn)以下，使用高燃點(diǎn)的炭基吸附劑， 設(shè)計(jì)加強(qiáng)傳熱功能，防止熱點(diǎn)出現(xiàn)，盡量隔絕氧氣等；同時(shí)，需要備下消防用品，其中從煙 氣廢氣中分離儲(chǔ)存的C02 (干冰)可作為消防用品，布置到脫附器2周圍備用；必要時(shí)，可加 鎖氣、鎖壓裝置，以嚴(yán)格隔絕氧氣，防止局部發(fā)生熱點(diǎn)引起自燃。(IO)實(shí)施例I: S02脫除凈化與硫回收本例設(shè)計(jì)煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)用于燃煤電廠中單機(jī)組600MW的超臨界燃煤機(jī)組上，燃 煤機(jī)組煙氣量1.8X10W/h，設(shè)計(jì)處理煙氣量2.0X106mVh，單吸附器1處理，設(shè)計(jì)煙氣空速lOOOh-1。煙氣組分中S02含量為1000-4000ppm， NO,含量為200—800ppm，吸附溫度在120 — 150°C，脫附溫度在350—45(TC;所用吸附劑為山西新華環(huán)保(化工)有限公司生產(chǎn)的直徑 5mm的ZL50柱狀脫硫脫硝活性炭，或者直徑10mm的ZL100柱狀脫硫脫硝活性炭。單吸附器1 上下每段相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立整器的處理效果，只脫硫回收時(shí)上下段氣體雙n形流動(dòng)相當(dāng)于兩個(gè) 獨(dú)立的單段吸附器的串連；考慮吸附反應(yīng)段和料封段，吸附塔內(nèi)共裝填專用脫硫脫硝活性炭 6000 m3，其中，開孔區(qū)吸附反應(yīng)段段裝填4000 m3，料封區(qū)裝填2000 m3，活性炭堆積密度 580kg/m3，單塔總裝填量3480t (噸);塔的上下每段裝填活性炭3000 m3，即1740t (噸); 脫附器2要滿足再生量，根據(jù)吸附器l中活性炭的總量和再生要求設(shè)計(jì)；輸送系統(tǒng)的輸送任 務(wù)、輸送設(shè)備尺寸，吸附器儲(chǔ)料罐1、吸附器集料罐18、脫附器儲(chǔ)料罐20、脫附器集料罐22、 換熱設(shè)備等，均根據(jù)相應(yīng)的處理仟?jiǎng)?wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)?；钚蕴垦h(huán)量96.67t/h，吸附器l中的活性 炭循環(huán)一次時(shí)間為36h。吸附器l運(yùn)行時(shí)主要脫硫，無NH3噴入器上段，NO,只發(fā)生吸附過程， 脫除率低，基本不脫硝。從煙囪引出的煙氣經(jīng)過凈化前煙氣輸送管，引到煙氣加濕罐32，當(dāng)煙氣溫度高于16(TC 或者煙氣濕度低于4%時(shí)，煙氣加濕罐32中的噴壺在感應(yīng)裝置的感應(yīng)下，噴水進(jìn)行加濕降溫； 經(jīng)過選擇性加濕降溫的煙氣經(jīng)過管路流入吸附器1的吸附器煙氣進(jìn)口管11，徑向流過吸附器 1下段的吸附器顆粒層7，與緩緩向下移動(dòng)的活性炭顆粒錯(cuò)流接觸，發(fā)生化學(xué)吸附和催化氧化 反應(yīng)，生成的H2S04附著在活性炭微孔內(nèi)，從而煙氣中的S02、 S03被有效脫除；凈化的煙氣從 吸附器1下段向上流動(dòng)到吸附器1上段，從環(huán)形氣體流道4經(jīng)過向下移動(dòng)的吸附器顆粒層7， 錯(cuò)流接觸，發(fā)生化學(xué)吸附和催化氧化反應(yīng)，進(jìn)一步脫除殘余的S02，實(shí)現(xiàn)脫硫率95%_99%。 被凈化的煙氣流入吸附器1上段的中心管9，向下流動(dòng)，從吸附器煙氣出口管12流出，經(jīng)過 煙氣管路和引風(fēng)機(jī)，經(jīng)S02連續(xù)自動(dòng)在線檢測儀器檢測，符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，去煙囪，排入大氣。 活性炭顆粒在脫附器2加熱再生時(shí)得到含10%-30%體積分?jǐn)?shù)的濃S02脫附氣，回收硫資源并 加工成各種含硫化工產(chǎn)品?；钚蕴款w粒的補(bǔ)充、再生和循環(huán)，脫附器2的工作，吸附劑輸送和炭粉分離回收，換熱 設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，在本發(fā)明專利的上面各部分已說明，在此不再重述。 (11)實(shí)施例2:硫氮雙脫寬譜凈化與硫回收本例設(shè)計(jì)煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)用于燃煤電廠中單機(jī)組600MW的超臨界燃煤機(jī)組上，燃 煤機(jī)組煙氣量1. 8X 10W/h，設(shè)計(jì)處理煙氣量2. OX 10VVh，單吸附器1處理，煙氣組分中 S02含量為1000-4000ppm， NOx含量為200—800ppm， (302氣體含量在13%左右，還含有部分有 毒重金屬離子汞、鎘等，有害煙塵。設(shè)計(jì)兩種工況工況1為煙氣空速lOOOh—、此時(shí)吸附溫 度、脫附溫度、設(shè)計(jì)參數(shù)和活性炭裝填量同實(shí)施例1;工況2為煙氣空速500h—1，此時(shí)吸附溫 度、脫附溫度同實(shí)施例l，但是活性炭裝填量增倍，吸附器體積增倍，或在兩個(gè)與原吸附器 同體積的吸附器內(nèi)聯(lián)合處理。多組分的寬譜凈化對吸附器1的工作運(yùn)行提出了更高的要求；寬譜凈化時(shí)在塔下段主要脫除煙氣中的S02,在塔上段脫N(X，吸附器l結(jié)構(gòu)參見前文，在此處采用向心雙n型結(jié)構(gòu)，煙氣流型選擇向心雙n型流動(dòng)。從煙囪引出煙氣，經(jīng)過凈化前煙氣輸送管和煙氣加濕罐32，流入吸附器l下段，與活性 炭徑向錯(cuò)流接觸，煙氣中的大部分S02被脫除，部分重金屬離子和有害煙塵被脫除，剩余的 NO,、少量殘余的S02、重金屬離子和部分有害煙塵從吸附器1下段的中心管9，向上流動(dòng)到吸 附器1上段繼續(xù)凈化；在上段，煙氣中的NO,和其他殘余成分在吸附器活性炭顆粒層7得到進(jìn) 一步有效凈化脫除。流入吸附器l上段的煙氣，流入上段環(huán)形氣體流道4;從NH3罐引出氨氣至吸附器1上段 的4-32個(gè)吸附器氨氣進(jìn)氣管10，流入環(huán)形氣體流道4，與從下段流動(dòng)上來的煙氣混合，在環(huán) 形氣體流道4與煙氣中殘余的微量S02反應(yīng)生成微量銨鹽，S02得到了進(jìn)一步的凈化，生成的 銨鹽經(jīng)過較長時(shí)間積累到一定量后需要定期清除，以維護(hù)吸附器1上段環(huán)形氣體流道4正常 工作。NH3和煙氣混合后，經(jīng)過扇形筒5a或外篩網(wǎng)5b、選擇性設(shè)置的格柵或開孔的條孔板等 二次布?xì)鈽?gòu)件，外約翰遜網(wǎng)6、向心徑向錯(cuò)流流動(dòng)穿過上段吸附器顆粒層7，與從吸附器l上 方的吸附器儲(chǔ)料罐17和吸附器顆粒進(jìn)口管13緩緩下移的再生活性炭與人工補(bǔ)充的新鮮活性 炭的混合吸附劑顆粒錯(cuò)流接觸，在活性炭的催化作用下，煙氣中的N0、與NH3發(fā)生選擇性催化 還原(SCR)反應(yīng)，生成N2和H20， NOx被凈化脫除；其余在下層已被凈化的殘余組分S02、重 金屬離子和有害煙塵繼續(xù)被凈化脫除，煙氣得到全面的寬譜凈化，實(shí)現(xiàn)脫硫率95%-99%，脫 硝率80%以上。凈化后的煙氣徑向流過選擇性設(shè)置的格柵或開孔的條孔板等二次布?xì)鈽?gòu)件， 內(nèi)約翰遜網(wǎng)8、流入吸附器1中心管9，從吸附器煙氣出口管12流出，經(jīng)過引風(fēng)機(jī)，排入大 氣；凈化后從吸附器煙氣出口管12流出的煙氣被引出一小股，經(jīng)過連續(xù)在線自動(dòng)監(jiān)測儀器實(shí) 時(shí)分析煙氣凈化效果?；钚蕴款w粒在脫附器2加熱再生時(shí)得到含10%-30%體積分?jǐn)?shù)的濃S02 脫附氣，回收硫資源并加工成各種含硫化工產(chǎn)品。活性炭顆粒的運(yùn)動(dòng)、輸送、再生等，參見實(shí)施例l與專利中其它相關(guān)部分的敘述。經(jīng)過 凈化，煙氣中的S02被凈化并在脫附器2再生時(shí)濃集回收，并有部分在吸附器1上段生成銨鹽； 其它組分如NO,生成N2和H20除掉，重金屬離子吸附形成金屬渣除掉，有害粉塵被過濾除掉； 選擇性的脫除回收了 C02，煙氣得到了寬譜凈化，并回收了硫資源，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保和資源回收的 雙重效益。
權(quán)利要求
1.一種煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)，包括吸附器(1)、脫附器(2)、吸附劑輸送系統(tǒng)、熱能集成回收系統(tǒng)和炭粉分離回收系統(tǒng)，所述的吸附器(1)與脫附器(2)分開布置，其特征在于所述的吸附器(1)采用單器雙段∏型徑向錯(cuò)流移動(dòng)床；吸附器的上下兩段通過吸附器段間顆粒下料管(15)連接，吸附器煙氣進(jìn)口管(11)設(shè)置在吸附器(1)下段的頂部，吸附器煙氣出口管(12)設(shè)置在吸附器(1)上段的下方；所述的吸附器(1)的頂部和底部分別設(shè)置有通過吸附器顆粒進(jìn)口管(13)相連的吸附器儲(chǔ)料罐(17)和通過吸附器顆粒出口管(14)相連的吸附器集料罐(18)；所述的脫附器(2)采用軸向逆流移動(dòng)床，在所述脫附器(2)的頂部和底部分別設(shè)置有脫附器儲(chǔ)料罐(20)和脫附器集料罐(22)；所述的吸附劑輸送系統(tǒng)采用密相氣力輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與吸附器集料罐(18)相連的吸附器發(fā)送裝置(24)以及與脫附器集料罐(22)相連的脫附器發(fā)送裝置(25)，所述的吸附器發(fā)送裝置(24)和脫附器儲(chǔ)料罐(20)通過吸附氣力輸送管(30)連接，脫附器發(fā)送裝置(25)通過脫附氣力輸送管(31)與設(shè)置在吸附器儲(chǔ)料罐(17)上部的淘析柱(19)連接；所述的煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)采用專用炭基吸附劑凈化煙氣；所述的煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)采用適宜工藝方法實(shí)現(xiàn)功能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)，其特征在于所述的單器雙段n型徑向錯(cuò)流移動(dòng)床每段由外到內(nèi)依次包括吸附器圓筒體壁(3)、環(huán)形氣體流道(4)、外約翰遜 網(wǎng)(6)、吸附器顆粒層(7)、內(nèi)約翰遜網(wǎng)(8)和中心管(9);環(huán)形氣體流道4采用扇形筒(5a) 或外篩網(wǎng)(5b)構(gòu)件；在吸附器顆粒層中設(shè)置顆粒整流子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)，其特征在于在吸附器(1)下 段的吸附器顆粒層(7)上方，分布有4一8個(gè)吸附器增濕降溫噴嘴(15);在吸附器(1)上段選擇性布置吸附器氨氣進(jìn)氣管(10);在與吸附器煙氣進(jìn)氣管(ll)相連的煙氣進(jìn)氣管路上布置煙氣加濕罐(32)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)，其特征在于所述脫附器(2)包括 脫附器集流管(34)、脫附器加熱管(35)、設(shè)置在脫附器底部氣體分布器(36)以及布置在 脫附器頂部的脫附器分流斗(33)，所述的脫附器加熱管(35)為多根套管，分別與脫附器分 流斗(33)和脫附器集流管(34)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)，其特征在于所述的熱能集成回收 系統(tǒng)采用蒸汽熱泵式結(jié)構(gòu)與加熱器介質(zhì)回流式結(jié)構(gòu)；其中，所述的蒸汽熱泵式結(jié)構(gòu)包括脫附 器儲(chǔ)料罐冷凝室(21)、脫附器集料罐汽化室(23)、以及設(shè)置在脫附器儲(chǔ)料罐冷凝室和脫附 器集料罐汽化室之間的熱泵蒸汽管(37)和熱泵冷凝管(38);所述的加熱器介質(zhì)回流式結(jié) 構(gòu)包括設(shè)置在脫附器(2)外的脫附器加熱器(39)、與脫附器集流管(34)相連的脫附器加 熱介質(zhì)輸送管(40)，以及與脫附器加熱器(39)和脫附器加熱介質(zhì)輸送管(40)相連的脫 附器加熱介質(zhì)回流管(41)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)，其特征在于所述的吸附器發(fā)送裝置 (24)包括2 —4個(gè)吸附器發(fā)送罐(26)和發(fā)送罐氣刀(27)，脫附器發(fā)送裝置(25)包括2 — 4個(gè) 脫附器發(fā)送罐(28)和脫附器發(fā)送罐氣刀(29);所述的吸附器發(fā)送裝置(24)中不同的吸附 器發(fā)送罐(26)和所述的脫附器發(fā)送裝置(25)中不同的脫附器發(fā)送罐(28)分別交替發(fā)送， 連續(xù)操作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)，其特征在于所述的炭粉分離回收系 統(tǒng)還包括脫附炭粉輸送管(42)、吸附炭粉輸送管(43)、 一級旋風(fēng)分離器(44)、 二級旋風(fēng) 分離器(45)和粉料斗(46)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)所使用的專用炭基 吸附劑為脫硫脫硝活性炭、活性焦或活性半焦，吸附劑顆粒為圓柱形或球形；炭基柱狀吸附 劑為圓柱形，粒徑范圍為2-10mm，長徑比為0.5 — 3，顆粒粒徑分布的最大直徑和最小直徑 與平均直徑的偏差值在lmm內(nèi)，軸向長度分布最長尺寸與最短尺寸比值為1-2之間；炭基球 形吸附劑球形度良好，粒徑范圍2-10mm，粒徑分布最大最小顆粒粒徑與平均粒徑偏差值在 l-1.5mm內(nèi)；吸附劑釆用瀝青基、煤基、高分子基或糠醛渣基原料制備。
9. 一種采用如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)的煙氣凈化與硫回收的工藝方法，其特征在于該方 法包括如下步驟1) 煙氣在吸附器(1)的流型采用同時(shí)向心徑向，或者同時(shí)離心徑向或者上下段向心與離心組合型式；當(dāng)上段脫硝時(shí)，上段只采用向心徑向流型；2) 煙氣在吸附器(1)下段向心徑向流動(dòng)時(shí)，煙氣從煙氣進(jìn)口管(11)流入吸附器(1) 的下段床層，向心流動(dòng)經(jīng)過環(huán)形氣體流道(4)和外約翰遜網(wǎng)(6)，徑向穿過下段吸附器顆粒 層(7)與下移的炭基吸附劑錯(cuò)流接觸，在溫度100—16(TC、空速400 —1500h—'的條件下發(fā)生 生吸附和催化氧化反應(yīng)，S02被吸附脫除，然后進(jìn)入中心管，再由下向上流動(dòng)進(jìn)入上段床層；3) 煙氣繼續(xù)向心徑向流動(dòng)的過程中，殘余的二氧化硫被吸附和催化氧化反應(yīng)；或在此過 程中噴入氨氣，在溫度120 — 18(TC、空速400 — 1000h—'的條件下，煙氣中的N(X與下移的活性 炭錯(cuò)流接觸發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)；4) 從吸附器(1)下落的吸附飽和的炭基吸附劑，經(jīng)過吸附劑輸送系統(tǒng)進(jìn)入脫附器(2)， 被加熱到350—45(TC，炭基吸附劑與附著在微孔內(nèi)的H2S04發(fā)生反應(yīng)，解析出體積分率10% 一30X的濃SO2,硫資源得到回收利用，活性炭得到再生；5) 從脫附器(2)下落再生的炭基吸附劑輸入到淘析柱(19)，經(jīng)空氣吹掃，將炭基吸附 劑中的炭粉分離，炭粉經(jīng)過一級旋風(fēng)分離器(44)、 二級旋風(fēng)分離器(45)進(jìn)入粉料斗(46) 回收；經(jīng)淘析柱(19)分離炭粉后的活性炭與補(bǔ)充的新鮮炭基吸附劑繼續(xù)向下移動(dòng)進(jìn)入吸附 器(1)，完成一個(gè)循環(huán)。
全文摘要
一種煙氣凈化與硫回收系統(tǒng)及工藝，包括吸附器、脫附器、吸附劑輸送系統(tǒng)、熱能集成回收系統(tǒng)和炭粉分離回收系統(tǒng)，并采用適宜工藝方法。吸附器采用單器雙段∏型徑向錯(cuò)流移動(dòng)床，選擇性寬譜凈化；脫附器采用軸向逆流移動(dòng)床，實(shí)現(xiàn)熱能集成回收利用、吸附劑再生和硫資源回收；吸附劑采用密相氣力輸送，使系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；采用炭基柱狀或球狀脫硫脫硝吸附劑實(shí)現(xiàn)煙氣凈化與硫回收。本系統(tǒng)將節(jié)能減排降耗和資源回收利用高效集成在一起，具有高效寬譜凈化與硫資源回收，良好的布?xì)?、顆粒移動(dòng)和低壓降，熱能集成回收利用，吸附劑輸送無機(jī)械部件，系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用等。
文檔編號C01B31/00GK101274193SQ200810104398
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者王金福, 王鐵峰, 易 程, 涌 金, 高繼賢 申請人:清華大學(xué)