專利名稱：煙氣的干法集成凈化方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙氣的凈化領(lǐng)域，具體涉及煙氣的干法集成凈化方法及所用的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煙氣凈化工藝是目前世界上控制S(^、NO,污染、防治酸雨危害的主要方式。目前， 能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化應用的煙氣凈化的主要方法有鈣法、氨法和炭法。 我國工業(yè)上應用最多的是鈣法，即石灰石-石膏法脫硫，這一技術(shù)雖然工業(yè)運用 已很成熟，脫硫效率也能滿足環(huán)保要求，但是，鈣法存在高水耗、能耗大成本高、廢水后處 理、多余排放0)2、副產(chǎn)物造成二次污染、脫硫同時不能夠脫硝、不利于凈化煙氣的排放等技 術(shù)缺陷，已不能滿足當今世界大氣凈化的新標準。 對于氨法脫硫工藝(NADS)是近年來發(fā)展的一項新的濕法脫硫技術(shù)，相對于f丐法 脫硫工藝來說，氨的堿性強于鈣基吸收劑，氨吸收煙氣中S02是氣-液或氣-氣反應，反應速 度快、完全，吸收劑利用率高，可以達到很高的脫硫效率。但氨易揮發(fā)，因而吸收劑的消耗量 較大，對氮氧化物的脫除，達不到理想效果，另外氨的來源受地域及生產(chǎn)行業(yè)的限制較大。
鑒于此，炭法煙氣凈化就成為未來發(fā)展的方向。 專利號為02109105. 6和02109104. 8的兩件專利申請公開了炭法煙氣凈化工藝， 但是該煙氣凈化工藝，采用的除塵工藝都是高溫作業(yè)，粉塵比電阻高，除塵效率不好，而且 除塵需要預除塵和焦除塵兩步，焦層在煙氣凈化的同時承擔了除塵的任務(wù)，特別是錯流經(jīng) 過焦層，過多的粉塵擠占了活性焦的活性位，抑制了活性焦對S(^、NO"Hg等有害雜質(zhì)的脫 除，也增大了動力消耗和原料消耗，粉塵在焦層表面的粘附也增大了動力消耗；另外采用循 環(huán)流化的工藝，增大了動力消耗和原料消耗；在再生工藝上，也存在能耗高的問題；煙氣凈 化的效率也受到一定的限制，比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述工藝存在的缺陷而提供一種煙氣凈化效率高，動力消 耗和原料消耗低的煙氣的干法集成凈化方法及其系統(tǒng)。 本發(fā)明的煙氣的干法集成凈化方法，包括煙氣除塵步驟、活性焦吸附凈化煙氣步 驟、失活活性焦再生步驟，其特征在于，所述的煙氣除塵步驟采用低溫電除塵工藝。
本發(fā)明的具體步驟如下 a)需要處理的煙氣首先經(jīng)氣-氣熱交換裝置換熱至IO(TC以下，再進入低溫電 除塵裝置進行煙氣除塵；低溫除塵，煙氣溫度在IO(TC以下達到較高的除塵效果，優(yōu)選為 80-100。C可以脫除99. 85%以上的煙塵； b)除塵后的煙氣從側(cè)下部進入煙氣凈化錯流移動床吸附塔，與自上而下的活性焦 錯流接觸，煙氣的溫度為90 IO(TC ，煙氣得到凈化后排空，排煙溫度為60 70°C ;在90 IO(TC的溫度下，煙氣中的S02、NOx、Hg以及As、空氣懸浮物等有害物質(zhì)被吸附，其中的S02、 N0X、 Hg被催化生成H2S04、 HN03、 HgO留在活性焦粒表面，此時煙氣含塵濃度符合煙塵排放標準，S02含量低于360mg/Nm 氮氧化物含量低于120mg/Nm3， Hg含量低于5 y g/Nm3。
c)失活的活性焦從錯流移動床吸附塔底部排出，至再生塔再生，該再生為通過再 生液再生或利用熱再生，所述的再生液為水或者氨水，活性焦通過吸附_失活_再生_吸附 的循環(huán)進行重復利用，再生副產(chǎn)物可回收利用。 其中，所述活性焦的移動速率為0. 01 0. 05m/s ;所述活性焦的床層孔隙率為 0. 25 0. 5。 在錯流移動床吸附塔內(nèi)煙氣溫度為90 IO(TC，煙氣的體積流量與活性焦的裝填 體積的比值，為200 1200h—、煙氣中有害物質(zhì)含量越高，空速越??；反之含量越低，則可采 用大的空速。 所述的再生液再生時，即通過水或者氨水再生，再生液與活性焦體積比為
0.8 : 1 1.5 : 1，浸泡2-4小時，然后將再生液存儲以備再用，并補充新的再生液，如此
重復浸泡三至五次。所述的再生液可重復利用，當濃度大于20%時，進行提濃。 利用熱再生時，需要將失活的活性焦在10 20kPa負壓條件下，溫度300 500°C
下，用水蒸氣、氮氣中的一種或兩種作為活化氣體，活化4-6小時。 按照再生方法的不同可獲得不同的副產(chǎn)物，如硫酸、硫銨、硫磺，這些均能回收利用。 用于本發(fā)明的凈化方法的煙氣的干法集成凈化與再生副產(chǎn)物資源化系統(tǒng)，該系統(tǒng) 包括氣-氣熱交換裝置(D、活性焦進料裝置(3)、活性焦出料裝置(5)、輸送裝置(6)，其特 征在于，所述的氣-氣熱交換裝置(1)連接低溫電除塵裝置(2);該低溫電除塵裝置(2)依 次連接錯流移動床吸附塔(4)、活性焦出料裝置(5)、輸送裝置(6)、活性焦再生裝置(7);所 述的錯流移動床吸附塔(4)還與活性焦進料裝置(3)連接，該活性焦進料裝置(3)通過輸 送裝置(6)連接活性焦再生裝置(7)。
所述的氣-氣熱交換裝置(1)為熱管換熱器。 對于本工藝，所述的錯流移動床吸附塔通過設(shè)定錯流移動床吸附塔內(nèi)部的氣路隔 板改變煙氣的流向，使得煙氣在進入錯流移動床吸附塔煙道之后，先從兩側(cè)進入焦層，由于 阻力降等原因，煙氣將從焦層的另一側(cè)錯流通過，在這一過程，主要為脫硫過程。當煙氣通 過焦層之后，煙氣中的S02大部被吸附，而剩下的主要為含有氮氧化物的煙氣，故而，同樣通 過錯流移動床吸附塔內(nèi)部的煙氣隔板，改變煙氣流向，使得含有氮氧化物和汞的煙氣通過 另一焦層，進行脫硝脫汞工藝。這樣，分別進行脫硫脫硝操作的失活活性焦層移動到底部， 然后可以根據(jù)不同的位置吸附催化的煙氣組分的不同，選擇不同的再生方式和不同的工藝 條件對失活活性焦進行回收利用。 該煙氣的干法集成凈化方法，適用于各種含硫量燃煤電站鍋爐的煙氣凈化，也適 用于酸廠尾氣、冶金高溫煙氣等的尾氣處理。其有益效果如下
1.低溫高效除塵 在低于IO(TC的條件下，優(yōu)選為80-10(TC的適合硫、氮有害氣體脫除的溫度條件 下，對煙氣中煙塵脫除率達到95%以上。除塵效率隨粉塵比電阻降低而明顯提高，僅采用3 電場除塵裝置就滿足5電場才能達到的99. 85%的高除塵率要求，節(jié)能效果達到40%。
2.節(jié)水減排 與鈣法脫硫技術(shù)相比，該鈣法每脫除1噸S02的同時要排放0. 7噸C02并消耗48噸水，且副產(chǎn)物無法回收，產(chǎn)生二次污染，而本工藝煙氣凈化脫硫過程中不排放C02，不消耗水，不產(chǎn)生廢水廢渣，沒有二次污染問題。
3.動力消耗少，原料消耗少 本工藝采用錯流移動床工藝，相比靜床能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化動態(tài)操作，滿足大批量煙氣的處理要求；相比于動力消耗大，不適合大批量處理煙氣的移動床逆流并流操作，本發(fā)明
的工藝采用錯流，降低了動力消耗，還可以用于處理大規(guī)模的煙氣凈化。 本工藝采用移動床錯流，在滿足煙氣凈化目的的基礎(chǔ)上降低了動力消耗，節(jié)省了
用料，采用了最佳工藝條件，而且，在凈化工序前的低溫高效除塵，除去了大部分煙塵，提高
了活性焦對其他有害物質(zhì)(主要是S02、 N0X、 Hg)的吸附催化作用，大大減少了用料消耗和
動力消耗。 4.合理控制吸附次序，吸附效率高、節(jié)省設(shè)備，也便于后續(xù)合理再生 本工藝考慮到氮氧化物與汞對脫硫的促進而脫硫?qū)γ撓趺摴囊种谱饔茫ㄟ^設(shè)
定錯流移動床吸附塔內(nèi)部的氣路隔板改變煙氣的流向，使得煙氣在進入錯流移動床吸附塔
煙道之后，先從兩側(cè)進入焦層，由于阻力降等原因，煙氣將從焦層的另一側(cè)錯流通過，在這
一過程，主要為脫硫過程。當煙氣通過焦層之后，煙氣中的S02大部被吸附，而剩下的主要為
含有氮氧化物的煙氣，故而，同樣通過錯流移動床吸附塔內(nèi)部的煙氣隔板，改變煙氣流向，
使得含有氮氧化物和汞的煙氣通過另一焦層，進行脫硝脫汞工藝。這樣，分別進行脫硫脫硝
操作的失活活性焦層移動到底部。然后可以根據(jù)不同的位置吸附催化不同的煙氣組分的不
同，選擇不同的再生方式和不同的工藝條件對失活活性焦進行回收利用，更有利于副產(chǎn)物
的資源化，而且使得脫硫脫硝脫汞在同一個設(shè)備中都能夠有效脫除。 5.再生工藝能耗低，副產(chǎn)物可資源化利用 本工藝采用水再生或熱再生的方法，在恢復活性焦活性的前提下，提出一種更合
理的再生工藝條件。如活性焦采用負壓載氣熱再生的方式，釋放出高濃度的S(^及氮氧化
物及汞，其有效脫除率相對于原中壓高溫的熱再生方式，大大提高，達到了 95%以上，S02及
氮氧化物經(jīng)化學還原可制的高純度硫磺、或經(jīng)水吸附制得硫酸和硝酸，實現(xiàn)硫氮汞的真正
資源化回收利用。如采用水再生方式，大大減少了再生液的使用量，并將副產(chǎn)物得到充分和
合理的資源化。 6.煙氣凈化效果好 本工藝能有效脫除煙氣中的S02、 S03、 N0X、 Hg，脫硫率可達98%以上，脫硝率80%以上，脫汞率90%以上，且對硫氮氣體與汞元素的脫除，工藝條件都比較接近，因而對有害物質(zhì)(主要是SOyNO"Hg)的脫除，可以集中在一個設(shè)備中進行，相比于需要建造不同的設(shè)備，更節(jié)省了多余設(shè)備制造的成本。
7.處理范圍廣 該項工藝不僅適用于火電廠的煙氣凈化，還能凈化冶金高溫煙氣中的有毒氣體、
酸廠、化肥廠、丙烯晴廠、甲醛廠、苯酚廠的有毒尾氣以及石油煉化、石油開采及化工產(chǎn)品精
制的尾氣中的揮發(fā)份等，并對其中的有害物質(zhì)進行有效回收和資源化利用。 總之，本工藝過程簡單，能耗低，無二次污染，脫硫脫硝脫滎溫度比較接近，不需要
額外尋找設(shè)備，動力消耗少，活性焦用量少，脫硫脫硝副產(chǎn)物可回收利用，相比其他煙氣凈
化工藝，本工藝具有更為廣泛的應用前景。


圖1為本發(fā)明設(shè)備連接示意圖， 圖2為錯流移動床吸附塔中煙氣凈化示意圖； 其中，1為氣_氣熱交換裝置，2為低溫電除塵裝置，3為活性焦進料裝置，4為錯流移動床吸附塔，5為出料裝置，6為輸送裝置，7為活性焦再生裝置。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細的說明，但該實施例并不是限
定本發(fā)明的。
實施例1 處理一排放量為20000mVh的制酸裝置尾氣。 制酸氣中S02的濃度為20560mg/m3， N0X為100mg/m3。 制酸氣首先經(jīng)氣-氣熱交換裝置l換熱至10(TC以下之后，進入低溫電除塵裝置2除去99. 85%的粉塵；除塵后的制酸氣進入錯流移動床吸附塔4與自上而下的活性焦錯流接觸，凈化后排空，失活后的活性焦由出料裝置5排出，經(jīng)輸送裝置6送入活性焦再生裝置7進行再生。 考慮到制酸氣含硫氣體濃度較高，空速選擇250h—、即活性焦用量為80m3?；钚越乖阱e流移動床吸附塔內(nèi)移動速率為0. 015m/s。設(shè)備裝置運行2年，能夠滿足制酸氣的有效凈化，排放濃度一直滿足GB16297-1996大氣污染物綜合排放國家標準?；钚越故Щ钪?，在再生塔內(nèi)使用水再生，再生幾次之后獲得的22. 3%的硫酸進入酸廠回收。
實施例2 處理一蒸汽鍋爐產(chǎn)生的煙氣。煙氣排放量為8000mVh。
煙氣中S02的濃度為2400mg/m3， N0X為500mg/m3。 煙氣首先經(jīng)氣-氣熱交換裝置1換熱至IO(TC以下之后，進入低溫電除塵裝置2除去99. 85%的煙塵；除塵后的煙氣進入錯流移動床吸附塔4與自上而下的活性焦錯流接觸，凈化后排空，失活后的活性焦由出料裝置5排出，經(jīng)輸送裝置6送入活性焦再生裝置7進行再生。 考慮到煙氣有害氣體含量較低，空速選擇800h—、即活性焦用量為10m 在錯流移動床吸附塔內(nèi)移動速率選擇為0. 03m/s。設(shè)備裝置運行4年，能夠滿足煙氣的有效凈化，排放濃度始終滿足GB16297-1996大氣污染物綜合排放國家標準?；钚越故Щ钪?，在再生塔內(nèi)使用熱再生，在15kPa的負壓和36(TC的溫度下通入水蒸氣氮氣活化6個小時，獲得的富集S02、 N02經(jīng)提濃，被特種氣體廠家回收利用。
權(quán)利要求
一種煙氣的干法集成凈化方法，包括煙氣除塵步驟、活性焦吸附凈化煙氣步驟、失活活性焦再生步驟，其特征在于，所述的煙氣除塵步驟采用低溫電除塵工藝。
2. 按照權(quán)利要求1所述煙氣的干法集成凈化方法，其具體步驟如下a) 需要處理的煙氣首先經(jīng)氣-氣熱交換裝置換熱至IO(TC以下，再進入低溫電除塵裝 置進行煙氣除塵；b) 除塵后的煙氣從側(cè)下部進入煙氣凈化錯流移動床吸附塔，與自上而下的活性焦錯流 接觸，煙氣的溫度為90 IO(TC，煙氣得到凈化后排空，排煙溫度為60 70°C ;c) 失活的活性焦從錯流移動床吸附塔底部排出，至再生塔再生，該再生為通過再生液 再生或利用熱再生，所述的再生液為水或者氨水，活性焦通過吸附_失活_再生_吸附的循 環(huán)進行重復利用。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述煙氣的干法集成凈化方法，其特征在于，所述活性焦的移動 速率為0. 01 0. 05m/s。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述煙氣的干法集成凈化方法，其特征在于，所述活性焦的床層 孔隙率為0. 25 0. 5。
5. 按照權(quán)利要求1或2所述煙氣的干法集成凈化方法，其特征在于，煙氣的體積流量與 活性焦的裝填體積的比值，為200 1200h一1。
6. 按照權(quán)利要求2所述煙氣的干法集成凈化方法，其特征在于，通過再生液再生時，再 生液與活性焦體積比為0.8 : 1 1.5 : 1，浸泡2-4小時，然后將再生液存儲以備再用，并 補充新的再生液，如此重復浸泡三至五次。
7. 按照權(quán)利要求6所述煙氣的干法集成凈化方法，其特征在于，所述的再生液可重復 利用，當濃度大于20%時，進行提濃。
8. 按照權(quán)利要求2所述煙氣的干法集成凈化方法，其特征在于，利用熱再生時，需要將 失活的活性焦在10 20kPa負壓條件下，溫度300 50(TC下，用水蒸氣、氮氣中的一種或 兩種作為活化氣體，活化4-6小時。
9. 一種專門用于權(quán)利要求1所述方法的煙氣的干法集成凈化與再生副產(chǎn)物資源化系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括氣-氣熱交換裝置(D、活性焦進料裝置(3)、活性焦出料裝置(5)、輸送裝 置(6)，其特征在于，所述的氣-氣熱交換裝置(1)連接低溫電除塵裝置(2);該低溫電除塵 裝置(2)依次連接錯流移動床吸附塔(4)、活性焦出料裝置(5)、輸送裝置(6)、活性焦再生 裝置(7);所述的錯流移動床吸附塔(4)還與活性焦進料裝置(3)連接，該活性焦進料裝置 (3)通過輸送裝置(6)連接活性焦再生裝置(7)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣-氣熱交換裝置(1)為熱管換 熱器。
全文摘要
本發(fā)明屬于煙氣的凈化領(lǐng)域，具體涉及煙氣的干法集成凈化方法及所用的系統(tǒng)。本發(fā)明的煙氣的干法集成凈化方法，包括煙氣除塵步驟、活性焦吸附凈化煙氣步驟、失活活性焦再生步驟，所述的煙氣除塵步驟采用低溫電除塵工藝。該工藝煙氣凈化效率高，動力消耗和原料消耗低。
文檔編號B01D53/04GK101766945SQ20101012481
公開日2010年7月7日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者張偉, 程洪義, 趙建勛, 隋志文 申請人:趙建勛