本實(shí)用新型涉及一種立式模塊化煙氣脫硫脫硝吸附再生一體化系統(tǒng)。尤其涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

大氣是參與水和各種元素循環(huán)的重要環(huán)境因素，是人類賴以生存的最基本的環(huán)境要素。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加速，大量燃料的燃燒和工業(yè)廢氣的排放，使大氣環(huán)境質(zhì)量日趨惡化，不但自然生態(tài)遭到破壞，還直接威脅人類健康和生命安全。大氣污染物中，按先后順序急需治理的是SO₂、可吸入顆粒物、NOx等。

鋼鐵企業(yè)中的燒結(jié)、球團(tuán)和焦化等企業(yè)以及火電廠、固體廢棄物處理處置等企業(yè)在工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的煙氣，根據(jù)各自生產(chǎn)工藝而排放的這些煙氣中不同程度地含有大量的粉塵、SO₂、NOx等有害物質(zhì)。這些有害物質(zhì)如不能有效去除和達(dá)標(biāo)排放，將會(huì)形成霧霾天氣和酸雨，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境、從而損害大眾健康和生命安全，必須徹底治理，達(dá)標(biāo)排放。

針對(duì)上述問題，目前傳統(tǒng)的FGD方法多達(dá)上百種，主要有循環(huán)流化床干法煙氣脫硫工藝、鎂法脫硫工藝、半干法脫硫工藝、氨法脫硫工藝等，這些工藝及技術(shù)雖然歷史貢獻(xiàn)很大，但也存在著明顯的缺點(diǎn)，如脫硫效率和脫硫劑的利用率較低，脫硫副產(chǎn)品不易綜合利用，易產(chǎn)生新的污染，且工藝復(fù)雜。

關(guān)于脫硝，目前國內(nèi)比較成熟的脫硝技術(shù)有SCR(選擇性催化還原)、SNCR(非選擇性催化還原)兩種技術(shù)和工藝。

活性焦干法脫硫脫硝技術(shù)，國外始于20世紀(jì)60年代開始開發(fā)該技術(shù)，并于20世紀(jì)70 年代進(jìn)行工業(yè)示范，20世紀(jì)80年代開始工業(yè)應(yīng)用。目前該技術(shù)已應(yīng)用于處理各種工業(yè)廢氣，如燃煤鍋爐煙氣、燒結(jié)機(jī)煙氣和垃圾焚燒煙氣，涉及化工、電力、冶金等多個(gè)行業(yè)。該技術(shù)的基本方法為在吸附塔內(nèi)裝填活性焦，煙氣在活性焦的吸附作用下和在一定濃度氨氛圍以及活性焦的催化作用下(SCR)脫除SO₂和NOx。吸附飽和的活性焦通過電動(dòng)卸料星型閥和轉(zhuǎn)運(yùn)送料鏈板機(jī)輸送到專門的再生塔進(jìn)行解吸恢復(fù)活性后再通過鏈板機(jī)送入脫硫脫硝塔處理煙氣。該方法存在明顯的缺點(diǎn)就是：活性焦在物理循環(huán)過程中破損嚴(yán)重，損耗量大，約占總消耗的 50％～70％，年補(bǔ)充活性焦量大，運(yùn)轉(zhuǎn)電費(fèi)高，動(dòng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。根據(jù)資料，該方法單位生產(chǎn)成本約為9元～14元。下表為某工程案例的活性焦充裝和消耗一覽表：

某工程案例活性焦需求量、消耗量一覽表

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種活性焦在物理循環(huán)過程中破損少、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低的立式模塊化煙氣脫硫脫硝吸附再生一體化系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的立式模塊化煙氣脫硫脫硝吸附再生一體化系統(tǒng)，至少包括：

第一立式圓柱形吸附/解吸裝置和第二立式圓柱形吸附/解吸裝置，所述的立式圓柱形吸附/ 解吸裝置均設(shè)有上通氣口和下通氣口，其中，下通氣口用于向罐體內(nèi)輸入煙氣或從罐體內(nèi)向外排放解吸后煙氣；上通氣口用于向罐體內(nèi)輸入再生煙氣或從罐體內(nèi)向外排放吸附后煙氣；

切換模塊，設(shè)置在所述的第一立式圓柱形吸附/解吸裝置和第二立式圓柱形吸附/解吸裝置的上通氣口和下通氣口；

控制模塊，用于控制切換模塊，以使第一立式圓柱形吸附/解吸裝置和第二立式圓柱形吸附/解吸裝置交替處于吸附狀態(tài)和解吸狀態(tài)。

較佳的，在所述的切換模塊與上通氣口和/或切換模塊與下通氣口之間設(shè)置有隔斷模塊。

較佳的，還包括排放煙囪，所述的吸附后煙氣通過管路與排放煙囪連通。

較佳的，所述的切換模塊包括：連接立式圓柱形吸附/解吸裝置下通氣口的煙氣進(jìn)氣管路和解吸煙氣出氣管路；以及，

連接立式圓柱形吸附/解吸裝置上通氣口的再生氣進(jìn)氣管路和吸附后煙氣出氣管路；在所述的進(jìn)氣管路和出氣管路上均設(shè)置有連接控制裝置的受控閥門。

較佳的，在所述的上、下通氣管路上還連接有充壓/泄壓管路，在充壓/泄壓管路上設(shè)有充壓閥/泄壓閥。

較佳的，還包括一再生氣加熱模塊，用于對(duì)進(jìn)入罐體內(nèi)的再生煙氣進(jìn)行加熱。

較佳的，所述的立式圓柱形吸附/解吸裝置包括立式罐體，在所述的罐體上下兩端設(shè)有通氣口；在所述的罐體內(nèi)設(shè)置有吸附劑。

較佳的，所述的立式圓柱形吸附/解吸裝置包括兩個(gè)通過管道上下串聯(lián)的立式罐體，在每個(gè)罐體上下兩端設(shè)有通氣口；在所述的罐體內(nèi)設(shè)置有吸附劑；其中，所述的每個(gè)罐體內(nèi)至少設(shè)置有進(jìn)氣分配裝置和吸附裝置。

較佳的，所述的吸附裝置包括：在每段罐體內(nèi)下部設(shè)置有吸附劑支撐格柵，所述的吸附劑設(shè)置在吸附劑格柵上；

在所述上段罐體內(nèi)的吸附劑與上端通氣口之間設(shè)置有過濾層；

所述的罐體包括上封頭、筒形罐體和下封頭組成；在所述的罐體上對(duì)應(yīng)吸附劑的位置設(shè)置有檢修孔。

較佳的，所述的進(jìn)氣分配裝置至少包括：進(jìn)氣分配格柵，所述的進(jìn)氣分配格柵由多組軸向間隔分布的分配格柵板組成；

或所述的進(jìn)氣分配裝置包括由下至上設(shè)置的：進(jìn)氣分配格柵支撐架、進(jìn)氣分配格柵、再分配器支撐架、和再分配器。

較佳的，在所述的兩個(gè)罐體的串聯(lián)管道上連通有氨氣輸入管道，所述的氨氣輸入管道與氨稀釋混合模塊連通，所述的氨稀釋混合模塊由稀釋風(fēng)機(jī)、氨/空氣混合器及管道組成。

本實(shí)用新型立式模塊化煙氣脫硫脫硝吸附再生一體化系統(tǒng)中，吸附器的下段用于吸附 SO₂，吸附器的上段用于脫除NOx。生產(chǎn)時(shí)，其中一個(gè)或多個(gè)吸附器為對(duì)煙氣中有害物質(zhì)進(jìn)行吸附，同時(shí)另一個(gè)或多個(gè)解吸器對(duì)活性焦進(jìn)行再生。吸附單元和解吸單元通過程控切換系統(tǒng)進(jìn)行切換交替使用，共同完成有害物質(zhì)的脫除和活性焦的再生循環(huán)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為圖1所示實(shí)施例中立式圓柱形吸附/解吸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3所示實(shí)施例的A-A向剖視示意圖。

圖5為圖3所示實(shí)施例的B-B向剖視示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

圖1所示為本實(shí)用新型的立式模塊化煙氣脫硫脫硝吸附再生一體化系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1至圖5所示，本實(shí)施例所述系統(tǒng)依據(jù)煙氣流動(dòng)方向依次包括進(jìn)口煙氣/再生氣切換模塊91、立式圓柱形吸附/解吸裝置、出口煙氣/再生氣切換模塊95、再生氣加熱模塊96、氨稀釋混合模塊97、排放煙囪98。

其中，上述的立式圓柱形吸附/解吸裝置，如圖1左側(cè)A部分所示，A部分共包括三組立式圓柱形吸附/解吸裝置，每組由兩個(gè)上下串聯(lián)的立式圓柱形罐體93組成；類似的圖1右側(cè) B部分中也同樣由三組共6個(gè)的三個(gè)立式圓柱形罐體93組成；每組立式圓柱形罐體均設(shè)有上通氣口和下通氣口，其中，下通氣口用于向罐體內(nèi)輸入煙氣或從罐體內(nèi)向外排放解吸后煙氣；上通氣口用于向罐體內(nèi)輸入再生煙氣或從罐體內(nèi)通過煙囪98向外排放吸附后煙氣；

切換模塊91和切換模塊95，設(shè)置在所述的第一立式圓柱形吸附/解吸裝置和第二立式圓柱形吸附/解吸裝置的上通氣口和下通氣口；

控制模塊，用于控制切換模塊，以使第一立式圓柱形吸附/解吸裝置和第二立式圓柱形吸附/解吸裝置交替處于吸附狀態(tài)和解吸狀態(tài)。其可以采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制(PLC或DCS控制)。

上述每組立式圓柱形吸附/解吸裝置垂直安裝在煙氣管道上，所述每組立式圓柱形吸附/ 解吸裝置的進(jìn)/出口管道上設(shè)有煙氣進(jìn)口/再生氣出口隔斷模塊92；再生氣加熱模塊96的進(jìn)口端與外部氮?dú)饣驘煔夤艿肋B接，所述再生氣加熱模塊96的出口端與切換模塊95中的再生氣入口管道相連。所述出口煙氣/再生氣切換模塊95中的所述煙氣出口管道與排放煙囪98連接。所述再生氣加熱模塊96依次由再生氣進(jìn)口閥、再生加熱器和再生氣出口閥組成，所述再生加熱器的熱源為電、蒸汽或燃?xì)夥贌裏幔偕訜崞鞯臒醾鬟f媒介為氮?dú)饣驘煔狻?/p>

氨稀釋混合模塊97中的氨來自外部的氨站，所述氨稀釋混合模塊97中的稀釋氨與所述稀氨氣管路連接。所述進(jìn)口煙氣/再生氣切換模塊91中的所述再生氣出口管道與外部制酸裝置連接，制取合格的硫酸。

其中，上述的立式圓柱形罐體內(nèi)設(shè)置有活性焦吸附劑；在所述的每個(gè)罐體內(nèi)至少設(shè)置有進(jìn)氣分配裝置和吸附裝置。其中所述的進(jìn)氣分配裝置和吸附裝置為進(jìn)氣分配格柵，用于對(duì)進(jìn)入罐體內(nèi)的煙氣進(jìn)行初步整流和分配；所述的吸附裝置包括：在每段罐體內(nèi)下部設(shè)置有吸附劑支撐格柵，所述的吸附劑設(shè)置在吸附劑格柵上。

上述的本實(shí)用新型的立式模塊化煙氣脫硫脫硝吸附再生一體化系統(tǒng)的工作原理為：通過控制模塊控制切換模塊，從而使第一立式圓柱形吸附/解吸裝置和第二立式圓柱形吸附/解吸裝置交替處于吸附狀態(tài)和解吸狀態(tài)。其工作過程如下：

步驟1、使A部分第一立式圓柱形吸附/解吸裝置(A)處于吸附狀態(tài)

由于初始情況下，第二立式圓柱形吸附/解吸裝置無需解吸。因此，首先只需使第一立式圓柱形吸附/解吸裝置處于吸附狀態(tài)：即，打開第一立式圓柱形吸附/解吸裝置(A)下方的吸附煙氣進(jìn)氣管路的閥門和第一立式圓柱形吸附/解吸裝置(A)上方的吸附后煙氣出氣管路的閥門；然后使煙氣進(jìn)入第一立式圓柱形吸附/解吸裝置(A)下罐體和上罐體內(nèi)，由于罐體內(nèi)的預(yù)置有活性焦吸附劑，這樣利用具有獨(dú)特吸附和催化性能的活性焦對(duì)煙氣中的SO₂進(jìn)行選擇性吸附，吸附態(tài)的SO₂在煙氣中氧氣和水蒸氣存在的條件下被氧化為H₂SO₄并被儲(chǔ)存在活性焦孔隙內(nèi)；同時(shí)活性焦吸附層相當(dāng)于高效顆粒層過濾器，在慣性碰撞和攔截效應(yīng)作用下，除塵凈化后的煙氣中的少量粉塵顆粒在床層內(nèi)部不同部位被捕集，完成煙氣脫硫和除塵凈化。凈化后的煙氣通過煙囪排放即可。

步驟2、使第二立式圓柱形吸附/解吸裝置(B)處于吸附狀態(tài)，同時(shí)使第一立式圓柱形吸附/解吸裝置(A)處于解吸狀態(tài)；

使第二立式圓柱形吸附/解吸裝置(B)處于吸附狀態(tài)：即，打開第二立式圓柱形吸附/ 解吸裝置(B)下方的吸附煙氣進(jìn)氣管路的閥門和第二立式圓柱形吸附/解吸裝置上方的吸附后煙氣出氣管路的閥門；然后使煙氣進(jìn)入第二立式圓柱形吸附/解吸裝置(B)的下罐體和上罐體內(nèi)，由于罐體內(nèi)的預(yù)置有活性焦吸附劑，這樣利用具有獨(dú)特吸附和催化性能的活性焦對(duì)煙氣中的SO₂進(jìn)行選擇性吸附，吸附態(tài)的SO₂在煙氣中氧氣和水蒸氣存在的條件下被氧化為 H₂SO₄并被儲(chǔ)存在活性焦孔隙內(nèi)；同時(shí)活性焦吸附層相當(dāng)于高效顆粒層過濾器，在慣性碰撞和攔截效應(yīng)作用下，除塵凈化后的煙氣中的少量粉塵顆粒在床層內(nèi)部不同部位被捕集，完成煙氣脫硫和除塵凈化，凈化后的煙氣通過煙囪排放即可。

使第一立式圓柱形吸附/解吸裝置(A)處于解吸狀態(tài)：即關(guān)閉第一立式圓柱形吸附/ 解吸裝置(A)下方的吸附煙氣進(jìn)氣管路的閥門和第一立式圓柱形吸附/解吸裝置(A)上方的吸附后煙氣出氣管路的閥門；同時(shí)打開第一立式圓柱形吸附/解吸裝置下方的解吸煙氣出氣管路的閥門和第一立式圓柱形吸附/解吸裝置(A)上方的再生煙氣進(jìn)氣管路的閥門；這時(shí)，高溫的再生氣從A部分上罐體上方通氣口進(jìn)入并通過管道進(jìn)入下罐體內(nèi)，吸附SO₂后的活性焦，在加熱再生氣加熱情況下，其所吸附的H₂SO₄與C(活性焦)反應(yīng)被還原為SO₂，同時(shí)活性焦被再次活化從而恢復(fù)其吸附性能，循環(huán)使用。而解吸后的煙氣通過第一立式圓柱形吸附/解吸裝置(A)下方的解吸煙氣出氣管路輸出，可用于制酸。這樣，解吸過程完成。

步驟3、使上述過程持續(xù)交替完成即可實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的進(jìn)行脫硫。

如果當(dāng)經(jīng)過吸附器后的煙氣進(jìn)入吸附器的上段時(shí)，噴入稀釋氨，煙氣中的NOx在活性焦的催化作用下發(fā)生SCR還原反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硝過程。

上述實(shí)施例立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附(再生)裝置包括依次連接的煙氣進(jìn)口/ 再生氣出口1、下封頭2、進(jìn)氣分配格柵支撐架3、進(jìn)氣分配格柵4、再分配器支撐架5、下支座6、再分配器7、吸附劑支撐格柵8、罐體9、濾網(wǎng)支撐格柵11、濾網(wǎng)12、上支座13、上封頭14、煙氣出口/再生氣進(jìn)口15、檢修孔16。

具體的部件連接關(guān)系為：所述罐體9的下端與下封頭2焊接連接，所述罐體9的上端與上封頭14焊接連接，所述煙氣進(jìn)口/再生氣出口1焊接連接于下封頭2的下部，所述煙氣出口/再生氣進(jìn)口15焊接連接于上封頭14的上方，所述罐體9的下部從下到上依次安裝有進(jìn)氣分配格柵支撐架3、進(jìn)氣分配格柵4、再分配器支撐架5、再分配器7、吸附劑支撐格柵8，所述罐體9的上部安裝有濾網(wǎng)支撐格柵11、濾網(wǎng)12，所述罐體9的外側(cè)下部安裝有下支座6，所述罐體9的外側(cè)上部安裝有上支座13。所述罐體9殼體內(nèi)裝填有活性焦吸附劑。

本實(shí)施例立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附(再生)裝置具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附(再生)裝置可以根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中煙氣中有害物質(zhì)的含量和煙氣量的具體情況進(jìn)行模塊化的串并聯(lián)組合，可以實(shí)現(xiàn)吸附/再生裝置的模塊化，具有針對(duì)性好、靈活方便的等優(yōu)點(diǎn)。

2、本實(shí)用新型立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附(再生)裝置在脫硫脫硝和吸附劑再生的過程中活性焦吸附劑在裝置中一次裝填，循環(huán)使用，不存在活性焦的物理移動(dòng)，避免了活性焦的大量損耗，與傳統(tǒng)活性焦脫硫脫硝相比，運(yùn)行費(fèi)用大大降低。

3、本實(shí)用新型立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附(再生)裝置實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程為：吸附/再生裝置中，含有SO₂和NOx等有害物質(zhì)的煙氣完成吸附后達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)在解吸裝置中，經(jīng)過加熱的再生氣通過吸附飽和的活性焦吸附劑后完成脫吸，解析后的再生氣去制酸工段，完成資源化利用，無二次廢物產(chǎn)生。

以上，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。