一種流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝的製作方法
2023-10-17 08:52:59
專利名稱：一種流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於煙氣汙染治理領域，特別是涉及火力發電廠燃煤鍋爐煙氣中S02和N0X 的流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝。
背景技術：
燃煤電站鍋爐排放的煙氣汙染物引起的大氣汙染和酸雨等問題已十分嚴重，造 成了巨大的經濟損失，因此控制煙氣汙染物排放已經勢在必行。目前工業化應用較多的 是單獨的脫硫或脫硝技術，已開發應用的聯合脫硫脫硝技術也是煙氣脫硫技術(Flue Gas Desulfurization, FGD)和煙氣脫硝技術一選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction, SCR)組合工藝，造成了資源的巨大浪費、初投資大、運行費用高等問題，而且在 協調組織各獨立子系統以達到高效煙氣淨化方面也存在著諸多問題。活性炭由於具有獨特的孔隙結構和很高的化學穩定性和熱穩定性、疏水性、負載 催化能力以及可循環利用等優點，是一種優良的吸附劑和催化劑，並且在投資和運行成本 方面有明顯優勢；另外我國還擁有豐富的活性炭相關自然資源，因此近年來活性炭法脫硫 脫硝技術已成為研究焦點，並在工業上得到推廣和應用。目前應用最廣泛的活性炭脫硫脫 硝工藝多採用固定床或移動床吸附流程，但該流程應用過程中存在著以下問題(1)床層 傳熱效果差，活性炭利用率低；(2)床層阻力過大，造成系統運行費用高；(3)系統運行連續 性差、活性炭更換困難，不利於活性炭及時再生和循環利用；(4)工藝設備複雜、空間佔用 大，造成設備的初投資增加等缺點，阻礙了活性炭脫硫脫硝工藝的推廣應用。
發明內容
本發明的目的在於克服上述現有活性炭脫硫脫硝工藝的不足，提出一種流態化活 性炭聯合脫除的工藝，通過煙氣循環流化床活性炭脫硫脫硝的工藝流程，不僅簡化了設備 裝置，還提高了活性炭的容積負荷、增強了活性炭活性和改善傳質效果，實現了活性炭高效 利用和再生的連續性。本發明是通過如下方式實現流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝，該工藝由預除塵裝置、活性炭進料裝置、氨噴射 裝置、水霧化系統、循環流化床淨化塔、氣_固分離裝置、螺旋迴送裝置、螺旋式微波再生裝 置、活性炭儲存罐、文丘裡、儲氣罐和二氧化硫儲存罐組成，本發明的流態化活性炭聯合脫 硫脫硝工藝步驟為a、從鍋爐排出的煙氣經過預除塵裝置處理後，在反應塔內與活性炭進料裝置送入 的活性炭混合；b、在循環流化床反應塔內，通過水霧化系統將溫度調節為70°C -80°C，在反應塔 下部，煙氣中的S02被活性炭吸附；在反應塔上部由氨噴射裝置噴入氨氣，煙氣中的和N0x與 氨氣發生催化還原反應而被脫除；c、淨化的煙氣與活性炭一起進入氣_固分離裝置進行氣固分離，分離的活性炭一部分經螺旋迴送裝置送入塔內，另一部分經過螺旋式微波再生裝置再生後，進入活性炭儲 存罐；d、活性炭在螺旋式微波再生裝置再生過程中，釋放出二氧化硫，進入二氧化硫儲存罐。本發明的流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝，利用煙氣循環流化床作為活性炭聯合 脫硫脫硝的主要裝置。活性炭以流化狀態方式與煙氣中so2*NOx充分接觸，在保證床層內 部溫度均勻前提下加快其催化吸附反應速率，充分提高活性炭的利用率。煙氣中S02和N0X 在循環流化床淨化塔內的脫除反應既有活性炭的物理吸附，又有化學吸附。在反應塔下部， 一方面部分302通過分子間引力被活性炭顆粒物理吸附；另一方面吸附的S02在活性炭的催 化作用下，被氧化後生成H2S04，S02脫除率達到95%以上；在反應塔上部噴入氨氣，在活性 炭的催化作用下與N0X與NH3發生反應被還原成N2，實現N0X的催化還原脫除，N0X脫除率超 過80% ；實現了 S02和N0X的分區脫除。具體反應方程式為
經過該工藝後，煙氣中的so2被活性炭吸附，並在活性炭的催化作用下與煙氣中的 氧氣反應生成S03，然後與水結合生成硫酸。煙氣中的N0X在氨的作用下與氧氣反應生成N2， 隨煙氣排出。活性炭再生後，吸附的H2SO4與活性炭分離，活性炭循環利用，分離的H2SO4可 作為化工原料。本發明的流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝，由氣_固分離裝置實現活性炭的分離 循環，分離後的活性炭部分送入塔內參與循環，部分進入螺旋式微波再生裝置，使活性炭再 生，實現活性炭的循環利用，淨化後的煙氣排出系統，對活性炭再生過程中排放的氣體進行 收集處理。本發明與傳統工藝相比，具有工藝簡單、無二次汙染、資源可再生利用等優點，改 工藝降低了初始投資和運行成本，實現了活性炭的高效利用，應用前景非常廣闊。
四
圖1為流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝流程圖。圖中1為預除塵裝置、2為活性炭進料裝置、3為水霧化系統、4為循環流化床反應 塔、5為氨噴射裝置、6為氣-固分離裝置、7為螺旋迴送裝置、8為螺旋式微波再生裝置、9為二氧化硫儲存罐、10為活性炭儲存罐、11為文丘裡。 五具體實施例方式下面結合附圖1給出本發明的一個最佳實施工藝。流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝如圖1所示。從鍋爐排出的煙氣經過預除塵裝置 1進入循環流化床反應塔4，煙氣在文丘裡11處與活性炭進料裝置2送入的活性炭混合接 觸，並利用水霧化系統3進行溫度調節，活性炭在塔內以流態化方式與煙氣混合接觸，煙氣 中的S02在反應塔下部被活性炭吸附氧化並脫除；氨噴射裝置5在反應塔上部噴入適量氨 氣，煙氣中的N0X與NH3進行催化還原反應而被脫除。煙氣由循環流化床反應塔4進入氣_固分離裝置6，進行活性炭的分離，分離後的 活性炭分為兩部分，一部分經過螺旋迴送裝置7送回煙氣淨化塔5參與循環，另一部分進入 螺旋式微波再生裝置8，在微波的加熱的作用下活性炭得到再生，再生後的活性炭進入活性 炭儲存罐10，實現活性炭的循環再生利用；活性炭再生過程中脫附的氣體進入二氧化硫儲 存罐9被收集後進行利用。淨化後的煙氣經煙@排出。
權利要求
一種流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝，該工藝由預除塵裝置、活性炭進料裝置、氨噴射裝置、水霧化系統、循環流化床反應塔、文丘裡、氣-固分離裝置、螺旋迴送裝置、螺旋式微波再生裝置、活性炭儲存罐、儲氣罐和二氧化硫儲存罐構成，其特徵在於該工藝的步驟為a、從鍋爐排出的煙氣經過預除塵裝置處理後，在反應塔內與活性炭進料裝置送入的活性炭及氨噴射裝置供給的氨氣混合；b、在循環流化床反應塔內，通過水霧化系統將溫度調節為70℃-80℃，在反應下部，煙氣中的SO2被活性炭吸附；在反應塔上部由氨噴射裝置噴入氨氣，煙氣中的和NOx與氨氣發生催化還原反應而被脫除；c、淨化的煙氣與活性炭一起進入氣-固分離裝置進行氣固分離，分離的活性炭一部分經螺旋迴送裝置送入塔內，另一部分經過螺旋式微波再生裝置再生後，進入活性炭儲存罐；d、活性炭在螺旋式微波再生裝置再生過程中，釋放出二氧化硫，進入二氧化硫儲存罐。
全文摘要
本發明涉及一種流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝。含有SO2和NOx的煙氣在與流化狀態的活性炭混合，通過調溫增溼水調節煙氣溫度，在循環流化床反應塔下部SO2被吸附氧化脫除；在反應塔的上部噴入氨氣與煙氣中的NOx發生反應，實現NOx的脫除；淨化後的煙氣經氣-固分離裝置，將活性炭進行分離，一部分活性炭被送入循環流化床反應塔內，一部分進入螺旋式微波再生裝置，使活性炭再生，實現活性炭的循環利用；本發明的流態化活性炭聯合脫硫脫硝工藝，實現了活性炭的高效循環利用，提高了系統的可靠性。
文檔編號B01D53/60GK101856587SQ20101018942
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月2日 優先權日2010年6月2日
發明者崔琳, 張立強, 李兵, 王志強, 董勇, 馬春元 申請人:山東大學