用於通過活化吸附劑脫除氣體中汞蒸氣的流化床設備的製作方法
2024-02-24 13:53:15
專利名稱：用於通過活化吸附劑脫除氣體中汞蒸氣的流化床設備的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種用於通過吸附法脫除氣體中汞蒸氣的設備，屬於環境保 護大氣汙染控制技術領域，具體涉及一種使用活化吸附劑的流化床設備，可以 實現對汞蒸氣的連續高效脫除。
背景技術：
汞及其化合物因為其難降解性、生物積累性和毒性而嚴重危害人類的神經 系統。由於汞單質在常溫下飽和蒸汽壓較高，易揮發，因此洩漏於空氣中的汞 極易揮發入大氣並對環境及人類生活健康造成影響，必須進行淨化處理。在通 常情況下，汞離子可以通過傳統的煙氣淨化流程(如溼式洗滌法)有效脫除， 但汞單質由於其低熔點、高飽和蒸汽壓以及低水溶性而成為最難控制的形態之 一，需要選擇適宜的方法進行特殊處理。
目前用於汞蒸氣脫除的方法主要有冷凝法、吸收法和吸附法等，其中冷凝 法很難完全脫除汞蒸氣，冷凝後氣相中仍有相當數量的汞，還需用其他方法如 吸收法、吸附法等手段進一步淨化。吸收法除汞通常淨化效率高、操作方便， 但吸收劑一般利用率較低，設備龐大、成本較高。另外，吸收過程容易產生大 量含汞廢液或廢渣，形成二次汙染，後續處理過程繁瑣。吸附法是目前應用最 為廣泛的汞蒸氣脫除與回收方法，該法對汞的控制多採用在反應塔噴入吸附劑 或採用固定吸附床來進行。由於單純的物理吸附對汞蒸氣的吸附容量低，通常 需要對吸附劑進行活化處理使其負載上某種化學物質(如氯、碘、銀、硫等)。 汞在被吸附的同時與吸附劑上的物質發生化學反應生成汞類化合物附著在吸附 劑上，以此提高對汞蒸氣的脫除效率。
目前常用的吸附法連續脫除汞蒸氣的設備為固定吸附床，固定床數目通常 為二到三個。吸附過程進行中，固定床需在吸附、再生、活化步驟間頻繁切換，設備管線及閥門複雜，要求自動化程度高，設計工作繁瑣。由此，有必要對原 吸附設備進行改進以簡化流程，降低成本。
實用新型內容
本實用新型的目的是針對現有吸附設備的不足，設計一種簡便易行，脫除 效率高的汞蒸氣連續吸附設備。這種設備不但製造和裝配簡單，成本低廉，而 且大大簡化了原吸附流程，提高了操作效率。
為實現這一目的，根據本實用新型的特徵，該設備包括通風管道及漏鬥形 容器兩部分。漏鬥形容器與地面垂直，漏鬥上部為存放活化吸附劑的儲料區； 頸部為用於氣體脫汞的吸附區，該區域與通風管道垂直交叉且截面完全相同； 通風管道內裝有氣體分布器，該分布器位於吸附區上遊側；漏鬥底部為帶有機 械活動臂的卸料區，可使接近飽和的吸附劑連續移出設備並進入接收槽。
根據本實用新型的更多的具體特徵
——儲料區與吸附區完全連通並充滿經活化處理後的散堆顆粒狀吸附劑。
——吸附床層外側設有防止吸附劑溢出並允許氣體穿過的金屬絲網。
——吸附床層上遊側設有氣體分布器，通過通風管道使氣體均勻穿過吸附床。
一一卸料區包括一個將接近吸附飽和的吸附劑從設備中移出的機械活動 臂，其與吸附劑接觸的部分帶有柔性壁面。
——機械活動臂在吸附初期位於卸料區以支撐吸附劑，吸附劑接近飽和後 則通過機械臂的往復運動被恆速移入接收槽，儲料區中的活化吸附劑同時通過 重力作用進入吸附床層以實現新鮮吸附劑的補充。
本實用新型所能達到的有益效果是吸附操作開始時機械活動臂靜止並支 撐儲料區與吸附區中的吸附劑；吸附過程中，儲料區採用頂蓋密封，吸附區下遊側形成負壓，待分離氣體混合物按一定流速經氣體分布器均勻分布後穿過帶金屬絲網的吸附床層以實現汞蒸氣的吸附脫除；吸附劑初次接近飽和後，卸料區的機械活動臂開始持續運動以將散堆活化吸附劑勻速移入接收槽，而儲料區中的新鮮吸附劑就會自動以相同的速度補充入吸附床層，實現吸附過程的連續進行；接收槽內的吸附劑經再生及重新活化後即可再次送入儲料區，繼續進行吸附操作。該設備實現了汞蒸氣吸附、再生及活化過程的連續操作，使整個工藝流程、設備及後續的設計工作都得到大幅簡化，大大降低了運行和維護成本，適宜推廣應用。
通過下面參考附圖對實施例的說明可以清楚本實用新型的特徵和優點，圖1示出了本實用新型實施例的設備示意圖。
具體實施方式
參閱圖1，為本實用新型實施例的設備示意圖。該汞蒸氣吸附脫除設備的具體工作流程如下
1. 將一定尺寸的活化吸附劑送入儲料區及吸附床層並填滿後採用頂蓋密封；
2. 在吸附床層下遊側形成負壓，使含汞氣體混合物以一定流速連續穿過帶金屬絲網的吸附床層；
3. 吸附床層上遊側添加氣體分布器以使氣體均勻穿過吸附床；
4. 啟動帶機械活動臂的往復式卸料系統，達到飽和的吸附劑通過重力作用自然落入卸料區，此時吸附床層與卸料區連通並充滿吸附劑；
5. 通過卸料系統將接近飽和的吸附劑推入接收槽，之後卸料系統回到原位，剛接近飽和的吸附劑再次因重力落入卸料區；
6. 連續運行卸料系統使吸附劑以恆定速度向下移動，並在接近飽和的時刻依次被移入卸料區及接收槽；
7.利用熱水清洗等方法處理接收槽內的飽和吸附劑以進行汞回收，處理後的吸附劑經再次活化後即可送入儲料區重複使用，最終實現整個過程的連續穩態操作。
本實用新型是用於分離氣體混合物，尤其是脫除氣體中汞蒸氣的理想設備。使用散堆式活化吸附劑，汞蒸氣的脫除效率可以達到99%以上。
權利要求1.一種用於通過活化吸附劑脫除氣體中汞蒸氣的流化床設備，包括通風管道(6)及漏鬥形容器兩部分，漏鬥形容器與地面垂直，漏鬥上部(3)為存放活化吸附劑的儲料區(1)；頸部為用於氣體脫汞的吸附區(11)，該區域與通風管道(6)垂直交叉且截面完全相同；通風管道內裝有氣體分布器(5)，該分布器位於吸附區(11)上遊側；漏鬥底部為帶有機械活動臂(8)的卸料區(9)，可使接近飽和的吸附劑連續移出設備並進入接收槽(10)。
2. 根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，儲料區(1)主要包括漏鬥上部 (3)及頂蓋(2);儲料區(1)和吸附區(11)完全連通，其中充滿用於脫除汞蒸氣的散堆顆粒狀活化吸附劑。
3. 根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，吸附區(11)主要包括吸附床層(7) 及其外側的金屬絲網(4)，可以防止吸附劑溢出並允許氣體穿過。
4. 根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，該設備還包括使通風管道(6) 內的氣體均勻穿過吸附床層(7)的氣體分布器(5)。
5. 根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，卸料區(9)主要包括將接近吸 附飽和的吸附劑從設備中移出的機械活動臂(8)以及用於吸附劑再生和汞回收 的接收槽(10)。
6. 根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，機械活動臂(8)上所有與吸附 劑接觸的部分都帶有減小吸附劑磨損的柔性壁面。
專利摘要一種用於通過活化吸附劑脫除氣體中汞蒸氣的流化床設備，包括通風管道及漏鬥形容器兩部分。漏鬥形容器與地面垂直，漏鬥上部為存放活化吸附劑的儲料區；頸部為用於氣體脫汞的吸附區，該區域與通風管道垂直交叉且截面完全相同；通風管道內裝有氣體分布器，該分布器位於吸附區上遊側；漏鬥底部為帶有機械活動臂的卸料區，可使接近飽和的吸附劑連續移出設備並進入接收槽。本實用新型可以較簡便的方式實現汞蒸氣吸附工藝中繁瑣的吸附、再生等步驟的連續進行，大大降低了運行維護成本，同時具有脫汞效率高，加工製造簡單的優點，適宜推廣應用。
文檔編號B01J20/30GK201329239SQ20082014224
公開日2009年10月21日 申請日期2008年9月27日 優先權日2008年9月27日
發明者劉朝輝, 劉漢橋, 張曙光, 徐朝陽, 狄海燕, 珂 董, 閆志海, 檬 韓, 馬雲生, 高建東 申請人:天津渤海環保工程有限公司;天津泰達環保有限公司