CN212790372U - 一种低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统，包括含SO₂和NOx烟气输入管道、增压风机、烟气余热回收器、冷却系统、烟气切换装置、冷量回收器、烟气输出管道及若干固定床吸附塔；含SO₂和NOx烟气输入管道的出口与增压风机的入口相连通，增压风机的出口与烟气余热回收器的入口相连通，烟气余热回收器的出口与冷却系统的入口相连通，冷却系统的出口与烟气切换装置的入口相连通，烟气切换装置的出口分别与各固定床吸附塔的入口相连通，各固定床吸附塔的出口与冷量回收器的入口相连通，冷量回收器的出口与烟气输出管道相连通，该系统能够满足烟气超净排放的要求，且再生是损耗较小。

Description

一种低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统

技术领域

本实用新型属于烟气一体化脱硫脱硝技术领域，涉及一种低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统。

背景技术

当前主流的脱硫脱硝技术时SCR脱硝和FGD脱硫。SCR脱硝是通过催化剂和还原剂将NOx还原成N₂排出，石灰石-石膏法进行脱硫，该方法通过将SO₂与石灰石浆液反应，生成难溶的硫酸钙(石膏)脱除。传统SCR脱硝和FGD脱硫技术虽然应用广泛，但是存在很多问题。例如FGD脱硫使用大量的石灰石作为脱硫剂，石灰石的大量开采造成严重的山体破坏，FGD脱硫产生大量的脱硫废水也给电厂带来了处理难题。SCR脱硝的催化剂只在特定温度区间具备较高活性，当电厂运行负荷调整时，烟气温度的变化会严重影响SCR脱硝效率。另外，SCR脱硝存在氨逃逸、催化剂固废等二次污染问题。

除了SCR脱硝和FGD脱硫技术外，活性焦吸附法一体化脱硫脱硝技术也在日本和德国有工业应用。该技术的特点是利用活性焦多孔吸附特性对SO₂进行吸附脱除，再生后得到高浓度的SO₂，制成硫酸、硫磺或硫酸盐等副产品。活性焦法不能吸附脱除NOx，因为NO是难吸附气体。NOx的脱除仍然需要进行喷氨还原成N₂，活性焦作为选择性还原催化剂。活性焦脱硝率不高，一般只有70～80％的脱硝效率，无法满足超净排放的要求。此外，由于活性焦干法脱硫原理是基于H₂SO₄化学吸附，再生温度高，而且活性焦参与再生反应，损耗大。

常规活性焦(炭)干法脱硫脱硝工艺如附图1所示。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统，该系统能够满足烟气超净排放的要求，且再生是损耗较小。

为达到上述目的，本实用新型所述的低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统包括含SO₂和NOx烟气输入管道、增压风机、烟气余热回收器、冷却系统、烟气切换装置、冷量回收器、烟气输出管道及若干固定床吸附塔；

含SO₂和NOx烟气输入管道的出口与增压风机的入口相连通，增压风机的出口与烟气余热回收器的入口相连通，烟气余热回收器的出口与冷却系统的入口相连通，冷却系统的出口与烟气切换装置的入口相连通，烟气切换装置的出口分别与各固定床吸附塔的入口相连通，各固定床吸附塔的出口与冷量回收器的入口相连通，冷量回收器的出口与烟气输出管道相连通。

所述冷却系统为三段喷淋冷却结构。

固定床吸附塔的数目为两个。

固定床吸附塔内填充有多孔吸附材料，其中，所述多孔吸附材料为活性炭、活性焦或分子筛。

还包括吹扫风管道，其中，吹扫风管道与固定床吸附塔的逆向吹扫风入口相连通。

在工作时，烟气经含SO₂和NOx烟气输入管道进入到增压风机中，再经增压风机增压后送入烟气余热回收器中进行降温，然后经烟气切换装置送入任一固定床吸附塔中，通过固定床吸附塔进行脱硫脱硝处理，固定床吸附塔输出的烟气进入到冷量回收器中回收冷量，最后经烟气输出管道排出。

在吸附时，当固定床吸附塔吸附饱和后，则通过烟气切换装置将烟气输入到其他任意一个固定床吸附塔中，同时对饱和的固定床吸附塔进行再生。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统在具体操作时，通过固定床吸附塔对烟气中的SO₂和NOx进行吸附处理，吸附温度较低，同时在工作时，采用一用一备的方式，当固定床吸附塔饱和时，则通过烟气切换装置切换至其他的固定床吸附塔，同时对饱和的固定床吸附塔进行再生，从而满足烟气超净排放的要求，且再生是损耗较小，另外，本实用新型通过烟气余热回收器及冷却系统对烟气进行冷却，使得烟气温度降低至吸附温度-100℃～室温。本实用新型中NOx通过低温氧化吸附的方式脱除，不需要喷入NH₃进行催化还原，同时，固定式吸附塔在低温下对SO₂和NOx吸附量大，吸附剂装填量少，吸附设备小，投资成本较低，同时不需要连续补充，只需要定期补充或更换吸附剂。另外，烟气降温过程中析出的酸性冷凝水，经中和处理后可供电厂使用，降低电厂耗水量，可广泛适用于电厂烟气、钢厂烧结烟气和焦炉烟气等烟气一体化脱硫脱硝。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图。

其中，1为增压风机、2为烟气余热回收器、3为冷却系统、4为烟气切换装置、5为固定床吸附塔、6为冷量回收器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图2，本实用新型所述的低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统包括含SO₂和NOx烟气输入管道、增压风机1、烟气余热回收器2、冷却系统3、烟气切换装置4、冷量回收器6、烟气输出管道及若干固定床吸附塔5；含SO₂和NOx烟气输入管道的出口与增压风机1的入口相连通，增压风机1的出口与烟气余热回收器2的入口相连通，烟气余热回收器2的出口与冷却系统3的入口相连通，冷却系统3的出口与烟气切换装置4的入口相连通，烟气切换装置4的出口分别与各固定床吸附塔5的入口相连通，各固定床吸附塔5的出口与冷量回收器6的入口相连通，冷量回收器6的出口与烟气输出管道相连通。

所述冷却系统3为三段喷淋冷却结构；固定床吸附塔5的数目为两个；固定床吸附塔5内填充有多孔吸附材料，其中，所述多孔吸附材料为活性炭、活性焦或分子筛；本实用新型还包括吹扫风管道，其中，吹扫风管道与固定床吸附塔5的逆向吹扫风入口相连通。

在工作时，除尘后的高温烟气经增压风机1引入烟气余热回收器2中，将烟气温度降至70℃以下，其中，回收的热量用于供应热水、蒸汽或用于制冷；经余热回收后的烟气进入冷却系统3中，通过喷淋降温或者间接换热的方式降至室温以下温区，室温以上温区冷却通过冷却水带走热量，室温以下温区冷却采用制冷的方式；冷却后的烟气通过烟气切换装置4进入第一个固定床吸附塔5中，通过与装填的多孔吸附材料相接触，在低温下吸附脱除烟气中的SO₂及NOx；当第一个固定床吸附塔5吸附饱和后，SO₂或NOx开始穿透时，通过烟气切换装置4将烟气切换至第二个固定床吸附塔5进行SO₂或NOx吸附，同时通过加热或抽真空的方式对第一个固定床吸附塔5内的吸附剂进行SO₂和NOx解吸和吸附材料再生。当第二个固定床吸附塔5吸附饱和后，SO₂或NOx开始穿透时，通过烟气切换装置4将烟气重新切换至解吸完成的第一个固定床吸附塔5，在两个固定床吸附塔5之间循环开展吸附及解吸操作。

600MW燃煤机组的烟气(烟气流量200万标方/小时，SO₂含量3000mg/Nm³，NOx含量500mg/Nm³)经过除尘后，进入实施例和对比实施例种。

实施例

如附图2所示，烟气经增压风机1增压后，进入烟气余热回收器2中，烟气温度由120℃降至70℃；70℃的烟气进入冷却系统3，通过喷淋冷却的方式降至-20℃，冷却系统3采用三段喷淋冷却方式，其中，第一段喷淋降温至35℃，第二段通过冷冻水喷淋降温至5℃，第三段通过低温氯化钙溶液喷淋冷却至-20℃，第一段喷淋循环液通过冷却水冷却，第二段喷淋循环液通过冷水机组冷却；第三段喷淋循环液(氯化钙溶液)通过低温制冷机组冷却，经冷却系统3冷却至-20℃的低温烟气通过烟气切换装置4进入到第一个固定床吸附塔5中，脱硫脱硝后的烟气中SO₂和NOx含量均低于1mg/Nm³，然后再经冷量回收器6回收冷量后排出。

当第一个固定床吸附塔5出口的净烟气中SO₂或NOx含量超过1mg/Nm³时，通过烟气切换装置4将烟气切换至第二个固定床吸附塔5进行吸附脱硫脱硝。同时向第一个固定床吸附塔5内通入200℃热空气进行逆向吹扫床层，以解吸出SO₂和NOx，解吸完成后，通入冷空气吹扫冷却床层；当第二个固定床吸附塔5吸附饱和时，出口净烟气中SO₂或NOx含量超过1mg/Nm³时，通过烟气切换装置4将烟气重新切换至第一个固定床吸附塔5中进行吸附工序，同时对第二个固定床吸附塔5进行解吸和冷吹操作工序。

对比实施例

如附图1所示，除尘后的烟气(120℃)经引风机引入移动床吸附塔中，移动床吸附塔由上下两段组成，下段为脱硫段，上段为脱硝段。烟气先进入到下段进行吸附脱硫，SO₂与烟气中的H₂O和O₂反应，生成的H₂SO₄被活性焦(炭)吸附。吸附脱硫后的烟气喷入NH₃，进入到移动床吸附塔上段，在活性焦(炭)的催化作用下，NOx被NH₃还原成N₂进行脱硝，吸附SO₂后的活性焦(炭)进入到再生塔中，通过加热的方式再生，解吸出SO₂，再生后的活性焦(炭)通过冷却降温和筛分除灰等工序后，经链斗抬升至移动床吸附塔塔顶进行加料循环使用。由于再生过程中参与反应消耗掉大量活性焦(炭)，需要补充新鲜活性焦(炭)维持系统连续运行。

实施例和对比实施例的主要技术参数如表1所示。

表1

主要技术参数	实施例	对比实施例
			吸附床类型	固定床	移动床
吸附温度	-20℃	120℃
			再生温度	200℃	400℃
SO<sub>2</sub>脱除方式	物理吸附	化学吸附
			Nox脱除方式	氧化吸附	喷氨还原
SO<sub>2</sub>脱除效率	>99％	<95％
			Nox脱除效率	>99％	<80％
硫容(mg/g)	170	34
			活性焦装填量(t)	2000	8000
活性焦消耗量(kg/h)	<100	1200
			氨消耗量(kg/h)	0	460

Claims (4)

1.一种低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统，其特征在于，包括含SO₂和NOx烟气输入管道、增压风机(1)、烟气余热回收器(2)、冷却系统(3)、烟气切换装置(4)、冷量回收器(6)、烟气输出管道及若干固定床吸附塔(5)；

含SO₂和NOx烟气输入管道的出口与增压风机(1)的入口相连通，增压风机(1)的出口与烟气余热回收器(2)的入口相连通，烟气余热回收器(2)的出口与冷却系统(3)的入口相连通，冷却系统(3)的出口与烟气切换装置(4)的入口相连通，烟气切换装置(4)的出口分别与各固定床吸附塔(5)的入口相连通，各固定床吸附塔(5)的出口与冷量回收器(6)的入口相连通，冷量回收器(6)的出口与烟气输出管道相连通；

所述冷却系统(3)为三段喷淋冷却结构。

2.根据权利要求1所述的低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统，其特征在于，固定床吸附塔(5)的数目为两个。

3.根据权利要求1所述的低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统，其特征在于，固定床吸附塔(5)内填充有多孔吸附材料，其中，所述多孔吸附材料为活性炭、活性焦或分子筛。

4.根据权利要求1所述的低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统，其特征在于，还包括吹扫风管道，其中，吹扫风管道与固定床吸附塔(5)的逆向吹扫风入口相连通。

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