一種活性焦脫硫脫硝與膜分離除塵集成系統(tǒng)及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煙氣凈化領(lǐng)域，特別涉及一種活性焦脫硫脫氮與膜分離除塵集成系統(tǒng)及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著經(jīng)濟(jì)的增長，對化石能源的消耗也越來越多，在我國以煤炭為主要的能源，而煤炭的燃燒會產(chǎn)生大量空氣污染物，其中以S02、NOx、粉塵的危害最大，由于大量的空氣污染物的排放使我國一些地區(qū)時常出現(xiàn)霧霾天氣、酸雨，對生態(tài)環(huán)境及人民的身體健康產(chǎn)生極大的不利影響。為此，國家逐步提高了空氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，這就使得我們需要重新審視現(xiàn)有的脫硫脫硝除塵技術(shù)面臨的問題，探索新技術(shù)以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。
[0003]目前在我國主要的除塵方法是靜電除塵和袋式除塵，都存在許多不足。(I)靜電除塵存在:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、一次性投資高；除塵效率受粉塵比電阻影響大，一般對比電阻小于104?105Ω.αιι或大于1010?1011Ω.cm的粉塵，若不采取一定措施，除塵效率將受到影響；對初始濃度大于30g/cm3的含塵氣體需設(shè)置預(yù)處理裝置等。(2)布袋除塵存在:對于高溫氣體，必須采用降溫措施；易磨損壽命短需頻繁更換布袋。
[0004]活性焦煙氣脫硫脫硝方法是活性焦為原料，在脫硫過程中，活性焦作為吸附劑吸附S02 ;在脫硝過程中活性焦作為催化劑，使得呢和NH 3反應(yīng)產(chǎn)生N 2 ,H2O等無害物質(zhì)。目前已應(yīng)用的活性焦法脫硫脫硝系統(tǒng)都是是除塵相分離的分體式結(jié)構(gòu)。存在工藝流程多、管路復(fù)雜、設(shè)備占地面積大和維修困難等問題。
[0005]專利CN1712108A公開的一種煙氣脫硫脫硝工藝，其將脫硫?qū)雍兔撓鯇訃?yán)格的分為兩段，中間連接處狹窄，使得活性焦下移不通暢；其次，再生氣體中CO含量少，難以分離；另外，在煙氣溫度在120°C?180°C之間時，用CO作為還原劑和N0x反應(yīng)的速率較慢，脫硝效果不如使用NH3。
[0006]專利CN1911491A公開的移動床煙氣脫硫脫硝除塵工藝，其將原煙氣直接通入到脫硫脫硝移動床中，使移動床的活性焦具有脫硫脫硝除塵三種功能，但是在隨著運(yùn)行時間的進(jìn)行，活性焦中會混有大量的粉塵顆粒，這些粉塵中由于顆粒小、成分復(fù)雜會降低活性焦再生后的性能，從而降低活性焦的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)有脫硫脫硝技術(shù)的不足，提出的一種脫硫脫硝除塵一體式系統(tǒng)和工藝，該系統(tǒng)具有占地面積少、處理成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出一種活性焦脫硫脫硝與膜分離除塵集成系統(tǒng)，包括:無機(jī)膜過濾器，所述無機(jī)膜過濾器包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的除塵氣體集氣室和膜組件，膜組件位于除塵氣體集氣室的下方，所述膜組件一側(cè)設(shè)有煙氣進(jìn)口，所述除塵氣體集氣室的一側(cè)設(shè)有除塵氣體出口，另一側(cè)設(shè)有反吹氣體入口，反吹氣體入口與空氣壓縮機(jī)相連；所述殼體下方連通集塵箱；脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔，所述脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔上半段為脫硝層，下半段為脫硫?qū)?，所述脫硫?qū)右粋?cè)設(shè)有氣體進(jìn)口，所述氣體進(jìn)口與所述除塵氣體出口相連；所述脫硝層的下側(cè)設(shè)有NH3入口，脫硝層的上部設(shè)有潔凈氣體出口和活性焦進(jìn)料口 ；再生塔，所述再生塔的頂部通過第一傳送設(shè)備與所述脫硫?qū)拥南虏肯噙B，所述再生塔的內(nèi)部設(shè)有加熱設(shè)備，再生塔的下部與篩選設(shè)備連接，篩選設(shè)備再通過第二傳送設(shè)備與所述活性焦進(jìn)料口相連，所述再生塔還與氮?dú)膺M(jìn)口相連。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的活性焦脫硫脫硝與膜分離除塵集成系統(tǒng)中高溫?zé)煔馔ㄟ^陶瓷膜終端過濾器，利用膜材料的選擇篩分與滲透性能，在高溫下實(shí)現(xiàn)煙氣中的氣體和粉塵的分離，得到的除塵煙氣脫沿移動床的底部側(cè)線進(jìn)入床體內(nèi)，使煙氣和活性焦逆向接觸，在脫硫?qū)又忻摮齋O2，煙氣在繼續(xù)上升的進(jìn)入脫硝層，在活性焦的作用下使其和氨氣反應(yīng)生成n2、H2O等潔凈氣體排空；活性焦在經(jīng)過脫硫脫硝后進(jìn)入脫附再生裝置，實(shí)現(xiàn)再生達(dá)到循環(huán)利用的目的，而脫除的302回收利用。因此，本發(fā)明將脫硝脫硫移動床反應(yīng)器和無機(jī)膜過濾器連接，并且和再生塔左右連接，使該套裝置能夠進(jìn)行煙氣脫硫脫硝除塵和活性焦的再生，具有占地面積少、處理成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
[0010]另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的活性焦脫硫脫硝與膜分離除塵集成系統(tǒng)還可以具有以下附加技術(shù)特征:
優(yōu)選的，所述無機(jī)膜過濾器和脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔相連接構(gòu)成一體式結(jié)構(gòu)。由此可知，將這兩個裝置上下連接，提高了除塵和脫硫脫硝的效率，并且減少了裝置的占地面積。
[0011]優(yōu)選的，所述殼體的下側(cè)呈倒錐形。由此可知，當(dāng)對膜組件的上表面進(jìn)行反吹時，倒錐形的結(jié)構(gòu)有利于使膜表面的濾餅脫落進(jìn)入收塵箱，從而有效防止了膜污染。
[0012]優(yōu)選的，所述活性焦進(jìn)料口還設(shè)有新活性焦加料斗。由此可知，新活性焦加料斗可以向脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔內(nèi)補(bǔ)充新的活性焦，以保證塔體內(nèi)有足量的活性焦。
[0013]優(yōu)選的，所述膜組件為陶瓷或金屬材料構(gòu)成的管式膜，陶瓷材料為氧化鋁、氧化鋯或碳化娃；金屬材料為不銹鋼、FeAl合金或FeCrAl合金；膜的平均孔徑為0.02um?50μηι，膜通道的直徑為3mm?100mm。由此可知，上述膜組件目的在于具有對粉塵的截留性能和對氣體的滲透性能，實(shí)現(xiàn)固體粉塵顆粒和氣體的分離。
[0014]優(yōu)選的，所述空氣壓縮機(jī)與反吹氣體入口之間設(shè)有電磁閥。
[0015]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種活性焦脫硫脫氮與膜分離除塵處理方法，包括如下步驟:
1)煙氣從煙氣進(jìn)口進(jìn)入無機(jī)膜過濾器，通過膜具有對粉塵的截留性能和對氣體的滲透性能，實(shí)現(xiàn)固體粉塵顆粒和氣體的分離，凈化后的除塵氣體進(jìn)入脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔并和活性焦逆流接觸，在脫硫?qū)佑捎诨钚越箤O2的吸附，實(shí)現(xiàn)脫除SO2的作用；煙氣繼續(xù)上升進(jìn)入脫硝層，在活性焦的催化下，嘰和NH 3反應(yīng)生成N 2、H20等潔凈氣體排空，實(shí)現(xiàn)了脫除呢的作用；
2)在對煙氣進(jìn)行脫硫脫硝除塵的過程中，活性焦從脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔的底部移出口，通過第一傳送設(shè)備進(jìn)入再生塔，在450?500°C的高溫下實(shí)現(xiàn)SO2的從活性焦上脫附，然后在隊(duì)的吹掃下將得到含量為20%?60%的SO 2的混合氣；再生后的活性焦通過篩分設(shè)備，篩選出符合一定顆粒大小要求的活性焦并補(bǔ)充適量的新活性焦通過第二傳送設(shè)備重新進(jìn)入脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔。
[0016]優(yōu)選的，當(dāng)膜表白沉積的粉塵是膜通量下降到初始通量的50%時，自動通過壓縮機(jī)抽取空氣并在電磁閥的作用下實(shí)現(xiàn)間歇反吹膜分離器，使膜表面的濾餅脫落進(jìn)入收塵箱。
[0017]優(yōu)選的，在對煙氣進(jìn)行脫硫脫硝除塵的過程中，從脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔底部移出口的活性焦可以是飽合或非飽合的，隨著活性焦的移出口，塔體內(nèi)腔內(nèi)的活性焦整體下移，保證脫硝層和脫硫?qū)觾?nèi)活性焦的活性。
[0018]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
圖1為本發(fā)明所述的一種活性焦脫硫脫硝與膜分離除塵集成系統(tǒng)及處理方法的工藝流程圖，其中(I )-無機(jī)膜過濾器、(II)-脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔、(III)-再生塔。
[0020]圖2為本發(fā)明所述的一種活性焦脫硫脫硝與膜分離除塵集成系統(tǒng)的裝置示意圖，其中1-膜組件、2-除塵氣體集氣室、3-脫硫?qū)印?-脫硝層、5-第一傳送設(shè)備、6-篩選設(shè)備、7-加熱設(shè)備、8-第二傳送設(shè)備、9-新活性焦加料斗、10-煙氣進(jìn)口、11-除塵氣體出口、12-殼體、13-氣體進(jìn)口、14-集塵箱、15-NH3A 口、16-潔凈氣體出口、17-活性焦進(jìn)料口、18-電磁閥、19-空氣壓縮機(jī)、20-反吹氣體入口。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0022]實(shí)施例1
如圖1、2所示，一種活性焦脫硫脫硝與膜分離除塵集成系統(tǒng)，由無機(jī)膜過濾器(I )、脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔(II)、活性焦再生塔(III)、電磁閥(18)、壓縮機(jī)(19)、篩選設(shè)備(6)、第一傳送設(shè)備(5)、第二傳送設(shè)備(8)、新活性焦加料斗(9)組成，而無機(jī)膜過濾器(I )和脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔(II)相連接構(gòu)成一體式結(jié)構(gòu)。其中無機(jī)膜過濾器I由膜組件(1)、除塵氣體集氣室(2)和殼體(12)構(gòu)成，除塵氣體集氣室(2)和膜組件(I)設(shè)置在殼體(12)內(nèi)，膜組件(I)位于除塵氣體集氣室(2)的下方。膜組件(I)左側(cè)設(shè)有(濃塵氣入口)煙氣進(jìn)口
(10)，集氣室左側(cè)設(shè)有除塵氣體出口(11)和脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔(II)的(脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔進(jìn)氣口)氣體進(jìn)口(13)相連接，右側(cè)設(shè)有反吹氣體入口(20)，反吹氣體入口(20)通過管路與空氣壓縮機(jī)(19)相連，管路上設(shè)有電磁閥(18)。殼體(12)下側(cè)呈倒錐形，底部設(shè)有集塵箱(14)。
[0023]所述脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔(II)的塔體內(nèi)腔呈圓柱形，內(nèi)腔內(nèi)填充有活性焦。脫硫脫硝移動床反應(yīng)塔(II)的上半段為脫硝層(4)，下半段為脫硫?qū)?3)，脫硝層(4)的左下側(cè)設(shè)有NH3A 口( 15)，脫硝層(4)的上部左側(cè)設(shè)有(達(dá)標(biāo)氣體排放口)潔凈氣體出口( 16)，右側(cè)設(shè)有活性焦進(jìn)料口(17)，脫硫?qū)?3)通過第一傳送設(shè)備(5)和再生塔(III)頂部連接。
[0024]所述再生塔(III)的內(nèi)部設(shè)有加熱設(shè)備(7)，再生塔(III)的下部和篩選設(shè)備(6)連接，篩選設(shè)備(6)再通過第二傳送設(shè)備(8)和新活性焦加料斗(9)、活性焦進(jìn)料口(17)連接。再生塔(III)還與氮?dú)膺M(jìn)口相連。
[0025]具體處理步驟如下:
高溫?zé)煔鈴臒煔膺M(jìn)口(10)進(jìn)入無機(jī)膜過濾器(I )，其中膜為孔徑為4um的單管式氧化鋁膜，膜外徑為13mm，膜管數(shù)量是10根，長度lm，通過膜具有對粉塵的截