專利名稱：循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中so的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣脫硫工藝，尤其是涉及一種通過循環(huán)移動(dòng)床從煙道氣中脫除SO2及NOX的工藝。
背景技術(shù)：
在化石燃料燃燒及金屬冶煉過程產(chǎn)生的煙道廢氣中通常含有相當(dāng)量的SO2，此部分SO2若不脫去，會(huì)被直接排入空中造成污染。如果局部地區(qū)排放量過大，超過大氣自身的調(diào)節(jié)能力而無法將其完全消化時(shí)，部分SO2及其氧化產(chǎn)物SO3就會(huì)隨降雨落下，形成酸雨，危害人類生存環(huán)境。SO2及酸雨危害，由于涉及面廣且不易治理，目前已成為當(dāng)今全球三大環(huán)境問題之一。在我國，由于是以煤為主要能源，且受高速工業(yè)化進(jìn)程的影響，SO2及酸雨危害表現(xiàn)得更為明顯和日益嚴(yán)重。目前，我國SO2年排放量達(dá)2000萬噸以上，居世界第一，SO2及酸雨污染范圍約占國土面積的40％，每年造成的損失達(dá)1000億元以上。SO2及酸雨污染已成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。預(yù)計(jì)我國2010年SO2排放量將達(dá)3100萬噸，2020年將達(dá)3900萬噸，而我國SO2環(huán)境容量僅為1200～1300萬噸，因此減少SO2的排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境勢在必行。
煙氣脫硫(Flue Gas Desulfurization，F(xiàn)GD)是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式，是控制SO2污染的主要技術(shù)手段。國外煙氣脫硫技術(shù)研究始于19世紀(jì)50年代。本世紀(jì)60年代以來，美國、德國、日本等國開始了對煙氣脫硫技術(shù)的大規(guī)模研究開發(fā)與應(yīng)用，目前已有數(shù)百種煙氣脫硫技術(shù)問世，有數(shù)千套煙氣脫硫裝置投入運(yùn)行。當(dāng)前世界各國采用的煙氣脫硫技術(shù)主要有石灰石—石膏法、高速平流濕法、爐內(nèi)噴鈣加濕活化法、氣懸浮體吸收法、旋轉(zhuǎn)噴霧法、電子束加氨脫硫法、雙堿法和碳酸鈉法等等。在國內(nèi)，最常用的煙氣脫硫方法有石灰石—石膏法、噴霧干燥法、吸收再生法、爐內(nèi)噴鈣法、氧化銅法等。上述工藝及其裝置都比較成熟，脫硫效率較高，大部分在80％以上，但是都普遍存在著裝置投資大、占地廣、運(yùn)行成本高的特點(diǎn)，且對某些方法而言，其脫硫后的副產(chǎn)物(如石膏)銷售難度較大，大部分方法在脫硫時(shí)產(chǎn)生的物質(zhì)無法利用，在脫硫過程中還常常存在二次污染的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種投資省、占地少、運(yùn)行費(fèi)用低、且可全面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的循環(huán)移動(dòng)床煙氣脫硫新工藝。本發(fā)明具有工藝流程短、熱利用率高、SO2脫除率高等優(yōu)點(diǎn)，且可在脫硫的同時(shí)脫除煙道氣中存在的NOx。
本發(fā)明可廣范應(yīng)用于電廠鍋爐煙道氣、鋼鐵廠燒結(jié)煙道氣、各種大中型鍋爐和窯爐的煙道氣、以及制硫酸廢氣等領(lǐng)域中SO2的污染控制和回收利用。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于包括如下工藝步驟A、煙道氣經(jīng)除塵、增濕后，與NH3發(fā)生器來的NH3共同通過引風(fēng)機(jī)，從底部進(jìn)入吸附塔。所述吸附塔采用移動(dòng)床技術(shù)，即由炭基脫硫劑構(gòu)成的吸附劑床層在自上而下的移動(dòng)過程中，與自下而上的煙道氣接觸。在炭基脫硫劑的吸附及催化作用下，煙道氣中的SO2被吸附在脫硫劑表面，并由于氧的存在被進(jìn)一步氧化成SO3。SO3與煙道氣中的H2O接觸，則以硫酸的形式存在于脫硫劑孔隙內(nèi)。而由于炭基脫硫劑的吸附及催化作用，煙道氣中NOX被NH3還原為N2。通過上述步驟，超過98％以上的SO2和90％以上的NOX得以脫除，剩余氣體作為排放氣從吸附塔頂部排出并經(jīng)煙囪排空。
所述煙道氣中SO2的濃度為500～20000ppm。
所述煙道氣在移動(dòng)床吸附塔中被吸附的溫度為80～200℃。
所述排放氣中SO2的濃度為1～200ppm。
所述炭基脫硫劑包括活性炭、活性焦、活性炭纖維及它們的改性產(chǎn)品。
B、吸附飽和的炭基脫硫劑經(jīng)吸附塔底以穩(wěn)定的流量連續(xù)流出，并從頂部進(jìn)入移動(dòng)床解吸塔。在解吸塔內(nèi)，脫硫劑床層由上而下移動(dòng)過程中，與從塔底流入的經(jīng)加熱爐加熱的高溫加熱載氣相接觸，床層溫度逐漸升高。當(dāng)床層溫度達(dá)到約400℃時(shí)，脫硫劑孔隙內(nèi)存在的硫酸由于催化分解以及與碳反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為SO2、H2O、CO2、O2，并隨加熱載氣一起作為解吸氣從解吸塔頂部流出，經(jīng)換熱器換熱后，進(jìn)入氣柜儲存或作后繼利用。而解吸塔中的炭基脫硫劑則得以再生，并從解吸塔塔底以穩(wěn)定的流量連續(xù)流出。
所述解吸氣中SO2的濃度為4％～40％，且任意可調(diào)。
所述炭基脫硫劑的再生溫度為300～700℃。
C、再生后的脫硫劑由頂部進(jìn)入移動(dòng)床降溫塔。在塔內(nèi)，脫硫劑床層由上而下移動(dòng)過程中，與從塔底部流入的冷卻載氣相接觸，床層溫度逐漸得以降低，同時(shí)冷卻載氣得以初步加熱。冷卻載氣從降溫塔塔頂流出，并在換熱器內(nèi)與步驟B而來的解吸氣換熱，并得以再次加熱，爾后再進(jìn)入加熱爐進(jìn)行高溫加熱，并作為加熱載氣用于步驟B中的脫硫劑再生。
所述冷卻載氣來源于從氣柜經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入換熱器水冷后，再經(jīng)除濕塔中的濃硫酸除濕而來的一部分解吸氣。
所述加熱載氣為依次經(jīng)降溫塔、換熱器、加熱爐進(jìn)行加熱后的原冷卻載氣。
D、經(jīng)冷卻后的脫硫劑經(jīng)降溫塔底以穩(wěn)定的流量連續(xù)流出，并從頂部進(jìn)入吹掃塔，再以步驟A中部分排放氣對其予以吹掃。
E、經(jīng)吹掃后的脫硫劑從吹掃塔底部出料并經(jīng)篩分除塵后置于脫硫劑料倉，通過定時(shí)定量補(bǔ)加一定的新鮮脫硫劑后，再由提升機(jī)提升至吸附塔頂部的加料料斗中，并由加料料斗向吸附塔中連續(xù)加入脫硫劑。至此完成脫硫劑的一次循環(huán)使用。
本發(fā)明所述的吸附塔、解吸塔、降溫塔均同時(shí)采用了移動(dòng)床技術(shù)，且相互間以串聯(lián)的方式連續(xù)操作。
本發(fā)明經(jīng)篩分后所得的粉塵灰可作鍋爐燃料或作其它用途。
在本發(fā)明的煙道氣脫硫工藝中，所述的解吸塔為一個(gè)或多個(gè)，多塔有利于脫硫劑在加熱解吸再生操作時(shí)塔的交替使用。
在本發(fā)明的煙道氣脫硫工藝中，所述的降溫塔為一個(gè)或多個(gè)，多塔有利于脫硫劑在降溫操作時(shí)塔的交替使用。
在本發(fā)明的煙道氣脫硫工藝中，所述的吹掃塔為一個(gè)或多個(gè)，多塔有利于在對脫硫劑進(jìn)行吹掃時(shí)塔的交替使用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明投資省、占地少、運(yùn)行費(fèi)用低。
2、本發(fā)明吸附塔、解吸塔、降溫塔均同時(shí)采用了移動(dòng)床技術(shù)，且相互間以串聯(lián)的方式連續(xù)操作。
3、本發(fā)明工藝流程短、熱利用率高、SO2脫除率高，且可在脫硫的同時(shí)脫除煙道氣中存在的NOx。
4、本發(fā)明在脫除煙道氣中SO2和NOx的同時(shí)，同步實(shí)現(xiàn)了對脫硫劑的再生和循環(huán)使用。


圖1為本發(fā)明的工藝流程框圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1鋼鐵廠燒結(jié)煙道氣，其中SO2含量為1200～1810ppm、NOx含量為110～202ppm、H2O含量(V/V)為3～10％、O2含量為11～15.9％，含塵量為163～196mg/m3，煙道氣溫度為81～162℃。上述煙道氣采用圖1所示工藝，經(jīng)除塵、增濕、加氨后，進(jìn)入吸附塔，在改性活性焦脫硫劑的作用下進(jìn)行吸附、催化反應(yīng)，以脫去煙道氣中的SO2和NOx，余氣作為排放氣予以排空。從吸附塔底連續(xù)流出的吸附飽和的脫硫劑，在解吸塔中以420～440℃的溫度進(jìn)行解吸，并在降溫塔和吹掃塔中經(jīng)降溫和吹掃后，再經(jīng)篩分除塵和補(bǔ)充新脫硫劑，最后重新通過提升機(jī)返回吸附塔進(jìn)行循環(huán)利用。對吸附塔頂部流出排放氣進(jìn)行檢測，排放氣中SO2含量的典型值為4.1ppm、NOx含量的典型值為10.2ppm。對解吸塔頂部的解吸氣進(jìn)行檢測，解吸氣中SO2含量的典型值為23.1％。
實(shí)施例2電廠鍋爐煙道氣，其中SO2含量為1698ppm、NOx含量為297ppm、H2O含量(V/V)為5.2％、O2含量為6.1％，含塵量為300mg/m3，煙道氣溫度為135℃。上述煙道氣采用圖1所示工藝，經(jīng)除塵、增濕、加氨后，進(jìn)入吸附塔，在改性活性焦脫硫劑的作用下進(jìn)行吸附、催化反應(yīng)，以脫去煙道氣中的SO2和NOx，余氣作為排放氣予以排空。從吸附塔底連續(xù)流出的吸附飽和的脫硫劑，在解吸塔中以430～445℃的溫度進(jìn)行解吸，并在降溫塔和吹掃塔中經(jīng)降溫和吹掃后，再經(jīng)篩分除塵和補(bǔ)充新脫硫劑，最后重新通過提升機(jī)返回吸附塔進(jìn)行循環(huán)利用。對吸附塔頂部流出排放氣進(jìn)行檢測，排放氣中SO2含量的典型值為6.4ppm、NOx含量的典型值為14.9ppm。對解吸塔頂部的解吸氣進(jìn)行檢測，解吸氣中SO2含量的典型值為25.4％。
權(quán)利要求
1.循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于包括如下工藝步驟A、煙道氣經(jīng)除塵、增濕后，與NH3發(fā)生器來的NH3共同通過引風(fēng)機(jī)從底部進(jìn)入吸附塔，并在吸附塔內(nèi)炭基脫硫劑的作用下脫除煙道氣中的SO2和NOX；B、吸附飽和的炭基脫硫劑經(jīng)吸附塔底以穩(wěn)定的流量連續(xù)流出，并從頂部進(jìn)入移動(dòng)床解吸塔，在解吸塔內(nèi)，脫硫劑床層由上而下移動(dòng)過程中，與從塔底流入的經(jīng)加熱爐加熱的高溫加熱載氣相接觸，脫硫劑孔隙內(nèi)存在的硫酸轉(zhuǎn)化為SO2、H2O、CO2、O2，并隨加熱載氣一起作為解吸氣從解吸塔頂部流出，經(jīng)換熱器換熱后，進(jìn)入氣柜儲存或作后繼利用，而解吸塔中的炭基脫硫劑則得以再生，并從解吸塔塔底以穩(wěn)定的流量連續(xù)流出；C、再生后的脫硫劑由頂部進(jìn)入移動(dòng)床降溫塔，在塔內(nèi)，脫硫劑床層由上而下移動(dòng)過程中，與從塔底部流入的冷卻載氣相接觸，脫硫劑溫度逐漸得以降低，同時(shí)冷卻載氣得以初步加熱，冷卻載氣從降溫塔塔頂流出，并在換熱器內(nèi)與步驟B而來的解吸氣換熱，并得以再次加熱，爾后再進(jìn)入加熱爐進(jìn)行高溫加熱，并作為加熱載氣用于步驟B中的脫硫劑再生；D、經(jīng)冷卻后的脫硫劑經(jīng)降溫塔底以穩(wěn)定的流量連續(xù)流出，并從頂部進(jìn)入吹掃塔，再以步驟A中部分排放氣對其予以吹掃；E、經(jīng)吹掃后的脫硫劑從吹掃塔底部出料并經(jīng)篩分除塵后置于脫硫劑料倉，通過定時(shí)定量補(bǔ)加一定的新鮮脫硫劑后，再由提升機(jī)提升至吸附塔頂部的加料料斗中，并由加料料斗向吸附塔中連續(xù)加入脫硫劑，至此完成脫硫劑的一次循環(huán)使用。
2.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于所述吸附塔采用移動(dòng)床技術(shù)，即由炭基脫硫劑構(gòu)成的吸附劑床層在自上而下的移動(dòng)過程中，與自下而上的煙道氣接觸，在炭基脫硫劑的吸附及催化作用下，煙氣中的SO2被吸附在脫硫劑表面，并由于氧的存在被進(jìn)一步氧化成SO3，SO3與煙道氣中的H2O接觸，則以硫酸的形式存在于脫硫劑孔隙內(nèi)，而由于炭基脫硫劑的吸附及催化作用，煙道氣中NOX被NH3還原為N2，通過上述步驟，超過98％以上的SO2和90％以上的NOX得以脫除，剩余氣體作為排放氣從吸附塔頂部排出并經(jīng)煙囪排空。
3.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于所述炭基脫硫劑包括活性炭、活性焦、活性炭纖維及它們的改性產(chǎn)品。
4.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于所述煙道氣在移動(dòng)床吸附塔中被吸附的溫度為80～200℃。
5.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于所述冷卻載氣來源于從氣柜經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入換熱器水冷后，再經(jīng)除濕塔中的濃硫酸除濕而來的一部分解吸氣。
6.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于所述加熱載氣為依次經(jīng)降溫塔、換熱器、加熱爐進(jìn)行加熱后的原冷卻載氣。
7.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于所述排放氣中SO2的濃度為1～200ppm。
8.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于所述炭基脫硫劑的再生溫度為300～700℃。
9.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于所述解吸氣中SO2的濃度為4％～40％，且任意可調(diào)。
10.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于本發(fā)明所述的吸附塔、解吸塔、降溫塔均同時(shí)采用移動(dòng)床技術(shù)，且相互間以串聯(lián)的方式連續(xù)操作。
11.如權(quán)利要求1或11所述的循環(huán)移動(dòng)床脫除煙道氣中SO2和NOX的工藝，其特征在于所述解吸塔、降溫塔、吹掃塔均為一個(gè)或多個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過采用循環(huán)移動(dòng)床從煙道氣中脫除SO
文檔編號B01D53/60GK1803253SQ20051002224
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者李東林, 陳洪會(huì), 侯世杰, 郎治, 李又福, 楊炯良, 趙力, 溫崗, 蔣兆華 申請人:成都華西化工研究所