專利名稱：一種流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙氣污染治理領(lǐng)域，特別是涉及火力發(fā)電廠燃煤鍋爐煙氣中S02和N0X 的流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝。
背景技術(shù)：
燃煤電站鍋爐排放的煙氣污染物引起的大氣污染和酸雨等問(wèn)題已十分嚴(yán)重，造 成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此控制煙氣污染物排放已經(jīng)勢(shì)在必行。目前工業(yè)化應(yīng)用較多的 是單獨(dú)的脫硫或脫硝技術(shù)，已開(kāi)發(fā)應(yīng)用的聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)也是煙氣脫硫技術(shù)(Flue Gas Desulfurization, FGD)和煙氣脫硝技術(shù)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(fèi)、初投資大、運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題，而且在 協(xié)調(diào)組織各獨(dú)立子系統(tǒng)以達(dá)到高效煙氣凈化方面也存在著諸多問(wèn)題?；钚蕴坑捎诰哂歇?dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)和很高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性、疏水性、負(fù)載 催化能力以及可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的吸附劑和催化劑，并且在投資和運(yùn)行成本 方面有明顯優(yōu)勢(shì)；另外我國(guó)還擁有豐富的活性炭相關(guān)自然資源，因此近年來(lái)活性炭法脫硫 脫硝技術(shù)已成為研究焦點(diǎn)，并在工業(yè)上得到推廣和應(yīng)用。目前應(yīng)用最廣泛的活性炭脫硫脫 硝工藝多采用固定床或移動(dòng)床吸附流程，但該流程應(yīng)用過(guò)程中存在著以下問(wèn)題(1)床層 傳熱效果差，活性炭利用率低；(2)床層阻力過(guò)大，造成系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用高；(3)系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù) 性差、活性炭更換困難，不利于活性炭及時(shí)再生和循環(huán)利用；(4)工藝設(shè)備復(fù)雜、空間占用 大，造成設(shè)備的初投資增加等缺點(diǎn)，阻礙了活性炭脫硫脫硝工藝的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有活性炭脫硫脫硝工藝的不足，提出一種流態(tài)化活 性炭聯(lián)合脫除的工藝，通過(guò)煙氣循環(huán)流化床活性炭脫硫脫硝的工藝流程，不僅簡(jiǎn)化了設(shè)備 裝置，還提高了活性炭的容積負(fù)荷、增強(qiáng)了活性炭活性和改善傳質(zhì)效果，實(shí)現(xiàn)了活性炭高效 利用和再生的連續(xù)性。本發(fā)明是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝，該工藝由預(yù)除塵裝置、活性炭進(jìn)料裝置、氨噴射 裝置、水霧化系統(tǒng)、循環(huán)流化床凈化塔、氣_固分離裝置、螺旋回送裝置、螺旋式微波再生裝 置、活性炭?jī)?chǔ)存罐、文丘里、儲(chǔ)氣罐和二氧化硫儲(chǔ)存罐組成，本發(fā)明的流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫 硫脫硝工藝步驟為a、從鍋爐排出的煙氣經(jīng)過(guò)預(yù)除塵裝置處理后，在反應(yīng)塔內(nèi)與活性炭進(jìn)料裝置送入 的活性炭混合；b、在循環(huán)流化床反應(yīng)塔內(nèi)，通過(guò)水霧化系統(tǒng)將溫度調(diào)節(jié)為70°C -80°C，在反應(yīng)塔 下部，煙氣中的S02被活性炭吸附；在反應(yīng)塔上部由氨噴射裝置噴入氨氣，煙氣中的和N0x與 氨氣發(fā)生催化還原反應(yīng)而被脫除；c、凈化的煙氣與活性炭一起進(jìn)入氣_固分離裝置進(jìn)行氣固分離，分離的活性炭一部分經(jīng)螺旋回送裝置送入塔內(nèi)，另一部分經(jīng)過(guò)螺旋式微波再生裝置再生后，進(jìn)入活性炭?jī)?chǔ) 存罐；d、活性炭在螺旋式微波再生裝置再生過(guò)程中，釋放出二氧化硫，進(jìn)入二氧化硫儲(chǔ)存罐。本發(fā)明的流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝，利用煙氣循環(huán)流化床作為活性炭聯(lián)合 脫硫脫硝的主要裝置。活性炭以流化狀態(tài)方式與煙氣中so2*NOx充分接觸，在保證床層內(nèi) 部溫度均勻前提下加快其催化吸附反應(yīng)速率，充分提高活性炭的利用率。煙氣中S02和N0X 在循環(huán)流化床凈化塔內(nèi)的脫除反應(yīng)既有活性炭的物理吸附，又有化學(xué)吸附。在反應(yīng)塔下部， 一方面部分302通過(guò)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，被氧化后生成H2S04，S02脫除率達(dá)到95%以上；在反應(yīng)塔上部噴入氨氣，在活性 炭的催化作用下與N0X與NH3發(fā)生反應(yīng)被還原成N2，實(shí)現(xiàn)N0X的催化還原脫除，N0X脫除率超 過(guò)80% ；實(shí)現(xiàn)了 S02和N0X的分區(qū)脫除。具體反應(yīng)方程式為

經(jīng)過(guò)該工藝后，煙氣中的so2被活性炭吸附，并在活性炭的催化作用下與煙氣中的 氧氣反應(yīng)生成S03，然后與水結(jié)合生成硫酸。煙氣中的N0X在氨的作用下與氧氣反應(yīng)生成N2， 隨煙氣排出。活性炭再生后，吸附的H2SO4與活性炭分離，活性炭循環(huán)利用，分離的H2SO4可 作為化工原料。本發(fā)明的流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝，由氣_固分離裝置實(shí)現(xiàn)活性炭的分離 循環(huán)，分離后的活性炭部分送入塔內(nèi)參與循環(huán)，部分進(jìn)入螺旋式微波再生裝置，使活性炭再 生，實(shí)現(xiàn)活性炭的循環(huán)利用，凈化后的煙氣排出系統(tǒng)，對(duì)活性炭再生過(guò)程中排放的氣體進(jìn)行 收集處理。本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝相比，具有工藝簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染、資源可再生利用等優(yōu)點(diǎn)，改 工藝降低了初始投資和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)了活性炭的高效利用，應(yīng)用前景非常廣闊。
四

圖1為流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝流程圖。圖中1為預(yù)除塵裝置、2為活性炭進(jìn)料裝置、3為水霧化系統(tǒng)、4為循環(huán)流化床反應(yīng) 塔、5為氨噴射裝置、6為氣-固分離裝置、7為螺旋回送裝置、8為螺旋式微波再生裝置、9為二氧化硫儲(chǔ)存罐、10為活性炭?jī)?chǔ)存罐、11為文丘里。 五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1給出本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施工藝。流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝如圖1所示。從鍋爐排出的煙氣經(jīng)過(guò)預(yù)除塵裝置 1進(jìn)入循環(huán)流化床反應(yīng)塔4，煙氣在文丘里11處與活性炭進(jìn)料裝置2送入的活性炭混合接 觸，并利用水霧化系統(tǒng)3進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，活性炭在塔內(nèi)以流態(tài)化方式與煙氣混合接觸，煙氣 中的S02在反應(yīng)塔下部被活性炭吸附氧化并脫除；氨噴射裝置5在反應(yīng)塔上部噴入適量氨 氣，煙氣中的N0X與NH3進(jìn)行催化還原反應(yīng)而被脫除。煙氣由循環(huán)流化床反應(yīng)塔4進(jìn)入氣_固分離裝置6，進(jìn)行活性炭的分離，分離后的 活性炭分為兩部分，一部分經(jīng)過(guò)螺旋回送裝置7送回?zé)煔鈨艋?參與循環(huán)，另一部分進(jìn)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，再生后的活性炭進(jìn)入活性 炭?jī)?chǔ)存罐10，實(shí)現(xiàn)活性炭的循環(huán)再生利用；活性炭再生過(guò)程中脫附的氣體進(jìn)入二氧化硫儲(chǔ) 存罐9被收集后進(jìn)行利用。凈化后的煙氣經(jīng)煙@排出。
權(quán)利要求
一種流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝，該工藝由預(yù)除塵裝置、活性炭進(jìn)料裝置、氨噴射裝置、水霧化系統(tǒng)、循環(huán)流化床反應(yīng)塔、文丘里、氣-固分離裝置、螺旋回送裝置、螺旋式微波再生裝置、活性炭?jī)?chǔ)存罐、儲(chǔ)氣罐和二氧化硫儲(chǔ)存罐構(gòu)成，其特征在于該工藝的步驟為a、從鍋爐排出的煙氣經(jīng)過(guò)預(yù)除塵裝置處理后，在反應(yīng)塔內(nèi)與活性炭進(jìn)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(huán)流化床反應(yīng)塔內(nèi)，通過(guò)水霧化系統(tǒng)將溫度調(diào)節(jié)為70℃-80℃，在反應(yīng)下部，煙氣中的SO2被活性炭吸附；在反應(yīng)塔上部由氨噴射裝置噴入氨氣，煙氣中的和NOx與氨氣發(fā)生催化還原反應(yīng)而被脫除；c、凈化的煙氣與活性炭一起進(jìn)入氣-固分離裝置進(jìn)行氣固分離，分離的活性炭一部分經(jīng)螺旋回送裝置送入塔內(nèi)，另一部分經(jīng)過(guò)螺旋式微波再生裝置再生后，進(jìn)入活性炭?jī)?chǔ)存罐；d、活性炭在螺旋式微波再生裝置再生過(guò)程中，釋放出二氧化硫，進(jìn)入二氧化硫儲(chǔ)存罐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝。含有SO2和NOx的煙氣在與流化狀態(tài)的活性炭混合，通過(guò)調(diào)溫增濕水調(diào)節(jié)煙氣溫度，在循環(huán)流化床反應(yīng)塔下部SO2被吸附氧化脫除；在反應(yīng)塔的上部噴入氨氣與煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)NOx的脫除；凈化后的煙氣經(jīng)氣-固分離裝置，將活性炭進(jìn)行分離，一部分活性炭被送入循環(huán)流化床反應(yīng)塔內(nèi)，一部分進(jìn)入螺旋式微波再生裝置，使活性炭再生，實(shí)現(xiàn)活性炭的循環(huán)利用；本發(fā)明的流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝，實(shí)現(xiàn)了活性炭的高效循環(huán)利用，提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)B01D53/60GK101856587SQ20101018942
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者崔琳, 張立強(qiáng), 李兵, 王志強(qiáng), 董勇, 馬春元 申請(qǐng)人:山東大學(xué)