本實用新型涉及一種立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置。尤其涉及環(huán)境保護領域。

背景技術：

大氣是參與水和各種元素循環(huán)的重要環(huán)境因素，是人類賴以生存的最基本的環(huán)境要素。隨著社會經濟的發(fā)展和工業(yè)化進程的加速，大量化石燃料的燃燒和工業(yè)廢氣的排放，使大氣環(huán)境質量日趨惡化，不但自然生態(tài)遭到破壞，還直接威脅人類健康和生命安全。大氣污染物中，按先后順序急需治理的是SO₂、可吸入顆粒物、NOx等。

鋼鐵企業(yè)中的燒結、球團和焦化等企業(yè)以及火電廠等企業(yè)產生了大量的煙氣，這些根據(jù)各自生產工藝而排放的煙氣中不同程度地含有大量的粉塵、SO₂、NOx等有害物質。這些有害物質如不能有效去除和達標排放，將會形成霧霾天氣和酸雨，嚴重污染大氣環(huán)境、從而損害大眾健康和生命安全，必須徹底治理，達標排放。

針對上述問題，目前傳統(tǒng)的FGD方法多達上百種，主要有循環(huán)流化床干法煙氣脫硫工藝、鎂法脫硫工藝、半干法脫硫工藝、氨法脫硫工藝等，這些工藝及技術雖然歷史貢獻很大，但也存在著明顯的缺點，如脫硫效率和脫硫劑的利用率較低，脫硫副產品不易綜合利用，易產生新的污染，且工藝復雜。

關于脫硝，目前國內比較成熟的脫硝技術有SCR(選擇性催化還原)、SNCR(非選擇性催化還原)兩種技術和工藝。

活性焦干法脫硫技術，國外始于20世紀60年代開始開發(fā)該技術，并于20世紀70年代進行工業(yè)示范，20世紀80年代開始工業(yè)應用。目前該技術已應用于處理各種工業(yè)廢氣，如燃煤鍋爐煙氣、燒結機煙氣和垃圾焚燒煙氣，涉及化工、電力、冶金等多個行業(yè)。該技術的基本方法為在吸附塔內裝填活性焦，煙氣在活性焦的吸附作用下和在一定濃度氨氛圍以及活性焦的催化作用下(SCR)脫除SO₂和NOx。吸附飽和的活性焦通過電動卸料星型閥和轉運送料鏈板機輸送到專門的再生塔進行解吸恢復活性后再通過鏈板機送入脫硫塔處理煙氣。該方法存在明顯的缺點就是：活性焦在物理循環(huán)過程中破損嚴重，損耗量大，約占總消耗的50％～70％，年補充活性焦量大，運轉電費高，動設備運行維護費用高。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述缺陷，本實用新型提供一種活性焦在物理循環(huán)過程中破損少、運轉成本低的立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置

為達到上述目的，本實用新型的立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置，包括立式罐體，在所述的罐體上下兩端設有通氣口；在所述的罐體內設置有吸附劑。

較佳的，在所述的吸附劑與罐體上端之間設置有過濾層。

較佳的，在所述的吸附劑與罐體下端之間設置進氣分配層。

較佳的，在所述的罐體內下部設置有吸附劑支撐格柵，所述的吸附劑設置在吸附劑格柵上。

較佳的，所述的罐體包括上封頭、桶形罐體和下封頭組成；在所述的罐體上對就吸附劑的位置設置有檢修孔。

較佳的，所述的進氣分配層布置在所述下封頭的上方，所述的進氣分配層至少包括：由多組軸向間隔分布的分配格柵板組成。

較佳的，所述的進氣分配層還包括設置在罐體內下封頭的上方的進氣分配格柵支撐架，所述的分配格柵板設置在進氣分配格柵支撐架上。

較佳的，所述的進氣分配層包括由下至上設置的：進氣分配格柵支撐架、進氣分配格柵、再分配器支撐架和再分配器。

本實用新型提供一種活性焦在吸附床和解吸床中裝填，工作中吸附單元和解吸單元相互切換的方法，在有效脫除煙氣中SO₂、NOx、二噁英、氟化物、重金屬的前提下，避免了活性焦的物理移動磨損消耗和機械運轉設備，大大降低了運行費用和使用維護費用，大大減少企業(yè)的運行成本，單位生產成本可大幅降低。同時由于沒有運轉設備、焦罐、篩分設備和獨立的再生塔，占地面積可適當減少。

附圖說明

圖1是實施例1立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置主視圖；

圖2是圖1的A-A剖面圖；

圖3是圖1的B-B剖面圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本實用新型做進一步的描述。

本實用新型立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置，包括立式罐體，在所述的罐體上下兩端設有通氣口；在所述的罐體內設置有吸附劑。本實用新型立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置可以根據(jù)不同的煙氣處理要求通過采用本模塊化裝置串聯(lián)和并聯(lián)后，進行脫硫脫硝和吸附劑的再生，整個過程活性焦吸附劑在裝置中固定，不需要移動，避免了活性焦的大量損耗，大大降低運行費用。

本實用新型的工作原理如下：

SO₂吸附過程：活性焦煙氣脫硫是一種資源化的干法煙氣凈化技術。該技術在所述立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置中利用具有獨特吸附和催化性能的活性焦對煙氣中的SO₂進行選擇性吸附，吸附態(tài)的SO₂在煙氣中氧氣和水蒸氣存在的條件下被氧化為H₂SO₄并被儲存在活性焦孔隙內，完成煙氣脫硫。

2SO₂+O₂+2H₂O＝2H₂SO₄

脫硝過程：經過一段立式吸附/再生裝置后的煙氣進入二段立式吸附/再生裝置，在噴入稀釋氨條件下，煙氣中的NOx在活性焦的催化作用下發(fā)生SCR還原反應生成氮氣和水，實現(xiàn)脫硝。

4NO+4NH₃+O₂＝4N₂+6H₂O

2NO₂+4NH₃+O₂＝3N₂+6H₂O

解吸過程：所述立式單段模塊化脫硫吸附/再生裝置中的活性焦吸附SO₂后，在加熱情況下，其所吸附的H₂SO₄與C(活性焦)反應被還原為SO₂，同時活性焦被再次活化從而恢復其吸附性能，循環(huán)使用。

2H₂SO₄+C＝2SO₂+CO₂+2H₂O

整個脫硫過程，在本使用新型立式單段模塊化脫硫吸附/再生裝置中的活性焦一次充填后不再移動，從而避免破損。

在罐體上對應吸附劑的位置設置有檢修孔，用于裝置的檢修和活性焦吸附劑的裝卸。

上述的罐體包括上封頭、桶形罐體和下封頭組成；所述罐體一圓柱體薄壁殼狀結構，其上方裝有上封頭，上封頭既可以采用橢圓形封頭，也可以采用錐形封頭，上封頭上方安裝有煙氣出口/再生氣進口管嘴。其下方裝有下封頭，下封頭既可以采用橢圓形封頭，也可以采用錐形封頭。下封頭下方安裝有煙氣進口/再生氣出口管嘴。

作為本實用新型進一步地改進，在所述的吸附劑與罐體上端之間設置有過濾層。所述過 濾層安裝在吸附劑上方，可以過濾少量碎焦微粒，確保排放煙氣粉塵含量達標。過濾層可以由濾網(wǎng)支撐格柵和濾網(wǎng)組成。

作為本實用新型進一步地改進，在所述的罐體內下部設置有吸附劑支撐格柵，所述的吸附劑設置在吸附劑格柵上。上述的吸附劑為活性焦吸附劑，活性焦吸附劑具有低溫下吸附煙氣中SO₂能力及在一定濃度氨氣氛圍下催化去除NOx的能力，同時具有再生能力。

作為本實用新型進一步地改進，在所述的吸附劑與罐體下端之間設置進氣分配層。所述的進氣分配層布置在所述下封頭的上方，所述的進氣分配層至少包括：由多組軸向間隔分布的分配格柵板組成。進氣分配格柵由多組按一定間距分布的格柵板組成，所述進氣分配格柵布置在所述下封頭的上方及進氣分配格柵支撐架之上，對進入下封頭處的紊流煙氣進行初步整流和分配。進氣分配格柵支撐架與所述罐體內骨架焊接連接，所述進氣分配格柵由多組模塊組成，放置于進氣分配格柵支撐架之上，不需要焊接，安裝方便，快捷。

作為本實用新型進一步地改進，所述的進氣分配層包括由下至上設置的：進氣分配格柵支撐架、進氣分配格柵、再分配器支撐架和再分配器。上述再分配器由多個規(guī)則排列的管狀結構組成，所述再分配器布置在所述進氣分配格柵的上方及再分配器支撐架之上，對進入吸附器煙氣進行二次整流，保證煙氣均勻通過所述罐體內部活性焦層。所述再分配器支撐架與所述罐體內骨架焊接連接，所述進再分配器由多組模塊組成，放置于再分配器支撐架之上，不需要焊接，安裝方便，快捷。

為了便于安裝，作為本實用新型進一步地改進，在罐體上設有所述下支座和上支座，所述下支座和外部框架固定連接，所述上支座通過彈性裝置和外部框架連接。

所述立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置可以根據(jù)需要單獨為一組，也可以串/并聯(lián)為一組。

上述的本實用新型立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置實際生產應用過程為：吸附/再生裝置中，含有SO₂和NOx等有害物質的煙氣依次通過煙氣進口、下封頭、進氣分配格柵、再分配器、活性焦吸附劑、濾網(wǎng)、上封頭、煙氣出口，煙氣完成吸附后達標排放。解吸裝置中，經過加熱的再生氣依次通過再生氣進口、上封頭、濾網(wǎng)、活性焦吸附劑、再分配器、進氣分配格柵、下封頭、再生氣出口，活性焦吸附劑完成脫吸，解析氣去制酸，完成資源化利用。

本實用新型的工作過程如下：

步驟1、使立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置處于吸附狀態(tài)

使煙氣通過下通氣口進入立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置的罐體內，由于罐體內的預置有活性焦吸附劑，這樣利用具有獨特吸附和催化性能的活性焦對煙氣中的SO₂進行選擇性吸附，吸附態(tài)的SO₂在煙氣中氧氣和水蒸氣存在的條件下被氧化為H2SO4并被儲存在活性焦孔隙內；同時活性焦吸附層相當于高效顆粒層過濾器，在慣性碰撞和攔截效應作用下，除塵凈化后的煙氣中的少量粉塵顆粒在床層內部不同部位被捕集，完成煙氣脫硫和除塵凈化。凈化后的煙氣通過上通氣口排放即可。

步驟2、使立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置處于再生狀態(tài)

使加熱后再生氣從罐體上方的上通氣口進入，吸附SO₂后的活性焦，在加熱再生氣加熱情況下，其所吸附的H2SO₄與C(活性焦)反應被還原為SO₂，同時活性焦被再次活化從而恢復其吸附性能，循環(huán)使用。而解吸后的煙氣通過罐體下方的下通氣口輸出，可用于制酸等。這樣，再生過程完成。

步驟3、使上述過程持續(xù)交替完成即可實現(xiàn)對煙氣的進行脫硫脫硝。

本實用新型的立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置的布置較為靈活，可以用于吸附SO₂，串聯(lián)布置的另一個立式單段模塊化脫硫吸附/再生裝置可用于脫除NOx。生產時，兩個裝置組成一個吸附單元，同時用于有害物質的吸附；同時該兩個裝置還可組成另一個解吸單元，用于吸附飽和后的活性焦再生。吸附單元和解吸單元相互切換，共同完成有害物質的脫除和活性焦的再生循環(huán)。

下面結合實施例對本實用新型作進一步的說明。

實施例1

圖1所示本實用新型的實施例。本實施例立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置包括依次連接的煙氣進口/再生氣出口1、下封頭2、進氣分配格柵支撐架3、進氣分配格柵4、再分配器支撐架5、下支座6、再分配器7、吸附劑支撐格柵8、罐體9、濾網(wǎng)支撐格柵11、濾網(wǎng)12、上支座13、上封頭14、煙氣出口/再生氣進口15、檢修孔16。

具體的部件連接關系為：所述罐體9的下端與下封頭2焊接連接，所述罐體9的上端與上封頭14焊接連接，所述煙氣進口/再生氣出口1焊接連接于下封頭2的下部，所述煙氣出口/再生氣進口15焊接連接于上封頭14的上方，所述述罐體9的下部從下到上依次安裝有進氣分配格柵支撐架3、進氣分配格柵4、再分配器支撐架5、再分配器7、吸附劑支撐格柵8， 所述述罐體9的上部安裝有濾網(wǎng)支撐格柵11、濾網(wǎng)12，所述罐體9的外側下部安裝有下支座6，所述罐體9的外側上部安裝有上支座13。所述罐體9殼體內裝填有活性焦吸附劑。

為了方便本實施例立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置的檢修和吸附劑的裝填，還設置有上部和下部檢修孔16。

本實施例立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置在使用時，將所述煙氣進口/再生氣出口1與外部煙氣進氣管道或再生氣出口管道通過法蘭或焊接連接，將所述煙氣出口/再生氣進口15與外部煙氣出氣管道或再生氣進口管道通過法蘭或焊接連接。

本實用新型立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置中相關部件所用材料采用316L或其他耐高溫及耐腐蝕材料，其他部件主要材料可采用奧氏體不銹鋼或碳鋼材料。

本實施例立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置具有以下有益效果：

1、本實用新型立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置可以根據(jù)工業(yè)生產中煙氣中有害物質的含量和煙氣量的具體情況進行模塊化的串并聯(lián)組合，可以實現(xiàn)吸附/再生裝置的模塊化，具有針對性好、靈活方便的等優(yōu)點。

2、本實用新型立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置在脫硫和吸附劑再生的過程中活性焦吸附劑在裝置中一次裝填，循環(huán)使用，不存在活性焦的物理移動，避免了活性焦的大量損耗，與傳統(tǒng)活性焦脫硫相比，運行費用大大降低。

3、本實用新型立式單段模塊化煙氣脫硫脫硝吸附/再生裝置實際生產應用過程為：吸附/再生裝置中，含有SO₂和NOx等有害物質的煙氣完成吸附后達標排放。同時在解吸裝置中，經過加熱的再生氣通過吸附飽和的活性焦吸附劑后完成脫吸，解析后的再生氣去制酸工段，完成資源化利用，無二次廢物產生。

以上，僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。