[实用新型]使用串联双吸附塔的烟气脱硫脱硝装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及采用串联双活性炭吸附塔(也称作反应塔)的烟气脱硫脱硝方法和装置。更具体地说，本实用新型涉及采用串联双活性炭吸附塔并且在活性炭吸附塔的上游或前端对烟气(烧结烟气)同时采用了喷水降温及兑冷风降温的措施来控制吸附塔中活性炭床层的温度在110～160℃范围，优选控制在120～150℃范围的方法，以及在吸附塔中多(位)点喷氨的方法，这些属于烧结烟气处理领域。

背景技术

对于工业烟气、尤其钢铁工业的烧结机烟气而言，采用包括活性炭吸附塔和解析塔的大型干法脱硫、脱硝装置和工艺是比较理想的。

活性炭烟气净化技术具有能够同时脱硫脱硝、实现副产物资源化、吸附剂可循环使用、脱硫脱硝效率高等特点，是非常具有发展前景的脱硫脱硝一体化技术。在包括活性炭吸附塔和解析塔(或再生塔)的脱硫、脱硝装置中，活性炭吸附塔用于从烧结烟气或废气(尤其钢铁工业的烧结机的烧结烟气)吸附包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物，而解析塔用于活性炭的热再生。

活性炭法烟气净化技术具有同时脱硫脱硝的功能，此工艺包含的主体设备有吸附塔、再生塔及活性炭输送装置。相对于NOx而言，SO₂更容易脱除，正常情况下一组吸附塔即可得到高达90％的脱硫率，但脱硝率较低。

另外，对于高度到达几十米的脱硫脱硝塔，吸附塔内活性炭床层的温度控制面临巨大的挑战。

对于活性炭法烟气净化技术而言，活性炭吸附塔内活性炭床层的正常工作温度为110～160℃，优选控制在120～150℃。

一方面，为了防止床层中的活性炭燃烧，严格控制活性炭床层温度低于165℃、优选低于160℃、更优选低于150℃。这是因为，虽然活性炭的燃点在430℃左右，然而在活性炭表面发生的化学反应一般为放热反应，且烟气中的粉尘中含有少量易燃、助燃物质，并且活性炭本身也夹带易燃性粉尘。如果没有严格控制吸附塔内的温度，则这些易燃性物质或易燃性粉尘的存在随时造成安全隐患，轻则可能导致几十米高的吸附塔内活性炭自燃，严重则导致粉尘爆炸，这两种事故的出现对于大型的脱硫脱硝塔装置而言都是灾难性的。所以，为了安全起见，一般设置活性炭床层温度报警温度为165℃。烧结原烟气经增压风机加压后温度一般为100℃-220℃、更一般为110-180℃之间，而且烧结烟气中氧含量高，塔内活性炭表面氧 化后床层温度会比进口烟气温度高出5-15℃，因此为了确保脱硫脱硝装置的安全运行，需要对活性炭床层温度进行控制。此外，吸附塔停运前，须保持塔内活性炭床层温度低于80℃，此时需对活性炭床层进行冷却降温，因此为了确保安全停运，也须对活性炭床层温度进行控制。

另一方面，需要严格控制活性炭床层温度高于或不低于110℃、优选高于或不低于120℃、更优选高于或不低于125℃。这是因为，如果床层温度低于110℃、尤其低于100℃，则进入床层内的烧结烟气中所含的水蒸汽的温度接近露点(或凝结点)，极易变成水并且与硫氧化物反应变成强腐蚀性的酸，导致装置的严重腐蚀并且严重降低脱硝、脱硝的效果。

传统的烟气降温方法为向烟气中喷水降温。这种冷却方法在系统正常运行时能有效控制活性炭床层温度，但用于系统停运前降温会导致烟气湿度过高，导致活性炭会吸附烟气中大量水蒸气，降低了活性炭低温脱硝活性。

通常，活性炭法烟气净化技术具有脱硫脱硝率高、副产物可资源化利用、活性炭可循环使用等特点，其脱硫脱硝的原理如下：

在活性炭的表面SO₂被氧化吸收形成硫酸，其反应式：

2SO₂+O₂+2H₂O→2H₂SO₄

如果在烟气中喷入少量氨，可加快SO₂的吸收，其反应式：

NH₃+H₂SO₄→NH₄HSO₄

但是，为了在脱硫的同时达到脱硝的效果，一般会在吸附塔烟气入口处喷射较多的氨，既要满足脱硫所需的氨，同时满足脱硝所需的氨。脱硝反应式为：

4NO+O₂+4NH₃→4N₂+6H₂O 

与此同时在吸附塔内还存在以下的副反应：