CN105289204A - 一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统及方法，包括喷淋洗涤塔，喷淋洗涤塔的出气口与脱硫塔的进口相接通，脱硫塔的上方设有储存粉末状活性焦的顶置料仓，顶置料仓设有将其内活性焦喷射至脱硫塔内的第一喷枪，脱硫塔与布袋除尘器相通，布袋除尘器出口与第一仓式泵相接通，第一仓式泵与再生塔顶置料仓相接通，再生塔顶置料仓与再生塔的进口相接，再生塔的出口与第二仓式泵相接通，第二仓式泵与储存活性焦顶置料仓管路相通。本发明提高脱硫效率的同时，降低了加工活性焦颗粒的成本，同时在物料输送过程中采用密闭的气力输送，减少了现场设备数量，运行稳定，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，涉及二氧化硫烟气的处理装置，具体涉及一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统。
背景技术
在活性焦脱硫行业中，使用规格为φ8mm×12mm的颗粒状活性焦作为脱硫剂进行脱硫，颗粒状的活性焦在吸附和解析过程中，由于机械磨损后的活性焦粉末无法进行使用，且活性焦消耗量大，造成脱硫运行成本高。
目前国内活性焦行业均采用颗粒状活性焦作为脱硫剂，在运行过程中存在吸附不完全、流动性差、解析能耗高、活性焦消耗量大等不足之处，主要表现在以下几方面：
传统的脱硫工艺中，活性焦颗粒自上而下在脱硫塔内靠重力流动，二氧化硫烟气垂直方向穿过活性焦颗粒床层，在迎气面的活性焦对烟气中吸附性较好，但由于活性焦床层厚度，中间部位的活性焦得不到很好的吸附效果，没有完全吸附饱和就进入再生系统，造成脱硫效率下降。
传统活性焦脱硫塔中活性焦靠重力自流，流动速度有限，但由于流动速度过慢，造成原本为移动床层变为固定式床层，在应对入口浓度过高时，会由于床层内部活性焦已吸附过饱和，造成尾气超标。
传统活性焦脱硫解析过程中采取换热方式对活性焦进行加热，解析时先用惰性气体对再生塔内部换热管进行加热，通过换热管的传热作用将热量传递给活性焦颗粒，但由于固体之间传热速率慢，且传热效率不均匀，在短时间内不能完成高效解析，且加热时间慢，造成能耗高。
传统活性焦处理工艺中，由于机械磨损，会造成活性焦的消耗，磨损产生的活性焦粉末已不能再进行使用，通常做法为作为燃料就近送往上游冶炼系统进行生产，随着入口烟气浓度升高和活性焦循环速度加快，会造成活性焦消耗量增多，增加运行成本。
脱硫过程中，使用了大量的板式输送机、斗式提升机等机械设备，造成装置在运行过程中流程复杂，设备繁多，故障率高，维护量大等问题。
由于消耗的活性焦量大，需要定期的进行补充活性焦，在运输和加料过程中使用提升机等设备，进行吊装加料，操作难度大。
发明内容
本发明目的是针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种工艺流程短、吸附性能高、解析能耗低、操作维护简单的脱硫系统。
本发明通过以下技术方案来实现的：一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，包括喷淋洗涤塔，喷淋洗涤塔的出气口与脱硫塔的进口相接通，脱硫塔的上方设有储存粉末状活性焦的顶置料仓，顶置料仓设有将其内的粉末状活性焦高速喷射至脱硫塔内的第一喷枪，脱硫塔的出气口与布袋除尘器进口相通，布袋除尘器底端的出口与第一仓式泵相接通，第一仓式泵与再生塔顶置料仓相接通，再生塔顶置料仓的底端与再生塔的进口相接，再生塔的出口与第二仓式泵相接通，第二仓式泵与储存粉末状活性焦的顶置料仓通过管路相通。
进一步的，再生塔为列管式再生塔，再生塔顶置料仓设有将其内的物料高速喷射至再生塔内的第二喷枪。
进一步的，第二喷枪进口与再生塔顶置料仓底端通过连接管相接，该连接管上设有氮气控制阀，第二喷枪出口通至再生塔内的顶部。
进一步的，第一喷枪的进口与储存粉末状活性焦的顶置料仓的底端通过第一管路相接，第一管路中安装有氮气阀门，喷枪的喷口通至脱硫塔内的顶部。
进一步的，布袋除尘器底端的出口与第一仓式泵通过第二管路相接通，第二管路的下段设有自动进料阀。
进一步的，脱硫塔底端的出口与第二管路的中段相通。
进一步的，第一仓式泵与再生塔顶置料仓通过第三管路相接通，第三管路的始端设有出料阀，末端设有自动进料阀。
进一步的，第二仓式泵的进口设有自动进料阀，第二仓式泵的出口设有出料阀。
进一步的，布袋除尘器上部的出气口设有用于将净化后的气体外排的风机。
一种采用上述系统处理低浓度二氧化硫烟气的方法，具体包括以下步骤：
A.冶炼烟气首先进入喷淋洗涤塔，对烟气进行降温除尘，降温除尘后的烟气进入脱硫塔，粉末状活性焦临时储存在顶置料仓中，打开第一管路中安装的氮气阀门通过0.4Mpa~0.6Mpa氮气将粉末状活性焦由顶部第一喷枪高速喷射，在脱硫塔内形成悬浮流化状态，此时冶炼烟气垂直穿过流化状态的床层，烟气与活性焦粉末充分接触，完成脱硫过程，大部分活性焦随烟气进入后续的布袋除尘器，经过净化后通过风机排出；
B.少量的活性焦由于重力沉降至脱硫塔底部，脱硫塔内吸附饱和的活性焦粉末一同进入第一仓式泵，将第一仓式泵内吸附饱和的活性焦输送至再生塔顶置料仓；
C.再生塔顶置料仓内吸附饱和的活性焦通过第二喷枪高速喷射至再生塔内进行解析，解析完成后落入第二仓式泵，将第二仓式泵内活性焦输送至脱硫塔顶置料仓，活性焦的循环利用，由此完成了粉末状活性焦从吸附到解析的循环过程。
本发明的有益效果是：本发明涉及粉末状活性焦脱硫吸附和再生解析的过程。利用粉末状活性焦处理低浓度SO2烟气的技术，与目前活性焦行业采用的颗粒状活性焦比较具有吸附性能高，操作简便、流程短等优点，同时该技术配套相应的烟气预处理、物料输送与捕集、悬浮流化吸附塔、列管式再生塔等设施。具体如下：
1.烟气预处理：冶炼烟气具有温度高和粉尘量大的特点，为避免与粉末状活性焦脱硫剂混合，因此对进入脱硫系统烟气进行预处理，采用喷淋洗涤塔对冶炼烟气进行降温除尘，将洗涤烟气温度控制在120℃以下。
2.物料捕集循环输送：物料捕集循环输送系统由锥形料仓、仓式泵、布袋除尘器等主要设备组成，有效的减少了物料在运输过程中的输送设备，并且粉末状的活性焦输送更具有优势。吸附饱和的活性焦粉末通过后端布袋除尘器进行高效捕集，落入仓式泵内，通过气力输送方式将粉末状活性焦输送至再生塔顶部锥形料仓，再生系统进行加热解析，解析后的活性焦落入再生塔底部仓式泵，由气力输送方式返回脱硫塔顶部锥形料仓，实现粉末状活性焦循环再利用。
3.悬浮流化吸附：粉末状的活性焦由吸附塔顶部借助压力为0.4Mpa~0.6Mpa的N2将活性焦通过喷枪喷出，在活性焦室里形成流化悬浮状态，二氧化硫烟气垂直穿过流化状态的活性焦层，将吸附温度控制在80℃~120℃之间，使烟气与硫化状态活性焦粉末直接接触，从而实现烟气高效脱硫。一部分活性焦粉末靠重力沉降至脱硫塔底部锥斗，通过重力流至仓式泵，其他活性焦粉末随气流进入后端布袋除尘器，对活性焦粉末进行收集，脱硫后的尾气通过尾气烟囱排放。
4.列管式再生解析塔：采用列管式换热器形式，再生塔塔采用加热方式进行解析，换热氮气在壳程流动，粉末状活性焦在垂直的管程内流动，当粉末状活性焦经过300℃以上高温段时，10%~20%的SO2烟气从活性焦空隙内解析，将再生塔中部加热段形成微负压，将解析出的气体从中部抽出，从而使粉末状活性焦又具有吸附活性焦。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，包括喷淋洗涤塔，喷淋洗涤塔1的出气口与脱硫塔2的进口相接通，脱硫塔2的上方设有储存粉末状活性焦的顶置料仓6，储存粉末状活性焦的顶置料仓6的底端通过第一管路与喷枪10的进口相接，喷枪10的喷口通至脱硫塔2内的顶部，第一管路中安装有氮气阀门12，通过第一喷枪10将顶置料仓6内的粉末状活性焦高速喷射至脱硫塔2中，脱硫塔2的出气口与布袋除尘器4进口相通，布袋除尘器4上部的出气口设有用于将净化后的气体外排的风机5，布袋除尘器4底端的出口与第一仓式泵8通过第二管路相接通，脱硫塔2底端的出口与第二管路的中段相通，第二管路的下端安装有自动进料阀14。第一仓式泵8与再生塔顶置料仓7相接通，再生塔顶置料仓7底端通过连接管与第二喷枪11进口相接，该连接管上设有氮气控制阀13，第二喷枪11出口通至再生塔3内的顶部通过第二喷枪11将再生塔顶置料仓7内的物料高速喷射至再生塔3内，再生塔3的出口与第二仓式泵9相接通，第二仓式泵9与储存粉末状活性焦的顶置料仓6通过管路相通。第一仓式泵8与再生塔顶置料仓7通过第三管路相接通，第三管路的始端设有出料阀15，末端设有自动进料阀16。第二仓式泵9的进口设有自动进料阀17，第二仓式泵9的出口设有出料阀18。
冶炼烟气首先进入喷淋洗涤塔1，对烟气进行降温除尘。合格的烟气进入脱硫塔2，粉末状活性焦临时储存在顶置料仓6中，打开氮气阀门12，通过0.4Mpa~0.6Mpa氮气将粉末状活性焦由顶部喷枪10高速喷射，在脱硫塔内形成悬浮流化状态，此时冶炼烟气垂直穿过流化状态的床层，烟气与活性焦粉末充分接触，完成脱硫过程，大部分活性焦随烟气进入后续的布袋除尘器4，经过净化后通过风机5排出。少量的活性焦由于重力沉降至脱硫塔2底部，吸附饱和的活性焦粉末一同进入仓式泵8，通过自动进料阀14控制第一仓式泵料位，打开出料阀15将第一仓式泵8内吸附饱和的活性焦输送至再生塔顶置料仓7。再生塔顶置料仓7内吸附饱和的活性焦通过第二喷枪11高速喷射至再生塔3内，吸附饱和的活性焦进入再生塔3进行解析，解析完成后落入第二仓式泵9，通过自动进料阀17控制第二仓式泵料位，打开出料阀18将第二仓式泵内活性焦输送至脱硫塔顶置料仓6。由此完成了粉末状活性焦从吸附到解析的循环过程。
实施例1
正常生产时，冶炼烟气（二氧化硫浓度为2000mg/Nm3，气量为110000Nm3/h，温度200℃，含尘量80mg/Nm3）首先进入喷淋洗涤塔1，对烟气进行降温除尘。合格的烟气（温度130℃，含尘量30mg/Nm3)进入脱硫塔2，粉末状活性焦临时储存在顶置料仓6中，打开氮气阀门12，通过氮气将粉末状活性焦由顶部喷枪10高速喷射，烟气与活性焦粉末充分接触，并将脱硫塔内温度控制在80℃-120℃，完成脱硫过程，大部分活性焦随烟气进入后续的布袋除尘器4，经过净化后通过风机5排出。少量的活性焦由于重力沉降值脱硫塔底部，吸附饱和的活性焦粉末一同进入第一仓式泵8，通过自动进料阀14控制仓式泵料位，打开出料阀15将第一仓式泵8内活性焦输送至再生塔顶置料仓7。
吸附饱和的活性焦进入再生塔3加热到300℃进行解析，解析完成后进过再生塔底部低温段进行降温，待温度降至130℃以下后落入第二仓式泵9，通过自动进料阀17控制第二仓式泵料位，打开出料阀18将仓式泵内活性焦输送至脱硫塔顶置料仓6。
实施例2
系统开车时，首先确认氮气管道压力正常后，确认脱硫塔顶置料仓6、再生塔顶置料仓7料位，后开启收尘系统，正常开启风机5，开启布袋收尘器4，开启氮气阀门12，氮气阀门13。正常开启活性焦粉尘循环系统，通过氮气将粉末状活性焦由顶部喷枪10高速喷射入脱硫塔内，大部分活性焦进入后续的布袋除尘器4，经过净化后通过风机5排出。少量的活性焦由于重力沉降至脱硫塔底部，活性焦粉末进入第一仓式泵8，通过自动进料阀14控制第一仓式泵料位，打开出料阀15将第一仓式泵内活性焦输送至再生塔顶置料仓7。活性焦进入再生塔后落入第二仓式泵9，通过自动进料阀17控制第二仓式泵料位，打开出料阀18将第二仓式泵内活性焦输送至脱硫塔顶置料仓6。确认物料循环正常后，开启喷淋洗涤塔1，打开烟气进脱硫塔阀门，含尘烟气与活性焦粉末直接接触，完成脱硫过程，烟气得到净化。当活性焦吸附饱和后，开启再生系统对活性焦进行解析，开启电加热器将再生塔加热段内粉末活性焦加热至300℃以上，解析出浓度为10%～15%的二氧化硫烟气送往化工制酸系统，解析完成的活性焦通过气力输送至脱硫塔顶部料仓，实现活性焦的循环利用。
Claims (10)
1.一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，包括喷淋洗涤塔（1），其特征在于：喷淋洗涤塔（1）的出气口与脱硫塔（2）的进口相接通，脱硫塔（2）的上方设有储存粉末状活性焦的顶置料仓（6），顶置料仓（6）设有将其内的粉末状活性焦高速喷射至脱硫塔（2）内的第一喷枪（10），脱硫塔（2）的出气口与布袋除尘器（4）进口相通，布袋除尘器（4）底端的出口与第一仓式泵（8）相接通，第一仓式泵（8）与再生塔顶置料仓（7）相接通，再生塔顶置料仓（7）的底端与再生塔（3）的进口相接，再生塔（3）的出口与第二仓式泵（9）相接通，第二仓式泵与储存粉末状活性焦的顶置料仓通过管路相通。
2.如权利要求1所述的一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：再生塔为列管式再生塔，再生塔顶置料仓（7）设有将其内的物料高速喷射至再生塔（3）内的第二喷枪（11）。
3.如权利要求2所述的一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：第二喷枪（11）进口与再生塔顶置料仓（7）底端通过连接管相接，该连接管上设有氮气控制阀(13)，第二喷枪(11)出口通至再生塔(3)内的顶部。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：第一喷枪(10)的进口与储存粉末状活性焦的顶置料仓(6)的底端通过第一管路相接，第一管路中安装有氮气阀门（12），喷枪（10）的喷口通至脱硫塔（2）内的顶部。
5.如权利要求4所述的一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：布袋除尘器（4）底端的出口与第一仓式泵（8）通过第二管路相接通，第二管路的下段设有自动进料阀(14)。
6.如权利要求5所述的一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：脱硫塔(2)底端的出口与第二管路的中段相通。
7.如权利要求5或6所述的一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：第一仓式泵(8)与再生塔顶置料仓(7)通过第三管路相接通，第三管路的始端设有出料阀(15)，末端设有自动进料阀(16)。
8.如权利要求7所述的一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：第二仓式泵(9)的进口设有自动进料阀(17)，第二仓式泵(9)的出口设有出料阀(18)。
9.如权利要求8所述的一种粉末状活性焦处理低浓度二氧化硫烟气的系统，其特征在于：布袋除尘器（4）上部的出气口设有用于将净化后的气体外排的风机（5）。
10.一种采用如权利要求1所述系统处理低浓度二氧化硫烟气的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
A.冶炼烟气首先进入喷淋洗涤塔（1），对烟气进行降温除尘，降温除尘后的烟气进入脱硫塔（2），粉末状活性焦临时储存在顶置料仓（6）中，打开第一管路中安装的氮气阀门(12)通过0.4Mpa~0.6Mpa氮气将粉末状活性焦由顶部第一喷枪（10）高速喷射，在脱硫塔（2）内形成悬浮流化状态，此时冶炼烟气垂直穿过流化状态的床层，烟气与活性焦粉末充分接触，完成脱硫过程，大部分活性焦随烟气进入后续的布袋除尘器（4），经过净化后通过风机（5）排出；
B.少量的活性焦由于重力沉降至脱硫塔（2）底部，脱硫塔（2）内吸附饱和的活性焦粉末一同进入第一仓式泵（8），将第一仓式泵(8)内吸附饱和的活性焦输送至再生塔顶置料仓（7）；
C.再生塔顶置料仓(7)内吸附饱和的活性焦通过第二喷枪(11)高速喷射至再生塔(3)内进行解析，解析完成后落入第二仓式泵(9)，将第二仓式泵内活性焦输送至脱硫塔顶置料仓，活性焦的循环利用，由此完成了粉末状活性焦从吸附到解析的循环过程。
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