Устройство для очистки топочных газов активированным углем и способ очистки топочных газов
Устройство для очистки активированным углем, содержащее адсорбционную колонну с активированным углем. Адсорбционная колонна с активированным углем содержит нижнюю часть со слоем активированного угля, верхнюю часть со слоем активированного угля и переходную область, расположенную между этими двумя частями. Адсорбционная колонна с активированным углем также содержит загрузочный бункер, расположенный выше адсорбционной колонны или у ее вершин, впускное отверстие для топочных газов, расположенное в нижней части адсорбционной колонны, и выпускное отверстие для топочных газов, расположенное в верхней части адсорбционной колонны, где выпускной конец для топочных газов нижней части со слоем активированного угля соединен с впускным концом для топочных газов верхней части со слоем активированного угля посредством канала для топочных газов. Нижняя часть со слоем активированного угля имеет 2-7 камер с активированным углем, разделенных и образованных таким образом пористыми сепараторными пластинами, и камеры с активированным углем, расположенные в нижней части, последовательно увеличиваются в толщине вдоль направления протекания топочных газов. Верхняя часть со слоем активированного угля имеет 2-7 камер с активированным углем, разделенных и образованных таким образом пористыми сепараторными пластинами, и камеры с активированным углем, расположенные в верхней части, последовательно увеличиваются в толщине вдоль направления протекания топочных газов. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки топочных газов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.
[0001] Данная заявка испрашивает приоритет по заявке на патент Китая № 201510780033.7, озаглавленной «ACTIVATED CARBON FLUE GAS PURIFICATION DEVICE AND FLUE GAS PURIFICATION METHOD (УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТОПОЧНЫХ ГАЗОВ АКТИВИРОВАННЫМ УГЛЕМ И СПОСОБ ОЧИСТКИ ТОПОЧНЫХ ГАЗОВ», и поданной в Государственное ведомством по интеллектуальной собственности КНР 13 ноября 2015 г., полное описание которой включено в этот документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Данная заявка относится к устройству для очистки топочных газов активированным углем и способу очистки топочных газов, и устройство является устройством для очистки топочных газов активированным углем, применимым для борьбы с загрязнением воздушной среды, и относится к области охраны окружающей среды.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Для промышленных топочных газов, особенно топочных газов от агломерационной машины в металлургической промышленности, является сравнительно идеальным применение устройства и технологии для десульфуризации и денитрификации, включающих адсорбционную колонну с активированным углем и десорбционную колонну. В устройстве для десульфуризации и денитрификации, включающем адсорбционную колонну с активированным углем и десорбционную колонну (или регенерационную колонну), адсорбционную колонну с активированным углем применяют для адсорбирования загрязняющих веществ, включающих оксиды серы, оксиды азота и диоксин, от агломерационных топочных газов или выхлопных газов (особенно, агломерационных топочных газов от агломерационной машины для спекания в металлургической промышленности), и десорбционную колонну применяют для термической регенерации активированного угля.
[0004] Десульфуризация активированным углем имеет высокую степень десульфуризации и может одновременно реализовывать денитрификацию, удаление диоксина и удаление пыли без образования сточной воды и остатков отходов, так что предоставляется перспективный способ очистки топочных газов. Активированный уголь может быть регенерирован при высокой температуре, когда температура выше 350°C, при этом загрязняющие вещества, такие как оксиды серы, оксиды азота, диоксин и т.п., адсорбированные на активированном угле, могут быть быстро десорбированы или разложены (диоксид серы десорбируется, а оксиды азота и диоксин разлагаются). При этом, наряду с увеличением температуры, скорость регенерации активированного угля дополнительно увеличивается, соответственно время регенерации укорачивается. Предпочтительно, температуру регенерации активированного угля в десорбционной колонне обычно регулируют таким образом, чтобы она составляла приблизительно 430°C, поэтому идеальная температура десорбции (или температура регенерации) составляет, например, в интервале от 390°C до 450°C, и более предпочтительно в интервале от 400°C до 440°C.
[0005] Обычная технология десульфуризации активированным углем показана на Фиг. 1. Топочные газы вводят в адсорбционную колонну посредством вспомогательного вентилятора, смешанный газ из аммиака и воздуха распыляют в колонну из впускного отверстия колонны, для того, чтобы улучшать эффективность удаления NOx, и очищенные топочные газы вводятся в основной дымоход агломерационного устройства, чтобы быть выпущенными. Активированный уголь добавляют в адсорбционную колонну через верхнюю часть колонны, и он перемещается в нижнем направлении под действием как силы тяжести, так и выпускного устройства на дне колонны. Активированный уголь, поступающий из десорбционной колонны, перемещают к адсорбционной колонне посредством конвейера для активированного угля № 2, насыщенный активированный уголь, адсорбировавший загрязняющие вещества в адсорбционной колонне, выпускают из нижней части колонны, и выпущенный активированный уголь перемещают к десорбционной колонне посредством конвейера для активированного угля № 1 для регенерации активированного угля.
[0006] Функцией десорбционной колонны является высвобождение SO2, адсорбированного активированным углем, и при температуре выше 400°C и при определенном времени удерживания более чем 80% диоксина может быть разложено. Активированный уголь может быть повторно использован после охлаждения и просеивания. Высвобожденный SO2 может быть применен для получения серной кислоты и т.п., десорбированный активированный уголь направляют в адсорбционную колонну посредством конвейера, для повторного применения для адсорбирования SO2, NOx и т.п.
[0007] NOx и аммиак выполняют реакции селективного каталитического восстановления (SCR), селективного некаталитического восстановления (SNCR) и т.п. в адсорбционной колонне и десорбционной колонне, так что NOx удаляется. При пропускании через адсорбционную колонну, пыль адсорбируется активированным углем и отделяется посредством вибрационного сита в нижней части десорбционной колонны, порошок активированного угля, полученный посредством просеивания, направляют к зольному бункеру, и затем он может быть перемещен в доменную печь или агломерационную машину в качестве топлива.
[0008] Когда активированный уголь применяют, чтобы очищать топочные газы, для того, чтобы улучшить эффект очистки, топочные газы могут пропускаться через несколько слоев многослойного пласта активированного угля. Расположение слоев многослойного пласта активированного угля преимущественно разделено на структуру вверх-вниз и структуру вперед-назад, как показано на Фиг. 2. Слои активированного угля в колонне объединены, и активированный уголь перемещается вниз равномерным образом посредством силы тяжести. Вдоль направления протекания топочных газов, активированный уголь, находящийся раньше в контакте с топочными газами, адсорбирует больше загрязняющих веществ в топочных газах и выпускается вместе с активированным углем в задней части, приводя к тому, что активированный уголь в задней части выпускается из колонны, не будучи насыщенным посредством адсорбции, или активированный уголь в передней части еще остается в колонне после насыщения посредством адсорбции и не обладает эффектом очистки топочных газов.
[0009] Обычная технология применяет адсорбционную колонну со структурой с последовательностью вперед-назад, как показано на Фиг. 3. Однако дополнительно требуется ряд узлов для перемещения активированного угля, что не только увеличивает инвестиционные и эксплуатационные затраты, но также увеличивает рабочую нагрузку для технического обслуживания дополнительного оборудования.
[0010] Поэтому, для того, чтобы сберечь инвестиционные и эксплуатационные затраты, а также улучшить эффект очистки, требуется применение более практичного устройства для очистки активированным углем.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0011] Целью данной заявки является предоставление устройства для очистки топочных газов активированным углем, включающего адсорбционную колонну с активированным углем. Адсорбционная колонна с активированным углем включает нижнюю часть (A) со слоем активированного угля в нижней части, верхнюю часть (B) со слоем активированного угля в верхней части и переходную область (C), расположенную между нижней частью (A) со слоем активированного угля и верхней частью (B) со слоем активированного угля, и адсорбционная колонна с активированным углем дополнительно включает загрузочный бункер (3), расположенный выше адсорбционной колонны или у ее вершины, впуск (1) для топочных газов, расположенный в нижней части адсорбционной колонны, и выпуск (2) для топочных газов, расположенный в верхней части адсорбционной колонны, где выпускной конец (G2) для топочных газов нижней части (A) со слоем активированного угля соединен с впускным концом (G3) для топочных газов верхней части (B) со слоем активированного угля посредством канала (5) для топочных газов, нижняя часть (A) со слоем активированного угля имеет от 2 до 7 (предпочтительно от 3 до 5) камер с активированным углем, разделенных пористой перегородкой (4), и верхняя часть (B) со слоем активированного угля имеет от 2 до 7 (предпочтительно от 3 до 5) камер с активированным углем, разделенных пористой перегородкой (4).
[0012] Предпочтительно, данная заявка предоставляет устройство для очистки топочных газов активированным углем, включающее адсорбционную колонну с активированным углем (а именно, устройство для десульфуризации и денитрификации, включающее адсорбционную колонну с активированным углем и десорбционную колонну, или устройство для очистки топочных газов активированным углем, включающее адсорбционную колонну с активированным углем и десорбционную колонну). Адсорбционная колонна с активированным углем включает нижнюю часть (A) со слоем активированного угля в нижней части, верхнюю часть (B) со слоем активированного угля в верхней части и переходную область (C) (иначе называемую средней областью (C)), расположенную между этими двумя частями. Адсорбционная колонна с активированным углем также включает загрузочный бункер (3), расположенный выше адсорбционной колонны или у ее вершины, впускн(1) для топочных газов, расположенный в нижней части адсорбционной колонны, и выпуск(2) для топочных газов, расположенный в верхней части адсорбционной колонны, где выпускной конец (G2) для топочных газов нижней части (A) со слоем активированного угля соединен с впускным концом (G3) для топочных газов верхней части (B) со слоем активированного угля посредством канала (5) для топочных газов. Нижняя часть (A) со слоем активированного угля имеет от 2 до 7 (предпочтительно от 3 до 5, например, 3, 4, 5, 6 или 7) камер с активированным углем (например, имеется 7 камер с активированным углем, которые последовательно пронумерованы как a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7; и т.д.), разделенных (или сформированных, будучи разделенными) пористой перегородкой (4). И вдоль направления протекания топочных газов (в этом порядке), камеры с активированным углем, расположенные в нижней части, последовательно увеличиваются в толщине, или, вдоль направления протекания топочных газов, в любых двух смежных камерах с активированным углем в нижней части (например, a2 и a3, или a3 и a4) после первой камеры (a1) с активированным углем, расположенных в нижней части, задняя камера (например, a3 или a4) из двух смежных камер с активированным углем имеет толщину больше чем или равную толщине передней камеры (например, a2 или a3) из двух смежных камер с активированным углем. Верхняя часть (B) со слоем активированного угля имеет от 2 до 7 (предпочтительно от 3 до 5, например 3, 4, 5, 6 или 7) камер с активированным углем (например, имеется 7 камер с активированным углем, которые последовательно пронумерованы как b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7; и т.д.), разделенных (или сформированных, будучи разделенными) пористой перегородкой (4). И вдоль направления протекания топочных газов (в этом порядке), камеры с активированным углем, расположенные в верхней части, последовательно увеличиваются в толщине, или, вдоль направления протекания топочных газов, в любых двух смежных камерах с активированным углем (например, b2 и b3, или b3 и b4) после первой камеры (b1) с активированным углем, расположенных в верхней части, задняя камера (например, b3 или b4) из двух смежных камер с активированным углем имеет толщину больше чем или равную толщине передней камеры (например, b2 или b3) из двух смежных камер с активированным углем.
[0013] Предпочтительно, среди от 2 до 7 (например, 3) камер с активированным углем, расположенных в нижней части, или среди от 2 до 7 (например, 3) камер с активированным углем, расположенных в верхней части, в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов, толщина второй камеры (a2 или b2) превышает в 1-9 раз (например, в 1,5-7 раз, например в 2, 3, 4, 5, 6 раз) толщину первой камеры (a1 или b1). Кроме того, в случае, когда имеется третья камера (a3 или b3), толщина третьей камеры (a3 или b3) превышает в 1-2,5 раза (предпочтительно в 1,2-2 раза, например, в 1,3 раза, 1,5 раза или 1,8 раза) толщину второй камеры (a2 или b2). В данной заявке, посредством применения вышеуказанной конструкции, скорость перемещения твердотельной адсорбционной среды (или называемой твердотельной среды, такой как активированный уголь или активированный кокс) передней камеры является более высокой или равной скорости перемещения твердотельной адсорбционной среды (или называемой твердотельной средой) задней камеры.
[0014] Обычно, нижняя часть имеет три камеры с активированным углем, и, в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов, толщины первой камеры (a1) (а именно, передней камеры), второй камеры (a2) (а именно, средней камеры) и третьей камеры (a3) (а именно, задней камеры) находятся в интервале от 90 до 250 мм (предпочтительно от 100 до 230 мм, например, 120, 150, 200 или 220 мм), от 360 до 1000 мм (предпочтительно от 400 до 950 мм, например, 450, 600, 700, 800 или 900 мм) и от 432 до 1200 мм (предпочтительно от 450 до 1150 мм, например, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 или 1100 мм) соответственно.
[0015] Обычно, верхняя часть имеет три камеры с активированным углем, и, в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов, толщины первой камеры (b1) (а именно, передней камеры), второй камеры (b2) (а именно, средней камеры) и третьей камеры (b3) (а именно, задней камеры) находятся в интервале от 90 до 250 мм (предпочтительно от 100 до 230 мм, например, 120, 150, 200 или 220 мм), от 360 до 1000 мм (предпочтительно от 400 до 950 мм, например, 450, 600, 700, 800 или 900 мм) и от 432 до 1200 мм (предпочтительно от 450 до 1150 мм, например, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 или 1100 мм) соответственно.
[0016] Предпочтительно, впуск(1) для топочных газов, расположенный в нижней части адсорбционной колонны, и выпуск(2) для топочных газов, расположенный в верхней части адсорбционной колонны, находятся на одной и той же стороне адсорбционной колонны.
[0017] Предпочтительно, роликовое подающее устройство (6) расположено на дне каждой камеры нижней части (A) со слоем активированного угля.
[0018] Предпочтительно, один или несколько выпускных поворотных клапанов (7) расположены в донном бункере адсорбционной колонны.
[0019] Обычно, несколько (например, от 2 до 7, например, 3, 4, 5, 6) каналов для активированного угля (10) расположено в переходной области (C). Предпочтительно, каналы (10) для активированного угля образованы посредством разделительных пластин (9) и стенки адсорбционной колонны или образованы посредством цилиндров (9) цилиндрической формы или цилиндров (9) конусообразной формы, имеющих круговое поперечное сечение, или образованы посредством труб или цилиндров (9), имеющих эллиптическое поперечное сечение, или образованы посредством труб или цилиндров (9), имеющих поперечное сечение полигональной формы (например, в виде треугольника или прямоугольника или же в виде пятиугольника или шестиугольника). Более предпочтительно, разделительные пластины (9) являются непористыми пластинами или цилиндрами (9) цилиндрической формы или цилиндрами (9) конусообразной формы, которые изготовлены из непористых пластин. Более предпочтительно, трубы или цилиндры (9) изготовлены из непористых пластин.
[0020] Предпочтительно, от 2 до 7 (предпочтительно от 3 до 5, например, 3, 4, 5, 6 или 7) камер с активированным углем в верхней части находятся в соединении с соответствующими, от 2 до 7 (предпочтительно от 3 до 5, например, 3, 4, 5, 6 или 7), камерами с активированным углем в нижней части через соответствующие каналы (10) для активированного угля.
[0021] Предпочтительно, на среднем участке в вертикальном направлении переходной области (C), сумма площадей поперечного сечения всех каналов (10) для активированного угля меньше чем или равна сумме площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в верхней части или сумме площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в нижней части, и, предпочтительно, она составляет от 20% до 60% от суммы площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в верхней или нижней части, предпочтительно от 20% до 50% и более предпочтительно от 22% до 35%.
[0022] Высота переходной области (C) адсорбционной колонны или длина в вертикальном направлении переходной области (C) адсорбционной колонны составляет от 1 до 5 метров, предпочтительно от 1,2 до 4 метров и более предпочтительно от 1,5 до 3 метров.
[0023] Предпочтительно, роликовое подающее устройство (6) размещено на дне каждой камеры с активированным углем в верхней части. Предпочтительно, роликовые подающие устройства (6) расположены в переходной области (C) адсорбционной колонны, и зазор или расстояние в вертикальном направлении сохраняется между роликовыми подающими устройствами (6) и слоем активированного угля каждой камеры с активированным углем в нижней части (а именно, ролик роликового подающего устройства (6) не находится в контакте со слоем активированного угля каждой камеры с активированным углем в нижней части).
[0024] Обычно, высота основного корпуса адсорбционной колонны составляет от 6 до 60 м, предпочтительно от 8 до 55 м, предпочтительно от 10 до 50 м, предпочтительно от 15 до 45 м, от 18 до 40 м, предпочтительно от 20 до 35 м, от 22 до 30 м. Высота основного корпуса адсорбционной колонны относится к высоте между впускоми выпуском адсорбционной колонны (основного корпуса).
[0025] Отношение высоты заполнения твердотельной адсорбционной среды или твердотельного адсорбента (такого как активированный уголь) в нижней части (A) со слоем активированного угля к высоте заполнения (набивки) твердотельной адсорбционной среды или твердотельного адсорбента (такого как активированный уголь) в верхней части (B) со слоем активированного угля составляет от 3:1 до 1:3, предпочтительно от 2:1 до 1:2, предпочтительно от 1,8:1 до 1:1,8, более предпочтительно от 1,5:1 до 1:1,5 и более предпочтительно от 1,2:1 до 1:1,2, например, 1:1.
[0026] В данной заявке, активированный уголь относится к обобщенному активированному углю, включая: обычный активированный уголь, активированный кокс, адсорбционную среду на основе угля, катализатор на основе угля и т.д. Кроме того, твердотельный адсорбент или твердотельная адсорбционная среда могут также заменять обобщенный активированный уголь, что также находится в пределах объема правовой охраны данной заявки.
[0027] Кроме того, в данной заявке, топочные газы в общем включают: обычные промышленные топочные газы или отходящие промышленные газы.
[0028] Посредством вышеуказанной конструкции, в адсорбционной колонне, соответствующие скорости перемещения в нижнем направлении или скорости подачи активированного угля или соответствующие времена удерживания активированного угля для каждого из слоев активированного угля в верхней части и каждого из слоев активированного угля в нижней части могут быть отрегулированы индивидуальным образом или в отдельности. Кроме того, может быть обеспечено, что во время стабильного функционирования общее количество подачи активированного угля для всех слоев активированного угля в верхней части равно общему количеству подачи активированного угля для всех слоев активированного угля в нижней части в единицу времени. Кроме того, подача может регулироваться лишь посредством роликового подающего устройства в нижней части A со слоем активированного угля (а именно, слоя A). Не имеет значения, какой вид метода контроля скорости подачи применяют, скорости перемещения твердотельной среды в передней камере выше или равны скоростям перемещения твердотельной среды в задней камере.
[0029] В соответствии со вторым решением данной заявки предоставлен способ очистки топочных газов, применяющий вышеописанное устройство, (или способ десульфуризации и денитрификации топочных газов или агломерационных топочных газов, применяющий вышеописанное устройство), включающий:
1) перемещение топочных газов или агломерационных топочных газов (оба эти вида называют в собирательном значении топочными газами далее в данном документе) в адсорбционную колонну с активированным углем устройства для десульфуризации и денитрификации, содержащего рассмотренную выше адсорбционную колонну с активированным углем и (обычную) десорбционную колонну, где топочные газы проходят через нижнюю часть (A) со слоем активированного угля в нижней части и верхнюю часть (B) со слоем активированного угля в верхней части последовательно и вступают в контакт с активированным углем, перемещаемым от верха адсорбционной колонны к нижней части (A) со слоем активированного угля, и верхней частью (B) со слоем активированного угля, чтобы предоставлять возможность активированному углю адсорбировать загрязняющие вещества, включающие оксиды серы, оксиды азота и диоксин;
2) перемещение активированного угля в адсорбционной колонне с активированным углем устройства для десульфуризации и денитрификации, который содержит адсорбированные загрязняющие вещества из топочных газов или агломерационных топочных газов, к области нагревания колонны для десорбции активированного угля, имеющей область нагревания в верхней части и область охлаждения в нижней части, где активированный уголь нагревают или разогревают до температуры десорбции активированного угля Td (например, Td=390-450°C) посредством выполнения косвенного теплообмена с горячим газом, действующим в качестве нагревательного газа, чтобы сделать возможной десорбцию и регенерацию активированного угля при температуре Td;
3) введение активированного угля, который был десорбирован и регенерирован в области нагревания в верхней части десорбционной колонны, в область охлаждения в нижней части десорбционной колонны через среднюю буферную область, а именно, среднюю секцию, и в то же время, вдувание воздуха при комнатной температуре (действующего в качестве охлаждающего потока или охлаждающего воздуха) из впуска для охлаждающего воздуха области охлаждения десорбционной колонны к области охлаждения десорбционной колонны, чтобы охлаждать активированный уголь посредством выполнения косвенного теплообмена с активированным углем, перемещаемым в нижнем направлении в области охлаждения; и
4) перемещение охлажденного активированного угля, выпущенного из нижней части десорбционной колонны (например, после удаления золы просеиванием) к верхней части (например, загрузочному бункеру на верхней части) адсорбционной колонны с активированным углем на вышеуказанной стадии 1).
[0030] Обычно, температура регенерации активированного угля Td находится в интервале от 390 до 500°C, предпочтительно от 400 до 470°C, более предпочтительно от 405 до 450°C, более предпочтительно от 410 до 440°C и более предпочтительно от 410 до 430°C.
[0031] Обычно горячий газ, введенный в область нагревания десорбционной колонны, имеет температуру в интервале от 400 до 500°C, предпочтительно от 410 до 480°C, более предпочтительно от 415 до 470°C, более предпочтительно от 420 до 460°C и более предпочтительно от 420 до 450°C.
[0032] В вышеуказанном способе, в адсорбционной колонне соответствующие скорости перемещения в нижнем направлении или скорости подачи активированного угля или соответствующие времена удерживания активированного угля для каждого из слоев активированного угля в верхней части и каждого из слоев активированного угля в нижней части могут быть отрегулированы индивидуальным образом или в отдельности. И во время стабильного функционирования общее количество подачи активированного угля для всех слоев активированного угля в верхней части равно общему количеству подачи активированного угля для всех слоев активированного угля в нижней части в единицу времени.
[0033] Десорбционная колонна в соответствии с данной заявкой является десорбционной колонной или регенерационной колонной в устройстве для сухой десульфуризации и денитрификации, применяемом для обработки отходящих газов в металлургической промышленности, и обычно имеет высоту от 10 до 40 метров, предпочтительно от 15 до 40 метров и более предпочтительно от 20 до 35 метров. Десорбционная колонна обычно имеет площадь поперечного сечения основного корпуса от 6 до 100 квадратных метров, предпочтительно от 8 до 50 квадратных метров, более предпочтительно от 10 до 30 квадратных метров и более предпочтительно от 15 до 20 квадратных метров. Адсорбционная колонна (или реакционная башня) в устройстве для десульфуризации и денитрификации обычно имеет больший размер, например, высота адсорбционной колонны составляет от 6 до 60 м, предпочтительно от 8 до 55 м, предпочтительно от 10 до 50 м, предпочтительно от 15 до 45 м, 18 до 40 м, предпочтительно от 20 до 35 м, предпочтительно от 22 до 30 м. Высота адсорбционной колонны относится к высоте между выпуском для активированного угля в нижней части адсорбционной колонны и впускомдля активированного угля в верхней части адсорбционной колонны, а именно, высоте основного корпуса колонны.
[0034] Конструкция и технология адсорбции топочных газов (или отходящих газов) адсорбционной колонны раскрыты во многих документах в обычной технологии, например, в US 5932179, JP 2004209332 A, JP 3581090 B2 (JP 2002095930 A), JP 3351658 B2 (JP H 08332347 A) и JP 2005313035 A, которые не будут отписаны подробно в данной заявке.
[0035] Отсутствуют особые требования в отношении десорбционной колонны в соответствии с данной заявкой, десорбционные колонны, применяемые в обычной технологии, могут все быть применены в данной заявке. Предпочтительно, десорбционная колонна является кожухотрубной вертикальной десорбционной колонной, где активированный уголь поступает через верх колонны, проходит вниз через внутритрубное пространство и затем достигает дна колонны, в то время как нагревательный газ проходит через межтрубное пространство, данный нагревательный газ поступает от боковой стороны колонны и охлаждается посредством выполнения теплообмена с активированным углем, проходящим через внутритрубное пространство, и затем выпускается с другой стороны колонны. Предпочтительно, десорбционная колонна является кожухотрубной (или кожухотрубчатой) вертикальной десорбционной колонной или вертикальной десорбционной колонной в виде трубного массива, где активированный уголь поступает от верха колонны, проходит вниз через внутритрубное пространство области нагревания в верхней части, затем достигает буферной области, расположенной между данной областью нагревания и областью нагревания в нижней части, затем проходит через внутритрубное пространство области нагревания и затем достигает дна колонны, в то время как нагревательный газ (или высокотемпературный горячий газ) проходит через межтрубное пространство области нагревания, данный нагревательный газ (от 400 до 500°C) поступает от стороны области нагревания десорбционной колонны и охлаждается посредством выполнения косвенного теплообмена с активированным углем, проходящим через внутритрубное пространство области нагревания, и затем выпускается с другой стороны области нагревания колонны. Охлаждающий воздух поступает от стороны области охлаждения десорбционной колонны и выполняет косвенный теплообмена с десорбированным и регенерированным активированным углем, проходящим через внутритрубное пространство области охлаждения. После косвенного теплообмена охлаждающий воздух разогревают до 120 ± 20°C, например, приблизительно 120°C.
[0036] Конструкция десорбционной колонны для активированного угля и способ регенерации активированного угля были раскрыты во многих документах в обычной технологии. JP 3217627 B2 (JP H 08155299 A) раскрывает десорбционную колонну (а именно, отпарную колонну), которая применяет клапаны с двойным уплотнением, уплотнение для инертного газа, просеивание и водяное охлаждение (при ссылке на Фиг. 3 в данном патенте). JP 3485453 B2 (JP H 11104457 A) раскрывает регенерационную колонну (при ссылке на Фиг. 23 и Фиг. 24), которая может применять секцию предварительного нагревания, клапаны с двойным уплотнением, инертный газ и воздушное охлаждение или водяное охлаждение. JP S 59142824 A раскрывает, что газ из секции охлаждения применяют для предварительного нагревания активированного угля. Заявка на патент Китая 201210050541.6 (компании Shanghai clear science company) раскрывает решение повторного использования энергии регенерационной колонны, где применяют сушилку 2. JP S 4918355 B раскрывает, что газ доменной печи применяют для регенерации активированного угля. JP H 08323144 A раскрывает регенерационную колонну, применяющую топливо (тяжелую нефть или легкие фракции нефти), и где применяют воздухонагревательную печь (при ссылке на Фиг. 2 данного патента, 11 - воздухонагревательная печь, 12 - устройство для подачи топлива). Китайская полезная модель 201320075942.7 относится к нагревательному устройству и устройству для обработки отходящих газов, имеющему данное нагревательное устройство (нагреваемое посредством угольного топлива и воздуха), при ссылке на Фиг. 2 в патенте на полезную модель.
[0037] Десорбционная колонна в данной заявке применяет воздушное охлаждение.
[0038] В случае, в котором способность к десорбции десорбционной колонны составляет 10 тонн активированного угля в час, и в соответствии с традиционной технологией, для того, чтобы поддерживать температуру в десорбционной колонне при 420°C, требуемое количество коксового газа составляет приблизительно 400 норм. м3/ч, требуемое количество воздуха, поддерживающего горение, составляет приблизительно 2200 норм. м3/ч, требуемое количество выпускаемого горячего газа составляет приблизительно 2500 норм. м3/ч; требуемое количество охлаждающего воздуха составляет 3000 норм. м3/ч, и требуемая температура активированного угля после охлаждения составляет 140°C.
[0039] В данной заявке, термин «необязательный» означает с или без, «необязательно» означает обработанный или не обработанный. Термины «десорбционная колонна» и «регенерационная колонна» могут быть использованы взаимозаменяемым образом. Термины «регенерация» и «десорбция» могут быть использованы взаимозаменяемым образом. Кроме того, «десорбция» и «удаление/отпаривание» имеют одну и ту же концепцию. Термины «секция нагревания» и «область нагревания» имеют одну и ту же концепцию. Термины «секция охлаждения» и «область охлаждения» имеют одну и ту же концепцию.
[0040] Толщина камеры с активированным углем относятся к расстоянию или интервалу между двумя пористыми перегородками камеры с активированным углем.
[0041] Преимущества или выгодные технические эффекты данной заявки являются следующими:
[0042] 1. адсорбционная колонна в соответствии с данной заявкой значительно улучшает степень обработки топочных газов с одной стороны и, с другой стороны, уменьшает затраты на производство, функционирование и техническое обслуживание устройства и сберегает электрическую и тепловую энергию.
[0043] 2. способ является легче регулируемым, что может позволять избегать мертвой зоны потока воздуха.
[0044] 3. устройство является компактным, и техническое обслуживание является удобным.
[0045] 4. время удерживания активированного угля близко совпадает с величиной адсорбции активированного угля в каждой из частей в адсорбционной колонне, поэтому активированный уголь имеет высокий коэффициент использования.
[0046] 5. данная заявка уменьшает первоначальное количество заполнения активированным углем, уменьшает инвестиционные расходы и в то же время уменьшает время удерживания активированного угля, который не был приведен в контакт с топочными газами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0047] Фиг. 1 представляет собой схематический вид, показывающий устройство для десульфуризации и денитрификации, включающее адсорбционную колонну с активированным углем и колонну для образования активированного угля, и технологический процесс в соответствии с обычной технологией;
[0048] Фиг. 2 представляет собой схематический вид, показывающий адсорбционную колонну в соответствии с обычной технологией;
[0049] Фиг. 3 представляет собой схематический вид, показывающий другую адсорбционную колонну в соответствии с обычной технологией;
[0050] Фиг. 4 представляет собой схематический вид, показывающий первый тип адсорбционной колонны в соответствии с данной заявкой;
[0051] Фиг. 5 представляет собой схематический вид, показывающий второй тип адсорбционной колонны в соответствии с данной заявкой;
[0052] Фиг. 6 представляет собой схематический вид, показывающий третий тип адсорбционной колонны в соответствии с данной заявкой;
[0053] Цифровые обозначения на чертежах:
A - нижняя часть со слоем активированного угля,
A - верхняя часть со слоем активированного угля,
C - переходная область в средней части адсорбционной колонны,
1 - впускное отверстие для топочных газов (впуск для топочных газов),
2 - выпускное отверстие для топочных газов (выпуск для топочных газов),
3 - загрузочный бункер,
4 - пористая перегородка,
4' - пористая перегородка или заслонка типа жалюзи,
5 - канал для топочных газов,
6 - роликовое подающее устройство,
7 - поворотный клапан,
8 - узел для перемещения,
9 - непористая разделительная пластина или цилиндр цилиндрической формы или цилиндр конусообразной формы, изготовленные из непористой пластины,
10 - канал для активированного угля в переходной области (C),
a1 - нижняя первая камера с активированным углем,
a2 - нижняя вторая камера с активированным углем,
a3 - нижняя третья камера с активированным углем,
b1 - верхняя первая камера с активированным углем,
b2 - верхняя вторая камера с активированным углем,
b3 - верхняя третья камера с активированным углем,
G1 - впускной конец для топочных газов нижней части (A) со слоем активированного угля,
G2 - выпускной конец для топочных газов нижней части (A) со слоем активированного угля,
G3 - впускной конец для топочных газов верхней части (B) со слоем активированного угля,
G4 - выпускной конец для топочных газов верхней части (B) со слоем активированного угля.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0054] Устройство для десульфуризации и денитрификации, примененное в вариантах осуществления, включает адсорбционную колонну с активированным углем и десорбционную колонну. Колонна для десорбции активированного угля имеет верхнюю область нагревания, нижнюю область охлаждения и среднюю буферную область, расположенную между верхней областью нагревания и нижней областью охлаждения.
[0055] Агломерационные топочные газы, подлежащие обработке, в вариантах осуществления топочными газами от агломерационной машины в металлургической промышленности.
[0056] В вариантах осуществления, размер десорбционной колонны является следующим: высота колонны составляет 20 метров, и площадь поперечного сечения основного корпуса составляет 15 квадратных метров.
[0057] Структуры трех типов адсорбционных колонн показаны на Фиг. 4-6.
[0058] Устройство для очистки топочных газов активированным углем, включающее адсорбционную колонну с активированным углем, является устройством для десульфуризации и денитрификации, включающим адсорбционную колонну с активированным углем и десорбционную колонну, или устройством для очистки топочных газов активированным углем, включающим адсорбционную колонну с активированным углем и десорбционную колонну. Адсорбционная колонна с активированным углем включает нижнюю часть A со слоем активированного угля в нижней части, верхнюю часть B со слоем активированного угля в верхней части и переходную область C или среднюю область C, расположенную между этими двумя частями. Адсорбционная колонна с активированным углем также включает загрузочный бункер 3, расположенный выше адсорбционной колонны или у ее вершины, впускное отверстие (впуск) 1 для топочных газов, расположенное в нижней части адсорбционной колонны, и выпускное отверстие (выпуск) 2 для топочных газов, расположенное в верхней части адсорбционной колонны. Выпускной конец G2 для топочных газов нижней части A со слоем активированного угля соединен с впускным концом G3 для топочных газов верхней части B со слоем активированного угля посредством канала 5 для топочных газов. Нижняя часть A со слоем активированного угля имеет от 2 до 7 (предпочтительно от 3 до 5, например, 3, 4, 5, 6 или 7) камер с активированным углем (например, имеется 7 камер с активированным углем, которые последовательно пронумерованы как a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7; и т.д.), разделенных пористыми перегородками 4 или сформированных, будучи разделенными пористыми перегородками 4. И вдоль направления протекания топочных газов (в этом порядке), камеры с активированным углем, расположенные в нижней части, последовательно увеличиваются в толщине, или, вдоль направления протекания топочных газов, в любых двух смежных камерах с активированным углем в нижней части (например, a2 и a3, или a3 и a4) после первой камеры a1 с активированным углем, расположенных в нижней части, задняя камера с активированным углем (например, a3 или a4) имеет толщину больше чем или равную толщине передней камеры с активированным углем (например, a2 или a3). Верхняя часть B со слоем активированного угля имеет от 2 до 7 (предпочтительно от 3 до 5, например 3, 4, 5, 6 или 7) камер с активированным углем (например, имеется 7 камер с активированным углем, которые последовательно пронумерованы как b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7; и т.д.), разделенных пористыми перегородками 4 или сформированных, будучи разделенными пористыми перегородками 4. И вдоль направления протекания топочных газов, камеры с активированным углем, расположенные в верхней части, последовательно увеличиваются в толщине, или, вдоль направления протекания топочных газов, в любых двух смежных камерах с активированным углем в верхней части (например, b2 и b3, или b3 и b4) после первой камеры b1 с активированным углем, расположенных в верхней части, задняя камера с активированным углем (например, b3 или b4) имеет толщину больше чем или равную толщине передней камеры с активированным углем (например, b2 или b3).
[0059] Предпочтительно, среди от 2 до 7 (например, 3) камер с активированным углем, расположенных в нижней части, или среди от 2 до 7 (например, 3) камер с активированным углем, расположенных в верхней части, и, в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов, толщина второй камеры a2 или b2 превышает в 1-9 раз толщину первой камеры a1 или b1, например, в 1,5-7 раз, или в 2, 3, 4, 5 или 6 раз. Кроме того, когда имеется третья камера a3 или b3, толщина третьей камеры a3 или b3 превышает толщину второй камеры a2 или b2 в 1-2,5 раза, предпочтительно в 1,2-2 раза, например, в 1,3 раза, 1,5 раза или 1,8 раза.
[0060] Обычно, нижняя часть имеет три камеры с активированным углем, и, в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов, толщина первой камеры a1, а именно, передней камеры, составляет от 90 до 250 мм, предпочтительно от 100 от 230 мм, например, 120, 150, 200 или 220 мм; толщина второй камеры a2, а именно, средней камеры, составляет от 360 до 1000 мм, предпочтительно от 400 до 950 мм, например, 450, 600, 700, 800 или 900 мм; и толщина третьей камеры a3, а именно, задней камеры, составляет от 432 до 1200 мм, предпочтительно от 450 до 1150 мм, например, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 или 1100 мм.
[0061] Обычно, верхняя часть имеет три камеры с активированным углем, и, в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов, толщина первой камеры b1, а именно, передней камеры, составляет от 90 до 250 мм, предпочтительно от 100 от 230 мм, например, 120, 150, 200 или 220 мм; толщина второй камеры b2, а именно, средней камеры, составляет от 360 до 1000 мм, предпочтительно от 400 до 950 мм, например, 450, 600, 700, 800 или 900 мм; и толщина третьей камеры b3, а именно, задней камеры, составляет от 432 до 1200 мм, предпочтительно от 450 до 1150 мм, например, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 или 1100 мм.
[0062] Предпочтительно, впускное отверстие 1 для топочных газов, расположенное в нижней части адсорбционной колонны, и выпускное отверстие 2 для топочных газов, расположенное в верхней части адсорбционной колонны, расположены на одной и той же стороне адсорбционной колонны.
[0063] Предпочтительно, роликовое подающее устройство 6 расположено на дне каждой камеры нижней части A со слоем активированного угля.
[0064] Предпочтительно, один или несколько выпускных поворотных клапанов 7 расположены в донном бункере адсорбционной колонны.
[0065] Обычно, несколько каналов 10 для активированного угля, например, от 2 до 7, например, 3, 4, 5, 6 каналов 10 для активированного угля расположено в переходной области C. Предпочтительно, каналы 10 для активированного угля образованы посредством разделительных пластин 9 и стенки адсорбционной колонны или образованы посредством цилиндров 9 цилиндрической формы или цилиндров 9 конусообразной формы, имеющих круговое поперечное сечение, или образованы посредством труб или цилиндров 9, имеющих эллиптическое поперечное сечение, или образованы посредством труб или цилиндров 9, имеющих поперечное сечение полигональной формы, например, в виде треугольника, прямоугольника, пятиугольника или шестиугольника. Более предпочтительно, разделительные пластины 9 являются непористыми пластинами или цилиндрами 9 цилиндрической формы или цилиндрами 9 конусообразной формы, которые изготовлены из непористых пластин. Более предпочтительно, трубы или цилиндры 9 изготовлены из непористых пластин.
[0066] Предпочтительно, от 2 до 7 камер с активированным углем в верхней части, предпочтительно от 3 до 5, например, 3, 4, 5, 6 или 7 камер с активированным углем, находятся в соединении с соответствующими, от 2 до 7, камерами с активированным углем в нижней части, предпочтительно от 3 до 5, например, 3, 4, 5, 6 или 7, камерами с активированным углем, через соответствующие каналы для активированного угля 10.
[0067] Предпочтительно, на среднем участке в вертикальном направлении переходной области C, сумма площадей поперечного сечения всех каналов 10 для активированного угля меньше чем или равна сумме площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в верхней части или сумме площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в нижней части, и, предпочтительно, она составляет от 20% до 60% от суммы площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в верхней или нижней части, предпочтительно от 20% до 50%.
[0068] Высота переходной области C адсорбционной колонны или длина в вертикальном направлении переходной области C адсорбционной колонны составляет от 1 до 5 метров, предпочтительно от 1,2 до 4 метров и более предпочтительно от 1,5 до 3 метров.
[0069] Предпочтительно, роликовое подающее устройство 6 размещено на дне каждой камеры с активированным углем в верхней части. Предпочтительно, роликовые подающие устройства 6 расположены в переходной области C адсорбционной колонны, и зазор или расстояние в вертикальном направлении сохраняется между роликовыми подающими устройствами 6 и слоем активированного угля каждой камеры с активированным углем в нижней части, а именно, ролик роликового подающего устройства 6 не находится в контакте со слоем активированного угля каждой камеры с активированным углем в нижней части.
[0070] Обычно, высота основного корпуса адсорбционной колонны составляет от 6 до 60 м, предпочтительно от 8 до 55 м, предпочтительно от 10 до 50 м, предпочтительно от 15 до 45 м, предпочтительно от 18 до 40 м, предпочтительно от 20 до 35 м, предпочтительно от 22 до 30 м.
[0071] Способ очистки топочных газов или способ десульфуризации и денитрификации агломерационных топочных газов с применением вышеописанного устройства предоставлен в соответствии со вторым решением данной заявки, и данный способ включает:
[0072] 1) топочные газы или агломерационные топочные газы (содержащие загрязняющие вещества) (оба эти вида называют в собирательном значении топочными газами далее в данном документе) перемещают к адсорбционной колонне с активированным углем устройства для десульфуризации и денитрификации, включающем вышеуказанную адсорбционную колонну с активированным углем и (обычную) десорбционную колонну, топочные газы проходят через нижнюю часть A со слоем активированного угля и верхнюю часть B со слоем активированного угля последовательно и вступают в контакт с активированным углем, перемещаемым от верха адсорбционной колонны к двум частям A и B, так что загрязняющие вещества, включающие оксиды серы, оксиды азота и диоксин, адсорбируются активированным углем.
[0073] 2) активированный уголь в адсорбционной колонне с активированным углем устройства для десульфуризации и денитрификации, которые содержит адсорбированные загрязняющие вещества из топочных газов или агломерационных топочных газов, перемещают к области нагревания активированного угля десорбционной колонны, имеющей верхнюю область нагревания и нижнюю область охлаждения, и активированный уголь нагревают или разогревают до температуры десорбции активированного угля Td посредством выполнения косвенного теплообмена с горячим газом, действующим в качестве нагревательного газа, например, Td=90-450 °C, что приводит к десорбции и регенерации активированного угля при температуре Td.
[0074] 3) активированный уголь, который был десорбирован и регенерирован в верхней области нагревания десорбционной колонны, поступает в нижнюю область охлаждения десорбционной колонны через среднюю буферную область, а именно, в среднюю секцию, в то же время, воздух при комнатной температуре (действующий в качестве охлаждающего потока или охлаждающего воздуха) подают из впускного отверстия для охлаждающего воздуха области охлаждения десорбционной колонны в область охлаждения десорбционной колонны чтобы охлаждать активированный уголь посредством выполнения косвенного теплообмена с активированным углем, перемещаемым в нижнем направлении в области охлаждения.
[0075] 4) охлажденный активированный уголь, выпущенный из нижней части десорбционной колонны, например, после удаления золы просеиванием, перемещают к верху адсорбционной колонны с активированным углем на вышеуказанной стадии 1), например, перемещают к загрузочному бункеру на верхней части адсорбционной колонны с активированным углем.
[0076] Обычно, температура регенерации активированного угля Td находится в интервале от 390 до 500°C, предпочтительно от 400 до 470°C, более предпочтительно от 405 до 450°C, более предпочтительно от 410 до 440°C и более предпочтительно от 410 до 430°C.
[0077] Обычно горячий газ, введенный в область нагревания десорбционной колонны, имеет температуру в интервале от 400 до 500°C, предпочтительно от 410 до 480°C, более предпочтительно от 415 до 470°C, более предпочтительно от 420 до 460°C и более предпочтительно от 420 до 450°C.
ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0078] Адсорбционная колонна показана на Фиг. 4. Устройство для десульфуризации и денитрификации включает адсорбционную колонну с активированным углем (высота колонны составляет 30 метров и площадь поперечного сечения составляет 120 квадратных метров) и колонну для десорбции активированного угля (высота колонны составляет 20 метров и площадь поперечного сечения составляет 15 квадратных метров).
[0079] Нижняя часть A со слоем активированного угля имеет три камеры с активированным углем a1, a2 и a3, и верхняя часть B со слоем активированного угля имеет три камеры с активированным углем b1, b2 и b3.
[0080] Вдоль направления протекания газа, в соответствии с последовательностью каждого из слоев активированного угля, приводимых в контакт с топочными газами, слои определены как передняя камера нижнего слоя, средняя камера нижнего слоя, задняя камера нижнего слоя, передняя камера верхнего слоя, средняя камера верхнего слоя и задняя камера верхнего слоя, соответственно. Толщины передней камеры нижнего слоя, средней камеры нижнего слоя и задней камеры нижнего слоя составляют 150 мм, 450 мм, 900 мм, соответственно, и общая толщина составляет 1500 мм. Толщины передней камеры верхнего слоя, средней камеры верхнего слоя и задней камеры верхнего слоя составляют 150 мм, 450 мм, 900 мм, соответственно, и общая толщина составляет 1500 мм. Поэтому время удерживания активированного угля в передней, средней, задней камерах верхнего и нижнего слоев может быть отрегулировано таким образом, чтобы составлять, например, 40 ч, 120 ч или 240 ч.
[0081] Верхний и нижний выпуски являются регулируемыми.
[0082] Устройство в соответствии с данным вариантом осуществления разделяет адсорбционную колонну на верхний слой и нижний слой, активированный уголь каждого слоя разделен на множество камер посредством пористых перегородок, и роликовое подающее устройство расположено в нижней части каждой камеры, чтобы регулировать скорость подачи (или время удерживания) активированного угля в каждой камере в отдельности.
[0083] Камера a1 или b1 с активированным углем, первая по порядку приводимая в контакт с топочными газами, является сравнительно тонкой, и сравнительно высокую скорость подачи применяют, чтобы выпускать активированный уголь, насыщенный посредством адсорбции, как можно быстрее; среди слоев, камера с активированным углем, последняя приводимая в контакт с топочными газами, является сравнительно толстой, активированный уголь имеет длительное время удерживания в камере, что может эффективным образом уменьшить концентрацию пыли в топочных газах.
[0084] На среднем участке в вертикальном направлении переходной области C, сумма площадей поперечного сечения всех каналов 10 для активированного угля составляет приблизительно 55% от суммы площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в верхней части или суммы площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в нижней части. Высота переходной области C адсорбционной колонны или длина в вертикальном направлении переходной области C адсорбционной колонны составляет 2 метра.
[0085] После выпуска роликовым подающим устройством, верхний слой активированного угля размещен поверх нижнего слоя камеры с активированным углем, чтобы быть временно сохраненным.
[0086] Нижняя часть ролика роликового подающего устройства не находится в контакте с активированным углем, что может предотвращать высокую температуру или искровые разряды, вызываемые трением между круглым роликом и активированным углем.
ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0087] Адсорбционная колонна показана на Фиг. 5. Для топочных газов, имеющих состав загрязняющих веществ, который не изменяется в значительной степени, роликовые подающие устройства для подачи в верхний слой могут не применяться, и время удерживания материала в каждом слое может быть реализовано посредством регулирования ширины каждой камеры в верхнем и нижнем слоях. Высота переходной области C адсорбционной колонны или длина в вертикальном направлении переходной области C адсорбционной колонны составляет 3 метра.
[0088] Вдоль направления протекания газа, в соответствии с последовательностью каждого из слоев активированного угля, приводимых в контакт с топочными газами, слои определены как передняя камера нижнего слоя, средняя камера нижнего слоя, задняя камера нижнего слоя, передняя камера верхнего слоя, средняя камера верхнего слоя и задняя камера верхнего слоя, соответственно. Толщины передней камеры нижнего слоя, средней камеры нижнего слоя и задней камеры нижнего слоя составляют 150 мм, 450 мм, 900 мм, соответственно, и общая толщина составляет 1500 мм. Толщины передней камеры верхнего слоя, средней камеры верхнего слоя и задней камеры верхнего слоя составляют 150 мм, 450 мм, 900 мм, соответственно, и общая толщина составляет 1500 мм. Поэтому время удерживания активированного угля в передней, средней, задней камерах верхнего и нижнего слоев может быть отрегулировано таким образом, чтобы составлять, например, 40 ч, 120 ч или 240 ч.
ТРЕТИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0089] Адсорбционная колонна показана на Фиг. 6. Для того, чтобы уменьшить первоначальное количество заполнения активированным углем, снизить инвестиционные расходы и в то же время уменьшить время удерживания активированного угля, который не контактировал с топочными газами, длина канала для активированного угля между верхним слоем и нижним слоем может быть укорочена.
[0090] Вдоль направления протекания газа, в соответствии с последовательностью каждого из слоев активированного угля, приводимых в контакт с топочными газами, слои определены как передняя камера нижнего слоя, средняя камера нижнего слоя, задняя камера нижнего слоя, передняя камера верхнего слоя, средняя камера верхнего слоя и задняя камера верхнего слоя, соответственно. Толщины передней камеры нижнего слоя, средней камеры нижнего слоя и задней камеры нижнего слоя составляют 150 мм, 450 мм, 900 мм, соответственно, и общая толщина составляет 1500 мм. Толщины передней камеры верхнего слоя, средней камеры верхнего слоя и задней камеры верхнего слоя составляют 150 мм, 450 мм, 900 мм, соответственно, и общая толщина составляет 1500 мм. Поэтому время удерживания активированного угля в передней, средней, задней камерах верхнего и нижнего слоев может быть отрегулировано таким образом, чтобы составлять, например, 40 ч, 120 ч или 240 ч.
[0091] Средние каналы 10 для активированного угля являются непродуктивными зонами, поэтому, исходя из того, что скорость подачи (сопротивление является малым) активированного угля обеспечена, высоту или длину каналов для активированного угля и общую площадь поперечного сечения каналов для активированного угля требуется уменьшить, насколько это возможно. На среднем участке в вертикальном направлении переходной области C, сумма площадей поперечного сечения всех каналов 10 для активированного угля составляет приблизительно 22% от суммы площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в верхней части или суммы площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в нижней части. Высота переходной области C адсорбционной колонны или длина в вертикальном направлении переходной области C адсорбционной колонны составляет 1,8 метра.
1. Устройство для очистки топочных газов активированным углем, содержащее адсорбционную колонну с активированным углем, причем адсорбционная колонна с активированным углем содержит нижнюю часть (A) со слоем активированного угля в нижней части, верхнюю часть (B) со слоем активированного угля в верхней части и переходную область (C), расположенную между нижней частью (A) со слоем активированного угля и верхней частью (B) со слоем активированного угля, и адсорбционная колонна с активированным углем дополнительно содержит загрузочный бункер (3), расположенный выше адсорбционной колонны или у ее вершины, впуск(1) для топочных газов, расположенный в нижней части адсорбционной колонны, и выпуск (2) для топочных газов, расположенный в верхней части адсорбционной колонны, причем выпускной конец (G2) для топочных газов нижней части (A) со слоем активированного угля сообщается с впускным концом (G3) для топочных газов верхней части (B) со слоем активированного угля посредством канала (5) для топочных газов, причем нижняя часть (A) со слоем активированного угля имеет множество камер с активированным углем, разделенных пористой перегородкой (4), и верхняя часть (B) со слоем активированного угля имеет множество камер с активированным углем, разделенных пористой перегородкой (4), причем количество множества камер с активированным углем нижней части (A) со слоем активированного угля находится в интервале от 2 до 7 и количество множества камер с активированным углем верхней части (B) со слоем активированного угля находится в интервале от 2 до 7.
2. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по п. 1, в котором множество камер с активированным углем нижней части (A) со слоем активированного угля находится в интервале от 3 до 5 и множество камер с активированным углем верхней части (B) со слоем активированного угля находится в интервале от 3 до 5.
3. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по п. 1, в котором нижняя часть (A) со слоем активированного угля имеет множество камер с активированным углем, разделенных пористой перегородкой (4), и вдоль направления протекания топочных газов множество камер с активированным углем, расположенных в нижней части, последовательно увеличиваются в толщине, или, вдоль направления протекания топочных газов, в любых двух смежных камерах с активированным углем после первой камеры (a1) с активированным углем, расположенных в нижней части, задняя камера из двух смежных камер с активированным углем имеет толщину больше чем или равную толщине передней камеры из двух смежных камер с активированным углем; верхняя часть (B) со слоем активированного угля имеет множество камер с активированным углем, разделенных пористой перегородкой (4), и вдоль направления протекания топочных газов множество камер с активированным углем, расположенных в верхней части, последовательно увеличиваются в толщине, или, вдоль направления протекания топочных газов, в любых двух смежных камерах с активированным углем после первой камеры (b1) с активированным углем, расположенных в верхней части, задняя камера из двух смежных камер с активированным углем имеет толщину больше чем или равную толщине передней камеры из двух смежных камер с активированным углем.
4. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по п. 3, в котором, среди множества камер с активированным углем, расположенных в нижней части, или среди множества камер с активированным углем, расположенных в верхней части, в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов толщина второй камеры превышает в 1-9 раз толщину первой камеры и, в случае когда имеется третья камера, толщина третьей камеры превышает в 1-2,5 раза толщину второй камеры.
5. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по п. 4, в котором в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов толщина второй камеры превышает в 1,5-7 раз толщину первой камеры и, в случае когда имеется третья камера, толщина третьей камеры превышает в 1,2-2 раза толщину второй камеры.
6. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по п. 5, в котором нижняя часть имеет три камеры с активированным углем и, в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов, толщины первой камеры (a1), второй камеры (a2) и третьей камеры (a3) находятся в интервале от 90 до 250 мм, от 360 до 1000 мм и от 432 до 1200 мм соответственно; и/или верхняя часть имеет три камеры с активированным углем и, в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов, толщины первой камеры (b1), второй камеры (b2) и третьей камеры (b3) находятся в интервале от 90 до 250 мм, от 360 до 1000 мм и от 432 до 1200 мм соответственно.
7. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по п. 6, в котором толщины первой камеры (a1), второй камеры (a2) и третьей камеры (a3) находятся в интервале от 100 до 230 мм, от 400 до 950 мм и от 450 до 1150 мм соответственно; и/или верхняя часть имеет три камеры с активированным углем и, в соответствии с последовательностью в направлении протекания топочных газов, толщины первой камеры (b1), второй камеры (b2) и третьей камеры (b3) находятся в интервале от 100 до 230 мм, от 400 до 9500 мм и от 450 до 1150 мм соответственно.
8. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по любому одному из пп. 1-7, в котором впуск (1) для топочных газов, расположенный в нижней части адсорбционной колонны, и выпуск (2) для топочных газов, расположенный в верхней части адсорбционной колонны, находятся на одной и той же стороне адсорбционной колонны.
9. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по любому одному из пп. 1-7, в котором роликовое подающее устройство (6) размещено на дне каждой камеры нижней части (A) со слоем активированного угля; и/или один или более выпускных поворотных клапанов (7) расположены в донном бункере адсорбционной колонны.
10. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по любому одному из пп. 1-7, в котором множество каналов (10) для активированного угля расположены в переходной области (C); предпочтительно каналы (10) для активированного угля образованы посредством разделительных пластин (9) и стенки адсорбционной колонны или образованы посредством цилиндров (9) цилиндрической формы или цилиндров (9) конусообразной формы, имеющих круговое поперечное сечение, или образованы посредством труб или цилиндров (9), имеющих эллиптическое поперечное сечение, или образованы посредством труб или цилиндров (9), имеющих поперечное сечение полигональной формы; более предпочтительно разделительные пластины (9) являются непористыми пластинами, или цилиндры (9) цилиндрической формы или цилиндры (9) конусообразной формы изготовлены из непористых пластин, трубы или цилиндры (9) изготовлены из непористых пластин.
11. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по любому одному из пп. 1-7, в котором множество камер с активированным углем в верхней части находятся в сообщении с соответствующим множеством камер с активированным углем в нижней части через соответствующие каналы (10) для активированного угля.
12. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по любому одному из пп. 1-7, в котором на среднем участке в вертикальном направлении переходной области (C) сумма площадей поперечного сечения всех каналов (10) для активированного угля меньше чем или равна сумме площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в верхней части или сумме площадей поперечного сечения всех камер с активированным углем в нижней части, и она составляет от 20% до 60% от суммы площадей поперечного сечения в верхней или нижней части.
13. Устройство для очистки топочных газов активированным углем по любому одному из пп. 1-7, в котором роликовое подающее устройство (6) размещено на дне каждой камеры с активированным углем в верхней части; предпочтительно роликовые подающие устройства (6) расположены в переходной области (C), и зазор или расстояние в вертикальном направлении сохраняется между роликовыми подающими устройствами (6) и слоем активированного угля каждой камеры с активированным углем в нижней части.
14. Способ очистки топочных газов с применением устройства по любому одному из пп. 1-13, включающий:
1) перемещение топочного газа или агломерационного топочного газа в адсорбционную колонну с активированным углем устройства для десульфуризации и денитрификации, содержащего адсорбционную колонну с активированным углем по любому одному из пп. 1-14 и десорбционную колонну, причем топочный газ проходит через нижнюю часть (A) со слоем активированного угля в нижней части и верхнюю часть (B) со слоем активированного угля в верхней части последовательно и вступает в контакт с активированным углем, перемещаемым от верха адсорбционной колонны к нижней части (A) со слоем активированного угля, и верхней частью (B) со слоем активированного угля, чтобы предоставлять возможность активированному углю адсорбировать загрязняющие вещества, содержащие оксиды серы, оксиды азота и диоксин;
2) перемещение активированного угля в адсорбционной колонне с активированным углем устройства для десульфуризации и денитрификации, который содержит адсорбированные загрязняющие вещества из топочного газа или агломерационного топочного газа, к области нагревания колонны для десорбции активированного угля, имеющей область нагревания в верхней части и область охлаждения в нижней части, причем активированный уголь нагревают или разогревают до температуры Td десорбции активированного угля посредством выполнения косвенного теплообмена с горячим газом, действующим в качестве нагревательного газа, чтобы сделать возможной десорбцию и регенерацию активированного угля при температуре Td;
3) введение активированного угля, который был десорбирован и регенерирован в области нагревания в верхней части десорбционной колонны, в область охлаждения в нижней части десорбционной колонны через среднюю буферную область, а именно среднюю секцию, и в то же время вдувание воздуха при комнатной температуре из впуска для охлаждающего воздуха области охлаждения десорбционной колонны к области охлаждения десорбционной колонны, чтобы охлаждать активированный уголь посредством выполнения косвенного теплообмена с активированным углем, перемещаемым в нижнем направлении в области охлаждения; и
4) перемещение охлажденного активированного угля, выпущенного из нижней части десорбционной колонны к верхней части адсорбционной колонны с активированным углем на вышеуказанной стадии 1).
15. Способ очистки топочных газов по п. 14, в котором температура Td десорбции активированного угля находится в интервале от 390 до 450°C.
