專利名稱：連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填料塔廢氣處理裝置，特別是可用于多種廢氣處理的連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔裝置。
濕式填料滌氣器(
圖1)是有代表性的填料塔廢氣處理裝置工作原理是在反應(yīng)塔主體中采用有一定粒度的填料作媒體，含藥物的液體從上向下噴淋流過填料層，在填料表面型成液膜，氣體經(jīng)過填料層時(shí)與液膜發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)速度受氣相擴(kuò)散控制反應(yīng)效力取決于反應(yīng)物濃度差，反應(yīng)表面積，傳質(zhì)系數(shù)，反應(yīng)時(shí)間。污染控制設(shè)計(jì)手冊([美].P.N.切雷米西諾夫.R.A.揚(yáng)格.胡文龍譯，86)表25-3指出該裝置用于廢氣吸收處理效力達(dá)95％除塵效力98％，但容易堵塞，不適宜用于含粉塵物的氣體處理，產(chǎn)生大量廢水不易處理。
本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔裝置用于分離多種廢氣中可發(fā)生生成反應(yīng)的有害化學(xué)物和粉塵物。只需很少水量便可獲得高效分離效果，可自動(dòng)清除堵塞和辟免廢水排放。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用一容器作填料反應(yīng)塔主體，反應(yīng)塔內(nèi)有圓球狀惰性顆粒物填料，容器可采用矩型斷面結(jié)構(gòu)或圓筒型夾套結(jié)構(gòu)，反應(yīng)塔主體上部進(jìn)料口有進(jìn)料分配器與螺旋攪拌輸送機(jī)出料口相通，旋攪拌輸送機(jī)進(jìn)料口與另一豎直螺旋提升機(jī)上部出料口接通，豎直螺旋提升機(jī)下部進(jìn)料口接通另一螺旋篩分機(jī)的出料口，該螺旋篩分機(jī)的進(jìn)料口直接與反應(yīng)塔主體下部出口接通，共同構(gòu)成移動(dòng)床。作用是，螺旋攪拌輸送機(jī)負(fù)責(zé)旋攪拌混合填料；藥物；回用料；液體，將其制備成有反應(yīng)活性的脫氣媒體，再送入反應(yīng)塔內(nèi)，脫氣媒體中間是沒有反應(yīng)活性的惰性圓球體，有反應(yīng)活性的藥物成漿糊狀粘在球體表面，填料靠重力和機(jī)械擠壓力在反應(yīng)塔內(nèi)由上向下移動(dòng)，反應(yīng)完畢后進(jìn)入螺旋篩分機(jī)，其作用是通過磨檫和碰撞使反應(yīng)生成物與填料分離同時(shí)將填料送入豎直螺旋提升機(jī)內(nèi)，提升機(jī)的旋進(jìn)方向由下向上再將填料送入螺旋攪拌輸送機(jī)內(nèi)，開始一輪新的循環(huán)。各螺旋機(jī)構(gòu)可通過無級(jí)變速傳動(dòng)改變填料循環(huán)速度，從而改變傳質(zhì)表面積(方向以圖2為準(zhǔn))。填料表面藥物需不斷更新才能保持反應(yīng)活性更新通過以下再生裝置完成，螺旋攪拌輸送機(jī)外殼上有輸液管經(jīng)計(jì)量泵接通溶液箱；回用廢料管經(jīng)計(jì)量輸送器接通回用廢料倉；新藥管經(jīng)計(jì)量輸送器接通新藥料倉，構(gòu)成能夠使脫氣媒體保持反應(yīng)活性的再生裝置，再生裝置中回用廢料管，新藥管經(jīng)調(diào)風(fēng)閥與送料風(fēng)機(jī)接通，采用風(fēng)力輸送可簡化結(jié)構(gòu)和防止阻塞。廢氣流道的構(gòu)成是反應(yīng)塔主體是矩型斷面結(jié)構(gòu)時(shí)，下段構(gòu)成塔體長邊的兩側(cè)，有帶百葉窗的廢氣進(jìn)出口(第一回程)經(jīng)煙箱接通上段帶百葉窗的進(jìn)出口(第二回程)，型成上下分段的廢氣通道。廢氣經(jīng)過填料層的一個(gè)行程＝反應(yīng)塔體短邊長度，(由于流體阻力限制，通過填料床的流向宜在較小尺寸方向)可以根據(jù)負(fù)荷確定采用單行程或多行程。移動(dòng)床，再生裝置，廢氣通道共同構(gòu)成連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔裝置整體。裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，保證脫氣媒體始終處于動(dòng)態(tài)與廢氣接觸，其好處是由于磨檫和碰撞脫氣媒體表面產(chǎn)生傳質(zhì)阻力的反應(yīng)生成物不斷清除掉，高反應(yīng)活性的藥物補(bǔ)充進(jìn)來，媒體表面始終保持高的反應(yīng)活性。在反應(yīng)塔上段，脫氣媒體表面保持濕潤膠體狀態(tài)與煙氣接觸，發(fā)生與濕式填料洗滌塔相近的濕法反應(yīng)同時(shí)攔截和沾附粉塵，是完成廢氣處理的主要階段。脫氣媒體在反應(yīng)塔中從上段移動(dòng)到下段時(shí)，表面仍然保持一定反應(yīng)活性，與從下段進(jìn)入的廢氣接觸時(shí)發(fā)生半干半濕的反應(yīng)和粉塵攔截作為廢氣處理的初級(jí)階段。在反應(yīng)塔下段水分逐步蒸發(fā)完畢，為辟免廢水排放創(chuàng)造了條件。保持高效反應(yīng)除塵同時(shí)，辟免廢水排放需大幅度減少工藝耗水量(濕法脫硫除塵水耗＞4-6升/立方米煙氣)用水量減少是否會(huì)影響處理效力可作如下論證。反應(yīng)需要一定水分的原因是(以處理含硫廢氣為例)
反應(yīng)需要水量2*16＝32Kg/1MOL。
煤含硫量3％時(shí)，反應(yīng)消耗水量計(jì)算如下煙氣量10.6立方米(標(biāo))/Kg煤0.03/10.6＝0.00283KG硫/立方米(標(biāo))
0.00283/64＝0.0000442MOL/立方米(標(biāo))0.0000442*32＝0.001414KG(水)/立方米(標(biāo))計(jì)算結(jié)果表明脫硫反應(yīng)需要的水量很少。連續(xù)再生移動(dòng)床采用液氣比0.01-0.02[KG水/立方米煙氣]可以保證反應(yīng)需要的水分。進(jìn)一步計(jì)算證明水分可以在反應(yīng)中蒸發(fā)。CaO∶SO2＝1.2∶1時(shí)SO2[KG/立方米煙氣]0.00283，CaO[KG/立方米煙氣]0.00291W(灰分)[KG/立方米煙氣]0.0056，按物料液體等于0.5補(bǔ)水H2O(水分)[KG/立方米煙氣]＝(0.00283+0.00291+0.0056)/0.5＝0.02268干燥熱量Q＝0.02268*620*4.1868(蒸汽焓值)＝59.03[KJ]進(jìn)口煙氣焓值229.98[KJ/立方米煙氣](150C)出口煙氣焓值(顯熱)229.98-59.03＝170.95KJ/立方米煙氣出口煙溫(根據(jù)顯熱估算)101.3C分析說明按物料比液體等于0.5補(bǔ)水，不但能滿足脫硫反應(yīng)需要的水分，而且煙氣有足夠的熱量烘干物料水分，沒有多余廢水排放。濕法反應(yīng)需要水分較多的另一原因是降低脫除物在液相的分壓力提高傳質(zhì)動(dòng)力，防止發(fā)生沉淀和結(jié)垢，靠液體水膜型成傳質(zhì)表面積。連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔裝置采用的方法可以實(shí)現(xiàn)同樣的效果。連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔裝置是通用性強(qiáng)的單元反應(yīng)設(shè)備，只需改變藥物便可用于其它廢氣處理的例子列舉如下采用藥物處理廢氣強(qiáng)氧化物；堿性物一氧化氮次CL酸鈉液體油脂臭氣苛性鈉 垃圾焚燒含CL廢氣本發(fā)明的″連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔″預(yù)期達(dá)到效果是煙氣脫硫效力＞90％，除塵效力＞95％，可用于煙氣脫氮(采用強(qiáng)氧化劑；堿性藥物)，除臭(采用次酸鈉液體)，垃圾焚燒含Cl廢氣(采用苛性鈉)等多種廢氣處理，沒有廢水排放，不會(huì)發(fā)生堵塞能實(shí)現(xiàn)長期可靠運(yùn)行。文獻(xiàn)″煤渣床層脫硫除塵裝置″(季學(xué)李羌寧，污染防治技術(shù)，VOl.11 No.117-21)提出了由煤渣；石灰粉；水混合組成的濕潤床填料塔，該裝置與連續(xù)再生移動(dòng)床脫硫塔靜態(tài)時(shí)相似。該裝置處理含硫廢氣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下煤渣量100；石灰量10；水量隨溫度定(實(shí)驗(yàn)中水量∶石灰量＝120∶58)床高＞100mm；空塔氣速0.3m/s；SO2濃度300-450PPM條件下)，脫硫效力大于90％，除塵效力大于95％，但隨著處理時(shí)間延長，脫硫生成物附著在表面?zhèn)髻|(zhì)阻力加大，效力從98％降到32％。連續(xù)再生移動(dòng)床脫硫塔由于保持脫硫媒體不斷移動(dòng)，產(chǎn)生摩檫和碰撞不斷清除填料表面阻礙傳質(zhì)的惰性物(反應(yīng)生成物)，再生裝置不斷補(bǔ)充新鮮藥物到填料表面，表面始終保持高濃度的反應(yīng)活性物，反應(yīng)效力必然比固定式濕潤床填料塔大大提高，也不會(huì)隨處理時(shí)間延長而下降。大氣污染控制設(shè)計(jì)手冊([美].PN.切雷米西諾夫R.A.揚(yáng)格.胡文龍譯.171)指出以石灰為吸收劑的SO2滌氣器如要辟免堵塞，PH值不應(yīng)大于8.0，連續(xù)再生移動(dòng)床由于填料處于動(dòng)態(tài)可自動(dòng)破壞堵塞發(fā)生，藥物PH值＞10.0仍能正常工作，藥物濃度提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)必然提高反應(yīng)效力。經(jīng)計(jì)算濕式填料滌氣塔如噴淋水量為4升/立方米煙氣(標(biāo))，經(jīng)過填料的水膜厚度為2毫米，可型成傳質(zhì)表面積2平方米/立方米煙氣(標(biāo))。連續(xù)再生移動(dòng)床采用直徑10MM球體填料，用量0.00017立方米/立方米煙氣(標(biāo))。循環(huán)倍數(shù)＝1/小時(shí)，藥料粒度＝0.2MM，可型成膠體狀多孔型傳質(zhì)表面積約2.1平方米/立方米煙氣(標(biāo))。由于傳質(zhì)系數(shù)主要受氣相擴(kuò)散限制，可以預(yù)計(jì)噴淋式填料塔和連續(xù)再生移動(dòng)床脫氣塔的傳質(zhì)系數(shù)相近，將上述分析計(jì)算結(jié)果列表比較如下(相對值
說明傳質(zhì)動(dòng)力以濃度差的對數(shù)值表示，濃度差100倍傳質(zhì)動(dòng)力為10倍。處理效果可表示為傳質(zhì)系數(shù)*傳質(zhì)面積*傳質(zhì)動(dòng)力(乘積)以上比較表明，連續(xù)再生移動(dòng)床脫氣塔處理效果優(yōu)于濕式填料滌氣塔的主要原因是由于沒有過多水稀釋和不會(huì)發(fā)生沉淀和結(jié)垢能夠使反應(yīng)媒體表面保持高藥物濃度，填料表面的多孔狀活性物可象液體附著在填料表面一樣，型成很大反應(yīng)表面積，填料表面的惰性物(反應(yīng)生成物)被不斷清除掉，以上因素有利于反應(yīng)效力提高，顯然連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔是通用性較強(qiáng)的移動(dòng)床單元反應(yīng)設(shè)備，只需改變藥物和運(yùn)行參數(shù)便可用于多種廢氣處理本發(fā)明提出的連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔裝置結(jié)合附圖和實(shí)施例說明如下(圖1)是濕式填料滌氣器的軸測圖。
(圖1)中進(jìn)氣口(1)，過流孔板(2)，填料(3)，反應(yīng)塔主體(4)，出氣口(5)，噴淋管(6)(圖2)是根據(jù)本實(shí)發(fā)明提出的連續(xù)再生移動(dòng)床脫硫塔裝置的主視圖(其中構(gòu)成移動(dòng)床部分進(jìn)行剖視，沒有裝填料)。
(圖3)是(圖2)的A-A，B-B剖面剖視后再組合的視圖(省略了移動(dòng)床外部分，裝了填料)。
對(圖2)；(圖3)作說明如下反應(yīng)塔主體(1) 廢氣下部進(jìn)口(2) 廢氣下部出口(3) 煙箱(4)廢氣上部進(jìn)口(5) 廢氣上部出口(6) 反應(yīng)塔上部進(jìn)料口(7)螺旋攪拌輸送器(8) 豎直螺旋提升機(jī)(9) 螺旋篩分機(jī)(10)排灰孔(11) 填料(12) 回用廢料倉(13) 藥料倉(14)計(jì)量輸送器(15) 風(fēng)力送藥管(16) 液體箱(17) 輸液管(18) 反應(yīng)塔下部出料口(19) 廢料倉(20) 送料風(fēng)機(jī)(21) 計(jì)泵泵(22) 螺旋攪拌輸送器外殼(23)調(diào)風(fēng)閥(24)百葉窗(25) 進(jìn)料分配器(26)下面結(jié)合附圖(2)，(3)對本發(fā)明提出的連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和實(shí)施例作詳細(xì)說明該裝置包括一矩型斷面的反應(yīng)塔主體(1)，主體下部一側(cè)有廢氣下部進(jìn)口(2)，其對面一側(cè)有廢氣下部出口(3)經(jīng)煙箱(4)與廢氣上部進(jìn)口(5)接通，(5)對面是廢氣上部出口(6)，氣體進(jìn)出口有百葉窗(25)，型成廢氣上下分段的通道。反應(yīng)塔主體上部進(jìn)料口(7)與螺旋攪拌輸送器(8)出料口接通，螺旋攪拌輸送器(8)進(jìn)料口接通螺旋提升機(jī)(9)上部出料口，該提升機(jī)下部進(jìn)料口與另一螺旋篩分機(jī)(10)的出料口接通，該篩分機(jī)的進(jìn)料口與反應(yīng)塔主體(1)下部出料口(19貫通，螺旋機(jī)構(gòu)采用無級(jí)變速傳動(dòng)。填料(12)放置于反應(yīng)塔主體和各螺旋機(jī)構(gòu)中可型成閉路循環(huán)，構(gòu)成脫硫移動(dòng)床。螺旋攪拌輸送器(8)的外殼體(23)上，靠進(jìn)料口一端有風(fēng)力送藥管(16)經(jīng)計(jì)量輸送器(15)與新藥倉(14)接通有風(fēng)力送藥管(16)經(jīng)計(jì)量輸送器(15)與回用廢料倉(13)接通，風(fēng)力送藥管(16)有另一接口經(jīng)調(diào)風(fēng)閥(24)與送料風(fēng)機(jī)(21)接通，有輸液管(18)經(jīng)計(jì)量泵(23)與液體箱(17)接通，構(gòu)成能夠使脫硫媒體保持反應(yīng)活性的再生裝置。螺旋篩分機(jī)(10)殼體下部180度范圍內(nèi)，有排灰孔(11)與回用廢料倉(13)，廢料倉(20)相通，排灰孔為圓孔或大孔徑在外的錐孔(不易堵塞)。裝置工作時(shí)，根據(jù)降低水力阻力和增加傳質(zhì)表面積需要，采用填料粒度為5-15毫米圓球體，循環(huán)倍數(shù)1.0--10次/小時(shí)。填料送入螺旋攪拌輸送器(8)內(nèi)，同時(shí)送入藥料(摩爾濃度比為1.2∶1.0)，送入回用廢料(數(shù)量為生成物總量的20-80％，含塵量大時(shí)回用料應(yīng)減少)，加入適當(dāng)水(0.01-0.02L/立方米)。液體與物料攪拌混合型成有膠體狀活性層表面的反應(yīng)媒體。脫氣媒體在反應(yīng)塔內(nèi)由上向下移動(dòng)。廢氣從反應(yīng)塔下部一側(cè)切向流過下段填料層，下段填料層的濕度較低，主要作用是與廢氣初步反應(yīng)，欄截粉塵，哄干物料。廢氣離開下段后經(jīng)過煙箱進(jìn)入上段填料層，上段填料層由于濕度大；藥物濃度高，填料表面藥劑表面積大，氣態(tài)硫化物與脫硫媒體發(fā)生高速反應(yīng)，主要生成CaSO3固體，保持濕潤膠體狀表面的填料床同時(shí)對粉塵粘附和欄截，氣體離開反應(yīng)塔上部出口已經(jīng)得到得到高效凈化。進(jìn)入反應(yīng)塔的煙氣溫度為150度左右，煙氣熱值約229.98KJ/立方米煙氣[標(biāo)]保證干燥物料需要熱量為59KJ，顯然有足夠的熱量烘干脫硫填料和生成物。干燥物料進(jìn)入螺旋篩分機(jī)(10)，磨擦碰撞使填料和表面生成物分離，細(xì)粉料掉入各料箱，填料進(jìn)入提升機(jī)內(nèi)循環(huán)使用，通過無級(jí)變速調(diào)節(jié)脫硫媒體移動(dòng)速度，對回用廢料，添加新藥料，稀釋劑實(shí)行定量控制，可以保證裝置適應(yīng)各種工況高效可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種填料塔廢氣處理裝置，特別是連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔，該裝置有反應(yīng)塔主體(1)內(nèi)裝填料(12)，其特征在于矩型斷面反應(yīng)塔上部進(jìn)料口(7)與螺旋攪拌輸送機(jī)(8)出料口相通，螺旋攪拌輸送機(jī)(8)進(jìn)料口與另一豎直螺旋提升機(jī)(9)上部出料口接通，豎直螺旋提升機(jī)下部進(jìn)料口接通另一螺旋篩分機(jī)(10)的出料口，該螺旋篩分機(jī)的進(jìn)料口直接與反應(yīng)塔主體下部出料口(19)接通，構(gòu)成移動(dòng)床，螺旋攪拌輸送機(jī)外殼(23)上有輸液管(18)經(jīng)計(jì)量泵(22)接通溶液箱，風(fēng)力送藥管(16)經(jīng)計(jì)量輸送器(15)接通回用廢料倉(13)，風(fēng)力送藥管(16)經(jīng)計(jì)量輸送器接通新藥料倉(14)構(gòu)成再生裝置，廢氣進(jìn)(出)口(2)(3)(5)(6)和煙箱(4)型成多回程分段廢氣通道。移動(dòng)床，再生裝置，廢氣通道共同構(gòu)成連續(xù)再生移動(dòng)床脫硫塔整體
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔，其特征是螺旋攪拌輸送機(jī)(8)豎直螺旋提升機(jī)(9)，螺旋篩分機(jī)(10)采用無級(jí)變速傳動(dòng)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔裝置，其特征是風(fēng)力送藥管(16)經(jīng)調(diào)風(fēng)閥(24)與送料風(fēng)機(jī)(21)接通
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔裝置，其特征是螺旋篩分機(jī)(10)的殼體下部180度范圍內(nèi)，有圓型或大孔徑在外的錐型排灰孔(11)與回用廢料倉(13)廢料倉(20)相通
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，廢氣進(jìn)(出)口(2)，(3)，(5)，(6)有百葉窗(25)
6.權(quán)利要求1-5中所述的連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔裝置，只需改變藥物便可用于其它廢氣處理，例如處理NO(強(qiáng)氧化物；堿性物)，垃圾焚燒含CL廢氣(苛性鈉)，油脂臭氣(次錄酸鈉)。
全文摘要
本發(fā)明的連續(xù)再生移動(dòng)床廢氣處理塔涉及一種填料塔廢氣處理裝置,一填料反應(yīng)塔主體通過有百葉窗結(jié)構(gòu)的氣體進(jìn)出口和煙箱,型成多回程分段廢氣通道,多個(gè)特殊功能的螺旋機(jī)構(gòu)與反應(yīng)塔主體有序連結(jié),構(gòu)成填料,脫氣藥料,粉塵混合反應(yīng)分離的移動(dòng)床,計(jì)量送藥輸液裝置構(gòu)成保持填料反應(yīng)活性的再生裝置可同時(shí)處理化學(xué)有害物和粉塵物,用于脫硫效力大于90%,用于除塵效力大于95%,可處理其它廢氣,可自動(dòng)清除堵塞,沒有廢水排放。
文檔編號(hào)B01D47/14GK1243028SQ9811697
公開日2000年2月2日 申請日期1998年7月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月29日
發(fā)明者王衛(wèi)民 申請人:王衛(wèi)民, 王作民