一种对称式双段脱汞固碳余热回收一体化装置

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1.本发明属于烟气领域，具体涉及一种对称式双段脱汞固碳余热回收一体化装置。

背景技术：

2.我国人为汞排放量占比很大，大多数人为汞排放都来源于工业烟气，例如燃煤电厂释放的燃煤烟气和有金属冶炼厂释放的有金属冶炼烟气等。汞具有毒性、挥发性、生物富集性和远距离迁移性等，对人类健康和环境安全具有一定的安全隐患。同时，汞会与二氧化碳压缩装置发生汞齐反应，腐蚀装置，造成安全隐患。目前吸附剂脱汞技术是应用最为广泛的燃烧后脱汞技术，其具有脱汞效率高和可再生等优点。随着我国“碳达峰、碳中和”的出台，国内外学者对二氧化碳的关注日益加强，在重视二氧化碳对环境影响的时代背景下，二氧化碳吸收是实现“碳中和”的一种方式。同时，节能减排的观念深入人心，烟气余热回收和余热再利用也是一个热门话题。
3.目前来说，现有的污染物控制装置没有汞和二氧化碳同时吸收装置，吸附剂吸附的汞或二氧化碳都会在高温作用下释放回收，而释放出的二氧化碳会进行统一压缩封存，由于烟气中存在重金属元素汞，二氧化碳吸附剂常常会吸附一些汞，汞会腐蚀二氧化碳压缩装置，因此在二氧化碳吸收前对烟气中的汞进行吸收是十分重要的，本装置设计了两段反应仓先进行脱汞再进行固碳，实现烟气重金属治理和碳减排，同时对烟气中余热进行回收利用。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种对称式双段脱汞固碳余热回收一体化装置。
5.实现本发明目的的技术解决方案为：一种对称式双段脱汞固碳余热回收一体化装置，包括反应室，脱汞进料机构和固碳机构；
6.烟气过滤机构将反应室分为对称的脱汞反应仓和固碳反应仓，脱汞反应仓远离固碳反应仓的侧面偏下部连接烟气进口通道、侧面偏上部与脱汞进料机构出口连接；固碳反应仓远离脱汞反应仓的侧面偏下部连接烟气出口通道、侧面偏上部与固碳机构出口连接；反应室上板的下表面设有多个用于回收余热的循环水管。
7.进一步的，脱汞进料机构包括脱汞料仓，脱汞吸附剂和螺旋给料机ⅰ；
8.脱汞吸附剂放置在脱汞料仓内并通过螺旋给料机ⅰ将脱汞吸附剂输送到脱汞反应仓。
9.进一步的，固碳机构包括螺旋给料机ⅱ，固碳吸附剂和固碳料仓；
10.固碳吸附剂放置在固碳料仓内并通过螺旋给料机ⅱ将固碳吸附剂输送到固碳反应仓。
11.进一步的，脱汞吸附剂为氯化铵改性生物质焦、活性炭或过渡金属氧化物。
12.进一步的，烟气进口通道直径不超过反应室高度的1/8，距离反应室底部高度为反应室高度的1/8。
13.进一步的，固碳吸附剂为分子筛、介孔二氧化硅或黏土。
14.进一步的，烟气出口通道直径不超过反应室高度的1/8，距离反应室底部高度为反应室高度的1/8。
15.进一步的，烟气过滤机构为设置在反应室内部的过滤网。
16.进一步的，还包括脱汞吸附剂回收装置和固碳吸附剂回收装置；
17.脱汞吸附剂回收装置分别设置在烟气过滤机构两侧的底部，分别用于回收脱汞吸附剂和固碳吸附剂。
18.进一步的，反应室侧面安装仓门，通过仓门的开闭实现脱汞吸附剂和固碳吸附剂的回收。
19.本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
20.(1)本技术提供的脱汞固碳余热回收一体化装置，能够实现脱汞固碳，同时在固碳前保证烟气中不含有汞，在回收二氧化碳进行再利用时能够避免汞腐蚀二氧化碳压缩装置造成的安全隐患。
21.(2)本技术提供的脱汞固碳余热回收一体化装置，通过设置循环水管实现烟气余热回收，使得烟气余热实现再利用，从而达到节能减排的作用。
22.(3)本技术提供的脱汞固碳余热回收一体化装置，通过回收脱汞吸附剂和固碳吸附剂能够实现吸附剂的循环使用，同时回收的汞和二氧化碳资源可以进行再利用。
附图说明
23.图1本技术对称式脱汞固碳余热回收一体化装置结构示意图。
24.1-脱汞料仓，2-脱汞吸附剂，3-螺旋给料机ⅰ，4-烟气进口通道，5-反应室，6-脱汞吸附剂回收装置，7-固碳吸附剂回收装置，8-烟气出口通道，9-螺旋给料机ⅱ，10-固碳吸附剂，11-固碳料仓，12-循环水管ⅰ，13-循环水管ⅱ，14-烟气过滤机构，15-脱汞反应仓，16-固碳反应仓。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
26.针对现有的污染物控制装置没有二氧化碳吸收装置，但二氧化碳治理问题已经刻不容缓，由于烟气中存在重金属元素汞，在固碳前保证烟气中不含有汞，在回收二氧化碳进行再利用时能够避免汞腐蚀二氧化碳压缩装置造成的安全隐患，因此在二氧化碳吸收前对烟气中的汞进行吸收是十分重要的，本装置设计了两段反应仓先进行脱汞再进行固碳，实现烟气重金属治理和碳减排，同时对烟气中余热进行回收利用。
27.本发明公开了一种对称式双段脱汞固碳余热回收一体化装置，所述脱汞装置包括：脱汞料仓系统：用于盛放吸附剂，为脱汞提供吸附剂；脱汞螺旋给料系统：用于输送料仓内的吸附剂，使吸附剂与烟气混合，吸附烟气中的汞；脱汞吸附剂回收装置：用于回收吸附剂，处理之后回收利用。所述固碳装置包括：固碳料仓系统：用于盛放吸附剂，为固碳提供吸附剂；固碳螺旋给料系统：用于输送料仓内的吸附剂，使吸附剂与烟气混合，吸附烟气中的二氧化碳；固碳吸附剂回收装置：用于回收吸附剂，处理之后回收利用。烟气过滤系统，用于过滤从脱汞侧通入固碳侧的颗粒杂质，防止固碳吸附剂受到污染。余热回收系统，用于收集
烟气余热，使循环水和烟气进行余热交换。
28.结合图1，本发明提供的对称式双段脱汞固碳余热回收一体化装置，该装置包括脱汞装置，固碳装置，烟气过滤系统，余热回收系统，脱汞吸附剂回收装置，固碳吸附剂回收装置。
29.其中脱汞装置由以下部分组成：脱汞料仓系统由以下部分组成：脱汞料仓1，脱汞吸附剂2，螺旋给料机3，脱汞反应仓15，烟气进口通道4；固碳装置由以下部分组成：螺旋给料机9，固碳吸附剂10，固碳料仓11，固碳反应仓16；烟气过滤系统14，烟气出口通道8；余热回收系统由以下部分组成：循环水管12，循环水管13；脱汞吸附剂回收装置6；固碳吸附剂回收装置7。
30.烟气经过烟气进口通道4进入脱汞反应仓15，脱汞吸附剂2再螺旋给料机3的作用下将脱汞吸附剂输送到脱汞反应仓15中对烟气中的汞进行脱除，经过脱汞后的烟气通过烟气过滤系统14过滤掉可能夹带的吸附剂颗粒和一些颗粒物杂质进入固碳反应仓16，固碳吸附剂10在螺旋给料机9的作用下将固碳吸附剂输送到固碳反应仓16中对烟气中的二氧化碳进行吸附，吸附后的烟气经过烟气出口通道8排入大气。烟气从烟气进口通道4到烟气出口通道8的过程中与循环水管12和循环水管13进行余热回收。一定时间后，通过脱汞吸附剂回收装置6和固碳吸附剂回收装置7对吸附剂进行回收，经过一定处理后实现吸附剂的循环使用。
31.脱汞吸附剂为氯化铵改性生物质焦、活性炭、过渡金属氧化物中的一种或几种，脱汞吸附剂颗粒直径为150～200目。
32.脱汞吸附剂回收装置通过在脱汞反应仓下端安装一个可开式仓门，通过开关仓门回收吸附剂。所述脱汞吸附剂回收装置回收的吸附剂通过热再生和化学再生法的处理后能够循环利用。
33.固碳吸附剂为分子筛、介孔二氧化硅、黏土等无机固体吸附剂中的一种或几种，固碳吸附剂粉末颗粒直径小于100微米。所述固碳吸附剂回收装置通过在脱汞反应仓下端安装一个可开式仓门，通过开关仓门回收吸附剂。
34.所述固碳吸附剂中不含有重金属元素汞，在回收二氧化碳进行再利用时能够避免汞腐蚀二氧化碳压缩装置造成的安全隐患。
35.烟气过滤系统，用于过滤从脱汞侧通入固碳侧的颗粒杂质，防止固碳吸附剂受到污染；
36.本发明装置即能实现脱汞固碳余热回收一体化，该装置和方法汞脱除效率和二氧化碳吸收效率良好，余热回收实现节能减排，系统设备简单经济。

技术特征：

1.一种对称式双段脱汞固碳余热回收一体化装置，其特征在于，包括反应室(5)，脱汞进料机构和固碳机构；烟气过滤机构(14)将反应室(5)分为对称的脱汞反应仓(15)和固碳反应仓(16)，脱汞反应仓(15)远离固碳反应仓(16)的侧面偏下部连接烟气进口通道(4)、侧面偏上部与脱汞进料机构出口连接；固碳反应仓(16)远离脱汞反应仓的侧面偏下部连接烟气出口通道(8)、侧面偏上部与固碳机构出口连接；反应室(5)上板的下表面设有多个用于回收余热的循环水管。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，脱汞进料机构包括脱汞料仓(1)，脱汞吸附剂(2)和螺旋给料机ⅰ(3)；脱汞吸附剂(2)放置在脱汞料仓(1)内并通过螺旋给料机ⅰ(3)将脱汞吸附剂(2)输送到脱汞反应仓(15)。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，固碳机构包括螺旋给料机ⅱ(9)，固碳吸附剂(10)和固碳料仓(11)；固碳吸附剂(10)放置在固碳料仓(1)内并通过螺旋给料机ⅱ(9)将固碳吸附剂(10)输送到固碳反应仓(16)。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，脱汞吸附剂(2)为氯化铵改性生物质焦、活性炭或过渡金属氧化物。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，烟气进口通道(4)直径不超过反应室(5)高度的1/8，距离反应室(5)底部高度为反应室(5)高度的1/8。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，固碳吸附剂(10)为分子筛、介孔二氧化硅或黏土。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，烟气出口通道(8)直径不超过反应室(5)高度的1/8，距离反应室(5)底部高度为反应室(5)高度的1/8。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，烟气过滤机构(14)为设置在反应室内部的过滤网。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括脱汞吸附剂回收装置(6)和固碳吸附剂回收装置(7)；脱汞吸附剂回收装置(6)分别设置在烟气过滤机构(14)两侧的底部，分别用于回收脱汞吸附剂和固碳吸附剂。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，反应室侧面安装仓门，通过仓门的开闭实现脱汞吸附剂和固碳吸附剂的回收。

技术总结

本发明属于烟气领域，具体涉及一种对称式双段脱汞固碳余热回收一体化装置。包括反应室，脱汞进料机构和固碳机构；烟气过滤机构将反应室分为对称的脱汞反应仓和固碳反应仓，脱汞反应仓远离固碳反应仓的侧面偏下部连接烟气进口通道、侧面偏上部与脱汞进料机构出口连接；固碳反应仓远离脱汞反应仓的侧面偏下部连接烟气出口通道、侧面偏上部与固碳机构出口连接；反应室上板的下表面设有多个用于回收余热的循环水管。本申请通过使烟气与脱汞吸附剂接触实现烟气净化，使烟气与固碳吸附剂接触实现碳减排，在烟气流通过程中通过循环水收集余热实现余热再利用，从而达到节能减排和保护环境的作用。的作用。的作用。