焦化尾气处理装置的制作方法

1.本实用新型属于焦化炉尾气处理设备领域，尤其涉及一种焦化尾气处理装置。


背景技术：

2.在焦化炉对煤进行焦化的过程中会产生大量的氮氧化物、二氧化硫、三氧化硫以及粉尘等污染物，极易对环境造成污染。而随着环保要求的提高，对氮氧化的排放标准也日趋严格。
3.随着烟气处理技术的发展，脱硫脱硝除尘逐渐趋于一体化，烟气处理的效率也在逐步提高，但是焦化烟气成分比较复杂，烟气中还有一定量的焦油，在低温状态下，焦油粘结粉尘吸附在陶瓷催化滤管的表面，会堵住表面，无法让气流流过，焦油还容易造成和脱硝催化剂中毒，使陶瓷催化滤管失效。
4.授权公告号为cn208032328的实用新型专利公开了一种焦炉烟气脱硝装置，并且公开了在脱硝前为了避免脱硝催化剂中毒，在脱硝前对烟气中的焦油进行处理，但是，该技术方案中，焦油吸附层和脱硝反应器位于同一个反应器内部，并且焦油吸附层位于催化剂上方，烟气是从上向下逐层处理的，这种结构焦油吸附层的焦炭易破裂产生粉尘掉落到下方的催化剂上；另外，该专利中喷氨装置设置在脱硝反应器顶部。另外，该专利只是针对了焦油和氮氧化物的处理，但是焦化尾气中除了焦油和氮氧化物外，还含有硫化物和粉尘，因此，还需要同时对硫化物和粉尘进行处理。
5.除此之外，现有的氨和脱硫剂等药剂多是采用管道直接喷入烟气中，如公布号为cn108854529的发明专利申请中，喷氨装置设置在管道上，这种结构容易导致药剂与烟气混合不均匀，从而影响反应效率。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是：为了解决现有技术中脱硝催化剂中毒、无法实现同时脱硫脱硝除尘以及烟气混合不均匀等问题，本实用新型提供一种焦化尾气处理装置。
7.本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种焦化尾气处理装置，包括分体设置且相互连通的烟气预处理装置和陶瓷过滤装置，所述烟气预处理装置用于焦化尾气中焦油的吸附以及将经过焦油吸附的焦化尾气与喷入的药剂进行充分混合；所述陶瓷过滤装置用于将烟气预处理装置处理后的焦化尾气进行一体化脱硫脱硝除尘，且陶瓷过滤装置内的气流方向为从下向上。焦化尾气在进行脱硫脱硝除尘以前，通过烟气预处理装置进行预处理，一方面清除了烟气中的焦油，避免后期脱硝催化剂中毒，另一方面使烟气和硫脱硝药剂在前期进行预先的充分混合，能够保证进入陶瓷过滤装置后的烟气过滤更加彻底，处理后的烟气更加清洁，便于后序装置一体化脱硫脱硝除尘的实现；陶瓷过滤装置与烟气预处理装置分体设置，便于陶瓷过滤装置内烟尘和脱硫物的清理，且利用陶瓷过滤装置能够满足脱硝催化剂的反应温度，可以实现同步的、一体化的脱硫脱硝除尘。
8.进一步，所述烟气预处理装置包括壳体，所述壳体内设有焦油吸附层，所述焦油吸附层将壳体分为上部的进气室和下部的混合室，所述进气室的壳体上设有烟气进口，进气室可以对进入的烟气起到一定的缓冲作用，所述混合室的壳体上设有药剂喷入口以及混合烟气出口，作为优选，为了使混合效果更好，气体路径最长，药剂喷入口与混合烟气出口相对设置在壳体的两侧，且所述药剂喷入口位于混合烟气出口的上方。药剂喷入口位于上方，更加靠近经过焦油吸附后的烟气，能够使药剂与烟气及时混合，二者相对设置使药剂喷入口到混合烟气出口具有一定的距离，能够使药剂与烟气充分混合。
9.进一步，所述焦油吸附层采用径向反应器结构，径向反应器是本领域中常用的一种反应器结构，是气体流动方向与设备轴向相垂直的反应器，具体结构包括多个径向排布的吸附模块，吸附模块的前后两侧是与壳体连接的，相邻吸附模块以及最外侧的吸附模块与壳体之间形成进气通道或者出气通道，进气通道和出气通道在装置径向方向交替分布，此处的“径向”指的是与烟气预处理装置轴向垂直的方向，也即烟气预处理装置的厚度方向；所述进气通道的顶部与进气室连通，底部采用底板密封，所述出气通道的顶部采用顶板密封，底部与混合室连通。
10.进一步，为了提高吸附的充分性，所述进气通道两侧的吸附模块上沿轴向设有折流板，且两侧的折流板交错分布。烟气流入进气通道内,多个折流板对烟气产生反射，在相邻折流板之间形成紊流，沿轴向看去，两侧折流板向内延伸的自由端存在重叠的部分，从而使烟气流入进气通道内的气流路径呈连续s型向下，降低了烟气的流速，从而使烟气能够与吸附模块充分接触。其中，吸附模块采用模块化设计，便于安装以及更换。
11.进一步，所述吸附模块包括上下两端分别与顶板和底板连接的两支撑孔板，两支撑孔板相对设置，且之间填充有焦油吸附剂，支撑孔板上分布有多个供烟气透过的小孔。作为优选焦油吸附剂采用焦炭，支撑孔板对焦油吸附剂起到支撑作用，使焦油吸附剂分布均匀，且能提高接触面积。
12.进一步，为了使药剂与烟气能够更加充分的混合，所述混合室内设有混合装置，且混合装置位于药剂喷入口与混合烟气出口之间。作为优选混合装置采用静态混合器、均布格栅等。
13.具体的，所述药剂至少包括脱硝剂和脱硫剂。其中，脱硝剂优选采用氨气，药剂的成分根据预处理的焦化尾气的成分有所不同，可以根据实际情况进行选择。
14.进一步，所述陶瓷过滤装置包括壳体，所述壳体内设有陶瓷催化过滤层，所述陶瓷催化过滤层用于一体化脱硫脱硝除尘，所述陶瓷催化过滤层将壳体分为上层净气室和下层过滤室，所述净气室内设有移动式脉冲喷吹装置，用于对陶瓷催化过滤层进行反向喷吹清灰；所述过滤室底部设置有集灰斗，用于收集从陶瓷催化过滤层脱落的积灰。
15.进一步，所述陶瓷催化过滤层包括用于支撑的支撑板和多个陶瓷催化滤管，所述支撑板横向固定在陶瓷过滤装置的壳体内壁上，将陶瓷过滤装置的壳体分为上层净气室和下层过滤室，所述支撑板上间隔设有与陶瓷催化滤管数量相同的安装孔，所述陶瓷催化滤管上端固定在安装孔内，下端向下延伸至过滤室内，陶瓷催化滤管为中空结构，且上端开口，下端封闭。烟气沿径向从陶瓷催化滤管的外表面进入，经过陶瓷催化滤管后进入其内部，最后从上端开口流出，流入到净气室内，形成径向的过滤，脱硫产物和粉尘吸附在陶瓷催化滤管的外表面，在陶瓷催化滤管的表面形成一层滤饼层，滤饼层的形成可以有效对脱
硫产物和粉尘进行过滤。但是，随着时间的推移滤饼层会逐渐变厚，会造成压降的升高，影响运行的效果，因此，采用移动式脉冲喷吹装置对滤饼层进行反向喷吹，从而控制滤饼层在一个合适的厚度。
16.进一步，所述移动式脉冲喷吹装置至少为一组，每组移动式脉冲喷吹装置包括驱动机构、母管和支管，所述母管一端延伸至陶瓷过滤装置的壳体外侧与驱动机构连接，且端部与外部气源连通，所述母管另一端延伸至陶瓷过滤装置的壳体内侧，所述母管上沿长度方向设有若干向母管两侧延伸的支管，所述支管与母管连通，且所述母管通过驱动机构能够带动支管沿母管长度方向移动；所述支管的底部设置有若干开孔，开孔上连接有喷嘴，喷嘴的位置与下方的陶瓷催化滤管相对正。通过母管的移动，可以步进式对每一根催化滤管进行喷吹清灰。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.(1)在进行脱硫脱硝除尘以前，采用设置焦油吸附层的烟气预处理装置有效的去除了烟气中的焦油，避免焦油粘结烟气中的粉尘，吸附在陶瓷催化滤管的表面，造成陶瓷催化滤管内的脱硝催化剂中毒失效，无法使用；
19.(2)焦油吸附层采用了径向流动以及模块化的结构设计，因而可以有效降低烟气预处理装置的截面尺寸，方便对焦油吸附模块的更换；
20.(3)烟气预处理装置下部设有脱硫剂和脱硝剂(氨)等药剂的喷入口，药剂可以在此处与烟气混合均匀，避免出现在管道上喷入混合不均匀的情况，更好的保证后序装置的处理效果；
21.(4)采用陶瓷催化滤管，可以一体化脱硫脱硝除尘，相比于以往的分别脱硫脱硝除尘的技术，设备建设和运营成本得到了有效的控制，避免了不同反应装置之间不同工况的影响，增强了工况波动的适应性；
22.(5)采用移动式脉冲喷吹装置，既能满足陶瓷催化滤管反吹清灰的要求，又能够减少喷吹管道的数量，避免因为设置太多管道对流场造成不利的影响。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
24.图1为本实用新型焦化尾气处理装置的结构示意图。
25.图2为焦油吸附层的结构示意图。
26.图3为图1中陶瓷催化过滤层局部放大结构示意图。
27.图4为移动式脉冲喷吹装置的结构示意图。
28.图5为移动式脉冲喷吹装置中的母管和支管的结构示意图。
29.图6为移动式脉冲喷吹装置中的支管侧面结构侧面视图。
30.图中：100
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烟气预处理装置，200
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陶瓷过滤装置，1
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壳体，11
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进气室，12
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混合室，13
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烟气进口，14
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药剂喷入口，15
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混合烟气出口，2
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焦油吸附层，21
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吸附模块，211
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支撑孔板，212
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焦油吸附剂，22
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进气通道，23
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出气通道，24
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顶板，25
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底板，26
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折流板，3
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混合装置，4
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壳体，41
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净气室，42
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净气出口，43
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过滤室，44
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集灰斗，45
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排灰口，5
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陶瓷催化过滤层，51
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支撑板，52
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陶瓷催化滤管，53
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法兰，6
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移动式脉冲喷吹装置,61
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驱动机构，62
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母管，63
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支管，64
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喷嘴。
具体实施方式
31.现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
32.如图1所示，本实用新型的一种焦化尾气处理装置，包括分体设置且相互连通的烟气预处理装置100和陶瓷过滤装置200，所述烟气预处理装置100用于焦化尾气中焦油的吸附以及将经过焦油吸附的焦化尾气与喷入的药剂进行充分混合；所述陶瓷过滤装置200用于将烟气预处理装置100处理后的焦化尾气进行一体化脱硫脱硝除尘，且陶瓷过滤装置200内的气流方向为从下向上。下面分别针对烟气预处理装置100和陶瓷过滤装置200进行详细的说明。
33.烟气预处理装置100包括壳体1，本实施例中烟气预处理装置100的壳体1为柱体，如：圆柱体、长方体等，所述壳体1内设有焦油吸附层2，所述焦油吸附层2将壳体1分为上部的进气室11和下部的混合室12，所述进气室11的壳体1上设有烟气进口13，进气室11可以对进入的烟气起到一定的缓冲作用，所述混合室12的壳体1上设有药剂喷入口14以及混合烟气出口15，作为优选，为了使混合效果更好，气体路径最长，药剂喷入口14与混合烟气出口15相对设置在壳体1的两侧，且所述药剂喷入口14位于混合烟气出口15的上方。为了使药剂与烟气能够更加充分的混合，所述混合室12内设有混合装置3，且混合装置3位于药剂喷入口14与混合烟气出口15之间。作为优选混合装置3采用搅拌桨叶。药剂主要包括脱硝剂和脱硫剂，其中，脱硝剂包括但不限于液氨、氨水、尿素等物质，本实施例优选采用氨气，脱硫剂包括但不限于碳酸氢钠(nahco3)、氢氧化钙(ca(oh)2)、碳酸钙(caco3)、碳酸钠(na2co3)等物质。
34.如图2所示，焦油吸附层2采用径向反应器结构，径向反应器是本领域中常用的一种反应器结构，是气体流动方向与设备轴向相垂直的反应器，焦油吸附层2的结构包括多个径向排布的吸附模块21，吸附模块21采用模块化式设计，其前后两侧是与壳体1连接的，相邻吸附模块21以及最外侧的吸附模块21与壳体1之间形成进气通道22或者出气通道23，进气通道22和出气通道23在装置径向方向交替分布，此处的“径向”指的是与烟气预处理装置100轴向垂直的方向，也即烟气预处理装置100的厚度方向；所述进气通道22的顶部与进气室11连通，底部采用底板25密封，所述出气通道23的顶部采用顶板24密封，底部与混合室12连通。为了提高吸附的充分性，所述进气通道22两侧的吸附模块21上沿轴向设有折流板26，且两侧的折流板26交错分布。
35.吸附模块21包括上端与顶板24连接，下端与底板25连接的两支撑孔板211，两支撑孔板211相对设置，且之间填充有焦油吸附剂212，本实施例中的焦油吸附剂212采用焦炭，支撑孔板211上分布有多个供烟气透过的小孔。支撑孔板211对焦油吸附剂212起到支撑作用，使焦油吸附剂212分布均匀，且能提高接触面积。
36.使用时，烟气预处理装置100上部的焦油吸附层2可以吸附烟气中的焦油。烟气从模块侧面进入，模块之间间隔性对模块上部以及下部进行密封，以保证烟气有效的出入。同时在烟气入口端的模块与模块之间设置有扰流装置，可以使得烟气均匀进入模块轴向各部位。通过压降数值的变化来监测是否对焦油吸附模块21内使用的焦炭进行更换。这样的模块布置可以使得烟气径向流入，大大减少了装置的占地面积。同时降低了烟气流速，减少系统的压降。模块侧面是由开有若干阵列布置的孔的支撑孔板211组成，既保证烟气均匀流
动，又保证对于模块箱对于焦炭等吸附材料的支撑。下层的混合室12可以喷入氨、脱硫剂等药剂。烟气在此处与各种药剂充分混合均匀。同时烟气中的二氧化硫以及三氧化硫会和喷入的药剂进行反应脱除。
37.经过吸附焦油、加入各种药剂之后，烟气进入陶瓷过滤装置200进行处理，如图1所示，陶瓷过滤装置200包括壳体4，所述壳体4内设有陶瓷催化过滤层5，所述陶瓷催化过滤层5用于一体化脱硫脱硝除尘，所述陶瓷催化过滤层5将壳体4分为上层的净气室41和下层的过滤室43，净气室41顶部设置有净气出口42用于排出经过处理后的焦化尾气，所述净气室41内设有移动式脉冲喷吹装置6，用于对陶瓷催化过滤层5进行反向喷吹清灰；所述过滤室43底部设置有集灰斗44，用于收集从陶瓷催化过滤层5脱落的积灰，所述集灰斗44底部设有排灰口45。
38.如图3所示，陶瓷催化过滤层5包括用于支撑的支撑板51和多个陶瓷催化滤管52，所述支撑板51横向固定在陶瓷过滤装置200的壳体4内壁上，陶瓷催化滤管52为阵列式分布在陶瓷过滤装置200的壳体4内，通过支撑板51来支撑并放置陶瓷催化滤管52，将陶瓷过滤装置200的壳体4分为上层的净气室41和下层的过滤室43，本实施例中，支撑板51上间隔设有与陶瓷催化滤管52数量相同的安装孔，所述陶瓷催化滤管52上端设有法兰53，通过法兰53固定在安装孔内，下端向下延伸至过滤室43内，陶瓷催化滤管52为中空结构，且上端开口，下端封闭。
39.烟气沿径向从陶瓷催化滤管52的外表面进入，经过陶瓷催化滤管52后进入其内部，最后从上端开口流出，流入到净气室41内，形成径向的过滤，脱硫产物和粉尘吸附在陶瓷催化滤管52的外表面，在陶瓷催化滤管52的表面形成一层滤饼层，滤饼层的形成可以有效对脱硫产物和粉尘进行过滤。但是，随着时间的推移滤饼层会逐渐变厚，会造成压降的升高，影响运行的效果，因此，采用移动式脉冲喷吹装置6对滤饼层进行反向喷吹，从而达到清除陶瓷催化滤管52外表面积灰的目的，或者实现滤饼层厚度的控制。
40.如图4
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图6所示，陶瓷过滤装置200内可设置有若干个移动式脉冲喷吹装置6，该装置直到能够有效的吹扫整个空间。本实施例中移动式脉冲喷吹装置6为两组，对称设置在壳体4的两侧，每组移动式脉冲喷吹装置6包括驱动机构61、母管62和支管63，所述母管62一端延伸至陶瓷过滤装置200的壳体4外侧与驱动机构61连接，且端部与外部气源连通，所述母管62另一端延伸至陶瓷过滤装置200的壳体4内侧，所述母管62上沿长度方向设有若干向母管62两侧延伸的支管63，所述支管63与母管62连通，且所述母管62通过驱动机构61能够带动支管63沿母管62长度方向移动；所述支管63的底部设置有若干开孔，开孔上连接有喷嘴64，喷嘴64的位置与下方的陶瓷催化滤管52相对正。整个装置可以沿着母管62方向进行移动，通过母管62的移动，可以步进式对每一根催化滤管进行喷吹清灰。驱动机构61包括但不限于气缸机构、电机和导轨机构等。
41.工作原理：
42.焦炉运行产生的焦化尾气(后续简称烟气)先经烟气预处理装置100进行预处理，焦油吸附层2去除烟气中的焦油，从而避免造成对陶瓷催化滤管52的影响。同时在烟气预处理装置100的混合室12上设置有药剂喷入口14用于喷入氨气和脱硫剂，在混合室12内的混合装置3作用下，烟气在此处与各种药剂充分混合均匀，混合均匀的烟气从混合烟气出口15流出，通过管道进入陶瓷过滤装置200底部的过滤室43，烟气从催化滤管的外表面进入，通
过陶瓷催化滤管52过滤反应掉烟气中的氮氧化物、硫化物、粉尘等污染物。粉尘和脱硫产物吸附在滤管表面形成滤饼层，烟气在滤饼层进行高效过滤，一方面充分杜绝有烟气中的有害物质影响脱硝催化剂，另一方面滤饼层可以辅助脱硫除尘。无尘无硫气体与滤管壁内的催化剂接触发生反应，氮氧化物被还原，经过滤管之后进入到了滤管内部，最后从上部开口流出到净气室41，然后从净气出口42排出。
43.由于过滤粉尘，粉尘以及脱硫的产物会在滤管的外表面形成一层滤饼层。随着时间的推移滤饼层越来越厚，烟气通过率会降低，造成压降的升高，影响运行效果。因此在正常运行中，要周期性的对催化滤管进行喷吹，通过喷吹使得滤管外表面的滤饼脱落。从而起到清洁维护陶瓷催化滤管52的作用。滤管外表面的粉饼在喷吹作用下松动脱落至炉体底部的集灰斗44中被收集并排出。
44.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。