一种回转式脱硫脱硝反应器及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种回转式脱硫脱硝反应器及系统，包括柱状壳体、旋转轴和隔板，旋转轴安装在柱状壳体的内部，隔板固定安装在旋转轴上，将柱状壳体分隔成至少两个腔室，腔室中填充有催化剂，SO2吸附剂位于氮氧化物催化剂的上方，旋转轴在电机的带动下旋转；柱状壳体的顶部设置有烟气进口和还原气体出口，烟气进口与还原气体出口相对设置，柱状壳体的底部设置有烟气出口和还原气体进口，烟气出口位于烟气进口的下方，还原气体进口位于还原气体出口的下方。两种催化剂上下叠加，烟气自上到下流动，实现对SO2跟氮氧化物的同时吸附。采用回转式反应器，还原气体自下往上流动，实现SO2和氮氧化物的脱附与反应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保领域，涉及烟气脱硫脱硝，尤其是一种回转式脱硫脱硝反应器及系统。
技术介绍
NOX和SO2是当前大气污染物中主要的气态污染物，其大量排放对人体与环境都造成了极大的危害。随着环保压力的日益增大，NOX和SO2的排放受到愈加严格的限制。燃煤电站、冶炼厂是主要的NOX及SO2排放固定源，其对NOX及SO2的控制水平直接影响大气中NOX及SO2的含量。NOX控制技术分为SNCR技术、SCR技术等技术，其中SCR法是目前最为有效的尾端NOX脱除技术。SO2控制技术包括干法脱硫和湿式脱硫等，其中又细分为多种方法，但石灰石法是现今应用最为广泛的尾部烟气脱硫技术，其存在的问题主要是石灰石等吸收剂利用率低、废渣量大。目前NOX及SO2等固定源污染物控制技术是将NOx控制与SO2控制分开进行，这样会导致烟气净化控制系统占地面积大、系统复杂、初始投资大、运行成本高、能耗高等问题，且传统的NH3-SCR脱硝催化剂需要的烟气温度窗口较窄，从而制约了烟气脱硫脱硝技术的应用。针对NOX及SO2控制技术分别控制技术的缺点，吸收法脱硫脱硝技术以其能同时脱除NOX及SO2的特点受到广泛关注，现有的吸收法脱硫脱硝技术大多采用活性炭等具有强烈吸附能力的吸附剂吸附NOX与SO2，从而达到NOX与SO2减排的目的，但需要将活性炭等吸附材料取出再生，再生后的还原性气体直接排放，一方面造成了还原性气体的浪费，另一方面排放的还原性气体中掺杂有NOX，这部分氮氧化物难以处理，污染环境。同时，该方法还存在反应装置占地面积大、吸附剂使用量大、难以持续生产等难题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的一个目的是提供一种回转式脱硫脱硝反应器，该脱硫脱硝系统中催化剂材料可以同时吸附氮氧化物和二氧化硫，并能直接再生催化剂。本专利技术的第二个目的是提供一种脱硫脱硝系统，该脱硫脱硝系统中催化剂材料可以同时吸附氮氧化物和二氧化硫，并能直接再生催化剂，同时可以将还原性气体中的氮氧化物进行处理，一方面可以回收还原性气体，避免能源的浪费，另一方面可以将还原性气体中的氮氧化物和二氧化硫进行深度处理，减少了废气的排放，减少了对环境的污染。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种回转式脱硫脱硝反应器，包括柱状壳体、旋转轴和隔板，旋转轴安装在柱状壳体的内部，隔板固定安装在旋转轴上，将柱状壳体分隔成至少两个腔室，腔室中填充有催化剂，SO2吸附剂位于氮氧化物催化剂的上方，旋转轴在电机的带动下旋转；柱状壳体的顶部设置有烟气进口和还原气体出口，烟气进口与还原气体出口相对设置，柱状壳体的底部设置有烟气出口和还原气体进口，烟气出口位于烟气进口的下方，还原气体进口位于还原气体出口的下方。烟气出口在烟气进口的下方，还原气体出口在还原气体进口的上方，可以保证烟气从上往下流经反应器，SO2则与烟气中H2O结合，以H2SO4的形式被催化剂吸附，烟气中NO在O2存在的气氛中以NOX的形式被催化剂吸附，净化后的烟气由烟气出口通道流出。还原气体从下往上流经反应器，被催化剂吸附的NOX在NOX还原区与还原剂进行反应并脱除，残余的NOX与还原气一起进入SO2吸附区，SO2被还原气脱附。还原气从反应器出来后残余的NOX进入深度脱硝反应器内发生还原反应，将NOX还原为N2。脱除NOX的还原剂进入脱硫装置，脱除SO2。净化后的还原气经过补充后重新回到还原气进口通道，重复利用。催化剂在烟气区吸附SO2和NOX，转动到还原气区NOX和SO2脱附，相比烟气中NOX和SO2，还原气中NOX和SO2浓度增高。本专利技术的脱硝装置可以实现回转，将吸附区与还原区分开，避免O2对还原剂干扰，提高脱销效率。烟气与还原气流动方向的不同主要是由于两种催化剂堆放的位置而决定的，两种催化剂选择SO2吸附剂在上，NOX催化剂在下的方式排列就导致：①烟气流动方向自上而下经过SO2吸附区跟氮氧化物还原区，先将SO2进行吸附，再经过NOX催化剂减少SO2对NOX催化剂性能的影响；②还原气自下而上先与NOX反应再将SO2脱附，而在SO2的抑制作用下残余的NOX并不会被吸附剂吸附而顺利从还原气出口排出。设置深度脱硝装置与脱硫装置的目的是为了彻底消除还原气体中残余的NOX和SO2，从而实现还原气体的循环利用。一种回转式脱硫脱硝反应器，包括柱状壳体、旋转轴和隔板，旋转轴安装在柱状壳体的内部，隔板固定安装在旋转轴上，将柱状壳体分隔成至少两个腔室，腔室中填充有催化剂，SO2吸附剂位于氮氧化物催化剂的上下，旋转轴在电机的带动下旋转；柱状壳体的底部设置有烟气进口和还原气体出口，烟气进口与还原气体出口相对设置，柱状壳体的顶部设置有烟气出口和还原气体进口，烟气出口位于烟气进口的上方，还原气体进口位于还原气体出口的上方。该种方案为第一种方案的替换方式，也是根据催化剂的布置顺序进行的设计的。优选的，所述催化剂为成型催化剂，成型催化剂是指将催化剂固定在载体上得到的整体结构。进一步优选的，所述成型催化剂为圆柱体结构，且与所述旋转轴之间同轴安装固定。旋转轴旋转，直接带动成型催化剂转动，催化剂的特定部分转至烟气流通区时，烟气中的氮氧化物和二氧化硫被催化剂吸附，催化剂继续旋转，当吸附有氮氧化物和二氧化硫的催化剂旋转至还原性气体流通处时，催化剂上吸附的氮氧化物和二氧化硫脱附，并被还原气体还原。更进一步优选的，所述成型催化剂与柱状壳体之间密封设置。密封设置可以防止气体的泄露，提高烟气的脱硝、脱硫效果。优选的，所述烟气进口和还原气体进口均为水平设置。一方面便于将烟气进口和还原气体进口与相应的管道连接，便于施工；另一方面，烟气进口和还原气体进口均水平设置，柱状壳体的底部可以制作成平底，增加了与地面或其他支撑结构的接触面，提高了装置的牢固性。优选的，所述柱状壳体的顶部和底部分别设置有上盖和下盖，上盖的顶部封口，垂直于上盖的顶部设置有第一隔板，将柱状壳体的顶部分隔成两部分，这两部分分别与烟气出口和还原气体出口连通；下盖的底部封口，垂直于下盖的底部设置有第二隔板，将柱状壳体的底部分隔成两部分，这两部分分别与烟气进口和还原气体进口连通，下盖的顶端设置所述布风板。上盖和下盖将柱状壳体顶部和底部均分隔成两部分，避免了烟气与还原性气体的混合造成的还原气体的污染，可以更好地回收还原性气体。一种回转式脱硫脱硝系统，包括回转式脱硫脱硝反应器、深度脱硝装置和脱硫装置，其中，所述还原气体出口依次与深度脱硝装置和脱硫装置连接，脱硫装置的出口与还原气体进口连接；或所述还原气体出口依次与脱硫装置和深度脱硝装置连接，深度脱硝装置的出口与还原气体进口连接。还原气体经过深度脱硝和脱硫后，可以被循环利用，一方面避免了排放的还原气体中氮氧化物和二氧化硫浓度过大，对环境造成污染，另一方面，将还原气体净化后回收利用，节约能源，避免了能源的浪费。本专利技术的有益技术效果为：1、本专利技术能同时实现脱硫脱硝，原因为：①两种催化剂上下叠加，SO2吸附剂位于氮氧化物催化剂的上方，烟气自上到下流动，可以实现对SO2跟氮氧化物的同时吸附。②采用回转式反应器，还原气体自下往上流动，可以实现二氧化硫和氮氧化物的脱附与反应。反之，SO2吸附剂位于氮氧化物催化剂的下方，烟气自下到上流动，可以实现对SO2跟氮氧化物的同时吸附。采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回转式脱硫脱硝反应器，其特征在于：包括柱状壳体、旋转轴和隔板，旋转轴安装在柱状壳体的内部，隔板固定安装在旋转轴上，将柱状壳体分隔成至少两个腔室，腔室中填充有催化剂，SO2吸附剂位于氮氧化物催化剂的上方，旋转轴在电机的带动下旋转；柱状壳体的顶部设置有烟气进口和还原气体出口，烟气进口与还原气体出口相对设置，柱状壳体的底部设置有烟气出口和还原气体进口，烟气出口位于烟气进口的下方，还原气体进口位于还原气体出口的下方。

【技术特征摘要】
1.一种回转式脱硫脱硝反应器，其特征在于：包括柱状壳体、旋转轴和隔板，旋转轴安装在柱状壳体的内部，隔板固定安装在旋转轴上，将柱状壳体分隔成至少两个腔室，腔室中填充有催化剂，SO2吸附剂位于氮氧化物催化剂的上方，旋转轴在电机的带动下旋转；柱状壳体的顶部设置有烟气进口和还原气体出口，烟气进口与还原气体出口相对设置，柱状壳体的底部设置有烟气出口和还原气体进口，烟气出口位于烟气进口的下方，还原气体进口位于还原气体出口的下方。2.一种回转式脱硫脱硝反应器，其特征在于：包括柱状壳体、旋转轴和隔板，旋转轴安装在柱状壳体的内部，隔板固定安装在旋转轴上，将柱状壳体分隔成至少两个腔室，腔室中填充有催化剂，SO2吸附剂位于氮氧化物催化剂的上下，旋转轴在电机的带动下旋转；柱状壳体的底部设置有烟气进口和还原气体出口，烟气进口与还原气体出口相对设置，柱状壳体的顶部设置有烟气出口和还原气体进口，烟气出口位于烟气进口的上方，还原气体进口位于还原气体出口的上方。3.根据权利要求1或2所述回转式脱硫脱硝反应器，其特征在于：所述催化剂为成型催化剂，成型催化剂是指将催化剂固定在载体上得到的整体结构。4.根据权利要求1或2所述回转式脱硫脱硝反应器，其特征在于：所述成型催化剂为圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：程星星，王志强，张铭，马春元，董勇，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37