CN102631905A - 一种脱硫活性炭再生塔及再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硫活性炭再生塔及再生方法，再生塔自上而下包括进料仓、进料分配器、换热器、气固分离器、冷却器、出料仓，进料分配器设有分配板；换热器设有活性炭管道、上下管板、氮气出口、氮气入口、上管板的氮气出口与双层风帽；气固分离器设有活性炭管道、管板、解吸气出口；冷却器设有活性炭管道、上下管板、氮气出口、氮气入口、下管板的氮气出口与双层风帽。本发明提供的脱硫活性炭再生塔及再生方法，能够将吸附了二氧化硫的活性炭再生利用，回收富二氧化硫气体，分解活性炭中吸附的二恶英，具有以下优点：工艺简单、再生效率高、操作容易、适用于大规模活性炭烟气脱硫工程；整体结构采用分段设计，便于制造与运输，各个部件采用法兰连接，便于安装与维修。

Description

一种脱硫活性炭再生塔及再生方法

技术领域

本发明涉及一种脱硫活性炭再生塔及再生方法，具体涉及一种电厂锅炉烟气、钢铁行业烧结烟气脱硫工艺中所用脱硫活性炭正压无氧再生塔及再生方法。

背景技术

目前，电厂锅炉烟气、钢铁行业烧结烟气等脱硫技术中，活性炭吸附法烟气脱硫以其节约水资源、运行费用低以及无二次污染等优点，越来越受到人们的关注。由于活性炭使用量较大，为控制烟气脱硫成本，对脱硫后的活性炭进行解吸再生操作。

活性炭烟气脱硫再生技术主要有固定床水洗再生技术和移动床加热再生技术。固定床水洗再生技术优点是操作简单，缺点是再生时间长，耗水量大，产生的稀硫酸浓度较低，直接提浓能耗很大；移动床加热再生技术优点是设备简单、占地少、运行稳定可靠，被吸附在活性炭上的二恶英类，在无氧的环境下，通过400～500℃加热，产生除氯反应，或者是切除氧气交联结构的反应等，从而达到无害化分解，再生产生的富SO2气体可生产硫磺、工业硫酸和液体二氧化硫等产品，副产品转化途径广。现有移动床加热再生技术几乎都采用负压操作，容易进入氧气，既消耗了活性炭，又无法脱除二恶英，而且安全性得不到保障。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的在于提出一种工艺简单、操作容易、能脱除二恶英、再生效率高、配套大规模活性炭烟气脱硫工程的脱硫活性炭再生塔，本发明的另一目的是提供利用再生塔进行脱硫活性炭再生的方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种脱硫活性炭再生塔，包括塔体，其特征在于：塔体自上而下包括进料仓、进料分配器、换热器、气固分离器、冷却器、出料仓；其中进料仓上部设有活性炭入口管，入口管与进料仓焊接为一体，进料仓设有料位计和人孔；进料仓与进料分配器通过法兰连接，进料分配器内设有分配板；换热器与进料分配器通过法兰连接，换热器内设有活性炭管道、上下管板、折流板，换热器上部设有氮气出口管，换热器中部设有波纹补偿器，换热器下部设有氮气入口管，上管板中部设有一套氮气出口与双层风帽；气固分离器与换热器通过法兰连接，气固分离器内设有活性炭管道、管板、解吸气出口管，气固分离器外部设有测温孔和人孔；冷却器与气固分离器通过法兰连接，冷却器内设有活性炭管道、上下管板、折流板，冷却器上部设有氮气出口管，中部设有波纹补偿器，冷却器下部设有氮气入口管，下管板中部设有氮气出口与双层风帽；出料仓与冷却器通过法兰连接，出料仓外部设有人孔，出料仓下部设有活性炭出口管；活性炭入口管与出口管设置双层旋转卸料阀。

在上述再生塔中，所述塔体为立式结构，外壳可为圆筒形或方形。

在上述再生塔中，所述氮气出口与双层风帽结构，包括无缝钢管、支撑筋与双层锥形板，支撑筋设置在双层锥形板内部。

在上述再生塔中，所述气固分离器内部的活性炭管道长度为分离器高度的1/3。

活性炭管的数目则根据实际活性炭流量选定，管道选用DN100无缝钢管。管道与管板焊接组装。再生塔通过钢支架固定，组装完毕设备外壳加装保温层，减少外壳散热及能源损耗。

一种利用上述脱硫活性炭再生塔进行活性炭再生的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）活性炭吸附SO2达到饱和后，饱和活性炭通过入口管的双层旋转卸料阀连续加入到再生塔中，入口温度约为150℃，活性炭在再生塔内由于重力的作用向下移动；

（2）氮气加入到再生塔换热器中：常温氮气通过加热器升温至500℃，由换热器下部的氮气入口管进入换热器与饱和活性炭管壁逆流换热，换热后的低温氮气大部分通过低温氮气出口管进入加热器重新加热，经过鼓风机加压再循环；小部分换热后的氮气通过上管板的氮气出口与双层风帽进入进料分配器使塔内保持正压与无氧状态，并作为载气强制输送富二氧化硫气体去制硫酸车间；损耗的小部分氮气由氮气管道补充；

（3）饱和活性炭在换热器中被加热到400℃，此时吸附在活性炭上的污染物就会被解吸，活性炭进入到气固分离器，发生再生反应，释放出富二氧化硫气体通过分离器的解吸气出口送往制硫酸工段；

（4）氮气加入到再生塔冷却器中：常温氮气进入再生塔冷却器氮气入口管，大部分与活性炭管壁逆流换热，小部分通过下官半的氮气出口与双层风帽进入出料仓使塔内保持正压与无氧状态，换热后的氮气通过冷却氮气出口管进入水冷式换热器重新冷却，经过鼓风机加压再循环；小部分氮气通过氮气出口与双层风帽进入进料分配器保证塔内正压与无氧状态，并作为载气强制输送富二氧化硫气体去制硫酸车间；损耗的小部分氮气由氮气管道补充；

（5）解吸后的活性炭向下移动到冷却器，在冷却器中被冷却到120℃，并从再生塔下部通过出料管的双层旋转卸料阀连续排出再生塔；之后经分离器除去活性炭粉后，通过斗式提升机再次返回到吸附塔循环使用。

在上述再生方法中，所述加热器为燃气加热器或电加热器。

氮气起到保证再生塔内无氧正压与热交换介质的作用。氮气来源可以采用管道气，也可以采用液氮站。液氮经过空温式气化器气化，经调节阀降压至15kPa，分别通过补充氮气管道送往换热器和冷却器，通往换热器的氮气在加热器中加热至500℃后送入再生塔中，热量交换后再次进入加热器中循环加热使用；通往冷却器的氮气直接进入再生塔中，热量交换后进入水冷换热器中冷却循环使用；一小部分氮气进入活性炭系统中起到保证塔内无氧正压的状态，并作为载气强制输送富二氧化硫气体去制硫酸车间。损耗的氮气通过补充氮气管道补充。

本发明提供的脱硫活性炭再生塔及再生方法，能够将吸附了二氧化硫的活性炭再生利用，回收富二氧化硫气体，分解活性炭中吸附的二恶英，具有以下优点：（1）工艺简单、再生效率高、操作容易、适用于大规模活性炭烟气脱硫工程；（2）整体结构采用分段设计，便于制造与运输，各个部件采用法兰连接，便于安装与维修。

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为脱硫活性炭再生塔的剖视图。

图2为图1中所示A-A向剖面图。

图3为图1中所示B-B向剖面图。

图4为图1中氮气出口与双层风帽放大图。

图5为图4的俯视图（局部剖视）。

附图中：1 双层旋转卸料阀；2 入口管；3 料位计口；4 进料仓；5 人孔；6 分配板；7 氮气出口与双层风帽；8 进料分配器；9 氮气出口管；10 折流板；11 活性炭管；12 换热器；13 波纹补偿器；14 氮气入口管；15 测温孔；16气固分离器；17 氮气出口管；18 冷却器；19 氮气入口管；20出料仓；21出口管；22双层旋转卸料阀；23解吸气出口管；a 双层锥形板；b无缝钢管；c支撑筋。

具体实施方式

本发明提供的脱硫活性炭再生塔，如图1所示，再生塔自上而下包括活性炭入口管、进料仓、进料分配器、换热器、气固分离器、冷却器、出料仓和活性炭出口管。

活性炭入口管2设一套双层旋转给料阀1；入口管与进料仓4焊接为一体，进料仓4外部设置料位计口3和人孔5；进料仓4与进料分配器8通过法兰连接，进料分配器8内部设有分配板6，外部设有人孔；进料分配器与换热器12通过法兰连接，换热器12内部设有若干根活性炭管道11、上下管板与若干件折流板10，上管板中部设置一套氮气出口与双层风帽7，双层风帽能保证氮气均匀分布，不被活性炭堵塞，换热器外壳上部设有氮气出口管9，下部设有高温氮气入口管14，中部设有一套波纹补偿器13；换热器12与气固分离器16通过法兰连接，分离器16内部设有上管板与若干根活性炭管，活性炭管道长度为分离器高度的1/3，分离器16外壳上部设有解吸气出口管23和测温孔15，下部设有人孔；分离器16与冷却器18通过法兰连接，冷却器18结构与换热器12相同，冷却器18内部包括若干根活性炭管道、上下管板与若干件折流板，下管板中部设置一套氮气出口与双层风帽，冷却器18外壳上部设有氮气出口管17，下部设有氮气入口管19，中部设有一套波纹补偿器；冷却器18与出料仓20通过法兰连接，出料仓外部设有人孔；出料仓20与活性炭出口管21焊接为一体，出口管21设一套双层旋转给料阀22。再生塔通过钢支架固定，组装完毕设备外壳加装保温层，减少外壳散热及能源损耗。

活性炭管的数目则根据实际活性炭流量选定，管道选用DN100无缝钢管。管道与管板焊接组装。

如图4、5所示，氮气出口与双层风帽由双层锥形板a、一根无缝钢管b与四根支撑筋c构成，a、b、c部件焊接组装，支撑筋设置在双层锥形板内部。

本发明提供的脱硫活性炭再生塔，其再生方法操作过程如下：

（1）活性炭吸附SO2达到饱和后，饱和活性炭通过入口管的双层旋转卸料阀连续加入到再生塔中，入口温度约为150℃，活性炭在再生塔内由于重力的作用向下移动；

（2）氮气加入到再生塔换热器中：常温氮气通过电加热器升温至500℃，由换热器下部的氮气入口管进入换热器与饱和活性炭管壁逆流换热，换热后的低温氮气大部分通过低温氮气出口管进入电加热器重新加热，经过鼓风机加压再循环；小部分换热后的氮气通过上管板的氮气出口与双层风帽进入进料分配器使塔内保持正压与无氧状态，并作为载气强制输送富二氧化硫气体去制硫酸车间；损耗的小部分氮气由氮气管道补充；

（3）饱和活性炭在换热器中被加热到400℃，此时吸附在活性炭上的污染物就会被解吸，活性炭进入到气固分离器，发生再生反应，释放出富二氧化硫气体通过分离器的解吸气出口送往制硫酸工段；

（4）氮气加入到再生塔冷却器中：常温氮气进入再生塔冷却器氮气入口管，大部分与活性炭管壁逆流换热，小部分通过下官半的氮气出口与双层风帽进入出料仓使塔内保持正压与无氧状态，换热后的氮气通过冷却氮气出口管进入水冷式换热器重新冷却，经过鼓风机加压再循环；小部分氮气通过氮气出口与双层风帽进入进料分配器保证塔内正压与无氧状态，并作为载气强制输送富二氧化硫气体去制硫酸车间；损耗的小部分氮气由氮气管道补充；

（5）解吸后的活性炭向下移动到冷却器，在冷却器中被冷却到120℃，并从再生塔下部通过出料管的双层旋转卸料阀连续排出再生塔；之后经分离器除去活性炭粉后，通过斗式提升机再次返回到吸附塔循环使用。

在上述再生方法中，采用燃气加热器的效果与电加热器相同。

氮气起到保证再生塔内无氧正压与热交换介质的作用。氮气来源可以采用管道气，也可以采用液氮站。液氮经过空温式气化器气化，经调节阀降压至15kPa，分别通过补充氮气管道送往换热器和冷却器，通往换热器的氮气在电加热器中加热至500℃后送入再生塔中，热量交换后再次进入电加热器中循环加热使用；通往冷却器的氮气直接进入再生塔中，热量交换后进入水冷换热器中冷却循环使用；一小部分氮气进入活性炭系统中起到保证塔内无氧正压的状态，并作为载气强制输送富二氧化硫气体去制硫酸车间。损耗的氮气通过补充氮气管道补充。

Claims (6)

1.一种脱硫活性炭再生塔，包括塔体，其特征在于：塔体自上而下包括进料仓、进料分配器、换热器、气固分离器、冷却器、出料仓；其中进料仓上部设有活性炭入口管，入口管与进料仓焊接为一体，进料仓设有料位计和人孔；进料仓与进料分配器通过法兰连接，进料分配器内设有分配板；换热器与进料分配器通过法兰连接，换热器内设有活性炭管道、上下管板、折流板，换热器上部设有氮气出口管，换热器中部设有波纹补偿器，换热器下部设有氮气入口管，上管板中部设有一套氮气出口与双层风帽；气固分离器与换热器通过法兰连接，气固分离器内设有活性炭管道、管板、解吸气出口管，气固分离器外部设有测温孔和人孔；冷却器与气固分离器通过法兰连接，冷却器内设有活性炭管道、上下管板、折流板，冷却器上部设有氮气出口管，中部设有波纹补偿器，冷却器下部设有氮气入口管，下管板中部设有氮气出口与双层风帽；出料仓与冷却器通过法兰连接，出料仓外部设有人孔，出料仓下部设有活性炭出口管；活性炭入口管与出口管设置双层旋转卸料阀。

2.如权利要求1 所述的再生塔，其特征在于：所述塔体为立式结构，外壳可为圆筒形或方形。

3.如权利要求1 所述的再生塔，其特征在于：所述氮气出口与双层风帽结构，包括无缝钢管、支撑筋与双层锥形板，支撑筋设置在双层锥形板内部。

4.如权利要求1 所述的再生塔，其特征在于：所述气固分离器内部的活性炭管道长度为分离器高度的1/3。

5.一种利用权利要求1~4任一项所述的脱硫活性炭再生塔进行的活性炭再生方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）活性炭吸附SO2达到饱和后，饱和活性炭通过入口管的双层旋转卸料阀连续加入到再生塔中，入口温度约为150℃，活性炭在再生塔内由于重力的作用向下移动；

（2）氮气加入到再生塔换热器中：常温氮气通过加热器升温至500℃，由换热器下部的氮气入口管进入换热器与饱和活性炭管壁逆流换热，换热后的低温氮气大部分通过低温氮气出口管进入加热器重新加热，经过鼓风机加压再循环；小部分换热后的氮气通过上管板的氮气出口与双层风帽进入进料分配器使塔内保持正压与无氧状态，并作为载气强制输送富二氧化硫气体去制硫酸车间；损耗的小部分氮气由氮气管道补充；

（3）饱和活性炭在换热器中被加热到400℃，此时吸附在活性炭上的污染物就会被解吸，活性炭进入到气固分离器，发生再生反应，释放出富二氧化硫气体通过分离器的解吸气出口送往制硫酸工段；

（4）氮气加入到再生塔冷却器中：常温氮气进入再生塔冷却器氮气入口管，大部分与活性炭管壁逆流换热，小部分通过下官半的氮气出口与双层风帽进入出料仓使塔内保持正压与无氧状态，换热后的氮气通过冷却氮气出口管进入水冷式换热器重新冷却，经过鼓风机加压再循环；小部分氮气通过氮气出口与双层风帽进入进料分配器保证塔内正压与无氧状态，并作为载气强制输送富二氧化硫气体去制硫酸车间；损耗的小部分氮气由氮气管道补充；

（5）解吸后的活性炭向下移动到冷却器，在冷却器中被冷却到120℃，并从再生塔下部通过出料管的双层旋转卸料阀连续排出再生塔；之后经分离器除去活性炭粉后，通过斗式提升机再次返回到吸附塔循环使用。

6.如权利要求5所述的活性炭再生方法，其特征在于：所述加热器为燃气加热器、电加热器中的任一种。

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