CN104209107B - 一种高效脱硫活性焦解析塔及解析方法 - Google Patents
一种高效脱硫活性焦解析塔及解析方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种高效脱硫活性焦解析塔及解析方法，该解析塔包括自上而下依次连通的给料段、预热段、第一缓冲段、解析段、第二缓冲段、冷却段和出料段；预热段、解析段和冷却段均采用管壳式换热结构；冷却段下部设置冷却段气体入口，上部设置冷却段气体出口，冷却段气体出口与解析段下部设置的解析段气体入口连通，解析段上部设置的解析段气体出口与预热段下部设置的预热段气体入口连通，预热段上部设置的预热段气体出口排空；第一缓冲段设置布料导气结构和解析气出口，解析气出口通过风机和制酸系统相连；本发明还提供该解析塔的解析方法；本发明解析塔，结构简单、换热效率高、能耗低，不仅实现脱硫活性焦再生，而且可以获得高浓度SO2，实现硫的资源化。
Description
技术领域
本发明涉及活性焦烟气净化技术领域，具体涉及一种高效脱硫活性焦解析塔及解析方法。
背景技术
近年，我国环境问题日益突出，尤其是以“雾霾天气”为主的大气污染，严重危害了人们的健康。燃煤电厂是大气环境的主要污染源，多年来，一直是环境治理的重点。为响应国家号召，国内各个电厂大都配置了SCR、ESP、FGD等技术控制NOx、粉尘、SO2等污染物的排放，取得了良好效果。但是，现有技术也存在许多问题，如工艺链长、能耗大、脱除效率低、二次污染等。因此，我国急需开发新的烟气净化技术，具体发展方向为：污染物集成净化技术、干法烟气脱硫技术、污染物深度脱除技术、硫的资源化利用技术等。
活性焦烟气净化技术是一种工业化的干法烟气净化技术，脱硫效率超过98％，节水90％以上，而且可以实现粉尘、Hg、二噁英等多种污染物的联合脱除以及硫的资源化利用，不会产生“石膏雨”问题，也不会产生湿烟气的烟羽视觉污染，特别适用于我国北方富煤缺水地区的新建电厂、城市周边热电厂、冶炼厂、垃圾焚烧厂等，在我国有着非常广阔的市场前景。
在活性焦脱硫工艺中，活性焦耗量大，脱硫活性焦必须进行再生处理，以降低成本，并回收硫资源。脱硫活性焦再生方法包括加热再生和水洗再生两种，由于水洗再生工艺耗水量、再生不彻底、容易形成二次污染、且产生的稀硫酸难以资源化利用，因此，在活性焦脱硫工艺中，加热再生被广泛应用。
加热再生需要将活性焦加热至400℃左右，反应温度高，解析气中含有大量粉尘、SO2、水蒸气等，同时需要隔绝空气，对设备和运行操作要求均比较高。
解析塔是活性焦烟气脱硫工艺的核心设备，但该工艺在我国的应用刚处于起步阶段，尤其是电厂规模的应用在我国尚无业绩，因此我国亟需开发具有自主知识产权高效解析塔，降低解析能耗，为该工艺的推广奠定基础。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效脱硫活性焦解析塔及解析方法，具有结构简单、换热效率高、能耗低等优点，不仅实现脱硫活性焦再生，而且可以获得高浓度SO2，实现硫的资源化。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种高效脱硫活性焦解析塔，包括自上而下依次连通的给料段Ⅰ、预热段Ⅱ、第一缓冲段Ⅲ、解析段Ⅳ、第二缓冲段Ⅴ、冷却段Ⅵ和出料段Ⅶ；所述预热段Ⅱ、解析段Ⅳ和冷却段Ⅵ均采用管壳式换热结构；所述冷却段Ⅵ的下部设置冷却段气体入口18，上部设置冷却段气体出口8，所述冷却段气体出口8与解析段Ⅳ下部设置的解析段气体入口6连通，解析段Ⅳ上部设置的解析段气体出口5与预热段Ⅱ下部设置的预热段气体入口4连通，预热段Ⅱ上部设置的预热段气体出口3排空，形成开式循环；所述第一缓冲段Ⅲ设置布料导气结构15和解析气出口17，解析气出口17通过风机16和制酸系统相连接。
所述给料段Ⅰ和出料段Ⅶ均设置双层旋转阀9，双层旋转阀中间设有密封N2入口1。
所述给料段Ⅰ和出料段Ⅶ均设置强化换热氮气入口2。
所述冷却段气体出口8通过气体换热器7与解析段气体入口6连通。
所述冷却段气体入口18通过换热风机19与冷空气连接。
所述预热段Ⅱ、解析段Ⅳ和冷却段Ⅵ采用的管壳式换热结构，包括设置在管壳式换热结构顶部的布料装置10，设置在布料装置10下的入口管板11，均布在入口管板11下部的多个活性焦管12，设置在多个活性焦管12下部的出口管板14，所述管壳式换热结构内设置有折流板13，活性焦管12穿过折流板13。
上述所述的高效脱硫活性焦解析塔的解析方法，活性焦从给料段Ⅰ进入解析塔内，依靠重力向下移动，依次经过预热段Ⅱ、解析段Ⅳ和冷却段Ⅵ进行换热，经出料段Ⅶ流出解析塔；在预热段Ⅱ，利用解析段Ⅳ换热后的余热将活性焦加热至150℃左右；经第一缓冲段Ⅲ进入解析段Ⅳ，此时，活性焦与450～500℃的热空气换热，将活性焦加热至400℃左右，在解析段Ⅳ，活性焦吸附的硫酸与活性焦表面的碳原子发生反应，释放高浓度的SO2气体，通过解析气出口17输送至制酸系统，该段换热采用的热空气来自冷却段换热后的热空气，热空气进入解析段前，通过气体换热器进一步加热，气体换热通常采用三种方式：一是热空气直接通过电加热器，二是燃气或燃油炉燃烧产生烟气，与冷却段Ⅵ的热空气换热，三是电厂高温蒸汽与冷却段Ⅵ热空气换热；解析之后的活性焦进入冷却段Ⅵ，与冷空气换热，将活性焦冷却至100℃以下，经出料段Ⅶ排出解析塔。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明冷却段、解析段、预热段换热气体进出口依次连接，只需一台换热风机和一台气体换热器就可以实现各段换热温差在合理范围内，实现高效换热。
2、本发明解析塔活性焦换热结构内，活性焦在管内流动，无扰动，无活性焦磨损问题。
3、本发明解析塔进出口采用双层旋转阀，中间设有密封N2入口，不仅可以灵活控制活性焦在塔内的移动速度，而且保证整个系统隔绝空气，安全稳定运行。
4、本发明解析塔预热段、解析段、冷却段均采用高效管壳式换热器，同时在给料段和出料段设置强化传热氮气入口，有效提高换热效率。
总之，本发明解析塔具有结构简单、换热效率高、能耗低等优点，不仅实现脱硫活性焦再生，而且可以获得高浓度SO2，实现硫的资源化。
附图说明
图1为本发明解析塔主视图。
图2为活性焦脱硫工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明一种高效脱硫活性焦解析塔，包括自上而下依次连通的给料段Ⅰ、预热段Ⅱ、第一缓冲段Ⅲ、解析段Ⅳ、第二缓冲段Ⅴ、冷却段Ⅵ和出料段Ⅶ；预热段Ⅱ、解析段Ⅳ和冷却段Ⅵ均采用管壳式换热结构；所述冷却段Ⅵ的下部设置冷却段气体入口18，上部设置冷却段气体出口8，所述冷却段气体出口8与解析段Ⅳ下部设置的解析段气体入口6连通，解析段Ⅳ上部设置的解析段气体出口5与预热段Ⅱ下部设置的预热段气体入口4连通，预热段Ⅱ上部设置的预热段气体出口3排空，形成开式循环；所述第一缓冲段Ⅲ设置布料导气结构15和解析气出口17，解析气出口17通过风机16和制酸系统相连接。
作为本发明的优选实施方式，所述给料段Ⅰ和出料段Ⅶ均设置双层旋转阀9，双层旋转阀中间设有密封N2入口1，这样不仅可以灵活控制活性焦在塔内的移动速度，而且保证整个系统隔绝空气，安全稳定运行。
作为本发明的优选实施方式，由于活性焦与管壁的换热系数较低，为提高本系统换热效率，所述给料段Ⅰ和出料段Ⅶ均设置强化换热氮气入口2，向解析塔内补充N2，强化换热。
作为本发明的优选实施方式，所述冷却段气体出口8通过气体换热器7与解析段气体入口6连通。
作为本发明的优选实施方式，所述冷却段气体入口18通过换热风机19与冷空气连接。
作为本发明的优选实施方式，所述预热段Ⅱ、解析段Ⅳ和冷却段Ⅵ采用的管壳式换热结构，包括设置在管壳式换热结构顶部的布料装置10，设置在布料装置10下的入口管板11，均布在入口管板11下部的多个活性焦管12，设置在多个活性焦管12下部的出口管板14，所述管壳式换热结构内设置有折流板13，活性焦管12穿过折流板13。
本发明的工作过程如下：
活性焦脱硫工艺如图2所示，本工艺采用工程中常用的9mm或5mm活性焦，首先经脱硫吸附塔吸附SO2后，经链斗机输送至解析塔，在解析塔内，被加热至400℃，此时活性焦表面的碳原子与吸附态的硫酸发生反应，释放出高浓度的SO2，进入制酸系统，经过净化、转化、吸收，制得工业浓硫酸，再生后的活性焦，经振筛机筛分后，补充部分新鲜活性焦，通过链斗机输送至吸附塔循环使用。
如图1所示，本发明所述的高效脱硫活性焦解析塔的解析方法，活性焦从给料段Ⅰ进入解析塔内，依靠重力向下移动，依次经过预热段Ⅱ、解析段Ⅳ和冷却段Ⅵ进行换热，经出料段Ⅶ流出解析塔；在预热段Ⅱ，利用解析段Ⅳ换热后的余热将活性焦加热至150℃左右；经第一缓冲段Ⅲ进入解析段Ⅳ，此时，活性焦与450～500℃的热空气换热，将活性焦加热至400℃左右，在解析段Ⅳ，活性焦吸附的硫酸与活性焦表面的碳原子发生反应，释放高浓度的SO2气体，通过解析气出口17输送至制酸系统，该段换热采用的热空气来自冷却段换热后的热空气，热空气进入解析段前，通过气体换热器进一步加热，气体换热通常采用三种方式：一是热空气直接通过电加热器，二是燃气或燃油炉燃烧产生烟气，与冷却段Ⅵ的热空气换热，三是电厂高温蒸汽与冷却段Ⅵ热空气换热；解析之后的活性焦进入冷却段Ⅵ，与冷空气换热，将活性焦冷却至100℃以下，经出料段Ⅶ排出解析塔。
Claims (6)
1.一种高效脱硫活性焦解析塔，其特征在于：包括自上而下依次连通的给料段(Ⅰ)、预热段(Ⅱ)、第一缓冲段(Ⅲ)、解析段(Ⅳ)、第二缓冲段(Ⅴ)、冷却段(Ⅵ)和出料段(Ⅶ)；所述预热段(Ⅱ)、解析段(Ⅳ)和冷却段(Ⅵ)均采用管壳式换热结构；所述冷却段(Ⅵ)的下部设置冷却段气体入口(18)，上部设置冷却段气体出口(8)，所述冷却段气体出口(8)与解析段(Ⅳ)下部设置的解析段气体入口(6)连通，解析段(Ⅳ)上部设置的解析段气体出口(5)与预热段(Ⅱ)下部设置的预热段气体入口(4)连通，预热段(Ⅱ)上部设置的预热段气体出口(3)排空，形成开式循环；所述第一缓冲段(Ⅲ)设置布料导气结构(15)和解析气出口(17)，解析气出口(17)通过风机(16)和制酸系统相连接；所述管壳式换热结构内设置有折流板(13)；所述给料段(Ⅰ)和出料段(Ⅶ)均设置双层旋转阀(9)，双层旋转阀中间设有密封N2入口(1)。
2.根据权利要求1所述的一种高效脱硫活性焦解析塔，其特征在于：所述给料段(Ⅰ)和出料段(Ⅶ)均设置强化换热氮气入口(2)。
3.根据权利要求1所述的一种高效脱硫活性焦解析塔，其特征在于：所述冷却段气体出口(8)通过气体换热器(7)与解析段气体入口(6)连通。
4.根据权利要求1所述的一种高效脱硫活性焦解析塔，其特征在于：所述冷却段气体入口(18)通过换热风机(19)与冷空气连接。
5.根据权利要求1所述的一种高效脱硫活性焦解析塔，其特征在于：所述预热段(Ⅱ)、解析段(Ⅳ)和冷却段(Ⅵ)采用的管壳式换热结构，包括设置在管壳式换热结构顶部的布料装置(10)，设置在布料装置(10)下的入口管板(11)，均布在入口管板(11)下部的多个活性焦管(12)，设置在多个活性焦管(12)下部的出口管板(14)，活性焦管(12)穿过折流板(13)。
6.采用权利要求1至5任一项所述的高效脱硫活性焦解析塔的解析方法，其特征在于：活性焦从给料段(Ⅰ)进入解析塔内，依靠重力向下移动，依次经过预热段(Ⅱ)、解析段(Ⅳ)和冷却段(Ⅵ)进行换热，经出料段(Ⅶ)流出解析塔；在预热段(Ⅱ)，利用解析段(Ⅳ)换热后的余热将活性焦加热至150℃左右；经第一缓冲段(Ⅲ)进入解析段(Ⅳ)，此时，活性焦与450～500℃的热空气换热，将活性焦加热至400℃左右，在解析段(Ⅳ)，活性焦吸附的硫酸与活性焦表面的碳原子发生反应，释放高浓度的SO2气体，通过解析气出口(17)输送至制酸系统，该段换热采用的热空气来自冷却段换热后的热空气，热空气进入解析段前，通过气体换热器进一步加热，气体换热采用三种方式：一是热空气直接通过电加热器，二是燃气或燃油炉燃烧产生烟气，与冷却段(Ⅵ)的热空气换热，三是电厂高温蒸汽与冷却段(Ⅵ)热空气换热；解析之后的活性焦进入冷却段(Ⅵ)，与冷空气换热，将活性焦冷却至100℃以下，经出料段(Ⅶ)排出解析塔。
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