CN104587992A - 颗粒状物料高度控制分布段及应用该分布段的解析塔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及颗粒状物料落料时的位置高度控制技术领域，提供了一种颗粒状物料高度控制分布段，所述分布段上端设有进料孔，下端设有出料孔，所述仓储腔室内设有竖直落料管，其上端与进料孔对接，下端悬空，通过设置落料孔，使得物料在仓储腔室内的高度一旦达到所述落料管下端的高度，就可以通过出料控制进料速度。将所述分布段应用于解析塔中，使得解析塔分布段内作为污染物载体的氮气能和活性炭充分混合，然后将污染物从活性炭中分离出来，并最终排出解析塔；控制输入氮气的气压，使其大于外界空气气压，从而在氮气气压作用下，可避免空气进入解析塔使高温活性炭自燃；进一步地，在氮气气压作用下，可有效防止解析出的有害污染物外泄。

Description

颗粒状物料高度控制分布段及应用该分布段的解析塔
技术领域
本发明涉及颗粒状物料落料时的位置高度控制技术领域，尤其涉及一种颗粒状物料高度控制分布段及应用该分布段的解析塔。
背景技术
吸附塔与解析塔是活性炭脱硫脱硝技术的两个主要反应场所，二者有机配合完成排放烟气中有害物质的吸附，以及活性炭的再生与活化；该技术是以活性炭作为催化剂，脱除烟气中的SO2、NOX等有害气体，由此，在满足烟气排放要求的基础上，可回收利用高浓度SO2，同时实现活性炭的循环利用。
众所周知，吸附了有害物质的活性炭再生活化技术，主要包括加药解析和加热解析两种方式。其中，基于加热活性炭进行解析的方式，是利用热介质间接加热解析塔内的活性炭，活性炭在高温区(320-490℃)保持一定的时间，使得所吸附的有害物质被排出活性炭，同时通入氮气作为析出物质的载体，使析出有害物质最终同氮气一同排出解析塔，即可恢复活性炭的吸附功能，实现活性炭的再生。请参见图1，该图示出了现有技术中一种典型解析塔的整体结构示意图。
在讲述解析塔工作原理之前，有必要先对分布段做一个阐述，本申请所谓的分布段是一种颗粒状物料仓储腔室，该腔室上端通过进料孔进料，下端通过出料孔出料。我们希望在不借助辅助装置对进料速度进行控制的情况下，希望仓储腔室始终留有一定空腔不被物料填满。不难想到，既然不能有辅助装置控制进料速度，那么通过出料速度控制进料速度，使得分布段实现内部平衡是唯一办法。但是作为常识，要想通过出料速度控制进料速度，只有当仓储腔室被填满的情况下才能实现。因此，现有分布段不足之处在于：其不被物料填满的唯一方法(通过出料速度控制进料速度)，和仓储腔室被物料填满是通过出料速度控制进料速度的必要条件之间存在的矛盾。
解析塔工作过程中，活性炭通过第一落料孔板(也即布料板)上与换热管对应的开孔，从上布料仓进入第一分布段，在第一分布段的一侧开有氮气入口，氮气进入并和活性炭混合后，通过加热段上管板上与换热管对应的开孔进入换热管中。加热段通入高温的加热气体对换热管中的活性炭进行间接加热和保温，将活性炭中的硫氧化物、氮氧化物、二恶英等污染物解析出，并和氮气一同通过第二落料孔板上设有的与换热管对应的开孔进入第二分布段。第二分布段一侧开有解析气出口，氮气承载解析出的污染物质从此口排出，而恢复吸附功能的活性炭继续往下流动，进入冷却段。冷却段通入冷却气体，从而使得活性炭的温度得以下降，保证活性炭一旦排出解析塔并接触空气时不会因为温度过高而出现自燃，冷却后的活性炭通过第三落料孔板(也即冷却段的下管板)上与换热管对应的开孔进入第三分布段。第三分布段一侧开有氮气入口，以避免少量进入冷却段的污染物，最终随活性炭输出解析塔。
其中，第一分布段和第三分布段输入的氮气气压大于空气的气压，具体的气压值可以根据情况进行调节。
很明显，物料从进入第一分布段开始，其速度就必须受到出料速度的控制，不能任由其在重力作用下自由落体，否则达不到解析过程加热和保温时间的要求，因此整个解析塔当中物料存在的几个分布段当中，进料的速度都需要受到出料速度的控制，也因此，物料必须填充满相应的分布段，但是由此导致的问题是：首先，第一分布段内，氮气作为污染物载体无法与活性炭充分混合；少量空气随着活性炭从布料板上的开孔进入第一分布段，由此对易燃的活性炭的高温解析造成一定的威胁；并且加热段解析出的污染物可能会外泄。其次，第二分布段内，被析出污染物无法被充分释放出解析塔外；最后，第三分布段内，氮气作为污染物载体无法与活性炭充分混合；并且活性炭经过冷却段后，其中剩余的少量污染物可能随活性炭进入第三分布段内。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题就是如何解决现有技术中颗粒状物料落料时填充满分布段导致带来的问题，更进一步的，是要解决解析塔内各个分布段布满活性炭时候带来的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种颗粒状物料高度控制分布段，所述分布段包括一个仓储腔室，所述分布段上端设有进料孔，下端设有出料孔，所述仓储腔室内设有竖直落料管，其上端与进料孔对接，下端悬空。
优选地，所述落料管为刚性圆柱形管。
优选地，所述落料管焊接在所述进料孔处。
优选地，所述分布段包括设有进料孔的上落料板，和设有出料孔的下落料板。
优选地，所述上落料板与下落料板上分布有多个开孔，并且所述落料管与下落料板上的开孔之间中心一一对应。
本发明还提供一种解析塔，包括本发明所述一种颗粒状物料高度控制分布段，具体为上下端分别连接布料段和加热段的第一分布段，上下端分别连接加热段和冷却段的第二分布段，以及上下端分别连接冷却段和排料仓的第三分布段。
优选地，所述第一分布段一侧开有氮气入口，所述落料管的下端高度低于所述氮气入口的高度。
优选地，所述第二分布段一侧开有解析气出口，所述落料管的下端高度低于所述解析气出口的高度。
优选地，所述解析气出口设有百叶。
优选地，所述第三分布段一侧开有氮气入口，所述落料管的下端高度低于所述氮气入口的高度。
(三)有益效果
本发明的颗粒状物料高度控制分布段，通过在仓储腔室内对应进料孔布置竖直落料管，使得物料在仓储腔室内的高度一旦达到所述落料管下端的高度，出料速度和进料速度之间达到一个平衡，从而使得仓储腔室内的物料高度保持在落料管下端的高度，保证在仓储腔室内留有空腔。
本发明的另一方案中，将所述颗粒状物料高度控制分布段应用于解析塔当中，此时，将物料控制在所述落料管下端的高度，可以保证连接在布料段和加热段之间的第一分布段，加热段和冷却段之间的第二分布段，以及冷却段和排料仓之间的第三分布段，在工作过程中仓储腔室内有高度近似等于落料管长度的空腔。
因此当第一分布段一侧输入氮气时，氮气进入第一分布段上端的空腔并快速均布，从而和活性炭充分混合；除此之外，由于第一分布段上端的空腔冲入的氮气气压远大于正常空气的气压，因此可以防止空气从布料板上的开孔进入第一分布段，避免高温加热的活性炭遇到空气发生自燃；与此同时，加热段解析出的污染物受气压作用无法从氮气入口或者布料板上的开孔逸出解析塔，在氮气的气压作用下，只能沿着换热管和活性炭一起进入下一分布段。第二分布段则因为有足够的空腔使得析出的污染物可以充分的与活性炭分离，并最终从一侧的解析气出口排出解析塔。同样第三分布段的空腔可以保证氮气进入后和活性炭充分混合，进一步带走活性炭中的污染物，同时，由于氮气气压较高，可以将剩余的污染物进一步挤入到第二分布段，并最终从解析气出口排出解析塔。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明提供的一种应用颗粒状物料高度控制分布段的解析塔的结构示意图；
图2：本发明提供的一种颗粒状物料高度控制分布段的结构示意图；
图3：本发明解析气出口处百叶的安装示意图。
图中：1、布料段；2、第一分布段；3、加热段；4、解析气出口；5、第二分布段；6、冷却段；7、第三分布段；8、排料仓；9、第三分布段氮气入口；10、落料管；11、第一分布段氮气入口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
不失一般性，本实施方式以解析塔作为主体进行详细说明，应当理解，本申请提供的高度控制分布段可用于任何颗粒状物料依据重力建立流动且分布段需要合理留有空腔的使用场合，而非局限于解析塔中的应用。
实施例
请参见图1，该图为本实施例所述解析塔装置的整体结构示意图。
该解析塔装置包括两个解析塔主体，以便在满足系统解析能力的基础上，控制塔体的安全高度。完成吸附的活性炭经输送机送至上部料仓，并经料仓的两个下料通道分别将待解析处理的活性炭输出至两个解析塔主体。与现有技术相同的是，在两个解析塔主体中，利用热介质间接加热解析塔内的活性炭，活性炭在高温区(320-490℃)保持一定的时间，使得所吸附的SO2等有害物质高温下发生分解并排出，即可恢复活性炭的吸附功能，实现活性炭的再生；重获活性的活性炭通过解析塔的底部排出，经由输送机输送到吸附塔顶部进行循环利用。
需要说明的是，该解析塔装置的进排料系统、加热系统及高浓度解析气体的回收利用等功能部件，均可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。为了详细说明本实施方式所述高度控制分布段的具体结构，请参见图2，该图示出了本实施例所述颗粒状物料高度控制分布段的结构示意图及其工作原理。所述分布段包括一个仓储腔室，所述分布段上端设有进料孔，下端设有出料孔，所述仓储腔室内设有竖直落料管，其上端与进料孔对接，下端悬空。其中悬空指的是落料管下端到仓储腔室底端之间有一定高度。此时，出料速度会限制进料速度，使得进料和出料之间达到内部平衡，从而物料保持在落料管下端的高度而不会进一步填满仓储腔室。
将所述分布段应用到解析塔中，解析塔中包括三个分布段，分别是第一分布段2、第二分布段5、第三分布段7。其中第一分布段2上下端分别连接布料段1和加热段3，第一分布段2上端通过第一落料孔板也即布料板与布料段1连接，在所述布料板上分布有进料孔，分布段仓储腔室内对应进料孔对接有落料管10。
第一分布段2中，所述落料管10的下端高度低于所述第一分布段氮气入口11的高度，这里的低于应当理解为当活性炭在第一分布段2中的高度与料管下端齐平时，活性炭没有添堵或者完全添堵住第一分布段氮气入口11，从而还能够输入氮气。当然更优选是第一分布段氮气入口11完全暴露出来。
当从第一分布段氮气入口11输入氮气时，氮气进入第一分布段2上端的空腔并快速均布，从而和活性炭充分混合；除此之外，由于第一分布段2上端的空腔冲入的氮气气压大于正常空气的气压，因此可以防止空气从布料板上的开孔进入第一分布段2，避免高温加热的活性炭遇到空气发生自燃；与此同时，加热段3解析出的污染物受气压作用无法从氮气入口或者布料板上的开孔逸出解析塔，在氮气的气压作用下，解析出的有害物质只能沿着换热管和活性炭一起进入下一分布段。
第二分布段5上下端分别连接加热段3和冷却段6，所述第二分布段5上端通过第二落料孔板与加热段3连接，在所述第二落料孔板上分布有进料孔，分布段仓储腔室内对应进料孔对接有落料管10。
第二分布段5中，所述落料管10的下端高度低于所述解析气出口4的高度，这里的低于应当理解为当活性炭在第二分布段5中的高度与料管下端齐平时，活性炭没有添堵或者完全添堵住解析气出口4，从而载有污染物的氮气能充分排出，当然此处更优选是解析气出口4完全暴露出来。
当活性炭和载有污染物的氮气从换热管进入第二分布段5时，由于第二分布段5上端有足够的空腔，载有污染物的氮气能够充分和活性炭分离开；并且由于第二分布段5上下连接的换热管中流通的氮气的气压要大于外界大气压，因此载有污染物的氮气能够从第二分布段5一侧的解析气出口4排出解析塔。
在第二分布段5的解析气出口4处，可以设置合理安装的百叶，如图3所示，此处的百叶主要是要防止固态颗粒随着解析气体排出塔体，堵塞出气口。
第三分布段7上下端分别连接冷却段6和排料仓8，第三分布段7上端通过第三落料孔板与冷却段6连接，在所述第三落料孔板上分布有进料孔，分布段仓储腔室内对应进料孔对接有落料管10。
第三分布段7中，所述落料管10的下端高度低于所述第三分布段氮气入口9的高度，这里的低于应当理解为当活性炭在第三分布段7中的高度与料管下端齐平时，活性炭没有添堵或者完全添堵住第三分布段氮气入口9，从而还能够输入氮气，当然更优选是第三分布段氮气入口9完全暴露出来。
当第三分布段氮气入口9输入氮气时，氮气进入第三分布段7上端的空腔并快速均布，并从空腔进入冷却段6内的换热管，和换热管内的活性炭充分混合，带走剩余的污染物；除此之外，由于氮气气压较高，可以将剩余的污染物进一步挤入到第二分布段5，并最终从解析气出口4排出解析塔。
本实施例中，落料管10下端悬空，也即落料管10下端到仓储腔室底端还有一定距离，从而在解析塔正常工作时，活性炭在分布段中的高度近似维持在落料管10下端的高度位置，保证分布段内有高度近似等于落料管10长度的空腔。
本实施例中，落料管10优选为刚性管。为简便空间分布和标准化生产，落料管10选择规则的圆柱形管。
本实施例中，落料管10可以采用焊接的方式固定在进料孔处，当然并不局限于采用焊接的方式。
本实施例中，图示中只给出一根落料管10，很明显落料管10可以结合进料孔随意分布，不受图示的限制，也不受出料口分布的限制。当然本实施例中优选一种进料口、落料管10、出料口一一对应的情况，此时落料管10随着下落料板上的出料口的数量以及分布情况变化而变化，由于技术人员很容易理解这点，因此不再赘述。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种颗粒状物料高度控制分布段，所述分布段包括一个仓储腔室，所述分布段上端设有进料孔，下端设有出料孔，其特征在于，所述仓储腔室内设有竖直落料管，其上端与进料孔对接，下端悬空。
2.根据权利要求1所述的颗粒状物料高度控制分布段，其特征在于，所述落料管为刚性圆柱形管。
3.根据权利要求1所述的颗粒状物料高度控制分布段，其特征在于，所述落料管焊接在所述进料孔处。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的颗粒状物料高度控制分布段，其特征在于，所述分布段包括设有进料孔的上落料板，和设有出料孔的下落料板。
5.根据权利要求4所述的颗粒状物料高度控制分布段，其特征在于，所述上落料板与下落料板上分布有多个开孔，并且所述落料管与下落料板上的开孔之间中心一一对应。
6.一种应用权利要求4或5所述分布段的解析塔，其特征在于，包括上下端分别连接布料段和加热段的第一分布段，上下端分别连接加热段和冷却段的第二分布段，以及上下端分别连接冷却段和排料仓的第三分布段。
7.根据权利要求6所述的解析塔，其特征在于，所述第一分布段一侧开有氮气入口，所述落料管的下端高度低于所述氮气入口的高度。
8.根据权利要求6所述的解析塔，其特征在于，所述第二分布段一侧开有解析气出口，所述落料管的下端高度低于所述解析气出口的高度。
9.根据权利要求8所述的解析塔，其特征在于，所述解析气出口设有百叶。
10.根据权利要求6所述的解析塔，其特征在于，所述第三分布段一侧开有氮气入口，所述落料管的下端高度低于所述氮气入口的高度。
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