CN107029534A - 一种宽粒径碎焦脱除多种污染物及其再生的循环系统 - Google Patents

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Abstract

一种宽粒径碎焦脱除多种污染物及其再生的循环系统，主要包括增压风机、吸收塔单元、布袋除尘器、新鲜料斗提、新鲜料给送机、振动筛、循环料斗提、循环料给送机、解析塔单元、冷渣机、再生料斗提、再生料给送机、旋风分离器。吸收塔单元含吸收塔、折流板、分布板、返料阀、鼓风机，解析塔单元内含解析塔、分布板、返料阀。该系统能够实现废弃破碎颗粒活性炭(焦)再利用，环保经济效益高；吸附解析传热传质效果好；吸附脱除与解析再生一体化循环，工艺连贯操作方便；可实现多污染物同步去除，占地面积小。

Description

一种宽粒径碎焦脱除多种污染物及其再生的循环系统
所属技术领域
本发明涉及多种污染物净化领域，是一种宽粒径碎焦脱除多种污染物及其再生的循环系统。
背景技术
活性炭(焦)吸附剂由于具有丰富比表面积和发达孔道，性价比高，被广泛用于工业烟气中污染物的吸附和脱除，例如活性炭脱除工业VOCs等有机气体，活性碳(焦)脱除工业烟气中二氧化硫、氮氧化合物、汞等重金属。广泛应用于工业烟气净化的活性炭(焦)普遍采用加工成型的较大的规整颗粒形式，例如圆柱形。活性炭(焦)脱除污染物工艺按照活性炭(焦)吸附设备可分为固定床、移动床、流化床。吸附设备的床层形式研究和应用较多的是固定床和移动床。但固定床的床内活性炭利用率分布均匀，总体利用率不高，空间占用大，传热传质不均匀；移动床预装活性炭体积大、占地面积大、容易产生热点、占地面积大。另一方面，从节能减排、循环经济角度，吸附污染物后吸附能力降低的活性炭(焦)需要再生循环使用，因此需要通过一定方式将污染物从活性碳(焦)孔道或者表面上解析，一般通用的解析方法包括热再生、药剂再生、水洗再生、微波再生等特殊再生方法。工业应用比较成熟方法为热再生。关于活性炭(焦)的热再生工业装置有回转窑炉、斯列普炉、移动床、平板炉、流化床等反应器形式。其中应用比较多的反应器形式为回转窑，在结构设计、工艺安排方面都比较先进，特别在较大颗粒活性碳(焦)或者活性炭方面具有广泛应用。但是回转窑工业设计的装填量在3-5％，装填率比较低，同时反应器内部换热效果不理想，窑头窑尾密封也是技术难点。
为了进一步降低经济成本，避免固定床、移动床的上述问题，多层流化床式的吸收塔和解析塔也得到了广泛研究。规整型较大颗粒的活性炭(焦)在生产过程中会产生大量废弃的不规则颗粒碎活性炭(焦)，价格更为低廉。与固定床和移动床利用高强度规整焦相比，流化床特别适用于碎颗粒活性炭(焦)应用，在流化态中，不规则碎颗粒活性炭(焦)的急剧碰撞大大加强了传热，容易形成浓度梯度，利于传质，成本大幅降低。
因此，结合多层流化床式吸收塔和解析塔中气、固皆动态的特点，本发明提出一种以多层流化床式吸收塔和解析塔为主体的利用宽粒径碎焦脱除多种污染物及其再生的循环系统。
发明内容
结合多层流化床的优点，本发明提供一种宽粒径碎焦脱除多种污染物及其再生的循环系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种宽粒径碎焦脱除多种污染物及其再生的循环系统，包括增压风机、吸收塔单元、新鲜料斗提、新鲜料给送机、振动筛、解析塔单元和旋风分离器；所述增压风机与吸收塔单元连接，所述新鲜料斗提的出口与新鲜料给送机的进料口连接，新鲜料给送机通过吸收塔单元连接到振动筛上，所述解析塔单元的出口与旋风分离器的进料口连接；
还包括除尘器、循环料斗提、循环料给送机、冷渣机、再生料斗提和再生料给送机；
所述除尘器与吸收塔单元排气口连接，所述循环料斗提的进料口与振动筛的出口连接，所述循环料斗提、循环料给送机、解析塔单元、冷渣机、再生料斗提和再生料给送机依次连接，所述再生料给送机的出口与吸收塔单元连接；
所述吸收塔单元包括吸收塔、返料阀、鼓风机，所述吸收塔内从上向下安置对向折流板、多层分布板，分布板间床层用返料阀连接，返料阀连接鼓风机；
所述解析塔单元内含解析塔、返料阀，所述解析塔内从上向下安置多层分布板，分布板间床层用返料阀连接，返料阀另接解析载气；
进一步的，所述吸收塔通过烟气预热或者通过点火器预热达到吸附温度，点火器为柴油点火器或者燃气点火器。
进一步的，所述吸收塔内的对向折流板为多孔板、波纹板或者多孔波纹板，所述对向折流板数目根据活性碳/焦量以及烟气流速确定。
进一步的，所述分布板形式为多孔分布板或风帽式分布板；所述分布板的层数根据效率和运行功耗确定，所述解析塔的分布板最少为两层。
进一步的，所述返料阀设置有卸渣口。
进一步的，所述解析塔采用电加热棒加热或者熔盐炉列管加热，所述解析载气为水蒸气或者氮气。
进一步的，所述冷渣机温度根据循环水的量进行自动化控制，同时，冷渣机内部设置抽气部分，将多余水蒸气排出。
进一步的，所述循环料斗提和再生料斗提运行环境为密闭环境；所述循环料斗提和再生料斗提采用链条式或者轨道式斗提机。
进一步的，所述吸收塔连接NH3贮存罐，分层通入氨气。
本发明的有益效果是：
(1)废弃碎焦再利用，环保经济效益高；
(2)流化床吸附解析传热传质效果好；
(3)吸附脱除与解析再生一体化循环，工艺连贯操作方便；
(4)可实现多污染物同步去除，占地面积小。
附图说明
图1是一种宽粒径碎焦脱除SO2及其再生的循环系统图
图2是一种宽粒径碎焦同时脱除SO2和NOX及其再生的循环系统图
图3是一种宽粒径碎焦脱除VOCs及其再生的循环系统图
附图中，各标号所代表的部件：
1、增压风机；2、吸收塔单元；3、布袋除尘器；4、新鲜料斗提；5、新鲜料给送机；6、振动筛；7、循环料斗提；8、循环料给送机；9、解析塔单元；10、冷渣机；11、再生料斗提；12、再生料给送机；13、吸收塔；14、折流板；15、分布板；16、返料阀；17、鼓风机；18、解析塔；19、旋风分离器；20、NH3贮存罐。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步描述。
实施例1：如图1所示，一种宽粒径碎焦脱除SO2及其再生的循环系统主要包括：增压风机1、吸收塔单元2、布袋除尘器3、新鲜料斗提4、新鲜料给送机5、振动筛6、循环料斗提7、循环料给送机8、解析塔单元9、冷渣机10、再生料斗提11、再生料给送机12、旋风分离器19。
所述增压风机1与吸收塔单元2连接，所述除尘器3与吸收塔单元2连接，新鲜料斗提4与新鲜料给送机5连接，新鲜料给送机5与吸收塔单元2上部连接，振动筛6连接着吸收塔单元2的底部，所述振动筛6、循环料斗提7、循环料给送机8、解析塔单元9、冷渣机10、再生料斗提11和再生料给送机12依次连接，所述解析塔单元9的出口与旋风分离器19的进料口连接；所述再生料给送机12的出口与吸收塔单元2上部连接。
吸收塔单元2含吸收塔13、折流板14、分布板15、返料阀16、鼓风机17；吸收塔单元2的连接方式：吸收塔13内从上向下安置对向折流板14、分布板15，各层分布板间床层用返料阀16连接，返料阀16连接鼓风机17调节返料量、返料速度。
解析塔单元9内含解析塔18、分布板15、返料阀16。解析塔单元9连接方式：解析塔18内从上向下安置多层分布板15，各层分布板15间床层用返料阀16连接，返料阀16另接低温蒸汽调节返料量、返料速度。
吸收塔13通过烟气预热达到吸附温度或者通过点火器预热达到吸附温度，所使用的点火器可以为柴油点火器或者燃气点火器，本装置使用柴油点火器；吸收塔13内上部折流板14可以为多孔板、波纹板或者多孔波纹板，本装置采用多孔波纹板，折流板14的数目根据活性炭(焦)和烟气流速确定；所述吸收塔13和解析塔18内的分布板15可以是多孔分布板或风帽式分布板，所述分布板15的层数根据效率和运行功耗确定，其中解析塔18的分布板15最少为2层；所述吸收塔13和解析塔18的底层分布板15、所述返料阀16可设置卸渣口，方便紧急排料；为了达到适合的热再生解析温度，解析塔18可以采用电加热棒加热或者熔盐炉列管加热，所使用的热再生解析载气可选择水蒸气、氮气等，本装置脱硫时采用水蒸气来进行解析；冷渣机10采用间接换热方式降低宽粒径碎焦温度，出口固体物料温度根据循环水的量进行自动化控制，同时，冷渣机10内部设置抽气部分，将多余水蒸气排出；所述循环料斗提7、再生料斗提11运行时要求在密闭条件下运行，所述再生料斗提11可以是链条式或者轨道式斗提机，整个工艺系统可通过DCS控系统控制实现设备的自动化运行。
系统整体连接运行方式：(Ⅰ)待净化的工业烟气通过增压风机1增压后从吸收塔13底端进入与分布板15上的宽粒径碎焦形成流化床层，脱除烟气中的SO2，烟气净化后进入布袋除尘器3脱除粉尘后排入烟囱；(Ⅱ)低温水蒸气从解析塔18下部进入与分布板15上的饱和宽粒径碎焦形成流化床层，在解析塔18内加热进行解析反应，解析后的水蒸气再进入旋风分离器19除去粉尘后进行回收处理；(Ⅲ)新鲜宽粒径碎焦通过新鲜料斗提4、新鲜料给料机5从上部进入吸收塔13，依次经过塔内上部的对向折流板14、首层分布板，再在烟气作用下依次经过各返料阀16到达各层分布板进行吸附反应，达到吸附饱和后，从底层分布板排出进入振动筛6，然后筛分去除过小的颗粒后通过循环料斗提7、循环料给料机8进入解析塔18上部首层分布板，在水蒸气的作用下依次通过各返料阀16到达各层分布板进行解析，解析后从底层分布板排出进入冷渣机10冷却，最后冷却完通过再生料斗提11、再生料给料机12再次进入吸收塔13，反复循环。
实施例2：如图2所示，一种宽粒径碎焦同时脱除SO2和NOX及其再生的循环系统主要包括：增压风机1、吸收塔单元2、布袋除尘器3、新鲜料斗提4、新鲜料给送机5、振动筛6、循环料斗提7、循环料给送机8、解析塔单元9、冷渣机10、再生料斗提11、再生料给送机12、旋风分离器19、NH3储存罐20。吸收塔单元2含吸收塔13、折流板14、分布板15、返料阀16、鼓风机17；解析塔单元9内含解析塔18、分布板15、返料阀16。吸收塔单元2连接方式：吸收塔13内从上向下安置对向折流板14、分布板15，各层分布板间床层用返料阀16连接，返料阀16连接鼓风机17调节返料量、返料速度。解析塔单元9连接方式：解析塔18内从上向下安置多层分布板，各层分布板间床层用返料阀16连接，返料阀16另接低温蒸汽调节返料量、返料速度。
所述增压风机1与吸收塔单元2连接，所述除尘器3与吸收塔2连接，新鲜料斗提4与新鲜料给送机5连接，新鲜料给送机5与吸收塔单元2上、部连接，振动筛6连接着吸收塔单元2的底部，所述振动筛6、循环料斗提7、循环料给送机8、解析塔单元9、冷渣机10、再生料斗提11和再生料给送机12依次连接，所述解析塔单元9的出口与旋风分离器19的进料口连接；所述再生料给送机12的出口与吸收塔单元2上部连接，所述NH3储存罐20与吸收塔13连接。
吸收塔13通过烟气预热达到吸附温度或者通过点火器预热达到吸附温度，所使用的点火器可以为柴油点火器或者燃气点火器，本装置使用柴油点火器；吸收塔13内上部折流板14可以为多孔板、波纹板或者多孔波纹板，本装置采用多孔波纹板，折流板14的数目根据活性炭(焦)和烟气流速确定；所述吸收塔13和解析塔18内的分布板15可以是多孔分布板和风帽式分布板，所述分布板15的层数根据效率和运行功耗确定，其中解析塔18的分布板15最少为2层；所述吸收塔13和解析塔18的底层分布板15、所述返料阀16可设置卸渣口，方便紧急排料；为了达到适合的热再生解析温度，解析塔18可以采用电加热棒加热或者熔盐炉列管加热，所使用的热再生解析载气可选择水蒸气、氮气等，本装置脱硫脱硝时采用水蒸气来进行解析；冷渣机10采用间接换热方式降低宽粒径碎焦温度，出口固体物料温度,根据循环水的量进行自动化控制，同时，冷渣机10内部设置抽气部分，将多余水蒸气排出；所述循环料斗提7、再生料斗提11运行时要求密闭环境，再生料斗提11可以为链条式也可以为轨道式斗提机；所述吸收塔13通过连接NH3贮存罐20，分层通入氨气，可以在脱硫基础上实现联合脱硝，整个工艺系统可通过DCS控系统控制实现设备的自动化运行。
系统整体连接运行方式：(Ⅰ)待净化的工业烟气通过增压风机1增压后从吸收塔13底端进入与分布板15上的宽粒径碎焦形成流化床层并与液氨储存罐20中喷出的氨气反应脱除烟气中的SO2、NOX，烟气净化后进入布袋除尘器3脱除粉尘颗粒排入烟囱；(Ⅱ)低温水蒸气从解析塔18下部进入与分布板15上的饱和宽粒径碎焦形成流化床层，在解析塔18内加热进行解析反应，解析后的水蒸气再进入旋风分离器19除去粉尘颗粒后进行回收处理；(Ⅲ)新鲜宽粒径碎焦通过新鲜料斗提4、新鲜料给料机5从上部进入吸收塔13，依次经过塔内上部的对向折流板14、首层分布板，再在烟气作用下依次经过各返料阀16到达各层分布板进行脱硫脱硝反应，达到吸附饱和后，从底层分布板排出进入振动筛6，然后筛分去除过小的颗粒后通过循环料斗提7、循环料给料机8进入解析塔18上部首层分布板，在水蒸气的作用下依次通过各返料阀16到达各层分布板进行解析，解析后从底层分布板排出进入冷渣机10冷却，最后冷却完通过再生料斗提11、再生料给料机12再次进入吸收塔13，反复循环。
实施例3：一种宽粒径碎焦脱除VOCs及其再生的循环系统，解析载气可选用惰性气体，其他与实施例1一样。

Claims (9)

1.一种宽粒径碎焦脱除多种污染物及其再生的循环系统，包括增压风机(1)、吸收塔单元(2)、新鲜料斗提(4)、新鲜料给送机(5)、振动筛(6)、解析塔单元(9)和旋风分离器(19)；所述增压风机(1)与吸收塔单元(2)连接，所述新鲜料斗提(4)的出口与新鲜料给送机(5)的进料口连接，新鲜料给送机(5)通过吸收塔单元(2)连接振动筛(6)，所述解析塔单元(9)的出口与旋风分离器(19)的进料口连接；
其特征在于：还包括除尘器(3)、循环料斗提(7)、循环料给送机(8)、冷渣机(10)、再生料斗提(11)和再生料给送机(12)；
所述除尘器(3)与吸收塔单元(2)排气口连接，所述循环料斗提(7)的进料口与振动筛(6)的出口连接，所述循环料斗提(7)、循环料给送机(8)、解析塔单元(9)、冷渣机(10)、再生料斗提(11)和再生料给送机(12)依次连接，所述再生料给送机(12)的出口与吸收塔单元(2)连接；
所述吸收塔单元(2)包括吸收塔(13)、返料阀(16)、鼓风机(17)，所述吸收塔(13)内从上向下安置对向折流板(14)、多层分布板(15)，分布板(15)间床层用返料阀(16)连接，返料阀(16)连接鼓风机(17)；
所述解析塔单元(9)内含解析塔(18)、返料阀(16)，所述解析塔(18)内从上向下安置多层分布板(15)，分布板(15)间床层用返料阀(16)连接，返料阀(16)另接解析载气。
2.根据权利要求1所述的循环系统，其特征在于，所述吸收塔(13)通过烟气预热或者通过点火器预热达到吸附温度，点火器为柴油点火器或者燃气点火器。
3.根据权利要求1所述的循环系统，其特征在于，所述吸收塔(13)内的对向折流板(14)为多孔板、波纹板或者多孔波纹板，所述对向折流板(14)数目根据活性碳/焦量以及烟气流速确定。
4.根据权利要求1所述的循环系统，其特征在于，所述分布板(15)形式为多孔分布板或风帽式分布板；所述分布板(15)的层数根据效率和运行功耗确定，所述解析塔(18)的分布板(15)最少为两层。
5.根据权利要求1所述的循环系统，其特征在于，所述返料阀(16)设置有卸渣口。
6.根据权利要求1所述的循环系统，其特征在于，所述解析塔(18)采用电加热棒加热或者熔盐炉列管加热，所述解析载气为水蒸气或者氮气。
7.根据权利要求1所述的循环系统，其特征在于，所述冷渣机(10)出口温度根据循环水的量进行自动化控制，同时，冷渣机(10)内部设置抽气部分，将多余水蒸气排出。
8.根据权利要求1所述的循环系统，其特征在于，所述循环料斗提(7)和再生料斗提(11)运行环境为密闭环境；所述循环料斗提(7)和再生料斗提(11)采用链条式或者轨道式斗提机。
9.根据权利要求1所述的循环系统，其特征在于，所述吸收塔(13)连接NH3贮存罐(20)，分层通入氨气。
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