CN108126473A - 一种吸收塔氮气保护系统 - Google Patents

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朱廷钰
李玉然
王斌
张帅
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Abstract

本发明属于吸附剂阻燃技术领域，公开了一种吸收塔氮气保护系统。所述吸收塔氮气保护系统包括吸收塔和氮气站，吸收塔内设床层，氮气站通过进气管路与吸收塔连通，进气管路向吸收塔内延伸有多根出气管，多根出气管均匀地插设于床层内部。本发明通过将氮气经多根出气管均匀地通入到床层中，一方面利用氮气自身温度低的特点，通过冷热媒交换温度，进而降低床层的温度；另一方面利用氮气隔绝空气，使活性炭无法在充足的氧气中发生自燃，延长了活性炭的使用寿命，避免了多次更换活性炭的问题，极大的减少了氮气的浪费，提高了氮气的利用率。

Description

一种吸收塔氮气保护系统
技术领域
本发明涉及吸附剂阻燃技术领域，尤其涉及一种吸收塔氮气保护系统。
背景技术
活性炭法作为一种固相干法吸附脱除污染物技术，具有广谱吸收性，可同时净化烟气中的SO2、NOX、有机物、焦油、重金属、粉尘等污染物，净化效率较高且系统无需耗水，不产生二次污染，且通过活性炭的再生可回收硫资源，目前活性炭法烟气净化工艺在工业上应用已经不少，为了达到较高的净化效率，填充的活性炭量都较大，其内部活性炭层一般较厚，容易产生热量聚集，导致活性炭的部分燃烧，对活性炭造成损耗，若不及时控制还有可能引起装置着火等重大事故，因此必须配备相应的控制装置。
焦炉烟气在主抽风机出口处温度达180～220℃，经余热锅炉后，控制烟气温度在130℃，烟气进入脱硫脱硝系统内，与活性炭发生化学反应后，使活性炭温度升高5～10℃左右，若焦炉烟气温度控制不好，温度达140℃以上时，进入脱硫脱硝系统内，使活性炭温度逐渐上升，一旦达到155℃时，即认为活性炭已产生热点，必须将吸收塔与烟气隔离，并通入大量的氮气，以隔绝塔内空气，防止吸收塔内活性炭发生着火事故。
公开号为“CN205575643U”的专利公开了一种活性炭吸附装置氮气保护系统，包括通过管道依次连通空压机、冷干机、过滤器、空气缓冲罐、吸附器、氮气缓冲罐、储气罐和减压阀，通过控制木质活性炭的空气含氧量，当氧气含量低于4％时，火焰就会熄灭，从而实现保护作用，该系统设备较多，工艺比较复杂。
公开号为“CN205127664U”公开了一种活性炭吸附装置氮气保护系统，其主要是吸附床组的一侧设有吸附气体输送系统和脱附气体输出系统，另一侧设有吸附气体输出系统和脱附气体输送系统，吸附气体输送系统上设有氮气安全系统，吸附床组内设有温度检测系统。在废气、脱附热空气温度过高时，通过氮气安全系统对吸附床起到降温阻燃的效果，该系统虽然自动化程度较高，但是子系统众多、设备繁杂，工艺复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸收塔氮气保护系统，在吸收塔床层出现飞温事故时，可以高效、迅速、均匀地对吸收塔床层降温，防止发生着火事故，确保安全生产。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种吸收塔氮气保护系统，包括吸收塔和氮气站，吸收塔内设床层，氮气站通过进气管路与吸收塔连通，进气管路向吸收塔内延伸有多根出气管，多根出气管均匀地插设于床层内部。
作为优选，吸收塔和氮气站之间连接有储气罐。
作为优选，储气罐与吸收塔通过进气管路连通，且进气管路上设有单向阀、电动阀、温度计、压力表和流量计。
作为优选，还包括控制组件，其与电动阀电连接。
作为优选，床层内部设有多个测温点，每个测温点均通过热电偶与控制组件电连接；控制组件通过接收每个热电偶发送的温度信号，控制电动阀的开度。
作为优选，出气管包括位于床层内部的第一出气管和位于床层外部的第二出气管，第一出气管和第二出气管一体成型。
作为优选，第一出气管与床层等高，且其周向设有多个出气孔。
作为优选，每相邻的两根出气管之间的距离为500mm～1000mm，且其中位于床层两端的出气管距床层的边缘500mm～1000mm。
作为优选，第二出气管的底部设有卸灰口和卸灰阀。
作为优选，床层采用活性炭制成。
本发明的有益效果：
本发明提出一种吸收塔氮气保护系统，并给出详细的布置方式及塔内构型，可在吸收塔床层出现飞温事故时，通过向塔内输送氮气，一方面利用氮气自身温度低的特点，通过冷热媒交换温度，进而降低活性炭吸附床的温度，另一方面利用氮气隔绝空气，使活性炭无法在充足的氧气中发生自燃，延长了活性炭的使用寿命，避免了多次更换活性炭的问题，提高了活性炭的利用率，同时也提高了废气的净化率；将氮气经多根出气管均匀地通入到床层中，极大的减少了氮气的浪费，提高了氮气的利用率；采用电动阀与吸收塔床层的多个测温点之间联动的方式，实现了自动化检测、控制的效果，降低了操作人员的劳动强度，提升了生产效率。
附图说明
图1是本发明提供的吸收塔氮气保护系统的原理图；
图2是图1中的吸收塔的剖视图；
图3是图2中的出气管的结构示意图。
图中：
1、吸收塔；2、氮气站；3、储气罐；11、床层；
31、单向阀；32、电动阀；33、温度计；34、压力表；35、流量计；
41、进气管路；42、出气管；43、卸灰口；421、出气孔。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1和图2所示，本实施方式提供了一种吸收塔氮气保护系统，该吸收塔氮气保护系包括吸收塔1、氮气站2和储气罐3，吸收塔1内设床层11，储气罐3的两端分别与吸收塔1和氮气站2连通，其中，氮气站2与储气罐3之间的进气管路41上设有压力表，吸收塔1与储气罐3之间的进气管路41上设有单向阀31、电动阀32、温度计33、压力表34和流量计35。
具体地，氮气站2为整个吸收塔氮气保护系统提供气源，并将产生的氮气优先储存至储气罐3中，储气罐3中设置有超压排气阀(图中未示出)，储气体积为3000m3～15000m3。储气罐3内的氮气经单向阀31和电动阀32流向吸收塔1内，再由吸收塔1的烟道(图中未示出)排出。
具体地，该吸收塔氮气保护系统还包括控制组件(图中未示出)，床层11内部设有多个测温点，每个测温点均通过热电偶与控制组件电连接，控制组件又与电动阀32电连接。控制组件通过接收每个热电偶发送的温度信号，控制电动阀32的开度。优选地，当上述测温点中的任意一点超温，则控制组件控制电动阀32打开5％的开度；当任意两点超温时，则控制组件控制电动阀32打开15％的开度；当任意三点超温时，则控制组件控制电动阀32打开40％的开度，电动阀32也可通过人工控制其开度，从而实现了自动化检测、控制的效果，降低了操作人员的劳动强度，提升了生产效率。
如图2所示，进气管路41向吸收塔1内延伸有多根出气管42，多根出气管42均匀地插设于床层11内部。其中，进气管路41的管径为150mm～250mm，管道压力为0.6Mpa～2.0Mpa；每根出气管42呈圆筒形，直径为150mm～250mm。出气管42包括位于床层11内部的第一出气管和位于床层11外部的第二出气管，第一出气管和第二出气管一体成型。第一出气管与床层11等高，且其周向设有多个出气孔421(如图3中所示)。当烟气经过床层11内部时，会有部分烟气进入出气管42内，为防止烟气中的飞灰对出气管42造成堵塞，在第二出气管的底部(即出气管42的底部)设有卸灰口43和卸灰阀。
具体地，出气孔421的直径为1mm～2mm，每根出气管42的开孔率为45％～55％。每相邻的两根出气管42之间的距离为500mm～1000mm，且其中位于床层11两端的出气管42距床层11的边缘500mm～1000mm。如此设置，可以保证氮气的利用率最高，极大地减少了氮气的浪费。
具体地，上述床层11的吸附剂优选为活性炭，可以理解的是，还可以选择其他催化剂作为床层11的原料。
以下为本实施方式提供的一种吸收塔氮气保护系统的一些参数的优选设置：
吸收塔1的床层11厚为2m，高为4m，宽为6m，出气管42采用如图3所示的结构，其直径为150mm，高为5m，开孔部分的高度为4m，孔径大小为2mm，开孔率为55％，共布置5根，每两根相邻出气管42的距离以及位于床层11两端的出气管42距床层11的边缘均为1m。氮气进气管路41的管径为150mm，储气罐3的最大压力为1.5MPa，最大储量为5000m3，床层11的吸附剂选用直径为9mm的圆柱形活性焦/炭，对烟气中二氧化硫和氮氧化物进行脱除；处理的烟气量为24000Nm3/h，空速500h-1，吸收塔1内的运行温度超过155℃时，电动阀32自动打开，氮气迅速通入吸收塔1内，五分钟内温度便能够降到正常操作温度。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术用户来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吸收塔氮气保护系统，包括吸收塔(1)和氮气站(2)，所述吸收塔(1)内设床层(11)，其特征在于，所述氮气站(2)通过进气管路(41)与所述吸收塔(1)连通，所述进气管路(41)向所述吸收塔(1)内延伸有多根出气管(42)，多根所述出气管(42)均匀地插设于所述床层(11)内部。
2.根据权利要求1所述的吸收塔氮气保护系统，其特征在于，所述吸收塔(1)和所述氮气站(2)之间连接有储气罐(3)。
3.根据权利要求2所述的吸收塔氮气保护系统，其特征在于，所述储气罐(3)与所述吸收塔(1)通过所述进气管路(41)连通，且所述进气管路(41)上设有单向阀(31)、电动阀(32)、温度计(33)、压力表(34)和流量计(35)。
4.根据权利要求3所述的吸收塔氮气保护系统，其特征在于，还包括控制组件，其与所述电动阀(32)电连接。
5.根据权利要求4所述的吸收塔氮气保护系统，其特征在于，所述床层(11)内部设有多个测温点，每个所述测温点均通过热电偶与所述控制组件电连接；所述控制组件通过接收每个所述热电偶发送的温度信号，控制所述电动阀(32)的开度。
6.根据权利要求1所述的吸收塔氮气保护系统，其特征在于，所述出气管(42)包括位于所述床层(11)内部的第一出气管和位于所述床层(11)外部的第二出气管，所述第一出气管和所述第二出气管一体成型。
7.根据权利要求6所述的吸收塔氮气保护系统，其特征在于，所述第一出气管与所述床层(11)等高，且其周向设有多个出气孔(421)。
8.根据权利要求6所述的吸收塔氮气保护系统，其特征在于，每相邻的两根所述出气管(42)之间的距离为500mm～1000mm，且其中位于所述床层(11)两端的所述出气管(42)距所述床层(11)的边缘500mm～1000mm。
9.根据权利要求6所述的吸收塔氮气保护系统，其特征在于，所述第二出气管的底部设有卸灰口(43)和卸灰阀。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的吸收塔氮气保护系统，其特征在于，所述床层(11)采用活性炭制成。
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