CN108745331B - 一种新型活性炭解析塔以及活性炭解析工艺 - Google Patents

一种新型活性炭解析塔以及活性炭解析工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种新型活性炭解析塔以及活性炭解析工艺。本发明依照活性炭吸附污染物的分解温度不同，将活性炭解析塔(A)自上而下设置为预热区(A1)、水蒸气分解区(A2)、污染物分解区(A3)、冷却区(A4)、第一过渡段(A5)和第二过渡段(A6)；其中：第一过渡段(A5)的侧壁上设有水蒸气出口(A7)；第二过渡段(A6)的侧壁上设有SRG气体出口(A8)。通过分步加热的方法提前分离活性炭中的水分，减少SRG气体中水分含量，为下游制酸、废水处理工序正常运行创造良好条件。

Description

一种新型活性炭解析塔以及活性炭解析工艺
技术领域
本发明涉及一种活性炭热解析塔，特别地涉及一种能够脱除活性炭内水分的解析塔装置，属于烧结烟气处理领域。
背景技术
对于工业烟气、尤其是钢铁工业的烧结机烟气而言，采用包括活性炭吸附塔和解析塔的脱硫、脱硝装置和工艺是比较理想的。在包括活性炭吸附塔和解析塔(或再生塔)的脱硫、脱硝装置中，活性炭吸附塔用于从烧结烟气或废气(尤其钢铁工业的烧结机的烧结烟气)吸附包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物，而解析塔用于活性炭的热再生。
活性炭法脱硫具有脱硫率高、可同时实现脱硝、脱二恶英、除尘、不产生废水废渣等优点，是极有前景的烟气净化方法。活性炭可以在高温下再生，在温度高于350℃时，吸附在活性炭上的硫氧化物、氮氧化物、二恶英等污染物发生快速解析或分解(二氧化硫被解析，氮氧化物和二恶英被分解)。并且随着温度的升高，活性炭的再生速度进一步加快，再生时间缩短，优选的是一般控制解析塔中活性炭再生温度约等于430℃，因此，理想的解析温度(或再生温度)是例如在390-450℃范围、更优选在400-440℃范围。
烧结烟气排放温度在110-170℃之间，里面含有SO2、NOx、粉尘、二恶英、重金属等多种污染物，而活性炭烟气净化技术恰好适宜烧结烟气温度排放区间，可实现多污染物的协同高效净化，在一套设备上能同时脱出多种污染物，实现副产物SO2的资源化利用，并且该技术具有污染物脱除效率高，基本不消耗水资源，无二次污染等有点。活性炭烟气净化装置设置有吸附系统、解析系统、制酸系统等多个子系统，烟气经过活性炭吸附单元后净化，活性炭颗粒在吸附单元和解析单元之间循环流动，实现“吸附污染物->加温解析活化(使污染物逸出)->冷却->吸附污染物”的循环利用。
解析系统目的是对吸附了污染物的活性炭进行高温解析再生，生产气体中含有高浓度SO2、大量水分等多种污染物(SRG)，SRG气体送往制酸系统制酸。
由于活性炭的吸附特性，烧结烟气中SO2及其他有害杂质几乎全部富集到SRG气体中。因此，在烧结净烟气中几乎测不到的有害成分在SRG烟气中都达到了很高的浓度，SRG烟气具有以下特点：(1)流量小、温度高，烟气平均温度约400℃，600m2烧结机SRG烟气流量(干基)为2000m3/h左右；(2)烟气SO2浓度高，SRG烟气中SO2质量分数可达25％(干基)；(3)烟气中水含量高，最高水含量能达到33％；(4)烟气CO含量高，质量分数约0.5％；(5)烟气中氨、氟、氯、汞等有害组分含量高，平均质量分数分别为3.1％/0.1％/1.6％/51mg/Nm3；(6)烟气尘含量高，尘平均在2g/m3左右；烟尘主要成分为活性炭，占到总尘量的65-85％。从中可知，SRG气体中含水量大，温度高，具有高温高腐蚀性质，因此制酸工序为玻璃钢材质，玻璃钢材质对温度要求很高，一般要求在100℃以下运行，但是SRG气体水分含量高，会造成如下不利影响：(1)SRG气体具有高腐蚀特性，这就要求制酸净化装置为玻璃钢材质，而水的比热容较大、水分含量高，冷却降温后温度依旧相对较高，对玻璃钢材质寿命造成影响；(2)SRG气体含水量高，将直接产生大量工艺废水；(3)吸附了污染物的活性炭需要从50℃左右加热到430℃，需要消耗大量的热量，水分含量高，消耗的热量较多；(4)SRG气体中水分含量过高，降低了二氧化硫的体积浓度，相对不利于制酸工序
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明开发一种新的解析塔结构，依照活性炭吸附污染物的分解温度不同，通过分步加热的方法提前分离活性炭中的水分，减少SRG气体中水分含量，为下游制酸、废水处理工序正常运行创造良好条件。
根据本发明提供的实施方案，提供一种新型活性炭解析塔。
一种新型活性炭解析塔，该活性炭解析塔包括自上而下设置的预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区、第一过渡段和第二过渡段。
其中：预热区的下部设有预热区气体入口和预热区气体出口。水蒸气分解区的下部设有水蒸气分解区气体入口和水蒸气分解区气体出口。污染物分解区的下部设有污染物分解区气体入口和污染物分解区气体出口。冷却区的下部设有冷却区气体入口和冷却区气体出口。水蒸气分解区与污染物分解区之间为第一过渡段。污染物分解区与冷却区之间为第二过渡段。第一过渡段的侧壁上设有水蒸气出口。第二过渡段的侧壁上设有SRG气体出口。
在本发明中，冷却区气体入口与冷却气体输送管道连接。污染物分解区气体入口与热风输送管道连接。污染物分解区气体出口通过第一输送管道连接至水蒸气分解区气体入口或预热区气体入口。
作为优选，冷却区气体出口通过第二输送管道连接至预热区气体入口或水蒸气分解区气体入口。
作为优选，水蒸气分解区气体出口通过第三输送管道连接至预热区气体入口或冷却区气体入口。
作为优选，第一输送管道上设有第一换热器。
作为优选，第二输送管道上设有第二换热器。
作为优选，第三输送管道上设有第三换热器。
作为优选，该活性炭解析塔还包括向活性炭解析塔上部通入氮气的氮气输送管道。氮气输送管道连接至活性炭解析塔，并且氮气输送管道与活性炭解析塔的连接位置位于预热区的上方。
作为优选，氮气输送管道上设有氮气换热器。
作为优选，第二输送管道和/或第三输送管道连接至氮气换热器的加热介质通道的入口。
作为优选，预热区气体出口通过第四输送管道连接至氮气换热器的加热介质通道的入口，或者预热区气体出口通过第四输送管道连接至冷却区气体入口。
作为优选，水蒸气出口通过第五输送管道输送至原烟气输送管道。SRG气体出口通过SRG气体输送管道输送至制酸系统。
作为优选，冷却气体输送管道上设有冷却风风机。热风输送管道上设有热风风机。
作为优选，预热区、水蒸气分解区、污染物分解区和冷却区均为管壳结构。
作为优选，第一换热器、第二换热器、第三换热器均为电加热器。
根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种活性炭解析工艺。
一种活性炭解析工艺，该工艺包括以下步骤：
1)吸附了污染物的活性炭从活性炭解析塔的入口进入活性炭解析塔，吸附了污染物的活性炭在重力作用下，自上向下移动，依次经过活性炭解析塔的预热区、水蒸气分解区、第一过渡段、污染物分解区、第二过渡段、冷却区；
2)吸附了污染物的活性炭在预热区内经过预热，然后进入水蒸气分解区，吸附了污染物的活性炭内的水分在水蒸气分解区进行分解和脱离，然后一起进入第一过渡段，从吸附了污染物的活性炭内分解和脱离出的水分从水蒸气出口排出；
3)分离了水分后的吸附了污染物的活性炭进入污染物分解区，吸附了污染物的活性炭内的污染物在污染物分解区进行分解和解析，然后进入第二过渡段，分解和解析出的污染物从SRG气体出口排出，解析完后的活性炭从活性炭解析塔的出口排出。
在本发明中，冷却风从冷却区气体入口进入冷却区，换热后，从冷却区气体出口经过第二输送管道输送至水蒸气分解区和/或预热区。
在本发明中，解析热风从污染物分解区气体入口进入污染物分解区，换热后从污染物分解区气体出口经过第一输送管道输送至水蒸气分解区和/或预热区。
在本发明中，水蒸气分解区内经过换热后的气体从水蒸气分解区气体出口经过第三输送管道输送至预热区和/或冷却区。
在本发明中，将活性炭解析塔自上而下设置为预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区、第一过渡段和第二过渡段；并且在第一过渡段的侧壁上设有水蒸气出口。使得含有污染物的活性炭在进入解析塔后，先进行预热，然后在水蒸气分解区进行水分的脱除，从活性炭中被脱除的水分从第一过渡段侧壁上的水蒸气出口直接排出，直接除去了含污染物活性炭中的水分。然后，去除水分的含污染物活性炭再在污染物分解区进行分解和污染物的脱除，主要进行含硫物质的分解，污染物从第二过渡段侧壁上的SRG气体出口排出；此处排出的SRG气体内水分含量极少，便于后续的制酸工序。含污染物的活性炭在水蒸气分解区脱除水分，在污染物分解区脱除其他污染物后，得到活化和再生，然后经过冷却区进行冷却，获得新鲜的活性炭，再循环至吸附塔进行使用。
在本发明中，保留第I区为预热区，将老式解析塔加热段分为两个区间，即第II区为水蒸气分解区；温度控制在100-300℃区间，将活性炭中吸附的水分(自由水或结晶水)去除；第III区为硫酸铵或其它污染物的污染物分解区，主要进行SO2的分解，终点温度为400-550℃，并停留一定时间，确保活性炭完全解析。第IV区活性炭冷却区。
在本发明中，根据吸附污染物活性炭中水分的分解温度，控制水蒸气分解区的温度，使得吸附污染物活性炭中的水分在水蒸气分解区内进行分解，而污染物在此区段内不发生变化(不分解和脱除)，水分在水蒸气分解区内从吸附污染物活性炭中脱除，然后从第一过渡段侧壁上的水蒸气出口排出。水蒸气分解区的温度一般为100-200℃，优选为105-190℃，更优选为110-180℃。
在本发明中，根据吸附污染物活性炭中污染物(含硫物质或其他污染物)的分解温度，控制污染物分解区的温度，使得吸附污染物活性炭中的污染物在污染物分解区内进行分解，污染物从活性炭中完全脱除，然后从第二过渡段侧壁上的SRG气体出口排出。污染物分解区的温度一般为400-550℃，优选为410-500℃，更优选为420-480℃。
在本发明中，解析塔热风流程：热风运动流向采用下进上出的方式，首先从活性炭加热段出口进入，通过污染物分解区间的入口进入，再从污染物分解区间的出口排出，然后再进入水蒸气分解区间的入口进入，然后再从水蒸气分解区间的出口排出。
水蒸气分解区与污染物分解区的中间为第一过渡段，为活性炭层，主要进行水蒸气的外排；内部也含有易挥发的NH3。污染物分解区与冷却区之间为第二过渡段，为活性炭炭层，主要进行富含SO2气体的外排。第一过渡段排放的水蒸气含量约500Nm3/h左右(含微量氨气)，可以排放到烧结原烟气中。该水蒸气排放到原烧结烟气中，第一不会影响烧结烟气组成(由于原烧结烟气量巨大，该比例的水蒸气完全不会影响原烧结烟气的组成)，第二可以再次利用里面含有的氨气，达到资源的有效利用。
在本发明中，改变现有技术中解析塔(原始结构的解析塔)中SRG气体中含有30％左右的水分含量，不利用后续工艺运行的问题；通过吸附污染物分解温度不同原理，将解析塔加热段分为水蒸气分解区和污染物分解区，其中水蒸气分解区进行活性炭吸附的水分(自由水和结合水)的分解，也可能含有微量的氨气；污染物分解区为硫酸盐或其它物质的分界区，主要分解出大量的SO2气体或其它物质，水分含量大大降低。然后下面为活性炭的冷却区，将加热的活性炭冷却。活性炭分解的水蒸气量少，可送往原烟道，利用里面微量的氨气；SRG气体中水分含量大大减少，SO2体积分数大大增加，有助于后续工序。
在本发明中，可以充分利用活性炭中解析塔中各个区段(预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区)进行换热的热量；根据活性炭或者吸附了污染物的活性炭各个区段中，各自的工艺，或者说解析塔各个区段对活性炭或者吸附了污染物进行的作用或工艺，控制各个区段(预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区)进风口(或者进气口)的温度，从而控制解析塔各个区段内活性炭的温度，实现其各个区段各自的功能。进入解析塔各个区段的冷风、热风(或者气体)通过与该区段内的活性炭进行换热后，从对应区段的气体出口排出，然后根据排出气体的温度，根据该排出气体的温度情况适应性的输入到其他对应区段(需要该温度气体的区段)的气体入口，进行再利用或者循环利用；充分利用换热气体的热量，节约资源。
在本发明中，冷却风通过冷却气体输送管道从冷却区气体入口输入到冷却区。热风通过热风输送管道从污染物分解区气体入口输送到污染物分解区。
在本发明中，根据从污染物分解区气体出口排出气体的温度，污染物分解区气体出口排出的气体可以选择性的通过第一输送管道从水蒸气分解区气体入口输送至水蒸气分解区，或者通过第一输送管道从预热区气体入口输送至预热区。实际工艺中，根据污染物分解区气体出口排出气体的温度，水蒸气分解区和预热区需要热风(或者热气体)介质的温度，选择性的从污染物分解区气体出口排出的气体输送至其中水蒸气分解区的气体入口和/或预热区的气体入口。
在本发明中，根据从冷却区气体出口排出气体的温度，冷却区气体出口排出的气体可以选择性的通过第二输送管道从预热区气体入口输送至预热区，或者通过第二输送管道从水蒸气分解区气体入口输送至水蒸气分解区。实际工艺中，根据冷却区气体出口排出气体的温度，水蒸气分解区和预热区需要热风(或者热气体)介质的温度，选择性的从冷却区气体出口排出的气体输送至其中水蒸气分解区的气体入口和/或预热区的气体入口。
在本发明中，根据从水蒸气分解区气体出口排出气体的温度，水蒸气分解区气体出口排出的气体可以选择性的通过第三输送管道从预热区气体入口输送至预热区，或者通过第三输送管道从冷却区气体入口输送至冷却区。实际工艺中，根据水蒸气分解区气体出口排出气体的温度，预热区和冷却区需要热风(或者热气体)介质的温度，选择性的从水蒸气分解区气体出口排出的气体输送至其中预热区的气体入口和/或冷却区的气体入口。
在本发明中，该活性炭解析塔还包括向活性炭解析塔上部通入氮气的氮气输送管道。解析过程中采用氮气进行保护，氮气同时作为载体将解析出来的SO2等有害气体带出。氮气输送管道上设有氮气换热器。第二输送管道和/或第三输送管道输送的气体可以连接至氮气换热器的加热介质通道的入口；第二输送管道和/或第三输送管道输送的气体用于与氮气进行换热。
在本发明中，根据从预热区气体出口排出气体的温度，预热区气体出口排出的气体可以选择性的通过第四输送管道从氮气换热器的加热介质通道的入口输送至氮气换热器，或者通过第四输送管道从冷却区气体入口输送至冷却区。实际工艺中，根据预热区气体出口排出气体的温度，氮气换热器和冷却区需要气体(或者风)介质的温度，选择性的从预热区气体出口排出的气体输送至其中氮气换热器的加热介质通道的气体入口和/或冷却区的气体入口。
在本发明中，由于活性炭在吸附塔中对原烟气进行处理时，吸附塔中喷入了氨气，活性炭在吸附塔中也吸附了部分氨气，吸附了污染物的活性炭再解析塔中进行解析时，活性炭内吸附的氨气在水蒸气分解区这一区段进行脱除，在水蒸气分解区脱除的水蒸气和氨气，从第一过渡段排出的气体可以通过第五输送管道输送至原烟气输送管道，将氨气循环利用，节约资源。
在本发明中，冷却气体输送管道上的冷却风风机用于向冷却区输送冷却气体。热风输送管道上的热风风机用于向污染物分解区输送热风。
在本发明中，第一换热器用于与第一输送管道内的气体进行换热，第一换热器可以使得第一输送管道内输送的气体升温或者降温。第二换热器用于与第二输送管道内的气体进行换热，第二换热器可以使得第二输送管道内输送的气体升温或者降温。第三换热器用于与第三输送管道内的气体进行换热，第三换热器可以使得第三输送管道内输送的气体升温或者降温。换热器(包括第一换热器、第二换热器、第三换热器)的加热方式有多种途径，优选的是换热器为电加热器，采用电加热器进行加热，又或者将高温蒸汽或燃气燃烧产生的高温烟气作为加热介质与冷空气进行换热，形成高温热风。
通常，所述预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区具有管壳型或列管型换热器结构。活性炭分别经由预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区的管程，而预热气体在预热区中经由壳程，加热气体在水蒸气分解区和污染物分解区中经由壳程，冷却风在冷却区中经由壳程。在水蒸气分解区和污染物分解区之间具有一个容纳活性炭的缓冲区或中间区，为第一过渡段；在污染物分解区和冷却区之间具有一个容纳活性炭的缓冲区或中间区，为第二过渡段。
本发明提供的新型活性炭解析塔，根据活性炭中吸附的污染物分解温度不同，将解析气体进行中水蒸气进行提前分离，为后续工艺的稳定运行提供帮助。吸附了污染物的活性炭在解析塔中，活性炭内吸附的水分首先在水蒸气分解区内进行分解脱离，水蒸气从解析塔的水蒸气出口排出，脱除了水蒸气的吸附了其他污染物的活性炭继续在解析塔内解析和污染物的脱除，含硫物质和其他污染物在解析塔的污染物分解区分解和脱除，从解析塔的SRG气体出口排出。由于水蒸气最首先被脱除和排出，现对于现有技术，采用本申请提供的新型活性炭解析塔，从SRG气体出口排出的SRG气体中水分含量大大减少，由于SRG气体温度较高，进入制酸系统时必须降温处理，由于SRG气体中水分含量少，因此，降温的难度大大降低。该过程降温一般采用水冷却或水换热，由于SRG气体中本身水分含量少，降温加入的冷却水大大减少，而且冷却效率大大的增加(由于SRG气体中本身水分含量少，水的比热容大)。因此，采用本申请提供的活性炭解析塔，获得的SRG气体用于制酸工艺的冷却过程简单、加入的冷却水少、冷却效率高。
制酸工艺的废水处理是该技术的重大难题，由于废水量大，废水中酸度大、污染物种类繁杂、含有有机物等特点，废水处理工艺是制酸工艺的关键环节。采用本申请的活性炭解析塔，从源头大大减少了SRG气体中的水分含量，冷却过程中加入的冷却水进一步减少，从而使得制酸系统产生的废水量大大减少，约为现有技术中产生废水量的30-60％，降低了废水处理工作量和废水处理难度。产生的废水量减少，污染物的总量不变，使得采用本申请的活性炭解析塔后，废水中的污染物浓度升高，处理(分离或富集)效果显著增加。
此外，采用本申请的活性炭解析塔后，解析的SRG气体中水分含量少，进入制酸系统前的冷却工艺更加高效和稳定，由于比热容大的水分的含量大大减少，主要对气体进行冷却，控制更加简单，冷却工艺更加稳定，冷却效果更加有保证；更能准确的把握在进入玻璃钢材质的制酸工序时，SRG气体的温度，从而保证了玻璃钢材质的制酸系统的安全，同时延长其使用寿命。
采用本申请的活性炭解析塔结构，在活性炭解析塔中，首先将吸附了污染物的活性炭中的水分在水蒸气分解区进行分解和脱离；由于水蒸气的分解需要的温度较低，一般为100-150℃，因此，在水蒸气分解区的温度为100-150℃。经过水蒸气分解区后的活性炭进入污染物分解区，在该区段内，需要将活性炭加热至410-460℃，一般采用热风炉进行加热处理。现有技术中，需要将活性炭以及活性炭中吸附的污染物(包括水分)均加热到污染物分解温度(410-460℃)，本申请的活性炭解析塔由于将活性炭中的水分提前分离出来，因此分离出来的水分不进入污染物分解区，也就减少了在污染物分解区给分离出来水分加热的热量；因此，采用本申请的活性炭解析塔，在污染物分解区消耗的热量大大少于现有技术中活性炭解析塔加热段消耗的热量。
采用本申请的活性炭解析塔结构，将水分在水蒸气分解区提前分离出来，避免了该部分水进入污染物分解区，也避免了在污染物分解区给该部分水加热的热量消耗，减少了活性炭解析过程中的热量消耗，节约了能源，同时减少了能源燃烧污染物的排放。
水蒸气在水蒸气分解区分解脱离后，从水蒸气出口排出，不进入污染物分解区；从而，从SRG气体出口排出的SRG气体中水分含量大大减少。SRG气体输送至制酸净化装置进行处理时，需要对SRG气体进行降温，由于SRG气体中的水分含量少，因此，对该部分气体降温的工作量小，降温效率高。一般采用兑入冷水降温，由于SRG气体中本身含有的水分减少，为了降温兑入的冷水量减少，从而减少了制酸净化工序产生的废水量。此外，由于SRG气体中本身含有的水分少，兑入的冷水进一步减少，从而提高了二氧化硫的体积浓度。
采用本申请的活性炭解析塔结构，可以完美解决现有技术中解析塔SRG气体中水分含量过多的问题，为后续制酸稳定运行创造条件，并能减少制酸废水处理量。
在本发明中，活性炭解析塔的高度为8-30米，优选为10-25米，更优选为12-20米；例如15m左右。
与现有技术相比较，本申请的活性炭解析塔具有以下有益技术效果：
1、本申请开发一种新的解析塔结构，根据活性炭中吸附的污染物分解温度不同，将解析气体进行中水蒸气进行提前分离，为后续工艺的稳定运行提供帮助；
2、采用本申请的活性炭解析塔，解析获得的SRG气体中水分含量少，在制酸工序之前的冷却过程中，消耗的冷却水少；经过制酸工序后，产生的废水量少；
3、采用本申请的活性炭解析塔，解析获得的SRG气体中水分含量少，对SRG气体的冷却工艺简单，冷却效率大大提高，保证了进入玻璃钢材质的制酸工序的气体温度，从而保证了玻璃钢材料装置的安全，延长了其使用寿命。
4、采用本申请的活性炭解析塔，可以减少高温热风供给，降低了能源消耗。
附图说明
图1为本发明一种活性炭热解析塔的结构示意图；
图2为本发明一种活性炭热解析塔设有换热器的结构示意图；
图3为本发明一种活性炭热解析塔第三种设计的结构示意图；
图4为本发明一种活性炭热解析塔第四种设计的结构示意图；
图5为本发明一种活性炭热解析塔第五种设计的结构示意图。
附图标记：
A：活性炭解析塔；A1：预热区；A101：预热区气体入口；A102：预热区气体出口；A2：水蒸气分解区；A201：水蒸气分解区气体入口；A202：水蒸气分解区气体出口；A3：污染物分解区；A301：污染物分解区气体入口；A302：污染物分解区气体出口；A4：冷却区；A401：冷却区气体入口；A402：冷却区气体出口；A5：第一过渡段；A6：第二过渡段；A7：水蒸气出口；A8：SRG气体出口；A901：第一换热器；A902：第二换热器；A903：第三换热器；A904：氮气换热器；A10：冷却风风机；A11：热风风机；L1：冷却气体输送管道；L2：热风输送管道；L3：第一输送管道；L4：第二输送管道；L5：第三输送管道；L6：氮气输送管道；L7：第四输送管道；L8：第五输送管道；L9：SRG气体输送管道。
具体实施方式
根据本发明提供的实施方案，提供一种新型活性炭解析塔。
一种新型活性炭解析塔，该活性炭解析塔A包括自上而下设置的预热区A1、水蒸气分解区A2、污染物分解区A3、冷却区A4、第一过渡段A5和第二过渡段A6。
其中：预热区A1的下部设有预热区气体入口A101和预热区气体出口A102。水蒸气分解区A2的下部设有水蒸气分解区气体入口A201和水蒸气分解区气体出口A202。污染物分解区A3的下部设有污染物分解区气体入口A301和污染物分解区气体出口A302。冷却区A4的下部设有冷却区气体入口A401和冷却区气体出口A402。水蒸气分解区A2与污染物分解区A3之间为第一过渡段A5。污染物分解区A3与冷却区A4之间为第二过渡段A6。第一过渡段A5的侧壁上设有水蒸气出口A7。第二过渡段A6的侧壁上设有SRG气体出口A8。
在本发明中，冷却区气体入口A401与冷却气体输送管道L1连接。污染物分解区气体入口A301与热风输送管道L2连接。污染物分解区气体出口A302通过第一输送管道L3连接至水蒸气分解区气体入口A201或预热区气体入口A101。
作为优选，冷却区气体出口A402通过第二输送管道L4连接至预热区气体入口A101或水蒸气分解区气体入口A201。
作为优选，水蒸气分解区气体出口A202通过第三输送管道L5连接至预热区气体入口A101或冷却区气体入口A401。
作为优选，第一输送管道L3上设有第一换热器A901。
作为优选，第二输送管道L4上设有第二换热器A902。
作为优选，第三输送管道L5上设有第三换热器A903。
作为优选，该活性炭解析塔A还包括向活性炭解析塔A上部通入氮气的氮气输送管道L6。氮气输送管道L6连接至活性炭解析塔A，并且氮气输送管道L6与活性炭解析塔A的连接位置位于预热区A1的上方。
作为优选，氮气输送管道L6上设有氮气换热器A904。
作为优选，第二输送管道L4和/或第三输送管道L5连接至氮气换热器A904的加热介质通道的入口。
作为优选，预热区气体出口A102通过第四输送管道L7连接至氮气换热器A904的加热介质通道的入口，或者预热区气体出口A102通过第四输送管道L7连接至冷却区气体入口A401。
作为优选，水蒸气出口A7通过第五输送管道L8输送至原烟气输送管道。SRG气体出口A8通过SRG气体输送管道L9输送至制酸系统。
作为优选，冷却气体输送管道L1上设有冷却风风机A10。热风输送管道L2上设有热风风机A11。
作为优选，预热区A1、水蒸气分解区A2、污染物分解区A3和冷却区A4均为管壳结构。
作为优选，第一换热器A901、第二换热器A902、第三换热器A903均为电加热器。
实施例1
如图1所示，一种新型活性炭解析塔，该活性炭解析塔A包括自上而下设置的预热区A1、水蒸气分解区A2、污染物分解区A3、冷却区A4、第一过渡段A5和第二过渡段A6。预热区A1的下部设有预热区气体入口A101和预热区气体出口A102。水蒸气分解区A2的下部设有水蒸气分解区气体入口A201和水蒸气分解区气体出口A202。污染物分解区A3的下部设有污染物分解区气体入口A301和污染物分解区气体出口A302。冷却区A4的下部设有冷却区气体入口A401和冷却区气体出口A402。水蒸气分解区A2与污染物分解区A3之间为第一过渡段A5。污染物分解区A3与冷却区A4之间为第二过渡段A6。第一过渡段A5的侧壁上设有水蒸气出口A7。第二过渡段A6的侧壁上设有SRG气体出口A8。冷却区气体入口A401与冷却气体输送管道L1连接。污染物分解区气体入口A301与热风输送管道L2连接。污染物分解区气体出口A302通过第一输送管道L3连接至水蒸气分解区气体入口A201。
实施例2
如图2所示，重复实施例1，只是污染物分解区气体出口A302通过第一输送管道L3连接至预热区气体入口A101。冷却区气体出口A402通过第二输送管道L4连接至预热区气体入口A101。水蒸气分解区气体出口A202通过第三输送管道L5连接至预热区气体入口A101。
实施例3
重复实施例2，只是冷却区气体出口A402通过第二输送管道L4连接至水蒸气分解区气体入口A201。水蒸气分解区气体出口A202通过第三输送管道L5连接至冷却区气体入口A401。
实施例4
重复实施例2，只是第一输送管道L3上设有第一换热器A901。第二输送管道L4上设有第二换热器A902。第三输送管道L5上设有第三换热器A903。第一换热器A901、第二换热器A902、第三换热器A903均为电加热器。
实施例5
如图4所示，重复实施例2，只是该活性炭解析塔A还包括向活性炭解析塔A上部通入氮气的氮气输送管道L6。氮气输送管道L6连接至活性炭解析塔A，并且氮气输送管道L6与活性炭解析塔A的连接位置位于预热区A1的上方。氮气输送管道L6上设有氮气换热器A904。
实施例6
重复实施例5，只是第二输送管道L4和第三输送管道L5连接至氮气换热器A904的加热介质通道的入口。预热区气体出口A102通过第四输送管道L7连接至氮气换热器A904的加热介质通道的入口。
实施例7
如图3所示，重复实施例2，只是预热区气体出口A102通过第四输送管道L7连接至冷却区气体入口A401。
实施例8
重复实施例2，只是水蒸气出口A7通过第五输送管道L8输送至原烟气输送管道。SRG气体出口A8通过SRG气体输送管道L9输送至制酸系统。
实施例9
重复实施例2，只是冷却气体输送管道L1上设有冷却风风机A10。热风输送管道L2上设有热风风机A11。预热区A1、水蒸气分解区A2、污染物分解区A3和冷却区A4均为管壳结构。
实施例10
一种活性炭解析工艺，该工艺包括以下步骤：
1)吸附了污染物的活性炭从活性炭解析塔A的入口进入活性炭解析塔A，吸附了污染物的活性炭在重力作用下，自上向下移动，依次经过活性炭解析塔A的预热区A1、水蒸气分解区A2、第一过渡段A5、污染物分解区A3、第二过渡段A6、冷却区A4；
2)吸附了污染物的活性炭在预热区A1内经过预热，然后进入水蒸气分解区A2，吸附了污染物的活性炭内的水分在水蒸气分解区A2进行分解和脱离，然后一起进入第一过渡段A5，从吸附了污染物的活性炭内分解和脱离出的水分从水蒸气出口A7排出；
3)分离了水分后的吸附了污染物的活性炭进入污染物分解区A3，吸附了污染物的活性炭内的污染物在污染物分解区A3进行分解和解析，然后进入第二过渡段A6，分解和解析出的污染物从SRG气体出口A8排出，解析完后的活性炭从活性炭解析塔A的出口排出。
实施例11
重复实施例10，只是冷却风从冷却区气体入口A401进入冷却区A4，换热后，从冷却区气体出口A402经过第二输送管道L4输送至预热区A1；解析热风从污染物分解区气体入口A301进入污染物分解区A3，换热后从污染物分解区气体出口A302经过第一输送管道L3输送至水蒸气分解区；水蒸气分解区A2内经过换热后的气体从水蒸气分解区气体出口A202经过第三输送管道L5输送至冷却区A4。
采用本申请提供的活性炭解析塔对含有污染物的活性炭进行解析活化(或再生)处理，处理600m2烧结机产生的烟气通过活性炭吸附塔处理后的含污染物的活性炭，从解析塔SRG气体出口处排出的SRG气体中，水分含量为100-200m3/h(现有技术中水分含量约为600-750m3/h)，占SRG气体体积的5-10％(现有技术中水分含量占SRG气体体积约为25-40％)。该SRG气体通过冷却后进入制酸工序，制酸工序产生的废水量为现有技术中产生废水量的30-60％。
热量计算，假定SRG气体量为Q(湿基状态)，现有技术中，水蒸气百分含量为30％，水蒸气比热容Cp为33.94J(mol/K)，水蒸气分解温度为150℃，解析塔加热段目标温度为430℃，水蒸气排放量为总量的60％。热风炉效率为80％。
采用本申请的解析塔结构进行处理，先将水蒸气在解析塔的水蒸气分解区脱离，从水蒸气出口排出，从而减少了SRG气体中的水分含量。同时，在水蒸气加热段将吸附了污染物的活性炭中的水分脱离出来，在污染物分解区加热过程中，就减少了热量的需求，分离出来的水蒸气不要加热到430℃；也就是说，提前将水分分离出来，减少了热量的供应，节约能源。
提前排放的水蒸气减少的热量＝Q*30％/18*60％*Cp*(430-130)；
以600m2烧结机为例，Q＝4000m3/h，通过计算可知，采用本申请的解析塔，活性炭解析塔污染物分解区减少热量供应为40733kJ/h。
已知高炉煤气热值为3500kJ/Nm3。
通过热风炉给活性炭解析塔污染物分解区供热，则采用本申请的解析塔装置后，可以减少高炉煤气量为＝40733/3500/80％＝14.5Nm3/h。大大减少了燃料的使用，节约能源的同时，减少了污染物的排放。

Claims (12)

1.一种新型活性炭解析塔，其特征在于：该活性炭解析塔（A）包括自上而下设置的预热区（A1）、水蒸气分解区（A2）、污染物分解区（A3）、冷却区（A4）、第一过渡段（A5）和第二过渡段（A6）；其中：预热区（A1）的下部设有预热区气体入口（A101）和预热区气体出口（A102）；水蒸气分解区（A2）的下部设有水蒸气分解区气体入口（A201）和水蒸气分解区气体出口（A202）；污染物分解区（A3）的下部设有污染物分解区气体入口（A301）和污染物分解区气体出口（A302）；冷却区（A4）的下部设有冷却区气体入口（A401）和冷却区气体出口（A402）；水蒸气分解区（A2）与污染物分解区（A3）之间为第一过渡段（A5）；污染物分解区（A3）与冷却区（A4）之间为第二过渡段（A6）；第一过渡段（A5）的侧壁上设有水蒸气出口（A7）；第二过渡段（A6）的侧壁上设有SRG气体出口（A8）；水蒸气出口（A7）通过第五输送管道（L8）输送至原烟气输送管道；SRG气体出口（A8）通过SRG气体输送管道（L9）输送至制酸系统。
2.根据权利要求1所述的活性炭解析塔，其特征在于：冷却区气体入口（A401）与冷却气体输送管道（L1）连接；污染物分解区气体入口（A301）与热风输送管道（L2）连接；污染物分解区气体出口（A302）通过第一输送管道（L3）连接至水蒸气分解区气体入口（A201）或预热区气体入口（A101）。
3.根据权利要求2所述的活性炭解析塔，其特征在于：冷却区气体出口（A402）通过第二输送管道（L4）连接至预热区气体入口（A101）或水蒸气分解区气体入口（A201），和/或，水蒸气分解区气体出口（A202）通过第三输送管道（L5）连接至预热区气体入口（A101）或冷却区气体入口（A401）。
4.根据权利要求3所述的活性炭解析塔，其特征在于：第一输送管道（L3）上设有第一换热器（A901）；和/或
第二输送管道（L4）上设有第二换热器（A902）；和/或
第三输送管道（L5）上设有第三换热器（A903）。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的活性炭解析塔，其特征在于：该活性炭解析塔（A）还包括向活性炭解析塔（A）上部通入氮气的氮气输送管道（L6），氮气输送管道（L6）连接至活性炭解析塔（A），并且氮气输送管道（L6）与活性炭解析塔（A）的连接位置位于预热区（A1）的上方。
6.根据权利要求5所述的活性炭解析塔，其特征在于：氮气输送管道（L6）上设有氮气换热器（A904），第二输送管道（L4）和/或第三输送管道（L5）连接至氮气换热器（A904）的加热介质通道的入口；和/或，预热区气体出口（A102）通过第四输送管道（L7）连接至氮气换热器（A904）的加热介质通道的入口，或者预热区气体出口（A102）通过第四输送管道（L7）连接至冷却区气体入口（A401）。
7.根据权利要求1-4、6中任一项所述的活性炭解析塔，其特征在于：冷却气体输送管道（L1）上设有冷却风风机（A10）；热风输送管道（L2）上设有热风风机（A11）。
8.根据权利要求5所述的活性炭解析塔，其特征在于：冷却气体输送管道（L1）上设有冷却风风机（A10）；热风输送管道（L2）上设有热风风机（A11）。
9.根据权利要求1-4、6、8中任一项所述的活性炭解析塔，其特征在于：第一换热器（A901）、第二换热器（A902）、第三换热器（A903）均为电加热器。
10.根据权利要求5所述的活性炭解析塔，其特征在于：第一换热器（A901）、第二换热器（A902）、第三换热器（A903）均为电加热器。
11.一种使用权利要求1-10中任一项所述的活性炭解析塔解析活性炭的工艺，该工艺包括以下步骤：
1) 吸附了污染物的活性炭从活性炭解析塔（A）的入口进入活性炭解析塔（A），吸附了污染物的活性炭在重力作用下，自上向下移动，依次经过活性炭解析塔（A）的预热区（A1）、水蒸气分解区（A2）、第一过渡段（A5）、污染物分解区（A3）、第二过渡段（A6）、冷却区（A4）；
2) 吸附了污染物的活性炭在预热区（A1）内经过预热，然后进入水蒸气分解区（A2），吸附了污染物的活性炭内的水分在水蒸气分解区（A2）进行分解和脱离，然后一起进入第一过渡段（A5），从吸附了污染物的活性炭内分解和脱离出的水分从水蒸气出口（A7）排出；
3) 分离了水分后的吸附了污染物的活性炭进入污染物分解区（A3），吸附了污染物的活性炭内的污染物在污染物分解区（A3）进行分解和解析，然后进入第二过渡段（A6），分解和解析出的污染物从SRG气体出口（A8）排出，解析完后的活性炭从活性炭解析塔（A）的出口排出；
水蒸气出口（A7）通过第五输送管道（L8）输送至原烟气输送管道；SRG气体出口（A8）通过SRG气体输送管道（L9）输送至制酸系统。
12.根据权利要求11所述的工艺，其特征在于：冷却风从冷却区气体入口（A401）进入冷却区（A4），换热后，从冷却区气体出口（A402）经过第二输送管道（L4）输送至水蒸气分解区（A2）和/或预热区（A1）；
解析热风从污染物分解区气体入口（A301）进入污染物分解区（A3），换热后从污染物分解区气体出口（A302）经过第一输送管道（L3）输送至水蒸气分解区（A2）和/或预热区（A1）；
水蒸气分解区（A2）内经过换热后的气体从水蒸气分解区气体出口（A202）经过第三输送管道（L5）输送至预热区（A1）和/或冷却区（A4）。
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