CN109289515B - 一种再生塔停机防腐蚀系统和停机操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种再生塔停机防腐蚀系统，再生塔内部自上而下依次分为装料段、加热段、分离段、冷却段和卸料段；加热段下部设有热风入口，上部设有热风出口，热风入口处设有第一温度计，分离段一侧设有解析气体出口，分离段内部设有第二温度计，解析气体出口通过解析气体管道与资源利用装置连接，所述解析气体管道上沿气体流动方向依次设有第一关断阀和第二关断阀，解析气体管道在第一关断阀和第二关断阀之间连接有压缩空气管道，压缩空气管道与解析气体管道之间设有第三关断阀，解析气体管道在第二关断阀和资源利用装置之间位置通过外排管道与烟囱连接，外排管道上设有第四关断阀，本发明可实现在停机后，将再生塔内部残余解析气体清除，防止再生塔腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及一种再生塔停机防腐蚀系统，具体涉及一种以炭基催化剂为吸附剂及催化剂的锅炉烟气联合脱硫脱硝装置中的再生塔，以及一种停机操作方法，属于环境工程技术领域。
背景技术
炭基催化法烟气脱硫脱硝技术原理为：烟气在炭基催化剂的吸附及催化作用下，烟气中的SO2和O2及H20发生反应生成H2SO4，H2SO4吸附在炭基催化剂微孔内；同时利用炭基催化剂的催化性能，烟气中NOx与稀释氨气发生催化还原反应生成N2，实现了烟气的脱硫脱硝，吸附催化反应后的炭基催化剂进行再生后循环利用。在脱硫脱硝装置注入稀释氨气，用于实现烟气净化过程的脱硝反应，将烟气中的NOx转化为 N2。
加热再生过程，吸附在炭基催化剂微孔的吸附态硫酸发生如下化学反应：
H2SO4・H2O→SO3＋2H2O
SO3＋1/2C→SO2＋1/2CO2
从化学方程式可以看出，解析气体中含有SO2、少量SO3和水，在低温条件下结露形成稀酸，而再生塔为钢制构件，极易发生腐蚀。炭基催化剂（或活性焦、活性炭）烟气净化技术中，再生塔为主要装置，结构较大，属于永久性构件，如发生腐蚀现象，尤其是发生内部管程的腐蚀，修复的工作量非常大。
再生塔正常运转时，解析气体处于400℃以上的高温环境，远高于解析气体的结露温度。停机后，再生塔内温度逐步降低到室温，如果有残余的解析气体，会形成酸露腐蚀再生塔构件。
国内以炭基催化剂（或活性焦、活性炭）为吸附剂、催化剂的烟气脱硫脱硝应用中，已多次出现再生塔运行炭基催化剂管程的主要构件钢管腐蚀的情况。采用加热再生工艺的再生塔，除了考虑结构、参数等方面的因素，还需选择合理的停机运行程序，保证在停机后的低温环境不残余解析气体，防止腐蚀再生塔。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种可实现在停机过程以及停机后，将再生塔内部残余解析气体清除，有效防止再生塔构件腐蚀。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种再生塔停机防腐蚀系统，所述再生塔内部自上而下依次分为装料段、加热段、分离段、冷却段和卸料段；所述加热段内部设有加热管，所述加热管上下两端分别与装料段和分离段连通，冷却段内设有冷却管，冷却管上下两端分别与分离段和卸料段连通；所述加热段下部设有热风入口，上部设有热风出口，热风入口处设有第一温度计，所述分离段一侧设有解析气体出口，分离段内部设有第二温度计。
对上述技术方案的进一步设计为：所述热风出口与热风循环风机进气口连接，热风循环风机出气口与加热器进气口连接，加热器出气口与热风入口连接。
所述解析气体出口通过解析气体管道与资源利用装置连接，所述解析气体管道上沿气体流动方向依次设有第一关断阀和第二关断阀。
所述解析气体管道在第一关断阀和第二关断阀之间连接有压缩空气管道，压缩空气管道与解析气体管道之间设有第三关断阀。
所述解析气体管道在第二关断阀和资源利用装置之间位置通过外排管道与烟囱连接，所述外排管道上设有第四关断阀。
所述冷却段下部设有冷风入口，上部设有冷风出口，冷风入口处设有冷却风机。
所述装料段中部沿水平截面设有隔板，所述隔板上设有落料口。
所述装料段两侧对称设有第一氮气入口，所述第一氮气入口位于隔板下方，第一氮气入口处设有第五关断阀。
所述卸料段两侧对称设有第二氮气入口，第二氮气入口处设有第六关断阀。
上述再生塔停机防腐蚀系统的停机操作方法，包括如下步骤：
步骤一、关闭加热器，不再提供热源对炭基催化剂加热，热风循环风机正常运行，再生塔内炭基催化剂的输送正常运行；
步骤二、当第一温度计的检测温度低于350℃，且再生塔分离段的第二温度计检测温度低于150℃时，关闭热风循环风机，停止向再生塔鼓风；
步骤三、关闭第六关断阀，停止向再生塔冷却段注入氮气；
步骤四、关闭第五关断阀，停止向再生塔加热段注入氮气；
步骤五、停止资源化利用装置的运行；
步骤六、打开外排管道上的第四关断阀，关闭解析气体管道上的第一关断阀，隔绝再生塔与外部的连通；
步骤七、关闭第二关断阀，隔绝资源利用装置与外部的连通；
步骤八、打开第三关断阀，注入压缩空气对管道内部进行吹扫，将残余的解析气体从烟囱排出。
步骤九、停止炭基催化剂的运输。
本发明的有益效果为：
本发明为防止再生塔在停机过程或停机后，防止再生塔发生腐蚀，停机后依次先停加热器，不再对炭基催化剂加热，减弱解析气体的产生直至停止。此过程中热风循环风机正常运转，逐步均匀冷却再生塔，减少冷却不均匀引起的热应力带来的炭基催化剂破损，直至降到150℃以下。加热段和冷却段的氮气继续注入，使炭基催化剂始终处于无氧状态，并将逐步减少的解析气体输送至资源化利用单元。具备条件后，停止热风循环风机，然后依次关闭或打开解析气体管道上的关断阀，并引入压缩空气进行吹扫，消除残余的解析气体，防止再生塔发生腐蚀。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
附图中，1-热风循环风机；2-第一温度计；3-加热器；4-第四关断阀；5-第一关断阀；6-第二关断阀；7-第三关断阀；8-冷却风机；9-第五关断阀；10-管程；11-再生塔；12-第二温度计；13-壳程；14-第六关断阀，15-第一氮气入口，16-第二氮气入口，17-热风入口，18-热风出口，19-冷风入口，20-冷风出口，21-装料段，22-加热段，23-分离段，24-冷却段，25-卸料段，26-解析气体出口。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，本实施例的一种再生塔停机防腐蚀系统，再生塔内部自上而下依次分为装料段21、加热段22、分离段23、冷却段24和卸料段25；加热段22内部设有加热管，加热管上下两端分别与装料段21和分离段23连通，冷却段24内设有冷却管，冷却管上下两端分别与分离段23和卸料段25连通；加热段22下部设有热风入口17，上部设有热风出口18，热风入口17处设有第一温度计2，分离段23一侧设有解析气体出口26，分离段23内部设有四个第二温度计12，热风出口18与热风循环风机1进气口连接，热风循环风机1出气口与加热器3进气口连接，加热器3出气口与热风入口17连接，热风在热风循环风机1、加热器3、热风入口17和热风出口18之间形成循环，对流出加热段22的热风进行再利用，节约能源消耗。
本实施例中解析气体出口26通过解析气体管道与资源利用装置连接，资源利用装置连接对解析气体中的SO2和SO3等再利用，生产硫酸、硫磺等有较高利用价值的产品，实现烟气中污染物脱除后的资源化利用。
解析气体管道上沿气体流动方向依次设有第一关断阀5和第二关断阀6。解析气体管道在第一关断阀和第二关断阀之间连接有压缩空气管道，压缩空气管道与解析气体管道之间设有第三关断阀7。解析气体管道在第二关断阀7和资源利用装置之间位置通过外排管道与烟囱连接，外排管道上设有第四关断阀4。
本实施例中冷却段24下部设有冷风入口19，上部设有冷风出口20，冷风入口19处设有冷却风机8。
再生塔运行时，炭基催化剂从装料段21进入再生塔，装料段中部沿水平截面设有隔板，隔板上设有落料口，经落料口20进入装料段底部，可使炭基催化剂均匀进入加热段22，不会在加热段22入口处堆积，有助于炭基催化剂的均匀加热，炭基催化剂进入加热管22并走管程10（加热管）内加热，热风入口17通入的热风经加热管的壳程13，并对走管程的炭基催化剂进行加热，然后经热风出口18流出，加热过程中热风不与炭基催化剂接触，减少炭基催化剂的污染、腐蚀等；炭基催化剂加热后落入分离段23解析出SO2等气体，再进入冷却段24的管程（冷却管）冷却，冷风入口19通入的冷风进入冷却段的壳程13，对炭基催化剂进行冷却，后从冷风出口20排出，炭基催化剂冷却后进入卸料段25。
本实施例中在装料段21两侧对称设有第一氮气入口15，第一氮气入口15位于隔板下方，第一氮气入口处设有第五关断阀9。卸料段25两侧对称设有第二氮气入口16，第二氮气入口16处设有第六关断阀14。
再生塔运行时第一、第二氮气入口通入的氮气可作为运载气体与炭基催化剂进入管程（加热管和冷却管），保证炭基催化剂在加热过程处于正压无氧环境，并将解析出的解析气体输送到资源化利用装置。通入的氮气还可用来维持反应器内必要的正压，防止一切因素引起的空气进入再生塔，保证炭基催化剂处于无氧环境。
本实施例的再生塔时为防止解析残留气体腐蚀再生塔，采用如下步骤的停机操作：
步骤一、关闭加热器3，不再提供热源对炭基催化剂加热，热风循环风机1正常运行，再生塔内炭基催化剂的输送正常运行；
步骤二、当第一温度计2的检测温度低于350℃，且再生塔分离段23的第二温度计12检测温度低于150℃时，关闭热风循环风机1，停止向再生塔鼓风；
步骤三、关闭第六关断阀14，停止向再生塔冷却段24注入氮气；
步骤四、关闭第五关断阀9，停止向再生塔加热段22注入氮气；
步骤五、停止资源化利用装置的运行；
步骤六、打开外排管道上的第四关断阀4，关闭解析气体管道上的第一关断阀5，隔绝再生塔与外部的连通；
步骤七、关闭第二关断阀6，隔绝资源利用装置与外部的连通；
步骤八、打开第三关断阀7，通过压缩空气管道注入压缩空气对管道内部进行吹扫，将残余的解析气体从烟囱排出。
步骤九、停止炭基催化剂的运输。
本实施例的再生塔排出的解析气体不设置风机，利用氮气的压力将解析气体输送至资源化利用单元，简化系统、节约投资并降低维护成本。再生塔处于正压环境，相比较于负压环境，更易实现再生塔中仍坚持的无氧环境，可防止空气从炭基催化剂进料口和排料口进入再生塔，进一步可防止外界空气从因制造质量和施工质量等因素造成的缝隙中进入再生塔。
本发明可以有各种合适的更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种再生塔停机防腐蚀系统的停机操作方法，其特征在于：所述再生塔内部自上而下依次分为装料段、加热段、分离段、冷却段和卸料段；所述加热段内部设有加热管，所述加热管上下两端分别与装料段和分离段连通，冷却段内设有冷却管，冷却管上下两端分别与分离段和卸料段连通；所述加热段下部设有热风入口，上部设有热风出口，热风入口处设有第一温度计，所述分离段一侧设有解析气体出口，分离段内部设有第二温度计；
所述停机操作方法，包括如下步骤：
步骤一、关闭加热器，不再提供热源对炭基催化剂加热，热风循环风机正常运行，再生塔内炭基催化剂的输送正常运行；
步骤二、当第一温度计的检测温度低于350℃，且再生塔分离段的第二温度计检测温度低于150℃时，关闭热风循环风机，停止向再生塔鼓风；
步骤三、关闭第六关断阀，停止向再生塔冷却段注入氮气；
步骤四、关闭第五关断阀，停止向再生塔加热段注入氮气；
步骤五、停止资源化利用装置的运行；
步骤六、打开外排管道上的第四关断阀，关闭解析气体管道上的第一关断阀，隔绝再生塔与外部的连通；
步骤七、关闭第二关断阀，隔绝资源利用装置与外部的连通；
步骤八、打开第三关断阀，注入压缩空气对管道内部进行吹扫，将残余的解析气体从烟囱排出；
步骤九、停止炭基催化剂的运输。
2.根据权利要求1所述再生塔停机防腐蚀系统的停机操作方法，其特征在于：所述热风出口与热风循环风机进气口连接，热风循环风机出气口与加热器进气口连接，加热器出气口与热风入口连接。
3.根据权利要求2所述再生塔停机防腐蚀系统的停机操作方法，其特征在于：所述解析气体出口通过解析气体管道与资源利用装置连接，所述解析气体管道上沿气体流动方向依次设有第一关断阀和第二关断阀。
4.根据权利要求3所述再生塔停机防腐蚀系统的停机操作方法，其特征在于：所述解析气体管道在第一关断阀和第二关断阀之间连接有压缩空气管道，压缩空气管道与解析气体管道之间设有第三关断阀。
5.根据权利要求4所述再生塔停机防腐蚀系统的停机操作方法，其特征在于：所述解析气体管道在第二关断阀和资源利用装置之间位置通过外排管道与烟囱连接，所述外排管道上设有第四关断阀。
6.根据权利要求1所述再生塔停机防腐蚀系统的停机操作方法，其特征在于：所述冷却段下部设有冷风入口，上部设有冷风出口，冷风入口处设有冷却风机。
7.根据权利要求1所述再生塔停机防腐蚀系统的停机操作方法，其特征在于：所述装料段中部沿水平截面设有隔板，所述隔板上设有落料口。
8.根据权利要求7所述再生塔停机防腐蚀系统的停机操作方法，其特征在于：所述装料段两侧对称设有第一氮气入口，所述第一氮气入口位于隔板下方，第一氮气入口处设有第五关断阀。
9.根据权利要求8所述再生塔停机防腐蚀系统的停机操作方法，其特征在于：所述卸料段两侧对称设有第二氮气入口，第二氮气入口处设有第六关断阀。
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