CN109364683A - 一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统及再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，包括空分系统、换热器、再生装置及制酸装置，所述再生装置为桶状，内部设有氮气分配管且氮气分配管侧壁上设有若干喷嘴，再生装置上部设有进料口，下部设有卸料口，上部侧壁设有气体出口，气体出口再通过管道和制酸装置连通；空分系统通过管道和换热器连通，换热器通过氮气管道和氮气分配管连通且连通接口位于再生装置外部。本发明还提供了一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生方法。本发明中用高温氮气接触式加热活性焦，气、固传热效率高，氮气经多层分配管及多个喷嘴均匀分配，匹配加热一定流量的活性焦床层，床层各段受热均匀，再生彻底。

Description

一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统及再生方法

技术领域

本发明涉及活性焦再生领域，尤其涉及一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统及一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生方法。

背景技术

燃煤锅炉、焦炉、烧结、球团等生产线产生的烟气含有SO2、NOX等污染物，伴随环保排放标准的日益严格，多种污染物同步去除工艺设备的开发及应用尤为重要。

在活性焦表面有缺陷的碳原子、含氧官能团、极性表面氧化物在100℃~200℃烟温作用下，SO2与烟气中的H2O、O2发生催化、氧化反应，生成H2SO4，固定于活性焦内表面。吸附饱和的活性焦由再生装置高温加热解析出高浓度的SO2气体，进一步制得浓硫酸副产品。当喷入气态NH3时，NOX以活性焦孔隙表面含氧和含氮官能团为催化活性位点，与O2、NH3发生选择性催化还原反应，生成N2和H2O，NOX被脱除，完成脱硝反应。活性焦具有同步脱硫脱硝双重功能，再生的活性焦循环使用，副产物浓硫酸具有一定经济价值，符合循环经济发展理念。

活性焦同步脱硫脱硝主要包括吸附、催化、氧化及再生过程，吸附装置和再生装置是系统的核心设备。现有技术中活性焦再生装置用热烟气直接加热，装置内部为高温、高含氧量环境条件，活性焦很可能蓄热自燃引起火灾。热烟气用管道分布于再生装置内，容易发生堵塞。热烟气分布不均匀或热烟气流量不能与活性焦流量很好的匹配，活性焦局部受热不均，再生不彻底。

专利CN 200610017066.7公布了移动床烟气脱硫脱硝除尘工艺，再生装置采用热风炉产生的热烟气非接触式加热，加热盘管置于再生装置内部，换热效率低，活性焦再生不彻底，易堵塞。

专利CN 201510984346.4公布了一种活性焦烟气净化系统，再生装置采用热风炉产生的热烟气直接加热，再生装置内为高温、高含氧量环境，活性焦很可能蓄热着火。

专利CN 201510125833.5公布了一种活性焦连续活化再生系统，采用内腔式间接加热方式，可避免活性焦发生堵塞，但系统设备庞大，换热效率较低，活性焦再生周期长，再生不彻底。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，本发明还提供了一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生方法。

本发明的创新点在于用热烟气非接触式加热氮气，再用氮气接触式加热活性焦，气、固传热效率高，活性焦再生彻底。大量氮气进入再生装置，形成惰性气体密闭空间，隔绝氧气，有效避免了高温有氧气条件下活性焦自燃引起火灾现象的发生。

技术方案：为了达到上述发明目的，本发明是这样的完成的，一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，包括空分系统、换热器、再生装置及制酸装置，所述再生装置为桶状，内部设有氮气分配管且氮气分配管侧壁上设有若干喷嘴，再生装置上部设有进料口，下部设有卸料口，上部侧壁设有气体出口，气体出口再通过管道和制酸装置连通；空分系统通过管道和换热器连通，换热器通过氮气管道和氮气分配管连通且连通接口位于再生装置外部。该系统在饱和活性焦再生时，大量氮气进入再生装置，形成惰性气体密闭空间，隔绝氧气，有效避免了高温有氧气条件下活性焦自燃引起火灾现象的发生。

进一步地，所述再生装置上下部均为锥形结构，有利于活性焦进出再生装置。

进一步地，所述氮气分配管层数为三层以上且平行布置，层间间距为0.5m~1.0m，每层氮气分配管由若干支管组成，氮气分布更为均匀，活性焦再生彻底。

进一步地，在所述氮气分配管上方设置有倒V型槽，倒V型槽两侧翼夹角为30°~45°，相邻两个倒V型槽槽脚之间的间距为0.3~0.5m。可避免活性焦由上至下移动时发生堵塞，避免氮气分配管和喷嘴受到磨损。

进一步地，所述喷嘴开口向下，有效防止细碎活性焦颗粒堵塞喷嘴。

进一步地，所述氮气分配管上设有温度计， 可以有效监测再生装置内的温度。

进一步地，所述氮气管道上设有调节阀和流量计，通过调节阀调整氮气流量，控制活性焦再生温度为350℃~400℃。

进一步地，所述进料口上方和卸料口下方均设有卸料机，卸料机上均设有变频控制器，再生装置的顶部还设有料位计，所述料位计为雷达料位计或超声波料位计。卸料机结合料位计显示的床层高度数据，调整饱和活性焦向下移动的速度，控制活性焦在再生装置内的停留时间为5h~10h，再生彻底。

进一步地，所述换热器为管式换热器或鳍片式换热器。

一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生方法，包括以下步骤：

（1）将空风系统产生的氮气通入换热器，氮气经换热器加热至450℃~550℃后经氮气分配管输送至再生装置，所述换热器中的热源为热烟气；

（2）将形状为圆柱状、直径7~9mm、长度8~15mm的饱和活性焦经进料口上方的卸料机运送至再生装置内，饱和活性焦在重力的作用下自上而下的运动，与氮气分配管侧壁上开口向下的喷嘴喷出的450℃~550℃的氮气发生逆流接触，通过氮气管道上的调节阀调整氮气流量，使得饱和活性焦被加热的温度控制在350℃~400℃，饱和活性焦解析出SO2气体， SO2气体从再生装置上的气体出口进入制酸装置，制酸装置制得浓硫酸副产品；

（3）饱和活性焦在再生装置内停留5h~10h后得到再生活性焦，再生活性焦由再生装置卸料口落入卸料口下方的卸料机内。

用热烟气非接触式加热氮气，再用氮气接触式加热活性焦，气、固传热效率高，活性焦再生彻底。大量氮气进入再生装置，形成惰性气体密闭空间，隔绝氧气，有效避免了高温有氧气条件下活性焦自燃引起火灾现象的发生，活性焦被加热至350℃~400℃，解析出高浓度的SO2气体，进制酸装置获得具有经济价值的浓硫酸副产品。

本发明的有益效果：与传统技术相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明中用高温氮气接触式加热活性焦，气、固传热效率高，氮气经多层分配管及多个喷嘴均匀分配，匹配加热一定流量的活性焦床层，床层各段受热均匀，再生彻底；

（2）大量氮气进入再生装置，形成惰性气体密闭空间，隔绝氧气，有效避免了高温有氧气条件下活性焦自燃引起火灾现象的发生；

（3）再生装置中活性焦床层各段均设温度测点，由温度数据通过调节阀控制氮气流量，系统操作直观、灵活；

（4）氮气分配管上部设倒V型槽，可避免活性焦由上至下移动时发生堵塞，避免氮气分配管和喷嘴受到磨损，氮气分配管侧壁设有多个喷嘴，开口向下，有效防止细碎活性焦颗粒堵塞喷嘴。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为氮气分配管剖面图。

具体实施方式

实施例1：如图1、2、3所示，一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，包括空分系统001、换热器002、再生装置005及制酸装置006，换热器002为管式换热器或鳍片式换热器，再生装置005为桶状，再生装置005上下部均为锥形结构，有利于活性焦进出再生装置005，内部设有氮气分配管052，氮气分配管052侧壁上设有若干喷嘴054且喷嘴054开口向下，喷嘴054开口向下可有效防止细碎活性焦颗粒堵塞喷嘴，氮气分配管052上设有温度计，可以有效监测再生装置005内的温度，氮气分配管052层数为三层以上且平行布置，层间间距为0.5m~1.0m，每层氮气分配管052由若干支管组成，氮气分布更为均匀，活性焦再生彻底，氮气分配管052上方设置有倒V型槽053，倒V型槽053两侧翼夹角为30°~45°，相邻两个倒V型槽053槽脚之间的间距为0.3~0.5m，倒V型槽053的设计可避免活性焦由上至下移动时发生堵塞，避免氮气分配管052和喷嘴054受到磨损；再生装置005上部设有进料口061，下部设有卸料口059，进料口061上方设有上部卸料机056，卸料口059下方设有下部卸料机057，上部卸料机056和下部卸料机057上均设有变频控制器，再生装置005的顶部还设有料位计058，料位计058为雷达料位计或超声波料位计；上部卸料机056和下部卸料机057结合料位计058显示的床层高度数据，调整活性焦向下移动的速度，控制活性焦在再生装置005内的停留时间为5h~10h，再生彻底。再生装置005上部侧壁设有气体出口060，气体出口060再通过管道和制酸装置006连通；空分系统001通过管道和换热器002连通，换热器002通过氮气管道007和氮气分配管052连通且连通接口位于再生装置005外部，氮气管道007上设有调节阀003和流量计004，通过调节阀003调整氮气流量，控制活性焦再生温度为350℃~400℃。该系统在饱和活性焦再生时，大量氮气进入再生装置005，形成惰性气体密闭空间，隔绝氧气，有效避免了高温有氧气条件下活性焦自燃引起火灾现象的发生。

实施例2：一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生方法，将空风系统001产生的氮气通入换热器002，氮气经换热器002加热至450℃~550℃后经氮气分配管052输送至再生装置005，换热器002中的热源为热烟气；再将形状为圆柱状、直径7~9mm、长度8~15mm的饱和活性焦经上部卸料机056运送至再生装置005内，饱和活性焦在重力的作用下自上而下的运动，与氮气分配管052侧壁上开口向下的喷嘴054喷出的450℃~550℃的氮气发生逆流接触，实现气、固两相换热， 通过氮气管道007上的调节阀调整氮气流量，使得饱和活性焦被加热的温度控制在350℃~400℃，饱和活性焦解析出SO2气体，SO2气体从再生装置005上的气体出口060进入制酸装置006，制酸装置006制得浓硫酸副产品；饱和活性焦在再生装置005内停留5h~10h后得到再生活性焦，再生活性焦由再生装置卸料口落入下部卸料机057内，循环使用。

Claims (10)

1.一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，其特征在于，包括空分系统、换热器、再生装置及制酸装置，所述再生装置为桶状，内部设有氮气分配管且氮气分配管侧壁上设有若干喷嘴，再生装置上部设有进料口，下部设有卸料口，上部侧壁设有气体出口，气体出口再通过管道和制酸装置连通；空分系统通过管道和换热器连通，换热器通过氮气管道和氮气分配管连通且连通接口位于再生装置外部。

2.根据权利要求1所述的活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，其特征在于，所述再生装置上下部均为锥形结构。

3.根据权利要求1所述的活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，其特征在于，所述氮气分配管层数为三层以上且平行布置，层间间距为0.5m~1.0m，每层氮气分配管由若干支管组成。

4.根据权利要求1或3所述活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，其特征在于，在所述氮气分配管上方设置有倒V型槽，倒V型槽两侧翼夹角为30°~45°，相邻两个倒V型槽槽脚之间的间距为0.3~0.5m。

5.根据权利要求4所述的活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，其特征在于，所述喷嘴开口向下。

6.根据权利要求5所述的活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，其特征在于，所述氮气分配管上设有温度计。

7.根据权利要求1所述的活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，其特征在于，所述氮气管道上设有调节阀和流量计。

8.根据权利要求1所述的活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，其特征在于，所述进料口上方和卸料口下方均设有卸料机，卸料机上均设有变频控制器，再生装置的顶部还设有料位计，所述料位计为雷达料位计或超声波料位计。

9.根据权利要求1所述的活性焦移动床氮气加热隔氧再生系统，其特征在于，所述换热器为管式换热器或鳍片式换热器。

10.一种活性焦移动床氮气加热隔氧再生方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将空风系统产生的氮气通入换热器，氮气经换热器加热至450℃~550℃后经氮气分配管输送至再生装置，所述换热器中的热源为热烟气；

（2）将形状为圆柱状、直径7~9mm、长度8~15mm的饱和活性焦经进料口上方的卸料机运送至再生装置内，饱和活性焦在重力的作用下自上而下的运动，与氮气分配管侧壁上开口向下的喷嘴喷出的450℃~550℃的氮气发生逆流接触，通过氮气管道上的调节阀调整氮气流量，使得饱和活性焦被加热的温度控制在350℃~400℃，饱和活性焦解析出SO2气体，SO2气体从再生装置上的气体出口进入制酸装置，制酸装置制得浓硫酸副产品；

（3）饱和活性焦在再生装置内停留5h~10h后得到再生活性焦，再生活性焦由再生装置卸料口落入卸料口下方的卸料机内。