CN109675406A - 活性焦再生系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于活性焦移动床干法烟气脱硫领域，涉及一种活性焦再生系统及方法。包括：再生器，从上至下依次设置有加热段、解吸段以及冷却段；冷却段底部设有第一氮气入口，冷却段顶部设有第一氮气出口；解吸段底部设有第二氮气入口；加热段顶部设有第二氮气出口；加热炉，连通冷却段的第一氮气出口和解吸段的第二氮气入口；冷却器，连通加热段的第二氮气出口；压缩机，连通冷却器和冷却段的第一氮气入口；氮气依次通过第一氮气入口、冷却段、第一氮气出口、加热炉、第二氮气入口、解吸段、加热段、第二氮气出口、冷却器、压缩机、第一氮气入口，形成密闭的氮气循环系统。本发明工艺流程简单，操作安全可靠，提高了活性焦再生工艺的安全性和经济性。

Description

活性焦再生系统及方法

技术领域

本发明涉及活性焦移动床干法烟气脱硫领域，更具体地，涉及一种活性焦再生系统及方法。

背景技术

活性焦干法脱硫工艺于20世纪80年代开始工业应用。随着环保要求的日益提高，活性焦干法脱硫技术由于具有脱硫效率高、反应不耗水、无废水废渣排放、设备腐蚀问题等突出优势，引起越来越多的重视，目前该工艺应用日益广泛。

典型的活性焦干法脱硫包括吸附脱硫和再生两部分，移动床脱硫及再生工艺如下：活性焦脱硫塔为移动床反应器,活性焦在反应器内自上而下缓慢移动,达到饱和吸附SO₂后活性焦从底部排出,经过机械设备送入焦再生器进行再生，再生后的活性焦又被送回反应器内继续循环使用。如附图1所示，再生器A为移动床，共有加热段A1、解吸段A2和冷却段A3，待生焦8进入再生器A后，通过入口分布器A4依次进入加热段A1和解吸段A2，经高温度循环热气13间接加热至所需的温度后(400～450℃)再生；其中高温度循环热气13经过解吸段A2和加热段A1换热后，成为低温度循环热气14，低温度循环热气14的一部分在一定情况下，作为外排废气15排出热气循环系统，另一部分进入循环热气压缩机F压缩，成为压缩循环热气16，再由循环热气加热器E加热至所需温度后，再次成为高温度循环热气13；富含SO2的再生尾气7从再生器解吸段A2引出，经加压后送到制硫酸装置或其它装置处理。再生后的活性焦9继续下行进入冷却段A3；空气10被送风装置G鼓入，成为冷却空气11来冷却所述的再生后的活性焦9；再生后的活性焦9由底部排出，得到冷却后的活性焦9，再经机械设备送入送回脱硫塔。该工艺脱硫效率可达95％以上。

发明人发现现有的再生工艺存在如下三个缺点：(1)再生器加热段、解吸段和冷却段任一管束一旦发生破损，空气或者含有过剩氧的热烟气将与高温活性焦直接接触，可能会导致活性焦自燃，存在安全隐患；(2)高温活性焦在再生器冷却段被空气冷却，热空气直接排大气，高温位热量未能回收，再生能耗较高；(3)在冷却段与活性焦换热的空气、加热段和解吸段与活性焦换热的热烟气均为微正压，压力很低，换热效率低，使再生器冷却段、加热段和解吸段所需换热面积较大，设备较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活性焦再生系统及方法，其能够提高活性焦再生的安全性和经济性。

为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种活性焦再生系统，其包括：再生器，从上至下依次设置有加热段、解吸段以及冷却段；冷却段底部设有第一氮气入口，冷却段顶部设有第一氮气出口；解吸段底部设有第二氮气入口；加热段顶部设有第二氮气出口；加热炉，连通冷却段的第一氮气出口和解吸段的第二氮气入口；冷却器，连通加热段的第二氮气出口；压缩机，连通冷却器和冷却段的第一氮气入口；氮气依次通过第一氮气入口、冷却段、第一氮气出口、加热炉、第二氮气入口、解吸段、加热段、第二氮气出口、冷却器、压缩机、第一氮气入口，形成密闭的氮气循环系统。

进一步地，所述活性焦再生系统还包括：氮气补充装置，连通在所述压缩机和冷却段的第一氮气入口之间。

进一步地，所述再生器的解吸段设置有再生尾气出口，连通硫磺回收装置。

进一步地，所述再生器的结构为设置有上下封头的圆柱形筒体。

进一步地，所述再生器上部设置有入口分布器。

为了实现上述目的，在第二方面，本发明提供了一种活性焦再生方法，其包括：将低温氮气输入再生器的冷却段，与通过冷却段的高温再生焦逆向流动换热，再生焦降温，氮气升温，将升温的氮气输出并进行加热；将加热后的高温氮气输入再生器的解吸段，与通过解吸段和加热段的待生焦逆向流动换热，待生焦升温达到解吸温度并在解吸段再生形成再生焦，氮气降温，将降温的氮气输出并进行冷却；将冷却后的氮气进行压缩，并再次输入再生器的冷却段，形成密闭的氮气循环。

进一步地，所述氮气循环系统的运行压力为0.05～1.0MPa(G)。

本发明的有益效果如下：

由于采用循环的氮气作为活性焦加热和冷却的介质，当再生器加热段、解吸段和冷却段任一管束发生破损时，氮气会泄漏至装有活性焦的管束内，不会导致活性焦的自燃，避免了安全隐患。

循环的氮气进入加热炉之前先在再生器冷却段与活性焦换热，回收了高温活性焦的高温位热量，降低了加热炉的热负荷，从而降低活性焦再生过程中的能量消耗。

由于密闭的氮气循环系统形成一定的运行压力，活性焦再生在一定的压力下进行，可提高氮气与活性焦在加热段、解吸段和冷却段进行换热的换热效率，减小再生器壳体及加热段、解吸段和冷却段的尺寸，同时可以减小加热炉、冷却器、压缩机及管路系统的尺寸。

本发明工艺流程简单，操作安全可靠，提高了活性焦再生工艺的安全性和经济性，对活性焦移动床干法烟气脱硫工艺的长周期安全稳定运行具有重要意义。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为现有的活性焦再生系统的示意图。

图2为根据本发明的活性焦再生系统的示意图。

附图标记说明：

设备：A、再生器 A1、加热段 A2、解吸段 A3、冷却段 A4、入口分布器 B、加热炉 C、冷却器 D、压缩机 E、循环热气加热器 F、循环热气压缩机 G、送风装置 H、第一氮气入口I、第一氮气出口 J、第二氮气入口 K第二氮气出口 L再生尾气出口

物流： 1、循环氮气 2、循环氮气 3、循环氮气 4、循环氮气 5、循环氮气 6、补充氮气 7、再生尾气 8、待生焦 9、再生焦 10、空气 11、冷却空气 12、冷却废气 13、循环热气14、循环热气 15、外排废气 16、循环热气

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

参照图2，根据本发明的活性焦再生系统包括：再生器A，从上至下依次设置有加热段A1、解吸段A2以及冷却段A3；冷却段A3底部设有第一氮气入口H，冷却段A3顶部设有第一氮气出口I；解吸段A2底部设有第二氮气入口J；加热段A1顶部设有第二氮气出口K；加热炉B，连通冷却段A3的第一氮气出口I和解吸段A2的第二氮气入口J；冷却器C，连通加热段A1的第二氮气出口K；压缩机D，连通冷却器C和冷却段A3的第一氮气入口H；氮气依次通过第一氮气入口H、冷却段A3、第一氮气出口I、加热炉B、第二氮气入口J、解吸段A2、加热段A1、第二氮气出口K、冷却器C、压缩机D、第一氮气入口，形成密闭的氮气循环系统。

在根据本发明的活性焦再生系统中，所述活性焦再生系统还包括：氮气补充装置(未示出)，连通在所述压缩机D和冷却段A3的第一氮气入口H之间。氮气补充装置可提供补充氮气6进入到氮气循环系统。

在根据本发明的活性焦再生系统中，参照图2，所述再生器的解吸段A2设置有再生尾气出口L，连通硫磺回收装置(未示出)，富含SO2的再生尾气经压缩后送至硫磺回收装置进行处理。

在根据本发明的活性焦再生系统中，参照图2，所述再生器A的结构为设置有上下封头的圆柱形筒体。

在根据本发明的活性焦再生系统中，参照图2，所述再生器A上部设置有入口分布器A4。

根据本发明的活性焦再生方法包括：将低温氮气输入再生器A的冷却段A3，与通过冷却段A3的高温再生焦9逆向流动换热，再生焦9降温，氮气升温，将升温的氮气输出并进行加热；将加热后的高温氮气输入再生器A的解吸段A2，与通过解吸段A2和加热段A1的待生焦8逆向流动换热，待生焦8升温达到解吸温度并在解吸段再生形成再生焦9，氮气降温，将降温的氮气输出并进行冷却；将冷却后的氮气进行压缩，并再次输入再生器A的冷却段A3，形成密闭的氮气循环。

在根据本发明的活性焦再生方法中，所述氮气循环系统的运行压力为0.05～1.0MPa(G)。并且氮气循环系统的压力可根据实际操作需要调节。

参照图2，待生焦8(100～150℃)自再生器A的顶部进入，经过入口分布器A4后均匀进入再生器A的内管束，在重力作用下依次通过加热段A1、解吸段A2和冷却段A3，与管束外的循环的氮气逆向流动传热，在加热段A1和解吸段A2，待生焦8被循环的氮气加热至所需的再生温度(350～450℃)，并在解吸段A2进行充分再生。解吸出来的再生尾气7从解吸段A2的再生尾气出口L引出，经压缩后送至硫磺回收装置或制硫酸装置进行处理。再生后的活性焦9进入冷却段A3，被循环的氮气进行冷却后(80～120℃)进入再生器A底部并从底部引出。

循环氮气1自再生器A的冷却段A3底部的第一氮气入口H进入，先与再生后的待冷却的高温再生焦9(350～450℃)充分换热并回收热量，然后从冷却段A3顶部的第一氮气出口I输出，循环氮气2进入加热炉B加热至所需温度(450～550℃)后，循环氮气3再进入再生器A的解吸段A2底部的第二氮气入口J，循环氮气3依次通过解吸段A2和加热段A1，与解吸段A2和加热段A1加热管束内的待生焦8换热，使待生焦8达到所需的解吸温度。然后循环氮气4从再生器A的加热段A顶部的第二氮气出口K输出进入冷却器C冷却。冷却后的循环氮气5再经压缩机D升压后返回至再生器A的冷却段A3底部的第一氮气入口H，由此循环反复。

在根据本发明的活性焦再生系统及方法中，由于采用密闭的氮气循环系统，用循环氮气作为与活性焦换热的介质，正常操作中整个系统不需补充及外排氮气，氮气消耗很低。

在根据本发明的活性焦再生系统及方法中，由于采用循环的氮气作为活性焦加热和冷却的介质，当再生器A的加热段A1、解吸段A2和冷却段A3任一管束发生破损时，氮气会泄漏至装有活性焦的管束内，不会导致活性焦的自燃，避免了安全隐患。

在根据本发明的活性焦再生系统及方法中，循环的氮气进入加热炉B之前先在再生器A的冷却段A3与活性焦换热，回收了高温活性焦的高温位热量，降低了加热炉B的热负荷，从而降低活性焦再生过程中的能量消耗。

在根据本发明的活性焦再生系统及方法中，由于密闭的氮气循环系统形成一定的运行压力，活性焦再生在一定的压力下进行，可提高氮气与活性焦在加热段A1、解吸段A2和冷却段A3进行换热的换热效率，减小再生器A的壳体及加热段A1、解吸段A2和冷却段A3的尺寸，同时可以减小加热炉B、冷却器C、压缩机D及管路系统的尺寸。

本发明工艺流程简单，操作安全可靠，提高了活性焦再生工艺的安全性和经济性，对活性焦移动床干法烟气脱硫工艺的长周期安全稳定运行具有重要意义。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (7)

1.一种活性焦再生系统，其特征在于，包括：

再生器，从上至下依次设置有加热段、解吸段以及冷却段；冷却段底部设有第一氮气入口，冷却段顶部设有第一氮气出口；解吸段底部设有第二氮气入口；加热段顶部设有第二氮气出口；

加热炉，连通冷却段的第一氮气出口和解吸段的第二氮气入口；

冷却器，连通加热段的第二氮气出口；

压缩机，连通冷却器和冷却段的第一氮气入口；

氮气依次通过第一氮气入口、冷却段、第一氮气出口、加热炉、第二氮气入口、解吸段、加热段、第二氮气出口、冷却器、压缩机、第一氮气入口，形成密闭的氮气循环系统。

2.根据权利要求1所述的活性焦再生系统，其特征在于，所述活性焦再生系统还包括：氮气补充装置，连通在所述压缩机和冷却段的第一氮气入口之间。

3.根据权利要求1所述的活性焦再生系统，其特征在于，所述再生器的解吸段设置有再生尾气出口，连通硫磺回收装置。

4.根据权利要求1所述的活性焦再生系统，其特征在于，所述再生器的结构为设置有上下封头的圆柱形筒体。

5.根据权利要求1所述的活性焦再生系统，其特征在于，所述再生器上部设置有入口分布器。

6.一种活性焦再生方法，其特征在于，该方法在权利要求1-5中任意一项所述的活性焦再生系统中进行，该方法包括：

将低温氮气输入再生器的冷却段，与通过冷却段的高温再生焦逆向流动换热，再生焦降温，氮气升温，将升温的氮气输出并进行加热；

将加热后的高温氮气输入再生器的解吸段，与通过解吸段和加热段的待生焦逆向流动换热，待生焦升温达到解吸温度并在解吸段再生形成再生焦，氮气降温，将降温的氮气输出并进行冷却；

将冷却后的氮气进行压缩，并再次输入再生器的冷却段，形成密闭的氮气循环。

7.根据权利要求6所述的活性焦再生方法，其特征在于，所述氮气循环系统的运行压力为0.05～1.0MPa(G)。