CN110743521B - 一种吸汞焦下沉式快速解吸的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸汞焦下沉式快速解吸的系统及方法，系统，包括：沉降炉，其上部设有物料进口；储料仓，依次通过给料装置和下降管道与沉降炉的物料进口连接；配气装置，其出气口与所述下降管道连接，且连接位点低于给料装置与下降管道的连接位点；气固分离器，其进口与沉降炉出口连接。本发明采用吸汞焦下沉式快速解吸，吸汞焦和解吸气混合均匀后进入沉降炉，使得吸汞焦焦在沉降炉中能够均匀受热，增大了吸汞焦与解吸气的接触面积，使得解析出的汞能够快速进入解吸气中，提高了解吸速率。同时此方法可实现了含汞吸汞焦解吸的连续性，避免了停机换料。

Description

一种吸汞焦下沉式快速解吸的系统及方法
技术领域
本发明属于活性炭再生技术领域，具体涉及一种吸汞焦下沉式快速解吸的系统及方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
活性焦是通过褐煤热解后进一步活化得到的产物，由于活性焦尚未热解完全，内部含有较多的氢、氧官能团，有较丰富的孔隙及表面结构，同时活性焦具有负载性和氧化性，是一种理想的烟气净化剂并且价格相对便宜，对Hg0有很好的吸附效果。因此，活性焦具有很好的应用前景和经济效益。吸附饱和的活性焦的处理方式一般为填埋和堆放等，吸汞活性焦以物理吸附为主，在大气中会慢慢释放出来，对环境再次污染，除物理吸附外还有化学吸附，较弱的化学键容易发生断裂，会随着雨水进入到地下水，能再次污染水源。因此，现有对吸汞焦的处理方法不仅会对环境产生二次污染，并且会使活性焦浪费。针对以上问题，再生技术能够实现污染物的回收和活性焦的再次利用。
活性焦再生主要是指活性焦吸附污染物后的解吸附。现有的活性焦再生技术包括热再生方法、水洗再生方法以及化学再生方法等，其中热再生方法和水洗再生方法是研究应用，是比较成熟的方法；水洗再生耗能小、成本低、但是耗水量大限制它的应用。微波再生技术是在微波的照射下活性炭内部快速升温，使吸附的汞快速解吸出来，该方法对技术的要求比较严格。热再生方法是指在惰性气体中加热活性焦炭，从而恢复活性焦的吸附能力，中国发明专利CN201520162500.5公开了一种活性焦/炭连续活化再生系统，包括活化再生塔，所述活化再生塔是从上至下依次设有填料装置、分配段、活化再生段、分离段、冷却段和卸料段。上述专利对于吸汞焦解吸过程比较繁琐。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种吸汞焦下沉式快速解吸的系统及方法。该方法可以利用沉降炉对吸汞活性焦进行解吸，实现了活性焦的循环利用和解吸过程中对吸汞焦再次活化，并利用换热器对含汞气体进行降温，实现了汞的回收。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种吸汞焦下沉式快速解吸的系统，包括：
沉降炉，其上部设有物料进口；
储料仓，依次通过给料装置和下降管道与沉降炉的物料进口连接；
配气装置，其出气口与所述下降管道连接，且连接位点低于给料装置与下降管道的连接位点；
气固分离器，其进口与沉降炉出口连接。
本发明采用吸汞焦下沉式快速解吸，吸汞焦和解吸气混合均匀后进入沉降炉，使得吸汞焦焦在沉降炉中能够均匀受热，增大了吸汞焦与解吸气的接触面积，使得解析出的汞能够快速进入解吸气中，提高了解吸速率。同时此方法可实现了含汞吸汞焦解吸的连续性，避免了停机换料。
配气装置与下降管道的连接位点低于给料装置与下降管道的连接位点，向下降管道中喷入的解吸气可以将在下降管道中下落的结成块状的吸汞焦粉打散，使得吸汞焦能够均匀地进入沉降炉中，以提高吸汞较的解吸效率。
在一些实施例中，解吸气进入下降管道的方向与吸汞焦在下降管道中的下降方向呈锐角。
采用该种设置方式可以有效防止解吸气吹向给料装置，阻碍吸汞焦的下落。
进一步的，解吸气进入下降管道的方向与吸汞焦在下降管道中的下降方向之间的夹角为30°-60°。采用该种设置方式，既可以提高解吸气与吸汞焦的预混合程度，又可以避免解吸气对给料装置的反吹。
在一些实施例中，所述沉降炉的顶部安装给料机。
在一些实施例中，所述沉降炉的侧壁上设置有加热结构，加热方式为硅碳棒电加热。
沉降炉的沉降区域为中空区域，沉降区域的四周侧壁上设置加热结构，用于提供高温。吸汞焦在解吸气的携带作用下流经沉降炉，吸汞焦在沉降炉中的停留时间可以通过调节解吸气的流速进行调节。
在一些实施例中，所述气固分离器为旋风分离器。用于气固分离，将再生活性焦从解吸气中分离出来，实现再生活性焦的回收。
进一步的，所述气固分离器的下游连接有换热器。用于对高温解吸气进行热量回收。
进一步的，所述换热器的下游连接有布袋除尘器。采用布袋除尘器对换热后的解吸气进行除尘，以降低解吸气的固含量，便于后续净化处理。
一种吸汞焦下沉式快速解吸的方法，包括如下步骤：
储料仓中的吸汞焦通过给料装置送入沉降炉上方，并与从上方送入的解吸气混合，使气固混合物自上而下流经沉降炉进行解吸，并从沉降炉的底部流出；吸汞焦在沉降炉中解吸的温度为750-950℃，其目的是在解吸过程中对活性焦进行活化。
在一些实施例中，吸汞焦在沉降炉中的解吸温度为840-860℃。在该温度下，解吸效果最好。
在一些实施例中，吸汞焦的粒径为60-100μm。
进一步的，每克吸汞焦采用1.5-3L解吸气进行解吸。
进一步的，解吸气在沉降炉中的流速为0.3-0.5m/s，吸汞焦在沉降炉中的解吸时间为5-10s。
进一步的，所述解吸气为CO2和H2O的混合气体。
在一些实施例中，从沉降炉底部流出的气体经过气固分离后，进入换热器中进行换热，换热器中出口的气体的温度为50-80℃，满足活性焦吸附汞的最佳温度。
本发明的有益效果为：
本发明对吸汞后的活性焦进行解吸，得到再生活性焦可继续用于烟气中汞的脱除，实现了资源再利用。
本发明对吸汞焦进行解吸，实现了活性焦再利用，减少了资源的浪费。吸汞焦和解吸气混合均匀后进入沉降炉，实现了含汞焦解吸的连续性，避免了停机换料。
本发明采用吸汞焦下沉式解吸，增大了吸汞焦与解吸气的接触面积，使得吸汞焦能够均匀受热，降低了解吸所需的时间。从而使得吸汞焦能够快速解吸。
本发明在旋风分离器气体出口设置一换热器，对解吸后的高温气体降温，不仅回收了一部分余热，减少了能源的浪费，同时含汞气体中的汞单质冷凝，实现了汞的回收。
本发明利用沉降炉对吸汞焦进行快速解吸，工艺简单，易操控，解吸效率达到94％以上，汞的回收率可达90％以上。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例的一种吸汞焦下沉式快速解吸的方法示意图。
其中，1、吸汞焦储料仓，2、给料装置，3、配气装置，4、沉降炉，5、温度控制装置，6、旋风分离器，7、再生活性焦储料仓，8、换热器，9、布袋除尘器。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
如图1所示，一种吸汞焦下沉式快速解吸的方法，包括：吸汞焦储料仓1、给料装置2、配气装置3、沉降炉4、温度控制装置5、旋风分离器6、再生活性焦储料仓7、换热器8、布袋除尘器9。吸汞焦储料仓1的出口与给料装置2的进口相连，给料装置2的出口与配气装置3的出口相连后再与沉降炉4的进口相连。沉降炉4内的温度由温度控制装置5调控，沉降炉4的出口与旋风分离器6的进口相连，旋风分离器6的固体出口分别与再生活性焦料仓7的进口、换热器8的进口相连，换热器8的出口与布袋除尘器9相连。
吸汞焦储料仓1中的粒径为60-80μm吸汞焦通过给料装置2以3g/min从沉降炉4顶部送入，通过温度控制装置5使炉内温度为750℃，通过配气系统3调节解吸气(CO2、H2O)的流速使吸汞焦在炉内停留7s，气固混合物自上而下流出沉降炉4。
解吸后的再生活性焦与含汞气体一起进入旋风分离器6进行气固分离。含汞气体进入换热器8内冷却至60℃，对汞进行冷凝回收，同时回收一部分余热。再生活性焦进入再生活性焦储料仓7以便再次使用，气体经布袋除尘器9后排出。
此时，吸汞焦的解吸效率为92.3％。
实施例2
吸汞焦储料仓1中的粒径为80-100μm吸汞焦通过给料装置2以5g/min从沉降炉4顶部送入，通过温度控制装置5使炉内温度为850℃，通过配气系统3调节解吸气(CO2、H2O)的流速使吸汞焦在炉内停留9s，气固混合物自上而下流出沉降炉4。
解吸后的再生活性焦与含汞气体一起进入旋风分离器6进行气固分离。含汞气体进入换热器8内冷却至65℃，对汞进行冷凝回收，同时回收一部分余热。再生活性焦进入再生活性焦储料仓7以便再次使用，气体经布袋除尘器9后排出。
此时，吸汞焦的解吸效率为95.4％。
实施例3
吸汞焦储料仓1中的粒径为60-80μm吸汞焦通过给料装置2以10g/min从沉降炉4顶部送入，通过温度控制装置5使炉内温度为950℃，通过配气系统3调节解吸气(CO2、H2O)的流速使吸汞焦在炉内停留8s，气固混合物自上而下流出沉降炉4。
解吸后的再生活性焦与含汞气体一起进入旋风分离器6进行气固分离。含汞气体进入换热器8内冷却至70℃，对汞进行冷凝回收，同时回收一部分余热。再生活性焦进入再生活性焦储料仓7以便再次使用，气体经布袋除尘器9后排出。
此时，吸汞焦的解吸效率为93.2％。
实施列4
吸汞焦储料仓1中的粒径为70-90μm吸汞焦通过给料装置2以10g/min从沉降炉4顶部送入，通过温度控制装置5使炉内温度为870℃，通过配气系统3调节解吸气(CO2、H2O)的流速使吸汞焦在炉内停留9s，气固混合物自上而下流出沉降炉4。解吸后的再生活性焦与含汞气体一起进入旋风分离器6进行气固分离。含汞气体进入换热器8内冷却至50℃，对汞进冷凝行回收，同时回收一部分余热。再生活性焦进入再生活性焦储料仓7以便再次使用，气体经布袋除尘器9后排出。
此时，吸汞焦的解吸效率为93.9％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (13)

1.一种吸汞焦下沉式快速解吸的系统，其特征在于：包括：
沉降炉，其上部设有物料进口；
储料仓，依次通过给料装置和下降管道与沉降炉的物料进口连接；
配气装置，其出气口与所述下降管道连接，且连接位点低于给料装置与下降管道的连接位点；
气固分离器，其进口与沉降炉出口连接；
解吸气进入下降管道的方向与吸汞焦在下降管道中的下降方向呈锐角。
2.根据权利要求1所述的吸汞焦下沉式快速解吸的系统，其特征在于：解吸气进入下降管道的方向与吸汞焦在下降管道中的下降方向之间的夹角为30°-60°。
3.根据权利要求1所述的吸汞焦下沉式快速解吸的系统，其特征在于：所述沉降炉的顶部安装给料机。
4.根据权利要求1所述的吸汞焦下沉式快速解吸的系统，其特征在于：所述沉降炉的侧壁上设置有加热结构，加热方式为硅碳棒电加热。
5.根据权利要求1所述的吸汞焦下沉式快速解吸的系统，其特征在于：所述气固分离器为旋风分离器。
6.根据权利要求1所述的吸汞焦下沉式快速解吸的系统，其特征在于：所述气固分离器的下游连接有换热器。
7.根据权利要求6所述的吸汞焦下沉式快速解吸的系统，其特征在于：所述换热器的下游连接有布袋除尘器。
8.一种吸汞焦下沉式快速解吸的方法，其特征在于：使用如权利要求1中所述的系统，包括如下步骤：
储料仓中的吸汞焦通过给料装置送入沉降炉上方，并与从上方送入的解吸气混合，使气固混合物自上而下流经沉降炉进行解吸，并从沉降炉的底部流出；吸汞焦在沉降炉中解吸的温度为750-950℃。
9.根据权利要求8所述的吸汞焦下沉式快速解吸的方法，其特征在于：吸汞焦在沉降炉中的解吸温度为840-860℃。
10.根据权利要求8所述的吸汞焦下沉式快速解吸的方法，其特征在于：吸汞焦的粒径为60-100μm；
每克吸汞焦采用1.5-3L解吸气进行解吸。
11.根据权利要求8所述的吸汞焦下沉式快速解吸的方法，其特征在于：解吸气在沉降炉中的流速为0.3-0.5m/s，吸汞焦在沉降炉中的解吸时间为5-10s。
12.根据权利要求8所述的吸汞焦下沉式快速解吸的方法，其特征在于：所述解吸气为CO2和H2O的混合气体。
13.根据权利要求8所述的吸汞焦下沉式快速解吸的方法，其特征在于：从沉降炉底部流出的气体经过气固分离后，进入换热器中进行换热，换热器中出口的气体的温度为50-80℃。
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