CN111495346B - 一种活性焦再生余热的综合利用装置 - Google Patents
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Abstract
一种活性焦再生余热的综合利用装置，属于活性焦再生设备技术领域，用于对活性焦干法脱硫脱硝再生过程中产生的余热进行综合利用。其技术方案是：再生塔的冷却段冷却烟气出口管道分别与加热炉助燃气进口、加热炉加热烟气出口管道、再生塔的伴热管道相连接，再生塔的加热段热烟烟气出口管道通过热烟风机与加热炉热烟烟气进口相连接，加热炉热烟烟气出口管道与再生塔的加热段热烟烟气进口相连接，加热炉加热烟气出口管道分别与富硫气体伴热管道和氨水汽化烟气进口管道相连接。本发明充分结合活性焦脱硫脱硝工艺特点，可以对再生过程中产生的余热全部回收利用，提高了余热回收的效率，减少了能源的消耗，降低了企业的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种对活性焦干法脱硫脱硝再生过程中产生的余热进行综合利用的装置，属于活性焦再生设备技术领域。
背景技术
活性焦脱硫脱硝的再生设备主要包括再生塔、加热炉、助燃风机、冷却风机、热烟风机、富硫风机等设备，其中再生塔的主要作用是把已经吸附SO2等污染物的活性炭加热再生，使其恢复脱除SO2、NOx等污染物的能力。再生塔主要分为装料段、加热段、脱气段、冷却段、排料段等，其工作原理是以天然气、焦炉煤气、高炉煤气或其他可燃气体燃烧把空气加热到500-600℃，然后通入再生塔加热段把料管内的需要再生的活性焦加热到390-450℃之间；经加热后的活性焦在重力作用下慢慢进入到脱气段，吸附在活性焦中的SO2被还原出来并被富硫风机抽出送到制酸系统制成硫酸或硫酸盐；脱除SO2后的活性焦进入冷却段与料管外部的冷空气进行热交换，使活性焦逐渐降低到100℃以下；最后通过排料装置排出再生塔，并通过输送设备重新装入到吸附塔重复使用。
根据设计及实际运行经验可知，活性焦再生过程中产生的余热主要有加热活性焦所产生的带有250-350℃左右的尾气（热烟烟气）和冷却活性焦后所产生的带有150℃左右的尾气（冷却烟气），目前这些烟气有部分热量得到利用，有的直接外排。例如把冷却风机排出的烟气送入到加热炉中，使原来需要从常温加热的烟气变成从150℃开始加热，或者把热烟风机排出的部分烟气返回到加热炉。总起来看，目前只有部分余热得到了利用，虽起到了降低燃料消耗效果，但是仍然存在大量热烟气外排，造成了能源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种活性焦再生余热的综合利用装置，这种装置能够对再生过程中产生的余热全部回收利用，可以提高余热回收的效率，减少能源的消耗，降低企业的生产成本。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种活性焦再生余热的综合利用装置，它包括再生塔、加热炉、冷却风机、热烟风机，其改进之处是，再生塔的冷却段冷却烟气出口管道分为三个支路管道，第一支路管道与加热炉助燃气进口相连接，第二支路管道与加热炉加热烟气出口管道相连接，第三支路管道与吸附塔和再生塔的伴热管道相连接，再生塔的加热段热烟烟气出口管道通过热烟风机与加热炉热烟烟气进口相连接，加热炉热烟烟气出口管道与再生塔的加热段热烟烟气进口相连接，加热炉加热烟气出口管道分别与富硫气体伴热管道和氨水汽化烟气进口管道相连接。
上述活性焦再生余热的综合利用装置，所述再生塔的冷却段冷却烟气出口管道中、再生塔的加热段热烟烟气出口管道中、加热炉热烟烟气出口管道中、加热炉加热烟气出口管道中分别安装有自动调节阀。
上述活性焦再生余热的综合利用装置，考虑系统的安全性，所述再生塔的冷却段冷却烟气出口管道上和再生塔的加热段热烟烟气出口管道上分别安装方散管道，放散管道上分别安装有自动调节阀。
上述活性焦再生余热的综合利用装置，所述氨水汽化烟气进口管道的氨稀释风机入口设温度检测装置，温度检测装置与热风烟气出口管道安装的自动调节阀相连接，在氨水汽化烟气进口管道的进口处安装SO2浓度检测装置。
本发明的有益效果是：
本发明对以下几个方面进行了创新：
1）实现了热烟烟气全部返回到加热炉，对热烟烟气进行了全部回收利用；
2）实现了冷却烟气的全部回收利用；
3）取消了现有技术中的助燃风机、氨加热炉等诸多设备，降低了一次性投资和运行成本；
4）用再生系统废烟气伴热富硫气体管道，彻底解决了管道板结堵塞问题；
5）用冷却烟气取代蒸汽对再生塔进行伴热，降低了系统蒸汽用量。
本发明充分结合活性焦脱硫脱硝工艺特点，可以对再生过程中产生的余热全部回收利用，提高了余热回收的效率，减少了能源的消耗，降低了企业的生产成本，具有显著的经济效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标记如下：再生塔1、加热炉2、冷却风机3、热烟风机4、氨加热炉5、装料段6、加热段7、脱气段8、冷却段9、冷却段冷却烟气出口管道10、第一支路管道11、第二支路管道12、第三支路管道13、加热段热烟烟气出口管道14、加热段热烟烟气进口15、加热炉燃气进口16、加热炉助燃气进口17、加热炉热烟烟气进口18、加热炉热烟烟气出口管道19、加热炉加热烟气出口管道20、放散管道21、自动调节阀22、伴热管道23。
具体实施方式
本发明由再生塔1、加热炉2、冷却风机3、热烟风机4、冷却段冷却烟气出口管道10、加热段热烟烟气出口管道14、加热炉热烟烟气出口管道19、加热炉加热烟气出口管道20、放散管道21、自动调节阀22组成。
图中显示，再生塔的冷却段冷却烟气出口管道10分为三个支路管道。
第一支路管道11与加热炉助燃气进口17相连接，用冷却烟气取代目前设计中的助燃风机送入到加热炉的空气，使助燃空气由原来的常温空气变成温度为150℃的热空气。经计算，用于助燃风的用量约占到总冷却风量的28%左右。
第二支路管道12与加热炉加热烟气出口管道20相连接，加热炉加热烟气出口管道20分别与富硫气体伴热管道和氨水汽化烟气进口管道相连接。冷却烟气与加热炉2的加热烟气混合成温度约为400℃的烟气用于富硫气体管道的保温伴热和喷氨用气。用于此项烟气占到冷却烟气总量的22%，以上两项用途的冷却烟气约占到冷却烟气总量的50%。
第三支路管道13与吸附塔和再生塔1的伴热管道23相连接，剩余约50%的冷却烟气主要用于吸附塔和再生塔1的伴热，取代目前的伴热蒸汽。
图中显示，再生塔1的加热段热烟烟气出口管道14通过热烟风机4与加热炉热烟烟气进口15相连接，将加热段7的全部热烟烟气输送到加热炉2中。热烟烟气的温度一般为250-350℃，其中O2含量低于21%，为保证煤气能够充分燃烧，此气体不能用于助燃气体，但其携带的热量较多，因此让其全部返回到加热炉2与加热后的烟气混合，并确保加热炉2排出的烟气温度在550-600℃。
图中显示，加热炉2的加热炉热烟烟气出口管道19与再生塔1的加热段热烟烟气进口15相连接。这种结构与现有工艺相同，其原因是，如果再生塔1加热段7的热烟烟气全部返回到加热炉2进行二次加热，势必造成加热炉2排出的烟气量越来越多，排出的总风量为助燃风+燃料燃烧产生气量+原热烟风，为保证循环平衡，必须使部分烟气排出。因此，加热炉2的出口烟气主要有两种用途：一是与目前工艺相同，用于再生塔1的活性焦的加热，气量与返回的热烟烟气气量相当；二是与冷却烟气混合，用于富硫气体管道的伴热和喷氨用气，该部分烟气主要是助燃风及煤气燃烧所产生的气量。
图中显示，加热炉加热烟气出口管道20分别与富硫气体管道和氨水汽化烟气进口管道相连接。富硫气体温度一般为300-350℃，为保证富硫气体不在管道内冷凝板结，需要富硫气体管道的伴热温度高于气体温度，需要把伴热温度控制在400℃左右。为此，加热炉2的出口热烟气和冷却烟气按照一定比例进行混合而调成温度为400℃的烟气，用400℃烟气伴热，一方面可以确保富硫气体在管道内温度不会下降，另一方面由于伴热气体量远远大于富硫气体流量，在富硫气体温度偏低时还可以起到加热的作用。当再生塔检修停机和开机时，伴热气体后于富硫气体降温而早于富硫气体升温，避免了再生塔检修和故障等情况下升降温造成富硫气体温度低而冷凝板结的问题。
同时，氨水汽化烟气目前控制在350℃，用于伴热富硫气体的烟气可同时用于氨水汽化气。在氨稀释风机入口设温度检测，通过控制加热炉出口和冷却风的自动调节阀22开度来控制伴热管道内气体温度。另外在伴热管道末端安装SO2浓度检测装置，防止SO2管道或再生塔加热段料管漏造成氨汽化管道内进入SO2。
图中显示，再生塔1的冷却段冷却烟气出口管道10中、再生塔1的加热段热烟烟气出口管道14中、加热炉热烟烟气出口管道19中、加热炉加热烟气出口管道20中分别安装有自动调节阀22，用于调节管道中的气体流量。
图中显示，再生塔1的冷却段冷却烟气出口管道10上和再生塔1的加热段热烟烟气出口管道14上分别安装方散管道21，放散管道21上分别安装有自动调节阀22，在需要时可以将冷却烟气和热烟烟气全部排放。
本发明的一个实施例如下：
冷却风机3的空气进风量为1555m3/h*t活性炭；
再生塔1的冷却段冷却烟气出口管道10第一支路管道11输送的冷却烟气为434m3/h*t活性炭，第二支路管道12输送的冷却烟气为347m3/h*t活性炭，第三支路管道13输送的冷却烟气为774m3/h*t活性炭；
再生塔1加热段输出的热烟烟气的温度为250-350℃；
加热炉2的加热炉热烟烟气出口管道19输送热烟烟气的温度为600℃；
加热炉2的加热炉加热烟气出口管道20输送的加热烟气为343m3/h*t活性炭，温度为350℃。
加热炉2的加热炉燃气进口16输入的燃气为62m3/h*t活性炭。
Claims (4)
1.一种活性焦再生余热的综合利用装置，它包括再生塔（1）、加热炉（2）、冷却风机（3）、热烟风机（4），其特征在于：再生塔（1）的冷却段冷却烟气出口管道（10）分为三个支路管道，第一支路管道（11）与加热炉助燃气进口（17）相连接，第二支路管道（12）与加热炉加热烟气出口管道（20）相连接，第三支路管道（13）与吸附塔和再生塔（1）的伴热管道（23）相连接，再生塔（1）的加热段热烟烟气出口管道（14）通过热烟风机（4）与加热炉热烟烟气进口（18）相连接，加热炉热烟烟气出口管道（19）与再生塔（1）的加热段热烟烟气进口（15）相连接，加热炉加热烟气出口管道（20）分别与富硫气体管道和氨加热炉（5）的氨水汽化烟气进口管道相连接。
2.根据权利要求1所述的活性焦再生余热的综合利用装置，其特征在于：所述再生塔（1）的冷却段冷却烟气出口管道（10）中、再生塔（1）的加热段热烟烟气出口管道（14）中、加热炉热烟烟气出口管道（19）中、加热炉加热烟气出口管道（20）中分别安装有自动调节阀（22）。
3.根据权利要求1所述的活性焦再生余热的综合利用装置，其特征在于：所述再生塔（1）的冷却段冷却烟气出口管道（10）上和再生塔（1）的加热段热烟烟气出口管道（14）上分别安装方散管道（21），放散管道（21）上分别安装有自动调节阀。
4.根据权利要求1所述的活性焦再生余热的综合利用装置，其特征在于：所述氨加热炉（5）的氨水汽化烟气进口管道的氨稀释风机入口设温度检测装置，温度检测装置与加热炉加热烟气出口管道（29）安装的自动调节阀相连接，在氨水汽化烟气进口管道的进口处安装SO2浓度检测装置。
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| CN111495346A (zh) | 2020-08-07 |
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