CN113509814A - 一种分离氯化氢与二氧化硫的活性炭解析方法及解析塔 - Google Patents

一种分离氯化氢与二氧化硫的活性炭解析方法及解析塔 Download PDF

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Abstract

一种分离氯化氢与二氧化硫的活性炭解析方法，该方法包括：1)吸附了污染物的活性炭从解析塔的活性炭入口进入解析塔，在重力作用下自上向下移动，依次经过解析塔的第一加热段、第一SRG气体释放段、第二加热段、第二SRG气体释放段和冷却段；2)吸附了污染物的活性炭经过第一加热段加热，从第一SRG气体释放段释放出SRG‑1混合气体；然后经过第二加热段加热，从第二SRG气体释放段释放出SRG‑2混合气体；3)解析完毕的活性炭经过冷却段冷却后，从解析塔的活性炭出口排出；其特征在于：SRG‑1混合气体的主要成分为SO2；SRG‑2混合气体的主要成分为HCl和SO2。通过分离活性炭解析过程中释放的HCl与SO2，实现了氯离子的资源化利用，使得烟气净化系统安全稳定运行。

Description

一种分离氯化氢与二氧化硫的活性炭解析方法及解析塔
技术领域
本发明涉及一种解析塔及活性炭解析方法，具体涉及一种分离氯化氢及二氧化硫的解析塔及活性炭解析方法，属于烧结烟气处理领域。
背景技术
氯化氢是钢铁工业中仅次于SO2、NOx、粉尘和氟化物的第五大大气污染物。其中烧结是钢铁行业的氯化氢气体主要排放源，烧结过程中的氯主要来自矿石、煤燃料和熔剂，其排放浓度多为20～60mg/Nm3(个别情况可达130mg/Nm3以上)，主要取决于氯的总输入量。一般来说，同样的矿石、煤和熔剂，沿海地区要高于内陆地区，因为沿海地区降水中含氯离子浓度高；如果将脱硫废水(含氯离子浓度很高)用于原料场洒水抑尘，烧结烟气中的HCl浓度也将升高，容易形成氯的闭路循环，同时还将导致二噁英生成量大幅度增加。
双级活性炭烟气净化技术具备多污染物去除效率高，副产物完全资源化，并能实现超低排放的优势，在烧结烟气治理行业得到了广泛应用。活性炭吸附过程中，一级塔主要吸附SO2与少量氯化氢，二级塔进一步脱除氯化氢与NOx，基于活性炭循环，吸附了污染物的活性炭最终送往解析塔进行再生。而再生塔内加热段处于高温、高湿、高腐蚀状态，氯离子高温腐蚀温度区间与加热段保持一致，冷却段又处于氯离子低温腐蚀区间，因此氯离子进入解析塔对整个解析塔的安全稳定运行造成极为恶劣的影响。同时解析过程中产生的高温SRG气体中产生大量的氯离子对废水综合治理产生了极大的困难。水洗过程中产生的氯离子含量高(高达50000mg/Nm3)，如果返回烧结作为混合料配水，既会导致烟气中氯化氢含量提高，又会导致主体设备腐蚀，影响系统安全稳定运行。
发明内容
采用活性炭净化吸附了污染物的烟气，烟气中的氯化物和硫氧化物被活性炭吸附；尤其是固废处理的产生的烟气中，氯含量较高，导致活性炭中氯化物和硫氧化物的含量较高。针对现有技术中对吸附了氯化物和硫氧化物的活性炭进行解析时，氯硫难分离，导致解析塔内存在安全隐患且废水难处理的问题。本发明通过研究吸附了污染物的活性炭加热解析过程中产生氯化氢和二氧化硫的规律，根据氯化氢和二氧化硫的解析温度不同，设置不同的温度段，使活性炭分段解析。实现了氯离子的资源化利用，烟气净化系统安全稳定运行。
根据本发明的第一种实施方案，提供一种分离氯化氢和二氧化硫的活性炭解析方法及解析塔。
一种精准分离氯化氢与二氧化硫的活性炭解析方法，该方法包括：
1)吸附了污染物的活性炭从解析塔的活性炭入口进入解析塔，在重力作用下自上向下移动，依次经过解析塔的第一加热段、第一SRG气体释放段、第二加热段、第二SRG气体释放段和冷却段；
2)吸附了污染物的活性炭经过第一加热段加热，从第一SRG气体释放段释放出SRG-1混合气体；然后经过第二加热段加热，从第二SRG气体释放段释放出SRG-2混合气体；
3)解析完毕的活性炭经过冷却段冷却后，从解析塔的活性炭出口排出。
其特征在于：SRG-1混合气体的主要成分为SO2；SRG-2混合气体的主要成分为HCl和SO2。
优选的是，分别控制第一加热段和第二加热段内的温度，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2；SRG-2混合气体的主要成分为HCl。
优选的是，分别控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段和第二加热段内的停留时间，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2；SRG-2混合气体的主要成分为HCl。
优选的是，控制第一加热段内的温度为120-320℃，优选为130-300℃；控制第二加热段内的温度大于320℃，优选为330-430℃。
在本发明中，检测吸附了污染物的活性炭中SO2的浓度为CSO2，检测吸附了污染物的活性炭中HCl的浓度为CHCl；检测第一加热段内的温度为T1，检测第二加热段内的温度为T2；控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段的停留时间t1，控制吸附了污染物的活性炭在第二加热段内的停留时间t2；其中：
Figure BDA0003027331470000021
其中k1为SO2解析调整系数，取值为0.5-1，优选为0.8-0.9；根据吸附了污染物的活性炭中SO2的浓度和第一加热段内的温度，控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段的停留时间为t1，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2；
Figure BDA0003027331470000022
其中k1为HCl解析调整系数，取值为0.2-7，优选为0.3-0.6；根据吸附了污染物的活性炭中HCl的浓度和第二加热段内的温度，控制吸附了污染物的活性炭在第二加热段的停留时间为t2，使得SRG-2混合气体的主要成分为HCl。
优选的是，所述吸附了污染物的活性炭中含有为硫化物、氯化物，任选地还含有氮化物、氟化物、二噁英中的一种或多种。
优选的是，从第一SRG气体释放段释放出的SRG-1混合气体输送至硫资源化利用系统；从第二SRG气体释放段释放出的SRG-2混合气体输送至氯资源化利用系统。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种分离氯化氢与二氧化硫的解析塔。
一种精准分离氯化氢与二氧化硫的解析塔，该解析塔自上而下设置有活性炭入口、第一加热段、第一SRG气体释放段、第二加热段、第二SRG气体释放段、冷却段、活性炭出口；其中：第一加热段、第二加热段和冷却段为管壳式换热结构。
优选的是，第一SRG气体释放段上设有SRG-1混合气体出口；第二SRG气体释放段上设有SRG-2混合气体出口。
优选的是，所述第二加热段的下部设有加热段气体入口，第一加热段的上部设有加热段气体出口；解析塔加热方式为：从加热段气体入口引入热介质，热介质依次经过第二加热段、第一加热段后在加热段气体出口排出解析塔。
优选的是，第一加热段的下部设有第一加热段气体入口，第一加热段的上部设有第一加热段气体出口；第二加热段的下部设有第二加热段气体入口，第二加热段的上部设有第二加热段气体出口；解析塔加热方式为：热介质从第一加热段气体入口进入，对第一加热段进行加热后从第一加热段气体出口排出；热介质从第二加热段气体入口进入，对第二加热段进行加热后从第二加热段气体出口排出。
优选的是，有第二加热段气体出口与第一加热段气体入口连通；解析塔加热方式为：热介质从加热段气体入口引入，热介质经过第二加热段进行加热后从第二加热段气体出口排出，然后再从第一加热段气体入口进入，对第一加热段进行加热后从第一加热段气体出口排出。
优选的是，所述冷却段下部设有冷却段气体入口，上部设有冷却段气体出口；冷却段降温方式为：从冷却段气体入口引入冷却介质，冷却介质对冷却段进行换热后，从冷却段气体出口排出解析塔。
优选的是，第一加热段和/或第一SRG气体释放段内设有第一温度检测装置，第一温度检测装置实时检测第一加热段和/或第一SRG气体释放段内活性炭的温度。
优选的是，第二加热段和/或第二SRG气体释放段内第二温度检测装置，第二温度检测装置实时检测第二加热段和/或第二SRG气体释放段内活性炭的温度。
优选的是，第一加热段、第二加热段、冷却段的高度比为2-10:0.5-5:1-5，优选为4-8:1-3:1.5-4。
作为优选，第一加热段、第二加热段的高度比为2-20:1，优选为3-15:1。
优选的是，解析塔顶部设有第一解析塔气体入口，底部设有第二解析塔气体入口；从第一解析塔气体入口和第二解析塔气体入口引入保护性气体；作为优选，所述保护性气体为氮气、氦气、二氧化碳中的一种或多种。
采用活性炭法处理含有污染物的烟气，利用活性炭对污染物的吸附性能，活性炭吸附烟气中的污染物，得到净化后的烟气。吸附了污染物的活性炭经过解析塔进行处理获得再生活性炭，实现活性炭的循环使用。吸附了污染物的活性炭在解析塔内，经过加热，使得活性炭内的污染物得到解析和释放，污染物从SRG气体出口排出，加热后污染物释放后的活性炭经过冷却后从解析塔活性炭排料口排出，继续输送至吸附污染物的装置(例如活性炭吸附塔)。污染物进入SRG气体被后续工艺处理。
在本发明中，所述污染物包括SO2、NOx、粉尘、氟化物、氯化物。由于采用活性炭处理含有污染物的烟气，在活性炭吸附污染物的过程中需要喷入氨，污染物在活性炭吸附装置中(例如活性炭吸附塔)发生反应，在活性炭吸附装置中，SO2主要以硫酸、亚硫酸、硫酸铵、SO2、SO3的形式被吸附在活性炭上；NOx与氨气在在活性炭吸附装置中发生反应生成氨气进入净烟气；粉尘被活性炭物理吸附；氟化物主要以氟化铵、氟化氢的形式被吸附在活性炭上；氯化物主要以氯化铵的形式被吸附在活性炭上(极少部分的以氯化氢的形式被吸附在活性炭上)。
解析塔是对吸附了污染物的活性炭进行加热再生的场所，解析塔内主要发生的化学反应如下：
H2SO4+C＝CO2+SO2+H2O；
(NH4)2SO4＝SO3+2NH3+H2O；
C+2SO3＝CO2+2SO2；
NH4Cl＝NH3+HCl。
现有技术中，采用两段式结构的解析塔对吸附了污染物的活性炭进行机解析；解析塔从上到下分为加热段、富硫气体(SRG)释放段、冷却段三部分，温度控制分别为130-430℃升温区间、430℃恒温区间、430-130℃降温区间。吸附了污染物的活性炭进入解析塔，活性炭中的污染物在加热段被释放出来，污染物进入SRG气体，随后进入到下一步水洗工艺。从上述解析塔内的化学反应方可知，解析塔内主要产生了SO2、HCl、CO2等酸性气体。其中水洗过程中产生的氯离子含量高(高达50000mg/Nm3)，如果返回烧结作为混合料配水，既会导致烟气中氯化氢含量提高，又会导致主体设备腐蚀，影响系统安全稳定运行。
现有技术中，对活性炭内的污染物通过一步解析法，使得活性炭内的所有污染物通过解析，产生的所有气体一并进入SRG气体，然后进入到下一步的水洗工艺。由于氯化氢和SO2均为酸性气体，性质相近，在后续的水洗工艺中很难得到分离，造成制备的硫酸纯度较低，经过水洗工艺后产生的废水中氯化氢浓度较高，将产生的废水再次用于烧结矿的洒水抑尘，烧结烟气中的HCl浓度也将升高，容易形成氯的闭路循环，同时还将导致二噁英生成量大幅度增加。氯化氢存在闭路循环的缺陷，导致烟气中的氯化氢含量逐步升高，高氯化氢含量的烟气极易在活性炭吸附装置与氨气发生反应，形成氯化铵结晶，氯化铵结晶容易堵塞活性炭吸附装置的烟气入口，导致吸附能力下降，烟气处理效率降低。此外，由于氯化铵容易分解，氯化铵分解后产生的盐酸具有腐蚀性，产生的盐酸对活性炭吸附装置和解析塔均具有腐蚀，导致活性炭吸附装置和解析塔腐蚀穿孔，造成活性炭吸附装置和解析塔内烟气和其他气体的泄漏；由于活性炭吸附装置和解析塔内均为高温环境，烟气和其他气体的泄漏存在导致活性炭吸附装置和解析塔内活性炭起火的风险。
在本发明中，通过对吸附了污染物的活性炭在高温解析过程中释放HCl和SO2的过程进行了深入研究。得出结论，SO2在200℃左右开始集中释放，在300℃左右出现释放峰值，之后释放量逐渐减少。HCl在330℃左右开始释放，之后释放量逐渐减少。即300℃之前，解析气体主要组分为SO2，水蒸气等。300℃之后，解析气体主要为SO2与HCl，且300℃持续时间越久，第一阶段释放的SO2含量占整个释放区间的比例越高。
在本发明中，通过将解析塔的解析工艺分为两段加热过程，将解析塔产生的两种主要污染性气体二氧化硫和氯化氢段解析；通过研究发现，二氧化硫和氯化氢从活性炭中解析出来的温度分布在两个区间段，二氧化硫从活性炭解析出来主要集中在低于300℃的温度下，氯化氢从活性炭解析出来主要集中在高于320℃的温度下。本发明基于这一特性，将活性炭在解析塔内的解析过程分为两段进行；使得吸附了污染物的活性炭在解析塔内的第一加热段解析出来的气体从第一SRG气体释放段排出的主要是二氧化硫，在第二加热段解析出来的从第二SRG气体释放段排出的气体主要是氯化氢，从而实现了从吸附了污染物的活性炭中二氧化硫和氯化氢分开解析的效果，从解析的源头直接实现了二氧化硫和氯化氢的分离，大大减少了含硫SRG气体中氯化氢的含量，从而减少了含硫SRG气体水洗工艺产生废水中氯化氢的含量。同时，吸附了污染物的活性炭中的氯化氢集中从第二SRG气体释放段排出，通过收集SRG-2混合气体并经过处理，可以实现氯资源的再次利用，避免腐蚀的同时，实现了氯的资源化利用。
在本发明的优选方案中，通过实验发现，可以控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段内和第二加热段内的被解析时的温度、控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段内和第二加热段内的时间，控制SRG-1混合气体中二氧化硫的含量和SRG-2混合气体中氯化氢的含量。例如，控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段内的温度控制在300±10℃，停留时间超过2h，可以保证SRG-1混合气体中氯化氢的含量(体积百分比)低于1％，SRG-2混合气体中二氧化硫的含量(体积百分比)低于2％。控制吸附了污染物的活性炭在第二加热段内的温度控制在320℃以上，停留时间大于15min，可以保证吸附了污染物的活性炭中的氯化氢95％以上从第二SRG气体释放段释放出来，集中在SRG-2混合气体中。
在本发明中，SRG-1混合气体的主要成分为SO2是指SRG-1混合气体中SO2的体积分数大于60％；或者吸附了污染物的活性炭中的二氧化硫超过90％集中在SRG-1混合气体中。SRG-2混合气体的主要成分为HCl是指吸附了污染物的活性炭中的氯化氢超过90％集中在SRG-2混合气体中。
在本发明进一步的优选方案中，可以根据吸附了污染物的活性炭中SO2的浓度和第一加热段内的温度，控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段的停留时间，从而保证吸附了污染物的活性炭释放的二氧化硫主要从第一SRG气体释放段排出，进入SRG-1混合气体。同时，可以根据吸附了污染物的活性炭中HCl的浓度和第二加热段内的温度，控制吸附了污染物的活性炭在第二加热段的停留时间，从而保证吸附了污染物的活性炭释放的氯化氢主要从第二SRG气体释放段排出，进入SRG-2混合气体。
通过实验总结得出，吸附了污染物的活性炭中SO2的浓度和第一加热段内的温度与吸附了污染物的活性炭在第一加热段的停留时间的关系为：
Figure BDA0003027331470000061
其中k1为SO2解析调整系数，取值为0.5-1，优选为0.8-0.9。
通过实验总结得出，吸附了污染物的活性炭中HCl的浓度和第二加热段内的温度与吸附了污染物的活性炭在第二加热段的停留时间的关系为：
Figure BDA0003027331470000062
其中k1为HCl解析调整系数，取值为0.2-7，优选为0.3-0.6。
在本发明中，将解析塔从上至下分为第一加热段、第一SRG气体释放段、第二加热段、第二SRG气体释放段、冷却段。第一加热段将吸附了污染物的活性炭加热至300℃，活性炭在第一SRG气体释放段排出SRG-1混合气体，主要成分为SO2和水蒸气。SRG-1混合气体中不含HCl，在下游制备硫酸产生的制酸废水中不含有氯离子，资源化过程中不含有氯离子，处理工艺相对简单。第二加热段将吸附了污染物的活性炭加热至高于320℃，活性炭在第二SRG气体释放段排出SRG-2混合气体，主要成分为SO2和HCl。SRG-2混合气体中HCl和SO2含量较为接近，水中不易溶解SO2，采取水洗工艺可以制备较高浓度、较高纯度的稀盐酸，且水洗后盐酸的酸性强于亚硫酸。此外，可以精准控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段内和第二加热段内的被解析时的温度、控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段内和第二加热段内的时间，控制SRG-1混合气体中二氧化硫的含量和SRG-2混合气体中氯化氢的含量。
在本发明中，增加吸附了污染物的活性炭在第一SRG气体释放段的停留时间，可以提高SRG-1混合气体中SO2的浓度，增加硫酸产量。
在本发明中，设有第一温度检测装置和第二温度检测装置。当SRG-1混合气体和SRG-2混合气体的温度不在设定范围内时，增加/减少活性炭在加热段内停留的时间。避免温度过高或过低，导致SO2和HCl的提前或延后释放。
在本发明中，可以通过控制第一加热段和第二加热段的高度比，从而控制活性炭在解析塔第一加热段和第二加热段的停留时间。
通过本发明提供的技术方案，吸附了污染物的活性炭通过解析塔进行解析，释放的气体中，通过第一SRG气体释放段收集的SRG-1混合气体以二氧化硫为主，通过第二SRG气体释放段收集的SRG-2混合气体以氯化氢为主。通过该工艺，SRG-1混合气体后续水洗工艺产生的废水中氯离子含量低于500mg/Nm3；通过该工艺，将烟气中含有的氯化氢及时排除，从而废水中含氯较低，将废水用于原料场洒水抑尘，后续产生烟气中氯离子的含量低于10mg/Nm3。
在本发明中，SRG-1混合气体的主要成分为SO2是指：SRG-1混合气体中SO2的体积含量大于20％。通过本发明提供的技术方案，可以实现SRG-1混合气体中SO2的体积含量达到20％，SRG-1混合气体中HCl的体积含量小于1％。也就是说SRG-1混合气体中大部分为SO2，从而实现了SO2和HCl的分离。
在本发明中，SRG-2混合气体的主要成分为HCl和SO2是指：SRG-2混合气体中HCl的体积含量大于50％。通过本发明提供的技术方案，可以实现SRG-2混合气体中HCl的体积含量达到80％。也就是说SRG-2混合气体中大部分为HCl。
在本发明中，解析塔的高度为5-40m，优选为8-36m，更优选为10-32m。
在本发明中，第一加热段的高度为1-30m，优选为3-26m，更优选为5-18m。
在本发明中，第二加热段的高度为0.5-10m，优选为1-8m，更优选为2-6m。
在本发明中，冷却段的高度为1-20m，优选为2-16m，更优选为3-12m。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本申请开发了一种新的活性炭解析方法，分离了活性炭解析过程中释放的HCl与SO2，解决了烟气净化系统难以安全稳定运行的问题；
2、采用本申请的解析塔及活性炭解析方法，得到的SRG气体组分单一，制酸工序简单，制得的酸纯度较高；
3、采用本申请的解析塔及活性炭解析方法，实现了氯离子的资源化利用。
附图说明
图1为本发明中第一种分离氯化氢与二氧化硫的解析塔的结构示意图；
图2为本发明中第二种分离氯化氢与二氧化硫的解析塔的结构示意图；
图3为本发明中第三种分离氯化氢与二氧化硫的解析塔的结构示意图；
图4为吸附了污染物的活性炭在高温解析过程中释放的SO2与HCl释放曲线图；
附图标记：
A：解析塔；A1：活性炭入口；A2：活性炭出口；A3：第一解析塔气体入口；A4：第二解析塔气体入口；1：第一加热段；101：加热段气体出口；102：第一加热段气体入口；2：第一SRG气体释放段；201：第一SRG气体出口；3：第二加热段；301：加热段气体入口；302：第二加热段气体入口；303：第二加热段气体出口；4：第二SRG气体释放段；401：第二SRG气体出口；5：冷却段；501：冷却段气体入口；502：冷却段气体出口；6：第一温度检测装置；7：第二温度检测装置。
具体实施方式
根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种分离氯化氢与二氧化硫的活性炭解析方法。
一种分离氯化氢与二氧化硫的活性炭解析方法，该方法包括：
1)吸附了污染物的活性炭从解析塔A的活性炭入口A1进入解析塔A，在重力作用下自上向下移动，依次经过解析塔A的第一加热段1、第一SRG气体释放段2、第二加热段3、第二SRG气体释放段4和冷却段5；
2)吸附了污染物的活性炭经过第一加热段1加热，从第一SRG气体释放段2释放出SRG-1混合气体；然后经过第二加热段3加热，从第二SRG气体释放段4释放出SRG-2混合气体；
3)解析完毕的活性炭经过冷却段5冷却后，从解析塔A的活性炭出口A2排出
其特征在于：SRG-1混合气体的主要成分为水蒸气、SO2。SRG-2混合气体的主要成分为HCl、SO2。
优选的是，分别控制第一加热段1和第二加热段2内的温度，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2；SRG-2混合气体的主要成分为HCl。
优选的是，分别控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段1和第二加热段2内的停留时间，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2；SRG-2混合气体的主要成分为HCl。
在本发明中，控制第一加热段1内的温度为120-320℃，优选为130-300℃；控制第二加热段2内的温度大于320℃，优选为330-430℃。
在本发明中，检测吸附了污染物的活性炭中SO2的浓度为CSO2，检测吸附了污染物的活性炭中HCl的浓度为CHCl；检测第一加热段1内的温度为T1，检测第二加热段3内的温度为T2；控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段1的停留时间t1，控制吸附了污染物的活性炭在第二加热段2内的停留时间t2；其中：
Figure BDA0003027331470000091
其中k1为SO2解析调整系数，取值为0.5-1，优选为0.8-0.9；根据吸附了污染物的活性炭中SO2的浓度和第一加热段1内的温度，控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段1的停留时间为t1，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2；
Figure BDA0003027331470000092
其中k1为HCl解析调整系数，取值为0.2-7，优选为0.3-0.6；根据吸附了污染物的活性炭中HCl的浓度和第二加热段3内的温度，控制吸附了污染物的活性炭在第二加热段3的停留时间为t2，使得SRG-2混合气体的主要成分为HCl。
优选的是，所述吸附了污染物的活性炭中含有为硫化物、氯化物，任选地还含有氮化物、氟化物、二噁英中的一种或多种。
优选的是，从第一SRG气体释放段2释放出的SRG-1混合气体输送至硫资源化利用系统；从第二SRG气体释放段4释放出的SRG-2混合气体输送至氯资源化利用系统。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种分离氯化氢与二氧化硫的解析塔。
一种分离氯化氢与二氧化硫的解析塔。该解析塔A自上而下设置有活性炭入口A1、第一加热段1、第一SRG气体释放段2、第二加热段3、第二SRG气体释放段4、冷却段5、活性炭出口A2；其中：第一加热段1、第二加热段3和冷却段5为管壳式换热结构。
优选的是，第一SRG气体释放段2上设有SRG-1混合气体出口201；第二SRG气体释放段4上设有SRG-2混合气体出口401。
优选的是，所述第二加热段3的下部设有加热段气体入口301，第一加热段1的上部设有加热段气体出口101；解析塔A加热方式为：从加热段气体入口301引入热介质，热介质依次经过第二加热段3、第一加热段1后在加热段气体出口101排出解析塔。
优选的是，第一加热段1的下部设有第一加热段气体入口102，第一加热段1的上部设有第一加热段气体出口103；第二加热段3的下部设有第二加热段气体入口302，第二加热段3的上部设有第二加热段气体出口303；解析塔A加热方式为：热介质从第一加热段气体入口102进入，对第一加热段1进行加热后从第一加热段气体出口103排出；热介质从第二加热段气体入口302进入，对第二加热段3进行加热后从第二加热段气体出口303排出。
优选的是，有第二加热段气体出口303与第一加热段气体入口102连通；解析塔A加热方式为：热介质从加热段气体入口301引入，热介质经过第二加热段3进行加热后从第二加热段气体出口303排出，然后再从第一加热段气体入口102进入，对第一加热段1进行加热后从第一加热段气体出口103排出。
优选的是，所述冷却段5下部设有冷却段气体入口501，上部设有冷却段气体出口502；冷却段降温方式为：从冷却段气体入口501引入冷却介质，冷却介质对冷却段5进行换热后，从冷却段气体出口502排出解析塔。
优选的是，第一加热段1和/或第一SRG气体释放段2内设有第一温度检测装置6，第一温度检测装置6实时检测第一加热段1和/或第一SRG气体释放段2内活性炭的温度。
优选的是，第二加热段3和/或第二SRG气体释放段4内第二温度检测装置7，第二温度检测装置7实时检测第二加热段3和/或第二SRG气体释放段4内活性炭的温度。
优选的是，第一加热段1、第二加热段3、冷却段5的高度比为2-10:0.5-5:1-5，优选为4-8:1-3:1.5-4。
作为优选，第一加热段1、第二加热段3的高度比为2-20:1，优选为3-15:1。
优选的是，解析塔A顶部设有第一解析塔气体入口A3，底部设有第二解析塔气体入口A4；从第一解析塔气体入口A3和第二解析塔气体入口A4引入保护性气体；作为优选，所述保护性气体为氮气、氦气、二氧化碳中的一种或多种。
在本发明中，解析塔A的高度为5-40m，优选为8-36m，更优选为10-32m。
在本发明中，第一加热段1的高度为1-30m，优选为3-26m，更优选为5-18m。
在本发明中，第二加热段3的高度为0.5-10m，优选为1-8m，更优选为2-6m。
在本发明中，冷却段5的高度为1-20m，优选为2-16m，更优选为3-12m。
实施例1
一种分离氯化氢与二氧化硫的解析塔。该解析塔A自上而下设置有活性炭入口A1、第一加热段1、第一SRG气体释放段2、第二加热段3、第二SRG气体释放段4、冷却段5、活性炭出口A2。其中，第一加热段1、第二加热段3和冷却段5为管壳式换热结构。
实施例2
重复实施例1，只是第一SRG气体释放段2上设有SRG-1混合气体出口201。第二SRG气体释放段4上设有SRG-2混合气体出口401。
实施例3
重复实施例2，只是所述第二加热段3的下部设有加热段气体入口301，第一加热段1的上部设有加热段气体出口101。解析塔A加热方式为：从加热段气体入口301引入热介质，热介质依次经过第二加热段3、第一加热段1后在加热段气体出口101排出解析塔。
实施例4
重复实施例2，只是第一加热段1的下部设有第一加热段气体入口102，第一加热段1的上部设有第一加热段气体出口103。第二加热段3的下部设有第二加热段气体入口302，第二加热段3的上部设有第二加热段气体出口303。解析塔A加热方式为：热介质从第一加热段气体入口102进入，对第一加热段1进行加热后从第一加热段气体出口103排出。热介质从第二加热段气体入口302进入，对第二加热段3进行加热后从第二加热段气体出口303排出。
实施例5
重复实施例3，只是有第二加热段气体出口303与第一加热段气体入口102连通。解析塔A加热方式为：热介质从加热段气体入口301引入，热介质经过第二加热段3进行加热后从第二加热段气体出口303排出，然后再从第一加热段气体入口102进入，对第一加热段1进行加热后从第一加热段气体出口103排出。所述冷却段5下部设有冷却段气体入口501，上部设有冷却段气体出口502。冷却段降温方式为：从冷却段气体入口501引入冷却介质，冷却介质对冷却段5进行换热后，从冷却段气体出口502排出解析塔。
实施例6
重复实施例4，只是有第二加热段气体出口303与第一加热段气体入口102连通。解析塔A加热方式为：热介质从加热段气体入口301引入，热介质经过第二加热段3进行加热后从第二加热段气体出口303排出，然后再从第一加热段气体入口102进入，对第一加热段1进行加热后从第一加热段气体出口103排出。所述冷却段5下部设有冷却段气体入口501，上部设有冷却段气体出口502。冷却段降温方式为：从冷却段气体入口501引入冷却介质，冷却介质对冷却段5进行换热后，从冷却段气体出口502排出解析塔。
实施例7
重复实施例5，只是第一加热段1和第一SRG气体释放段2内设有第一温度检测装置6，第一温度检测装置6实时检测第一加热段1和第一SRG气体释放段2内活性炭的温度。第二加热段3和第二SRG气体释放段4内第二温度检测装置7，第二温度检测装置7实时检测第二加热段3和第二SRG气体释放段4内活性炭的温度。
实施例8
重复实施例6，只是第一加热段1和第一SRG气体释放段2内设有第一温度检测装置6，第一温度检测装置6实时检测第一加热段1和第一SRG气体释放段2内活性炭的温度。第二加热段3和第二SRG气体释放段4内第二温度检测装置7，第二温度检测装置7实时检测第二加热段3和第二SRG气体释放段4内活性炭的温度。
实施例9
重复实施例7，只是第一加热段1、第二加热段3、冷却段5的高度比为6:1:3。解析塔A顶部设有第一解析塔气体入口A3，底部设有第二解析塔气体入口A4。从第一解析塔气体入口A3和第二解析塔气体入口A4引入保护性气体。所述保护性气体为氮气、氦气、二氧化碳中的一种或多种。
实施例10
重复实施例8，只是第一加热段1、第二加热段3、冷却段5的高度比为8:1:5。解析塔A顶部设有第一解析塔气体入口A3，底部设有第二解析塔气体入口A4。从第一解析塔气体入口A3和第二解析塔气体入口A4引入保护性气体。所述保护性气体为氮气、氦气、二氧化碳中的一种或多种。
实施例11
一种利用实施例10所述的解析塔分离氯化氢与二氧化硫的活性炭解析方法，该方法包括：
1)吸附了污染物的活性炭从解析塔A的活性炭入口A1进入解析塔A，在重力作用下自上向下移动，依次经过解析塔A的第一加热段1、第一SRG气体释放段2、第二加热段3、第二SRG气体释放段4和冷却段5；
2)吸附了污染物的活性炭经过第一加热段1加热，从第一SRG气体释放段2释放出SRG-1混合气体；然后经过第二加热段3加热，从第二SRG气体释放段4释放出SRG-2混合气体；
3)解析完毕的活性炭经过冷却段5冷却后，从解析塔A的活性炭出口A2排出；
其中，SRG-1混合气体的主要成分为SO2。SRG-2混合气体的主要成分为HCl、SO2。
实施例12
重复实施例11，只是分别控制第一加热段1和第二加热段2内的温度，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2。SRG-2混合气体的主要成分为HCl。分别控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段1和第二加热段2内的停留时间，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2。SRG-2混合气体的主要成分为HCl。
实施例13
重复实施例12，只是控制第一加热段1内的温度为210℃。控制第二加热段2内的温度为380℃。
实施例14
重复实施例12，只是检测吸附了污染物的活性炭中SO2的浓度为CSO2，检测吸附了污染物的活性炭中HCl的浓度为CHCl。检测第一加热段1内的温度为T1，检测第二加热段3内的温度为T2。控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段1的停留时间t1，控制吸附了污染物的活性炭在第二加热段2内的停留时间t2。其中：
Figure BDA0003027331470000131
其中k1为SO2解析调整系数，取值为0.9。根据吸附了污染物的活性炭中SO2的浓度和第一加热段1内的温度，控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段1的停留时间为t1，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2。
Figure BDA0003027331470000132
其中k1为HCl解析调整系数，取值为0.5。根据吸附了污染物的活性炭中HCl的浓度和第二加热段3内的温度，控制吸附了污染物的活性炭在第二加热段3的停留时间为t2，使得SRG-2混合气体的主要成分为HCl。
实施例15
重复实施例14，只是所述吸附了污染物的活性炭中含有为硫化物、氯化物，任选地还含有氮化物、氟化物、二噁英中的一种或多种。从第一SRG气体释放段2释放出的SRG-1混合气体输送至硫资源化利用系统。从第二SRG气体释放段4释放出的SRG-2混合气体输送至氯资源化利用系统。
将本发明提出的分两段加热式解析与现有技术中采用一段式解析处理同一烧结机产生的烟气，其中烧结机产生烟气中二氧化硫占比为20％，氯化氢占比为5％。采用活性炭法吸附处理烧结烟气中的污染物，然后将吸附了污染物的活性炭输送至解析塔进行解析。将同一批次吸附了污染物的活性炭采用不同结构的解析塔进行解析，脱除活性炭上的污染物，进行试验，结果如下：
Figure BDA0003027331470000141
Figure BDA0003027331470000151
在本发明实验中，SRG混合气体为采用现有技术中的解析塔产生的，由解析塔排出的酸性污染气体。除了上述效果，采用本发明提出的分两段加热式解析，将烟气中含有的氯化氢及时排除，从而废水中含氯较低，将废水用于原料场洒水抑尘，后续采用活性炭吸附塔对烟气进行处理时，与现有技术中采用一段式解析相比，采用本申请工艺后的活性炭脱硝塔(二级活性炭吸附塔)的烟气入口的氯化氢结晶量大大减少，仅为现有工艺中活性炭脱硝塔烟气入口的氯化氢结晶量的2.5％。

Claims (11)

1.一种分离氯化氢与二氧化硫的活性炭解析方法，该方法包括：
1)吸附了污染物的活性炭从解析塔(A)的活性炭入口(A1)进入解析塔(A)，在重力作用下自上向下移动，依次经过解析塔(A)的第一加热段(1)、第一SRG气体释放段(2)、第二加热段(3)、第二SRG气体释放段(4)和冷却段(5)；
2)吸附了污染物的活性炭经过第一加热段(1)加热，从第一SRG气体释放段(2)释放出SRG-1混合气体；然后经过第二加热段(3)加热，从第二SRG气体释放段(4)释放出SRG-2混合气体；
3)解析完毕的活性炭经过冷却段(5)冷却后，从解析塔(A)的活性炭出口(A2)排出；
其特征在于：SRG-1混合气体的主要成分为SO2；SRG-2混合气体的主要成分为HCl和SO2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：分别控制第一加热段(1)和第二加热段(2)内的温度，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2；SRG-2混合气体的主要成分为HCl；和/或
分别控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段(1)和第二加热段(2)内的停留时间，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2；SRG-2混合气体的主要成分为HCl。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：控制第一加热段(1)内的温度为120-320℃，优选为130-300℃；控制第二加热段(2)内的温度大于320℃，优选为330-430℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：检测吸附了污染物的活性炭中SO2的浓度为CSO2，检测吸附了污染物的活性炭中HCl的浓度为CHCl；检测第一加热段(1)内的温度为T1，检测第二加热段(3)内的温度为T2；控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段(1)的停留时间t1，控制吸附了污染物的活性炭在第二加热段(2)内的停留时间t2；其中：
Figure FDA0003027331460000011
其中k1为SO2解析调整系数，取值为0.5-1，优选为0.8-0.9；根据吸附了污染物的活性炭中SO2的浓度和第一加热段(1)内的温度，控制吸附了污染物的活性炭在第一加热段(1)的停留时间为t1，使得SRG-1混合气体的主要成分为SO2；
Figure FDA0003027331460000012
其中k1为HCl解析调整系数，取值为0.2-7，优选为0.3-0.6；根据吸附了污染物的活性炭中HCl的浓度和第二加热段(3)内的温度，控制吸附了污染物的活性炭在第二加热段(3)的停留时间为t2，使得SRG-2混合气体的主要成分为HCl。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述吸附了污染物的活性炭中含有为硫化物、氯化物，任选地还含有氮化物、氟化物、二噁英中的一种或多种；和/或
从第一SRG气体释放段(2)释放出的SRG-1混合气体输送至硫资源化利用系统；从第二SRG气体释放段(4)释放出的SRG-2混合气体输送至氯资源化利用系统。
6.一种分离氯化氢与二氧化硫的解析塔或一种用于权利要求1-7中任一项所述方法的精准分离氯化氢与二氧化硫的解析塔，其特征在于：该解析塔(A)自上而下设置有活性炭入口(A1)、第一加热段(1)、第一SRG气体释放段(2)、第二加热段(3)、第二SRG气体释放段(4)、冷却段(5)、活性炭出口(A2)；其中：第一加热段(1)、第二加热段(3)和冷却段(5)为管壳式换热结构。
7.根据权利要求6所述的分离氯化氢与二氧化硫的解析塔，其特征在于：第一SRG气体释放段(2)上设有SRG-1混合气体出口(201)；第二SRG气体释放段(4)上设有SRG-2混合气体出口(401)。
8.根据权利要求6或7所述的分离氯化氢与二氧化硫的解析塔，其特征在于：所述第二加热段(3)的下部设有加热段气体入口(301)，第一加热段(1)的上部设有加热段气体出口(101)；解析塔(A)加热方式为：从加热段气体入口(301)引入热介质，热介质依次经过第二加热段(3)、第一加热段(1)后在加热段气体出口(101)排出解析塔；或者
第一加热段(1)的下部设有第一加热段气体入口(102)，第一加热段(1)的上部设有第一加热段气体出口(103)；第二加热段(3)的下部设有第二加热段气体入口(302)，第二加热段(3)的上部设有第二加热段气体出口(303)；解析塔(A)加热方式为：热介质从第一加热段气体入口(102)进入，对第一加热段(1)进行加热后从第一加热段气体出口(103)排出；热介质从第二加热段气体入口(302)进入，对第二加热段(3)进行加热后从第二加热段气体出口(303)排出。
9.根据权利要求8所述的分离氯化氢与二氧化硫的解析塔，其特征在于：有第二加热段气体出口(303)与第一加热段气体入口(102)连通；解析塔(A)加热方式为：热介质从加热段气体入口(301)引入，热介质经过第二加热段(3)进行加热后从第二加热段气体出口(303)排出，然后再从第一加热段气体入口(102)进入，对第一加热段(1)进行加热后从第一加热段气体出口(103)排出；和/或
所述冷却段(5)下部设有冷却段气体入口(501)，上部设有冷却段气体出口(502)；冷却段降温方式为：从冷却段气体入口(501)引入冷却介质，冷却介质对冷却段(5)进行换热后，从冷却段气体出口(502)排出解析塔。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的解析塔，其特征在于：
第一加热段(1)和/或第一SRG气体释放段(2)内设有第一温度检测装置(6)，第一温度检测装置(6)实时检测第一加热段(1)和/或第一SRG气体释放段(2)内活性炭的温度；和/或
第二加热段(3)和/或第二SRG气体释放段(4)内第二温度检测装置(7)，第二温度检测装置(7)实时检测第二加热段(3)和/或第二SRG气体释放段(4)内活性炭的温度。
11.根据权利要求6-10中任一项所述的解析塔，其特征在于：第一加热段(1)、第二加热段(3)、冷却段(5)的高度比为2-10:0.5-5:1-5，优选为4-8:1-3:1.5-4；作为优选，第一加热段(1)、第二加热段(3)的高度比为2-20:1，优选为3-15:1；和/或
解析塔(A)顶部设有第一解析塔气体入口(A3)，底部设有第二解析塔气体入口(A4)；从第一解析塔气体入口(A3)和第二解析塔气体入口(A4)引入保护性气体；作为优选，所述保护性气体为氮气、氦气、二氧化碳中的一种或多种。
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