CN113941214B - 一种串联式活性炭粉尘净化系统及其净化方法 - Google Patents
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Abstract
一种串联式活性炭粉尘净化系统，该系统包括净化罐(1)；净化罐(1)内自上而下设有风洗室(2)和风腔室(3)，风洗室(2)位于风腔室(3)的上方；风洗室(2)与风腔室(3)之间设有多孔分布板(4)；净化罐(1)的底部中心位置设有中心布风器(5)；净化罐(1)的侧壁上部设有活性炭进料口(6)，风洗室(2)的侧壁下部设有活性炭排料口(7)；净化罐(1)的顶部设有排烟通道(L1)。本发明采用串联溢流式粉尘净化装置，活性炭经过多层风洗室清洗，延长风洗时间，保证了粉尘净化效率。
Description
技术领域
本发明涉及活性炭粉尘的净化方法，具体涉及一种串联式活性炭粉尘净化系统及其净化方法，属于粉尘净化技术领域。
背景技术
活性炭烟气净化技术具有多污染物协同高效净化的优势，适应烧结烟气组分复杂(SO2、NOx、粉尘、O2、水蒸气、重金属)、温度波动大(110-180℃)的特点，已经成功应用到烧结烟气净化系统中，同时也推广到焦化、电力等多行业中，具备非常好的多污染物去除效果，在当前环保形势极其严峻的条件下，具有很大的推广空间。
活性炭烟气净化工艺包括吸附塔、再生塔、输送机三大主题设备，吸附塔塔体有效高度在30m左右，活性炭作为吸附剂与催化剂在吸附塔内完成对污染物的高效吸附，吸附了污染物的活性炭从上往下移动，通过输送系统送往再生塔进行加热再生，活性炭在移动的过程中由于自摩擦、解析磨损的作用，不可避免的产生损坏，由初始的具有完整形态的柱状活性炭变为不同粒径大小的较细活性炭混合物，这些活性炭在解析塔内经过加热再生后经过振动筛筛分去除粒径较小的部分，但不可避免的仍有较细粒径活性炭会进入吸附系统，同时，由于静电效应，大颗粒活性炭表面会覆盖超细炭粉，也会进入吸附系统。
现有技术中，对活性炭内普通粉粒体的分级通常是采用筛分法，然而目前最细的筛网孔径也只有20μm左右(即600目左右)，而对于直径1μm以上的粒子可通过直接拦截效果进行捕捉。而不到1μm的粒子要通过惯性撞击以及扩散拦截效果进行捕捉。
根据上述活性炭的工艺原理，从吸附塔出来的活性炭吸附后，通过直接拦截、惯性撞击以及扩散拦截等过程，活性炭表面及孔隙中夹杂大量粉尘等细微颗粒。进入解析塔后经过高温解析的作用还会产生大量的活性炭超细颗粒，例如不到1μm的粒子。解析之后经过筛分去除了一部分细微颗粒(筛网的孔隙1.2mm)，但是附着在活性炭表面及孔隙中的超细颗粒在活性炭的吸附作用下很难去除，导致活性炭烟气净化的粉尘排放浓度较高。
这些超细炭粉在吸附塔内会影响系统安全、增加运行成本，同时可能提高出口粉尘含量，因此控制进入吸附塔内的炭粉含量成为活性炭法烟气净化系统运行稳定及高效实现粉尘超低排放的关键。
因此，如何降低活性炭烟气净化的粉尘排放浓度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有粉尘去除功能的串联式活性炭粉尘净化系统及其净化方法。本发明利用活性炭颗粒流化，采用串联溢流式粉尘净化装置，解析筛分后的活性炭经过多层风洗室的清洗，从而净化活性炭粘附的超细粉尘，保证粉尘净化效率。
根据本发明的第一种实施方案，提供一种串联式活性炭粉尘净化系统。
一种串联式活性炭粉尘净化系统，该系统包括净化罐。净化罐内自上而下设有风洗室和风腔室，风洗室位于风腔室的上方。风洗室与风腔室之间设有多孔分布板。净化罐的底部中心位置设有中心布风器。净化罐的侧壁上部设有活性炭进料口，风洗室的侧壁下部设有活性炭排料口。净化罐的顶部设有排烟通道。
作为优选，该系统包括n个风洗室。其中，1≤n≤10，优选为2≤n≤8，更优选为3≤n≤6。
优选的是，n＞1时，n个风洗室自上而下依次串联设置在净化罐内，活性炭进料口与净化罐内最上部的风洗室连通，各个风洗室的侧壁下部均设有活性炭排料口。优选，相邻风洗室之间设有多孔分布板。
在本发明中，各个风洗室的活性炭排料口均连接有排料通道，排料通道的另一端连接至粉尘净化检测室。所述粉尘净化检测室设有进风口、烟气出口和活性炭出口。
在本发明中，该系统还包括设置在排料通道上的星型卸料阀。
优选的是，所述粉尘净化检测室的烟气出口处设有粉尘浓度检测装置。
在本发明中，该系统还包括设置在净化罐内的溢流管。作为优选，相邻的风洗室之间均设有溢流管。所述溢流管穿过多孔分布板，竖直设置在相邻的风洗室之间。作为优选，在相邻的两个风洗室中，所述溢流管伸入上部风洗室的高度为该风洗室内活性炭床层高度的1/3～2/3。
优选的是，相邻的风洗室之间设有多根溢流管，且多根溢流管在净化罐内呈现环形分布或沿着净化罐的圆周方向均匀的分布。优选，所述溢流管的直径大于活性炭颗粒的最大粒径值的5倍。
在本发明中，净化罐顶部的排烟通道上还设有筛板。作为优选，筛板的孔径为1.4～3mm，优选为1.5～2.5mm。
在本发明中，所述多孔分布板的开孔率为0.2～1.2％，更优选为0.3～1％。
优选的是，多孔分布板上的开孔孔径由下层多孔分布板向上层多孔分布板逐层增大。作为优选，位于风腔室与最下部风洗室之间的最下层多孔分布板的开孔孔径小于3mm，优选为小于1.4mm，更优选为小于1mm。
优选的是，该系统还包括布料装置。所述布料装置通过活性炭输送管道与净化罐的活性炭进料口连接。作为优选，所述布料装置为螺旋给料机。
在本发明中，该系统还包括设置在净化罐底部的风机。所述风机通过净化罐底部的中心布风器为系统提供除尘风量。
作为优选，净化罐顶部排烟通道的出风口经由烟气输送管道连接至净化罐底部中心布风器的进风口。
优选的是，烟气输送管道上设有烟气除尘装置和循环风机。优选，除尘装置位于循环风机的上游。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种串联式活性炭粉尘净化方法。
一种串联式活性炭粉尘净化方法或使用第一种实施方案中所述的系统来净化活性炭的方法，该方法包括以下步骤：
1)底部风机通过中心布风器布风进入风腔室，风腔室的风再通过多孔分布板和溢流管自下而上穿过n个风洗室，形成除尘气流；
2)解析筛分后的活性炭通过布料装置布入净化罐内；
3)活性炭进入风洗室与除尘气流均匀接触；控制除尘气流的流速，形成活性炭颗粒的流化状态，实现活性炭中超细粉尘的去除，超细粉尘随着气流从排烟通道排出；
4)经过流化风吹后的活性炭分别从各个风洗室的活性炭排料口排出。
在本发明中，该方法还包括：
5)排出后的活性炭经过星型卸料阀进入粉尘净化检测室，粉尘净化检测室通过控制进风流速，对活性炭进一步风洗；粉尘浓度检测装置对粉尘净化检测室烟气出口处的空气进行粉尘浓度检测；
当检测到的粉尘浓度小于等于10mg/m3，优选小于等于5mg/m3时，即为满足活性炭净化要求；
反之，则说明净化不达要求，此时通过控制星型卸料阀，来增加活性炭在风洗室的停留时间，直至粉尘浓度检测装置检测到粉尘净化检测室烟气出口处的空气粉尘浓度满足净化要求。
在本发明中，步骤1)中所述的n个风洗室的分布为：净化罐内自上而下依次为第n个风洗室、第n-1个风洗室……第1个风洗室。
优选的是，步骤3)中所述控制除尘气流的流速，具体为：控制除尘气流进入第n个风洗室的流速un为：
其中：un为除尘气流进入第n个风洗室的流速，d为待去除的活性炭中超细粉尘的粒径，d的取值为1.4～5.6mm，ρ为流体密度，μ为流体黏度，ρp为待去除的活性炭中超细粉尘的密度，g为重力加速度。
优选的是，步骤5)中，粉尘净化检测室控制进风流速u＝un。
作为优选，步骤3)中，气流携带超细粉尘经过排烟通道的筛板后，再通过烟气除尘装置除尘后循环至净化罐底部中心布风器的进风口。
在本发明中，所述串联式活性炭粉尘净化系统包括净化罐，净化罐为箱体或壳体。净化罐内自上而下设有风洗室和风腔室，风腔室设置在净化罐的最下部，风洗室设置在风腔室的上方。风洗室与风腔室之间设有多孔分布板。净化罐的侧壁上部设有活性炭进料口，风洗室的侧壁下部设有活性炭排料口，活性炭进料口位于活性炭排料口的上方。净化罐的顶部设有排烟通道，用于风洗后携带粉尘的气流排出。净化罐的底部中心位置(即风腔室的底部中心位置)设有中心布风器，中心布风器与风机连接，在系统运行时，风机通过中心布风器为系统提供除尘风量。
作为优选方案，本发明的串联式活性炭粉尘净化系统设有多个(或多层)风洗室和一个风腔室，多个风洗室自上而下依次串联设置在净化罐内，且位于风腔室的上方。活性炭进料口与净化罐内最上部的风洗室连通，即活性炭进料口设置在位于最上方的风洗室的侧壁上部。每个风洗室的侧壁下部均设有活性炭排料口。解析筛分后的活性炭通过活性炭进料口布入最上方的风洗室中，活性炭自上而下依次经过各个风洗室的清洗，其中没能穿过多孔分布板而停留在相应风洗室的部分大颗粒活性炭则从该风洗室的活性炭排料口排出，从而避免自下而上被流化风吹的超细粉尘穿过多孔分布板再次粘附在大颗粒活性炭上，保证了活性炭粉尘的净化效果。多个风洗室的串联设置，能够实现活性炭的连续多次风洗，延长活性炭的风洗时间，从而保证粉尘净化的效率。在本发明中，风洗室的数量不做限制，风洗室的数量可以根据实际生产需要进行调整设置，例如风洗室的数量为n，1≤n≤10，优选为2≤n≤8，更优选为3≤n≤6。
在本发明中，所述串联式活性炭粉尘净化系统还包括能够间接检测活性炭粉尘净化效率的装置。通过间接法检测粉尘净化效率的装置主要包括设置在活性炭排料口处的粉尘净化检测室和设置在粉尘净化检测室烟气出口处的粉尘浓度检测装置。在本发明中，每个风洗室均设有活性炭排料口，每个活性炭排料口均连接有排料通道，排料通道的另一端连接至粉尘净化检测室。粉尘净化检测室设有进风口、烟气出口和活性炭出口。其中，粉尘净化检测室的烟气出口处设有粉尘浓度检测装置。
当风洗室的活性炭从活性炭排料口经由排料通道排出后，活性炭进入粉尘净化检测室，粉尘净化检测室通过控制风速，对活性炭进行进一步风洗，粉尘浓度检测装置对粉尘净化检测室烟气出口处的空气(或气流)进行粉尘浓度检测，从而判断粉尘净化是否满足要求。优选，本发明在排料通道上还设有星型卸料阀，当粉尘浓度检测装置检测到的粉尘浓度满足净化要求时，正常排料；当粉尘浓度检测装置检测到的粉尘浓度不满足净化要求时，调整星型卸料阀的阀门开度，来增加活性炭在风洗室的停留时间，直至粉尘净化检测室烟气出口处的空气粉尘浓度达到净化要求。在本发明中，粉尘净化检测室烟气出口处的空气粉尘浓度小于等于10mg/m3(优选小于等于5mg/m3)，则认为风洗后的活性炭粉尘浓度满足净化要求。
作为优选方案，本发明还包括溢流管的设置。所述溢流管穿过多孔分布板，(竖直)设置在相邻的风洗室之间。一般来说，在相邻的两个风洗室中，溢流管伸入上部风洗室的高度为该风洗室内活性炭床层高度的1/3～2/3。而且，溢流管的直径大于活性炭颗粒的最大粒径值的5倍，即大于56mm(活性炭颗粒的最大粒径值为11.2mm)。溢流管的这一高度设置和管径设置，能够实现活性炭料位的控制，当风洗室内料位过高时，部分活性炭能够迅速通过溢流管溢流排出，防止冒罐。同时，溢流管还起到通气和平衡压力的作用，从风洗室底部进入的风对进入该风洗室的活性炭进行流化风洗，风洗后携带粉尘的气流自下而上穿过溢流管和多孔分布板进入上部风洗室再次风洗或经由上方的排烟通道排出。为了使溢流管的作用发挥更好，本发明中相邻的风洗室之间设置多根溢流管，且多根溢流管在净化罐内呈现环形分布或沿着净化罐的圆周方向均匀的分布。
在本发明中，净化罐顶部的排烟通道上还设有筛板，筛板用于拦截活性炭流化风洗过程中由于风量控制失常等意外情况带走的大颗粒活性炭。本发明的粉尘净化目标在于去除粒径小于等于1.4mm的粉尘，因此，筛板的孔径可设置为1.4～3mm，优选为1.5～2.5mm。进一步优选，在本发明中，从净化罐顶部排烟通道排出的气流经过烟气除尘后循环至底部中心布风器的进风口，提供部分除尘风量，减少运行成本。
在本发明中，所述风腔室与风洗室之间设有多孔分布板，相邻的风洗室之间也设有多孔分布板。为了实现风洗室内气流的均匀分布，所述多孔分布板的开孔率为0.2～1.2％，优选为0.3～1％。另外，本发明所要去除的粉尘(粒径小于等于1.4mm的粉尘)能够透过多孔分布板进入上部的风洗室并从排烟通道排出，因此，多孔分布板的开孔孔径有一定的限制。首先，位于最下层的多孔分布板，即位于风腔室与最下部风洗室之间的多孔分布板，由于该层多孔分布板仅需要满足风腔室的风能够穿过多孔分布板均匀进入风洗室，因此，最下层多孔分布板的开孔孔径可设置为小于3mm，优选为小于1.4mm，更优选为小于1mm，在实现除尘气流穿过的同时，又能避免活性炭或者粉尘进入风腔室。而上层多孔分布板的开孔孔径则在最下层多孔分布板开孔孔径的基础上逐层增大，一方面减小除尘气流向上穿过活性炭的阻力，另一方面，即使有部分活性炭或者粉尘穿过多孔分布板进入下部风洗室，由于本发明对除尘气流流速的控制，同时每一层风洗室均设有活性炭排料口，因此也不影响活性炭的风洗和粉尘的去除。
需要说明的是，在本发明中，活性炭(通过布料装置)布入净化罐之前，先进风，再进料，从而防止活性炭摔破，也便于活性炭更好地形成颗粒流化状态，以去除活性炭粘附的超细粉尘。而解析筛分后的活性炭分布如下表所示。
| 粒径分布/mm | ≥11.2 | 5.6-11.2 | 1.4-5.6 | ≤1.4 |
| 振动筛上料/％ | 0 | 74.4 | 25 | 0.6 |
本发明的粉尘净化目标在于去除占比0.6％的1.4mm以下的粉尘，但不能去除占比74.4％的活性炭颗粒。
在本发明中，控制进入净化罐内第n个风洗室(即最上部风洗室)的除尘气流的流速un为：
此处需要说明的是，流速un为使得粒径为d的活性炭超细粉尘颗粒处于流化状态的风速。本发明的粉尘净化目标在于去除粒径小于等于1.4mm的粉尘，同时保留粒径在5.6～11.2mm的活性炭，因此，式(1)中的d的取值范围可取1.4～5.6mm，即相应的风速使得1.4～5.6mm的活性炭颗粒处于流化状态以更好的实现气固接触除尘，此时，小于等于1.4mm的粉尘则全部被吹走(从顶部排烟通道排出)，5.6～11.2mm的活性炭则被保留，从而保证活性炭粉尘的净化效率。而且，由于系统所需的除尘风量是通过底部风机和中心布风器从净化罐底部布风进入风腔室，因此自下而上进入上部风洗室的风量是在减少的，也就是说，除尘气流进入净化罐下部风洗室的风速要大于进入上部风洗室的风速，即u1＞u2＞……＞un，即活性炭经过任一风洗室的风洗，都能实现小于等于1.4mm的粉尘全部被吹走。
此外，每层风洗室净化后的活性炭从排料通道排出后，活性炭进入粉尘净化检测室，粉尘净化检测室通过控制风速u＝un，对活性炭进行再一次流化风洗，进而进一步保证粉尘净化的效果。
一般，净化罐的高度为5～18m，优选为6～15m，更优选为7～12m。净化罐的外直径一般为4～20m，优选为5～18m，更优选为6～15m。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：
1、本发明中多层风洗室串联设置，利用活性炭颗粒流化，实现活性炭中超细粉尘的去除，同时保留大颗粒活性炭；
2、本发明采用串联溢流式粉尘净化装置，活性炭经过多层风洗室清洗，延长风洗时间，保证了粉尘净化效率；
3、本发明在活性炭排料口设置粉尘净化检测室和粉尘浓度检测装置，在对活性炭粉尘净化效率进行检测的同时，对排出的活性炭进行再一次流化风洗，进一步保证了活性炭的风洗效果；
4、本发明提供了一种活性炭粉尘净化评价方法，通过活性炭净化后空气粉尘浓度检测，评价活性炭粉尘净化效率是否满足要求，在粉尘净化效率不达要求的情况下通过星型卸料阀的调节来延长活性炭在风洗室的停留时间，直至粉尘浓度检测满足净化要求，实现反馈调节，从而保证活性炭的粉尘净化效果。
附图说明
图1为本发明一种串联式活性炭粉尘净化系统的结构示意图；
图2为本发明另一种串联式活性炭粉尘净化系统的结构示意图；
图3为本发明的活性炭粉尘净化系统用于活性炭烟气处理工艺的流程图。
图3中：为降低进入烟气净化系统中的粉尘含量，在活性炭烟气净化工艺上增加了本发明的活性炭粉尘净化系统。
附图标记：
1：净化罐；2：风洗室；3：风腔室；4：多孔分布板；5：中心布风器；6：活性炭进料口；7：活性炭排料口；8：粉尘净化检测室；801：进风口；802：烟气出口；803：活性炭出口；9：星型卸料阀；10：粉尘浓度检测装置；11：溢流管；12：筛板；13：布料装置；14：烟气除尘装置；15：循环风机；
L1：排烟通道；L2：排料通道；L3：活性炭输送管道；L4：烟气输送管道。
具体实施方式
根据本发明的第一种实施方案，提供一种串联式活性炭粉尘净化系统。
一种串联式活性炭粉尘净化系统，该系统包括净化罐1。净化罐1内自上而下设有风洗室2和风腔室3，风洗室2位于风腔室3的上方。风洗室2与风腔室3之间设有多孔分布板4。净化罐1的底部中心位置设有中心布风器5。净化罐1的侧壁上部设有活性炭进料口6，风洗室2的侧壁下部设有活性炭排料口7。净化罐1的顶部设有排烟通道L1。
作为优选，该系统包括n个风洗室2。其中，1≤n≤10，优选为2≤n≤8，更优选为3≤n≤6。
优选的是，n＞1时，n个风洗室2自上而下依次串联设置在净化罐1内，活性炭进料口6与净化罐1内最上部的风洗室2连通，各个风洗室2的侧壁下部均设有活性炭排料口7。优选，相邻风洗室2之间设有多孔分布板4。
在本发明中，各个风洗室2的活性炭排料口7均连接有排料通道L2，排料通道L2的另一端连接至粉尘净化检测室8。所述粉尘净化检测室8设有进风口801、烟气出口802和活性炭出口803。
在本发明中，该系统还包括设置在排料通道L2上的星型卸料阀9。
优选的是，所述粉尘净化检测室8的烟气出口802处设有粉尘浓度检测装置10。
在本发明中，该系统还包括设置在净化罐1内的溢流管11。作为优选，相邻的风洗室2之间均设有溢流管11。所述溢流管11穿过多孔分布板4，竖直设置在相邻的风洗室2之间。作为优选，在相邻的两个风洗室2中，所述溢流管11伸入上部风洗室2的高度为该风洗室2内活性炭床层高度的1/3～2/3。
优选的是，相邻的风洗室2之间设有多根溢流管11，且多根溢流管11在净化罐1内呈现环形分布或沿着净化罐1的圆周方向均匀的分布。优选，所述溢流管11的直径大于活性炭颗粒的最大粒径值的5倍。
在本发明中，净化罐1顶部的排烟通道L1上还设有筛板12。作为优选，筛板12的孔径为1.4～3mm，优选为1.5～2.5mm。
在本发明中，所述多孔分布板4的开孔率为0.2～1.2％，更优选为0.3～1％。
优选的是，多孔分布板4上的开孔孔径由下层多孔分布板4向上层多孔分布板4逐层增大。作为优选，位于风腔室3与最下部风洗室2之间的最下层多孔分布板4的开孔孔径小于3mm，优选为小于1.4mm，更优选为小于1mm。
优选的是，该系统还包括布料装置13。所述布料装置13通过活性炭输送管道L3与净化罐1的活性炭进料口6连接。作为优选，所述布料装置13为螺旋给料机。
在本发明中，该系统还包括设置在净化罐1底部的风机。所述风机通过净化罐1底部的中心布风器5为系统提供除尘风量。
作为优选，净化罐1顶部排烟通道L1的出风口经由烟气输送管道L4连接至净化罐1底部中心布风器5的进风口。
优选的是，烟气输送管道L4上设有烟气除尘装置14和循环风机15。优选，除尘装置14位于循环风机15的上游。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种串联式活性炭粉尘净化方法。
一种串联式活性炭粉尘净化方法或使用第一种实施方案中所述的系统来净化活性炭的方法，该方法包括以下步骤：
1)底部风机通过中心布风器5布风进入风腔室3，风腔室3的风再通过多孔分布板4和溢流管11自下而上穿过n个风洗室2，形成除尘气流；
2)解析筛分后的活性炭通过布料装置13布入净化罐1内；
3)活性炭进入风洗室2与除尘气流均匀接触；控制除尘气流的流速，形成活性炭颗粒的流化状态，实现活性炭中超细粉尘的去除，超细粉尘随着气流从排烟通道L1排出；
4)经过流化风吹后的活性炭分别从各个风洗室2的活性炭排料口7排出。
在本发明中，该方法还包括：
5)排出后的活性炭经过星型卸料阀9进入粉尘净化检测室8，粉尘净化检测室8通过控制进风流速，对活性炭进一步风洗；粉尘浓度检测装置10对粉尘净化检测室8烟气出口802处的空气进行粉尘浓度检测；
当检测到的粉尘浓度小于等于10mg/m3，优选小于等于5mg/m3时，即为满足活性炭净化要求；
反之，则说明净化不达要求，此时通过控制星型卸料阀9，来增加活性炭在风洗室2的停留时间，直至粉尘浓度检测装置10检测到粉尘净化检测室8烟气出口802处的空气粉尘浓度满足净化要求。
在本发明中，步骤1)中所述的n个风洗室2的分布为：净化罐1内自上而下依次为第n个风洗室、第n-1个风洗室……第1个风洗室。
优选的是，步骤3)中所述控制除尘气流的流速，具体为：控制除尘气流进入第n个风洗室的流速un为：
其中：un为除尘气流进入第n个风洗室的流速，d为待去除的活性炭中超细粉尘的粒径，d的取值为1.4～5.6mm，ρ为流体密度，μ为流体黏度，ρp为待去除的活性炭中超细粉尘的密度，g为重力加速度。
优选的是，步骤5)中，粉尘净化检测室8控制进风流速u＝un。
作为优选，步骤3)中，气流携带超细粉尘经过排烟通道L1的筛板12后，再通过烟气除尘装置14除尘后循环至净化罐1底部中心布风器5的进风口。
实施例1
如图1所示，一种串联式活性炭粉尘净化系统，该系统包括净化罐1。净化罐1内自上而下设有风洗室2和风腔室3，风洗室2位于风腔室3的上方。风洗室2与风腔室3之间设有多孔分布板4。净化罐1的底部中心位置设有中心布风器5。净化罐1的侧壁上部设有活性炭进料口6，风洗室2的侧壁下部设有活性炭排料口7。净化罐1的顶部设有排烟通道L1。
该系统包括2个风洗室2。2个风洗室2自上而下串联设置在净化罐1内，活性炭进料口6与净化罐1内上部的风洗室2连通，2个风洗室2的侧壁下部均设有活性炭排料口7。相邻风洗室2之间设有多孔分布板4。
实施例2
重复实施例1，只是2个风洗室2的活性炭排料口7均连接有排料通道L2，排料通道L2的另一端连接至粉尘净化检测室8。所述粉尘净化检测室8设有进风口801、烟气出口802和活性炭出口803。该系统还包括设置在排料通道L2上的星型卸料阀9。所述粉尘净化检测室8的烟气出口802处设有粉尘浓度检测装置10。
实施例3
重复实施例2，只是该系统还包括设置在净化罐1内的溢流管11。相邻的风洗室2之间均设有溢流管11。所述溢流管11穿过多孔分布板4，竖直设置在相邻的风洗室2之间。在相邻的两个风洗室2中，所述溢流管11伸入上部风洗室2的高度为该风洗室2内活性炭床层高度的2/3。
相邻的风洗室2之间设有2根溢流管11，且2根溢流管11在净化罐1内对称分布。所述溢流管11的直径大于活性炭颗粒的最大粒径值的5倍。
实施例4
重复实施例3，只是净化罐1顶部的排烟通道L1上还设有筛板12。筛板12的孔径为1.5mm。
实施例5
重复实施例4，只是所述多孔分布板4的开孔率为0.6％。多孔分布板4上的开孔孔径由下层多孔分布板4向上层多孔分布板4逐层增大。其中，位于风腔室3与下部风洗室2之间的最下层多孔分布板4的开孔孔径小于3mm。
实施例6
重复实施例5，只是该系统还包括布料装置13。所述布料装置13通过活性炭输送管道L3与净化罐1的活性炭进料口6连接。所述布料装置13为螺旋给料机。
实施例7
重复实施例6，只是该系统还包括设置在净化罐1底部的风机。所述风机通过净化罐1底部的中心布风器5为系统提供除尘风量。
实施例8
如图2所示，重复实施例7，只是净化罐1顶部排烟通道L1的出风口经由烟气输送管道L4连接至净化罐1底部中心布风器5的进风口。烟气输送管道L4上设有烟气除尘装置14和循环风机15。除尘装置14位于循环风机15的上游。
实施例9
重复实施例3，只是相邻的风洗室2之间设有4根溢流管11，且4根溢流管11沿着净化罐1的圆周方向均匀的分布。
实施例10
一种串联式活性炭粉尘净化方法，使用实施例8中的净化系统，该方法包括以下步骤：
1)底部风机通过中心布风器5布风进入风腔室3，风腔室3的风再通过多孔分布板4和溢流管11自下而上穿过2个风洗室2，形成除尘气流；
2)解析筛分后的活性炭通过布料装置13布入净化罐1内；
3)活性炭进入风洗室2与除尘气流均匀接触；控制除尘气流的流速，形成活性炭颗粒的流化状态，实现活性炭中超细粉尘的去除，超细粉尘随着气流从排烟通道L1排出；
4)经过流化风吹后的活性炭分别从各个风洗室2的活性炭排料口7排出。
实施例11
重复实施例10，只是该方法还包括：
5)排出后的活性炭经过星型卸料阀9进入粉尘净化检测室8，粉尘净化检测室8通过控制进风流速，对活性炭进一步风洗；粉尘浓度检测装置10对粉尘净化检测室8烟气出口802处的空气进行粉尘浓度检测；
当检测到的粉尘浓度小于等于5mg/m3时，即为满足活性炭净化要求；
反之，则说明净化不达要求，此时通过控制星型卸料阀9，来增加活性炭在风洗室2的停留时间，直至粉尘浓度检测装置10检测到粉尘净化检测室8烟气出口802处的空气粉尘浓度满足净化要求。
实施例12
重复实施例11，只是步骤1)中所述的2个风洗室2的分布为：净化罐1内自上而下依次为第2个风洗室、第1个风洗室。
步骤3)中所述控制除尘气流的流速，具体为：控制除尘气流进入第2个风洗室的流速u2为：
其中：待去除的活性炭中超细粉尘的粒径d＝2mm＝0.002m，空气密度ρ＝1.205kg/m3，空气黏度μ＝0.00001809Pa·s，待去除的活性炭中超细粉尘的密度ρp＝1074kg/h，重力加速度g＝9.8m/s2；
即控制除尘气流进入第2个风洗室的流速为1.4m/s。
实施例13
重复实施例12，只是步骤5)中，粉尘净化检测室8控制进风流速u＝u2＝1.4m/s。
实施例14
重复实施例13，只是步骤3)中，气流携带超细粉尘经过排烟通道L1的筛板12后，再通过烟气除尘装置14除尘后循环至净化罐1底部中心布风器5的进风口。
Claims (27)
1.一种串联式活性炭粉尘净化系统，该系统包括净化罐(1)；净化罐(1)内自上而下设有风洗室(2)和风腔室(3)，风洗室(2)位于风腔室(3)的上方；风洗室(2)与风腔室(3)之间设有多孔分布板(4)；净化罐(1)的底部中心位置设有中心布风器(5)；净化罐(1)的侧壁上部设有活性炭进料口(6)，风洗室(2)的侧壁下部设有活性炭排料口(7)；净化罐(1)的顶部设有排烟通道(L1)；
其中，该系统包括n个风洗室(2)；n个风洗室(2)自上而下依次串联设置在净化罐(1)内，活性炭进料口(6)与净化罐(1)内最上部的风洗室(2)连通，各个风洗室(2)的侧壁下部均设有活性炭排料口(7)；相邻风洗室(2)之间设有多孔分布板(4)；2≤n≤8；各个风洗室(2)的活性炭排料口(7)均连接有排料通道(L2)，排料通道(L2)的另一端连接至粉尘净化检测室(8)；所述粉尘净化检测室(8)设有进风口(801)、烟气出口(802)和活性炭出口(803)；所述粉尘净化检测室(8)的烟气出口(802)处设有粉尘浓度检测装置(10)；该系统还包括设置在净化罐(1)内的溢流管(11)；相邻的风洗室(2)之间均设有溢流管(11)；所述溢流管(11)穿过多孔分布板(4)，竖直设置在相邻的风洗室(2)之间。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：3≤n≤6。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：该系统还包括设置在排料通道(L2)上的星型卸料阀(9)。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在相邻的两个风洗室(2)中，所述溢流管(11)伸入上部风洗室(2)的高度为该风洗室(2)内活性炭床层高度的1/3～2/3。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：相邻的风洗室(2)之间设有多根溢流管(11)，且多根溢流管(11)在净化罐(1)内呈现环形分布或沿着净化罐(1)的圆周方向均匀的分布。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述溢流管(11)的直径大于活性炭颗粒的最大粒径值的5倍。
7.根据权利要求1-2、4-6中任一项所述的系统，其特征在于：净化罐(1)顶部的排烟通道(L1)上还设有筛板(12)。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：净化罐(1)顶部的排烟通道(L1)上还设有筛板(12)。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：筛板(12)的孔径为1.4～3mm。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：筛板(12)的孔径为1.5～2.5mm。
11.根据权利要求1-6、8-10中任一项所述的系统，其特征在于：所述多孔分布板(4)的开孔率为0.2～1.2％。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：所述多孔分布板(4)的开孔率为0.3～1％。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：多孔分布板(4)上的开孔孔径由下层多孔分布板(4)向上层多孔分布板(4)逐层增大。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于：位于风腔室(3)与最下部风洗室(2)之间的最下层多孔分布板(4)的开孔孔径小于3mm。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于：位于风腔室(3)与最下部风洗室(2)之间的最下层多孔分布板(4)的开孔孔径小于1.4mm。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于：位于风腔室(3)与最下部风洗室(2)之间的最下层多孔分布板(4)的开孔孔径小于1mm。
17.根据权利要求1-6、9-10、12-16中任一项所述的系统，其特征在于：该系统还包括布料装置(13)；所述布料装置(13)通过活性炭输送管道(L3)与净化罐(1)的活性炭进料口(6)连接；和/或
该系统还包括设置在净化罐(1)底部的风机；所述风机通过净化罐(1)底部的中心布风器(5)为系统提供除尘风量。
18.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：该系统还包括布料装置(13)；所述布料装置(13)通过活性炭输送管道(L3)与净化罐(1)的活性炭进料口(6)连接；和/或
该系统还包括设置在净化罐(1)底部的风机；所述风机通过净化罐(1)底部的中心布风器(5)为系统提供除尘风量。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于：所述布料装置(13)为螺旋给料机。
20.根据权利要求1-6、8-10、12-16中任一项所述的系统，其特征在于：净化罐(1)顶部排烟通道(L1)的出风口经由烟气输送管道(L4)连接至净化罐(1)底部中心布风器(5)的进风口。
21.根据权利要求18所述的系统，其特征在于：净化罐(1)顶部排烟通道(L1)的出风口经由烟气输送管道(L4)连接至净化罐(1)底部中心布风器(5)的进风口。
22.根据权利要求20所述的系统，其特征在于：烟气输送管道(L4)上设有烟气除尘装置(14)和循环风机(15)；除尘装置(14)位于循环风机(15)的上游。
23.根据权利要求21所述的系统，其特征在于：烟气输送管道(L4)上设有烟气除尘装置(14)和循环风机(15)；除尘装置(14)位于循环风机(15)的上游。
24.使用权利要求23所述的系统来净化活性炭的方法，该方法包括以下步骤：
1)底部风机通过中心布风器(5)布风进入风腔室(3)，风腔室(3)的风再通过多孔分布板(4)和溢流管(11)自下而上穿过n个风洗室(2)，形成除尘气流；
2)解析筛分后的活性炭通过布料装置(13)布入净化罐(1)内；
3)活性炭进入风洗室(2)与除尘气流均匀接触；控制除尘气流的流速，形成活性炭颗粒的流化状态，实现活性炭中超细粉尘的去除，超细粉尘随着气流从排烟通道(L1)排出；
4)经过流化风吹后的活性炭分别从各个风洗室(2)的活性炭排料口(7)排出；
5)排出后的活性炭经过星型卸料阀(9)进入粉尘净化检测室(8)，粉尘净化检测室(8)通过控制进风流速，对活性炭进一步风洗；粉尘浓度检测装置(10)对粉尘净化检测室(8)烟气出口(802)处的空气进行粉尘浓度检测；
当检测到的粉尘浓度小于等于10mg/m3时，即为满足活性炭净化要求；
反之，则说明净化不达要求，此时通过控制星型卸料阀(9)，来增加活性炭在风洗室(2)的停留时间，直至粉尘浓度检测装置(10)检测到粉尘净化检测室(8)烟气出口(802)处的空气粉尘浓度满足净化要求。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于：步骤5)中，当检测到的粉尘浓度小于等于5mg/m3时，即为满足活性炭净化要求；
反之，则说明净化不达要求，此时通过控制星型卸料阀(9)，来增加活性炭在风洗室(2)的停留时间，直至粉尘浓度检测装置(10)检测到粉尘净化检测室(8)烟气出口(802)处的空气粉尘浓度满足净化要求。
26.根据权利要求24-25中任一项所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述的n个风洗室(2)的分布为：净化罐(1)内自上而下依次为第n个风洗室、第n-1个风洗室……第1个风洗室；
步骤3)中所述控制除尘气流的流速，具体为：控制除尘气流进入第n个风洗室的流速un为：
其中：un为除尘气流进入第n个风洗室的流速，d为待去除的活性炭中超细粉尘的粒径，ρ为流体密度，μ为流体黏度，ρp为待去除的活性炭中超细粉尘的密度，g为重力加速度。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于：步骤5)中，粉尘净化检测室(8)控制进风流速u＝un；和/或
步骤3)中，气流携带超细粉尘经过排烟通道(L1)的筛板(12)后，再通过烟气除尘装置(14)除尘后循环至净化罐(1)底部中心布风器(5)的进风口。
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