CN114042363A

CN114042363A - 一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔及方法

Info

Publication number: CN114042363A
Application number: CN202111264727.7A
Authority: CN
Inventors: 邢相栋; 王岐; 郑建潞; 杜月利; 沈童; 沈正华; 宋佳乐
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2041-10-28
Also published as: CN114042363B

Abstract

本发明公开一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔及方法，吸附塔包括吸附塔塔体，吸附塔塔体的内腔设有内侧向下倾斜的环形挡板，环形挡板的外缘与吸附塔塔体的内表面连接。本发明抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔中，在吸附塔塔体的内腔设有内侧向下倾斜的环形挡板，当活性炭从上往下移动至环形挡板装置区间时，活性炭从原来状态变为较挤压状态。当活性炭移动通过环形挡板装置后，活性炭从较挤压状态变为较分散状态，从而改善活性炭透气性，进而抑制脱硫脱硝活性炭自燃。本发明具有结构简单、易于实施的特点，实际应用有很大意义。

Description

一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔及方法

技术领域

本发明属于烧结烟气处理领域，特别涉及一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔及方法。

背景技术

近年来，环境问题越来越受到大众的关注，为了实现可持续发展，已不断加强对燃煤设施二氧化硫和氮氧化物排放量的控制。活性炭吸附法具有脱硫脱硝效率高、投资小、操作温度低等优点，被认为是一种最有发展前景的脱硫脱硝方法。但是，由于活性炭易燃，且活性炭吸附SO₂等污染物的过程是放热过程。进入吸附塔的待净化烟气的初始温度较高，一般为120-140℃。加之工况波动、吸附塔散热不畅、局部蓄热等问题。使得吸附塔内活性炭床层(料柱)整体或局部的温度极易超过安全范围，导致活性炭发生自燃现象，引发安全问题。活性炭自燃会造成严重的环境污染。因此，开发一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的装置及方法具有重要的现实意义。

目前，抑制活性炭自燃的方法主要是通过降低吸附塔内温度。由中冶长天国际工程有限责任公司申请的《活性炭脱硫吸附塔温度控制方法及装置》(专利号：201910968750.0)是通过实时获取吸附塔内各个温度监测点处的值，计算每点升温速率。当至少一个温度监测点的一次升温速率满足预设预警条件时，根据速率与等级的预设对应关系，对吸附塔的风险等级进行一次判别，最后执行命中的风险等级对应的控制操作。该发明可实现吸附塔的超温预警时间提前，但存在部分区域有温度监测漏洞问题，仍然会存在活性炭温度会超过安全范围的风险；由中冶长天国际工程有限责任公司申请的《包括烟气控温的烟气脱硫脱硝装置》(专利号：201420736235.2)是通过在活性炭吸附塔的上游或前端对烧结烟气同时采用了喷水降温与兑冷风降温，在吸附塔中多位点喷氨，进而控制吸附塔中活性炭床层温度在合理范围。该发明主要从工艺控制角度监测活性炭床层温度，未能从根本上解决活性炭中存在温度聚集区问题。综上可以看出，目前抑制脱硫脱硝活性炭自燃主要是从工艺调控角度入手，但仍存在活性炭发生自燃的风险，因此亟需提供一种更为有效的手段来防止活性炭发生自燃。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔及方法，本发明从改善活性炭透气性角度出发，通过对吸附塔进行结构改进，以抑制脱硫脱硝活性炭自燃。

本发明采用的技术方案如下：

一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔，包括吸附塔塔体，吸附塔塔体的内腔设有内侧向下倾斜的环形挡板，环形挡板的外缘与吸附塔塔体的内表面连接。

优选的，环形挡板上设有冷却装置。

优选的，所述冷却装置包括设置于环形挡板内的冷却通道以及与所述冷却通道连接的冷却水循环系统。

优选的，环形挡板的形状为圆台形的侧面，环形挡板的轴线与吸附塔塔体的轴线同轴。

优选的，环形挡板与吸附塔塔体轴线之间的夹角为20°-30°。

优选的，环形挡板侧面的母线长度为吸附塔塔体内径的13％-15％。

优选的，环形挡板外缘的安装高度为吸附塔塔体高度的50％-60％。

本发明还提供了一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的方法，该方法采用本发明如上所述的抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔进行，包括如下过程：

吸附塔塔体内位于环形挡板上方的活性炭颗粒移动至环形挡板处时，活性炭从原来的状态变为较挤压的状态，当活性炭颗粒移动通过环形挡板后，活性炭颗粒从较挤压状态变为较分散状态，从而改善活性炭的透气性、进而抑制脱硫脱硝活性炭自燃。

优选的，环形挡板上设置冷却装置；

当吸附塔塔体内位于环形挡板上方的活性炭颗粒移动至环形挡板处、活性炭从原来的状态变为较挤压的状态时，通过冷却装置对较挤压状态的活性炭进行降温。

优选的，所述冷却装置包括设置于环形挡板内的冷却通道以及与所述冷却通道连接的冷却水循环系统；

冷却通道内连续通冷却水，冷却水流速控制为0.5-1.0m/s。

本发明具有如下有益效果：

本发明抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔中，在吸附塔塔体的内腔设有内侧向下倾斜的环形挡板，当活性炭从上往下移动至环形挡板装置区间时，活性炭从原来状态变为较挤压状态。当活性炭移动通过环形挡板装置后，活性炭从较挤压状态变为较分散状态，从而改善活性炭透气性，进而抑制脱硫脱硝活性炭自燃。本发明具有结构简单、易于实施的特点，实际应用有很大意义。

附图说明

图1为本发明抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔中挡板与塔体的安装结构示意图

图2(a)为本发明抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔的第一主视图(其中，H为吸附塔塔身的高度，h为挡板的安装高度，L为挡板斜面长度，α为挡板的斜面与吸附塔垂直面之间的夹角，S为吸附塔塔体的内径)；图2(b)为本发明抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔的第二主视图；图2(c)为本发明抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔的俯视视图；

图3为本发明抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔的工作原理示意图。

图中，1-吸附塔塔体，2-环形挡板，3-冷却设备，4-活性炭颗粒。

具体实施方式

以下通过附图和实施例来对本发明作进一步说明：

参照图1、图2(a)～图2(c)以及图3，本发明抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔，包括吸附塔塔体1，吸附塔塔体1的内腔设有内侧向下倾斜的环形挡板2，环形挡板2的外缘与吸附塔塔体1的内表面连接。如图3所示，上方的图为活性炭颗粒从上往下移动至环形挡板时的示意图，活性炭从原来状态变为较挤压状态，下方的图为活性炭颗粒移动通过环形挡板后的示意图，活性炭从较挤压状态变为较分散状态，因此改善了活性炭透气性，进而抑制脱硫脱硝活性炭自燃。

作为本发明优选的实施方案，如图1所示，环形挡板2上设有冷却装置，通过设置冷却装置能够降低吸附塔内温度，从而抑制脱硫脱硝活性炭自燃。

作为本发明优选的实施方案，所述冷却装置包括设置于环形挡板2内的冷却通道以及与所述冷却通道连接的冷却水循环系统，通过冷却水进行冷却，可以提高冷却效率，可控性也较好。

作为本发明优选的实施方案，环形挡板2的形状为圆台形的侧面，环形挡板2的轴线与吸附塔塔体1的轴线同轴，该形状的环形挡板2结构简单，易于制作。

作为本发明优选的实施方案，环形挡板2与吸附塔塔体1轴线之间的夹角为20°-30°，在该角度下即方便活性炭的顺畅通行，还能够保证活性炭通过环形挡板2后进行有效分散，有利于提高活性炭的透气性。

作为本发明优选的实施方案，环形挡板2侧面的母线长度为吸附塔塔体1内径的13％-15％，在该尺寸下能够方便活性炭的顺畅通行，防止堵塞。

作为本发明优选的实施方案，环形挡板2外缘的安装高度为吸附塔塔体1高度的50％-60％，该高度设置能够保证活性炭颗粒在通过环形挡板2后充分分散，保证透气性。

吸附塔塔体1内位于环形挡板2上方的活性炭颗粒移动至环形挡板2处时，活性炭从原来的状态变为较挤压的状态，当活性炭颗粒移动通过环形挡板2后，活性炭颗粒从较挤压状态变为较分散状态，从而改善活性炭的透气性、进而抑制脱硫脱硝活性炭自燃。

作为本发明优选的实施方案，环形挡板2上设置冷却装置；

当吸附塔塔体1内位于环形挡板2上方的活性炭颗粒移动至环形挡板2处、活性炭从原来的状态变为较挤压的状态时，通过冷却装置对较挤压状态的活性炭进行降温。

作为本发明优选的实施方案，所述冷却装置包括设置于环形挡板2内的冷却通道以及与所述冷却通道连接的冷却水循环系统；

冷却通道内连续通冷却水，冷却水流速控制为0.5-1.0m/s。

实施例1

本实施例中：在常规脱硫脱硝吸附塔中布置有环形挡板2与冷却装置。其中环形挡板2为內缘向下倾斜的环形挡板，沿吸附塔内侧布置。环形挡板2斜面与吸附塔垂直面夹角α为20°，环形挡板2安装高度h为吸附塔总高度H的50％，环形挡板2斜面长度L为吸附塔内径S的13％。冷却装置贴附环形挡板2外侧布置，连续通冷却水，流速为0.5m/s。

实施例2

本实施例中：在常规脱硫脱硝吸附塔中布置有环形挡板2与冷却装置。其中环形挡板2为內缘向下倾斜的环形挡板，沿吸附塔内侧布置。环形挡板2斜面与吸附塔垂直面夹角α为25°，环形挡板2安装高度h为吸附塔总高度H的55％，环形挡板2斜面长度L为吸附塔内径S的14％。冷却装置贴附环形挡板2外侧布置，连续通冷却水，流速为0.75m/s。

实施例3

本实施例中：在常规脱硫脱硝吸附塔中布置有环形挡板2与冷却装置。其中环形挡板2为內缘向下倾斜的环形挡板，沿吸附塔内侧布置。环形挡板2斜面与吸附塔垂直面夹角α为30°，环形挡板2安装高度h为吸附塔总高度H的60％，环形挡板2斜面长度L为吸附塔内径S的15％。冷却装置贴附环形挡板2外侧布置，连续通冷却水，流速为1.0m/s。

从上述可以看出，本发明在常规脱硫脱硝吸附塔中布置有环形挡板2与冷却设备。环形挡板2为向下倾斜的环形挡板，可改善活性炭透气性。具体的，当活性炭从上往下移动至环形挡板装置区间时，活性炭从原来状态变为较挤压状态。当活性炭移动通过环形挡板装置后，活性炭从较挤压状态变为较分散状态，从而改善活性炭透气性，进而抑制脱硫脱硝活性炭自燃。设置的冷却装置能够降低吸附塔内温度，从而抑制脱硫脱硝活性炭自燃。本发明从改善活性炭透气性的角度出发，提出一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的装置及方法。该方法稳定性较高、工艺简单、易于实施，对抑制脱硫脱硝活性炭自燃具有较好的效果，实际应用有很大意义。

本发明的结构安装方式、部件之间的连接关系、处理办法仅仅是作为一个实例来说明，不能认为只保护所述的方案，凡是对运用该装置作为抑制脱硫脱硝活性炭自燃的装置都可以参照本方案的方式方法。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔，其特征在于，包括吸附塔塔体(1)，吸附塔塔体(1)的内腔设有内侧向下倾斜的环形挡板(2)，环形挡板(2)的外缘与吸附塔塔体(1)的内表面连接。

2.根据权利要求1所述的一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔，其特征在于，环形挡板(2)上设有冷却装置。

3.根据权利要求2所述的一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔，其特征在于，所述冷却装置包括设置于环形挡板(2)内的冷却通道以及与所述冷却通道连接的冷却水循环系统。

4.根据权利要求1所述的一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔，其特征在于，环形挡板(2)的形状为圆台形的侧面，环形挡板(2)的轴线与吸附塔塔体(1)的轴线同轴。

5.根据权利要求4所述的一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔，其特征在于，环形挡板(2)与吸附塔塔体(1)轴线之间的夹角为20°-30°。

6.根据权利要求4所述的一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔，其特征在于，环形挡板(2)侧面的母线长度为吸附塔塔体(1)内径的13％-15％。

7.根据权利要求1或4所述的一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔，其特征在于，环形挡板(2)外缘的安装高度为吸附塔塔体(1)高度的50％-60％。

8.一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的方法，其特征在于，该方法采用权利要求1-7任意一项所述的抑制脱硫脱硝活性炭自燃的吸附塔进行，包括如下过程：

吸附塔塔体(1)内位于环形挡板(2)上方的活性炭颗粒移动至环形挡板(2)处时，活性炭从原来的状态变为较挤压的状态，当活性炭颗粒移动通过环形挡板(2)后，活性炭颗粒从较挤压状态变为较分散状态，从而改善活性炭的透气性、进而抑制脱硫脱硝活性炭自燃。

9.根据权利要求8所述的一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的方法，其特征在于，环形挡板(2)上设置冷却装置；

当吸附塔塔体(1)内位于环形挡板(2)上方的活性炭颗粒移动至环形挡板(2)处、活性炭从原来的状态变为较挤压的状态时，通过冷却装置对较挤压状态的活性炭进行降温。

10.根据权利要求9所述的一种抑制脱硫脱硝活性炭自燃的方法，其特征在于，所述冷却装置包括设置于环形挡板(2)内的冷却通道以及与所述冷却通道连接的冷却水循环系统；

冷却通道内连续通冷却水，冷却水流速控制为0.5-1.0m/s。