CN117019103B - 一种活性炭脱硫再生反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于活性炭再生处理技术领域，具体的说是一种活性炭脱硫再生反应器，包括反应器本体，所述反应器本体上安装有进料口与出料口；所述反应器本体的内壁上安装有进气环，所述进气环通过连接管连接到外置的气体加热器，所述进气环在反应器本体内从上至下设置有至少三组；所述反应器本体内部的中间位置安装有出气管，所述出气管内转动安装有安装杆，所述安装杆上从上至下安装有刮板与扇叶；本发明结构简单，可促进高温气体均匀分布，使反应器内的活性炭受热均匀，避免活性炭再生不彻底，影响活性炭的再生效果。

Description

一种活性炭脱硫再生反应器
技术领域
本发明属于活性炭再生处理技术领域，具体的说是一种活性炭脱硫再生反应器。
背景技术
由于活性炭具有特殊的多孔结构，对烟气中的有机硫和无机硫均具有良好的脱除效果，活性炭还可作为催化剂，在氨气作用下，将氮氧化物分解为氮气和水，因此活性炭在脱硫脱硝领域中得到了广泛的应用。
目前对饱和活性炭的处理方式主要有焚烧、填埋，这两种方式资源未得到充分利用，还存在二次污染问题。因此，饱和活性炭的脱附再生与无害化处理的研究对环境保护、经济效益、资源利用有重要意义。
通常地，可以通过蒸汽加热方式实现活性炭再生。但由于反应器设计不合理，活性炭再生时产生的硫容易在低温区域形成局部结块，导致床层堵塞，进而活性炭层的气流阻力分布不均，以致过热蒸汽不能在床层中均匀流动。如此，床层中的局部区域可能受热不足，活性炭再生不彻底，再生时间延长，消耗大量的蒸汽，同时脱硫剂再生不完全，导致部分企业放弃活性炭脱硫剂的再生。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，促进高温气体均匀分布，使反应器内的活性炭受热均匀，避免活性炭再生不彻底，影响活性炭的再生效果，本发明提出一种活性炭脱硫再生反应器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述一种活性炭脱硫再生反应器，包括反应器本体，所述反应器本体上安装有进料口与出料口；
所述反应器本体的内壁上安装有进气环，所述进气环通过连接管连接到外置的气体加热器，所述进气环在反应器本体内从上至下设置有至少三组；
所述反应器本体内部的中间位置安装有出气管，所述出气管的表面上开设有均匀分布的微孔，所述出气管排出的废气经过处理后循环进入到气体加热器中重复利用，所述出气管内转动安装有安装杆，所述安装杆上从上至下安装有刮板与扇叶，所述刮板呈螺旋形状。
优选的，所述刮板的边缘处安装有清理刷，所述清理刷与出气管的内壁相互接触，所述清理刷由具有弹性的金属丝制成。
优选的，所述反应器本体内的出气环的出气量从上至下逐渐减少。
优选的，所述出气环上开设有均匀分布的气孔，所述气孔的出口方向指向斜下方。
优选的，所述反应器本体内填充的活性炭的高度小于等于反应器本体内出气环的安装高度。
优选的，所述出气管由双层金属网制成，所述金属网之间安装有阻挡层，所述阻挡层由石棉布制成。
优选的，所述出气管的上端安装有分布板，所述分布板位于进料口的正下方，所述分布板的外形为伞形。
优选的，所述分布板与出气管之间通过弹簧进行连接，所述分布板与出气管之间互不接触。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述一种活性炭脱硫再生反应器，通过设置进气环、出气管、刮板与清理刷，使得进入到反应器本体内的高温气体均匀分布，保证高温气体与活性炭之间充分且均匀接触，使活性炭受热均匀，从而避免影响活性炭再生的效果以及反应器的正常使用，同时，刮板与清理刷对进入到出气管内的气液混合物进行刮蹭、清理，促进气液混合物从出气管内排出，避免出气管堵塞导致影响反应器的正常使用。
2.本发明所述一种活性炭脱硫再生反应器，通过设置出气管、阻挡层，利用石棉布制成的阻挡层对反应器本体内的气液混合物进行过滤与阻挡，避免反应器内部的活性炭破碎脱落产生的粉末、小颗粒进入到出气管，影响出气管的正常使用，并且金属网与石棉布相互组合，使得出气管表面任意位置均能供气液混合物通过，避免对反应器本体内的高温气体产生阻碍，使高温气体在反应器本体内均匀分布，保证活性炭受热均匀以及活性炭再生效果良好。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明反应器的主视图；
图2是本发明反应器的剖视图；
图3图2中A处局部放大图；
图4是图2中B处局部放大图；
图中：反应器本体1、进料口11、出料口12、进气环2、连接管21、气孔22、出气管3、阻挡层31、安装杆32、刮板33、清理刷331、扇叶34、分布板4、弹簧41。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述一种活性炭脱硫再生反应器，包括反应器本体1，所述反应器本体1上安装有进料口11与出料口12；
所述反应器本体1的内壁上安装有进气环2，所述进气环2通过连接管21连接到外置的气体加热器，所述进气环2在反应器本体1内从上至下设置有至少三组；
所述反应器本体1内部的中间位置安装有出气管3，所述出气管3的表面上开设有均匀分布的微孔，所述出气管3排出的废气经过处理后循环进入到气体加热器中重复利用，所述出气管3内转动安装有安装杆32，所述安装杆32上从上至下安装有刮板33与扇叶34，所述刮板33呈螺旋形状；
在对活性炭进行再生时，将活性炭从反应器本体1上的进料口11处加入到反应器本体1内部，之后，外界的气体加热器将高温气体（过热蒸汽或其他惰性热气体）从连接管21处送入到反应器本体1中，高温气体从进气环2中排出，在穿过活性炭后进入到出气管3中被回收，在此过程中，活性炭被加热再生、活性炭内部的硫磺熔解和气化，携带硫磺的气液混合物被出气管3集中回收，并且对气液混合物进行后续处理，使硫磺与气体分离，之后，将分离后的气体重新送入到气体加热器中进行重复利用；
同时，通过在反应器本体1内部从上至下安装至少三组进气环2，以及将出气管3安装到反应器本体1的中间位置，使得进入到反应器本体1内的高温气体会从反应器本体1内的边缘位置向着中间位置移动，以便于高温气体从活性炭之间穿过，保证反应器本体1内部各处的活性炭的温度均匀，避免出现局部温度过低，影响对活性炭脱硫再生的效果，同时，通过进气环2与出气管3之间的相互配合，使得高温气体在反应器本体1内的流动时受到的阻力相对均匀，以使高温气体在反应器本体1内的活性炭之间均匀流动，提高活性炭加热再生的效果；
同时，由于活性炭加热再生时，活性炭内吸附的硫磺会溶解和气化，从而形成气液混合物被出气管3集中后排出，在此过程中，从出气管3内通过的气液混合物会带动安装杆32上的扇叶34转动，进而带动出气管3内的刮板33转动，利用螺旋形状的刮板33对出气管3的内壁进行刮蹭、清理，使得进入到出气管3内的气液混合物能够顺利的从出气管3中排出，避免其在出气管3内形成堵塞，影响到反应器的正常使用，同时，通过在管路上靠近出气管3的位置设置分离器，使得气液混合物中的硫磺与气体相互分离，避免气液混合物沿管道输送时，气液混合物温度降低，导致其中的硫磺形成结块对管道形成堵塞。
作为本发明一种实施方式，所述刮板33的边缘处安装有清理刷331，所述清理刷331与出气管3的内壁相互接触，所述清理刷331由具有弹性的金属丝制成；
在对活性炭进行再生时，出气管3内的刮板33在扇叶34的带动下发生转动，使得刮板33对出气管3内壁上气液混合物进行刮除，并且利用刮板33自身的螺旋形状，促进出气管3内的气液混合物向下排出，离开出气管3，从而避免出气管3内的气液混合物出现堵塞或者在反应器本体1内部的压力作用下被强行挤压、推出，影响到出气管3的正常使用以及产生额外的噪音，同时，刮板33上安装金属丝制成的清理刷331，使得刮板33在转动时更加有效的对出气管3内壁上的气液混合物或者出现结块迹象的硫磺进行清理，使得出气管3的内壁上保持相对洁净，避免出气管3出现堵塞，同时，刮板33通过清理刷331与出气管3的内壁相互接触，避免刮板33与出气管3之间受到意外进入的活性炭颗粒或结块的硫磺导致两者相互卡顿，影响到出气管3使用，同时，也能利用清理刷331对出气管3内壁上存在微孔进行一定的清理，降低微孔出现堵塞的可能性。
作为本发明一种实施方式，所述反应器本体1内的出气环的出气量从上至下逐渐减少；
由于反应器本体1内的出气环从上至下出气量逐渐减小，从而使得反应器本体1内部上方的压力相对下方的压力较大，因此，反应器内部的高温气体存在从上向下移动的趋势，在配合设置在反应器本体1内部的多组出气环，能进一步的使反应器本体1内部的高温气体分布均匀，避免填充到反应器本体1内部的活性炭中存在温度相对较低的区域，影响到活性炭的再生效果以及反应器的正常工作，同时，通过对反应器本体1内部的多组出气环的出气量进行控制，会促进活性炭再生后，反应器本体1内部产生的气液混合物向下移动，尽可能的保证气液混合物进入到出气管3中，最终从出气管3中排出。
作为本发明一种实施方式，所述出气环上开设有均匀分布的气孔22，所述气孔22的出口方向指向斜下方；
外界的高温气体通过连接管21送入到出气环内之后，高温气体从出气环上的气孔22处喷出到反应器本体1内部，由于气孔22的出口方向倾斜向下，使得喷出的高温气体会向着斜向下方向移动，以免高温气体直接向着反应器本体1内部的出气管3方向移动，从而使得高温气体在反应器本体1内部的移动路径增加，以便于高温气体与反应器本体1内部填充的活性炭充分且均匀的接触，保证活性炭的再生效果，同时，由于反应器本体1内部填充有活性炭且活性炭从进料口11处加入到反应器本体1内部，在此过程中，活性炭之间会存在相互碰撞与挤压，容易产生破碎或脱落的活性炭颗粒，通过使气孔22的出口方向倾斜向下，能够有效的避免气孔22在活性炭加入到反应器本体1内的过程中，被破碎或脱落的活性炭颗粒堵塞的情况出现，从而保证出气环上的各个气孔22均能正常使用，使出气环内的高温气体均匀的排放到反应器本体1内部，进而保证活性炭再生的效果良好。
作为本发明一种实施方式，所述反应器本体1内填充的活性炭的高度小于等于反应器本体1内出气环的安装高度；
在将活性炭加入到反应器本体1内时，控制活性炭的添加量，使反应器本体1内的活性炭高度小于等于反应器本体1内最上方的出气环的高度，从而使得反应器本体1内的活性炭能够充分的被出气环处排出的高温气体所接触，提高活性炭的再生效果，同时，由于出气环上的气孔22的出口倾斜向下，在活性炭的高度小于等于出气环的高度时，能避免高于出气环位置的活性炭不能及时接触到高温气体，使得该部分的活性炭所在区域的温度相对较低，容易出现结块的硫磺，影响对活性炭的再生效果以及反应器的正常使用。
作为本发明一种实施方式，所述出气管3由双层金属网制成，所述金属网之间安装有阻挡层31，所述阻挡层31由石棉布制成；
在制成出气管3的双层金属网中间安装阻挡层31，利用石棉布制成的阻挡层31对再生过程中产生的气液混合物进行过滤与阻挡，使得气液混合物中夹杂的固体颗粒，如破碎脱落的活性炭以及部分颗粒相对较小的活性炭被阻挡住，避免其穿过金属网进入到出气管3中，影响到反应器的正常使用，同时，通过金属网以及石棉布相互组合，使得出气管3的表面上任意位置均能供气液混合物通过，从而避免对反应器本体1内的高温气体产生阻碍，影响高温气体在反应器本体1内的均匀分布，以及在反应器本体1内的活性炭中产生局部温度过低的情况，从而影响对活性炭的再生效果与反应器的正常工作，同时，将石棉布安装在双层金属网之间，能够利用金属网对石棉布进行保护，避免活性炭加入和排出反应器的过程中对石棉布产生不良伤害，影响石棉布的使用寿命。
作为本发明一种实施方式，所述出气管3的上端安装有分布板4，所述分布板4位于进料口11的正下方，所述分布板4的外形为伞形；
在将活性炭从反应器本体1上的进料口11加入时，进入到反应器本体1内的活性炭会在重力作用下接触到位于进料口11正下方的分布板4，在呈伞形的分布板4作用下，使得活性炭被均匀分散到反应器本体1内的出气管3的周围，避免反应器在填充活性炭时，活性炭在反应器本体1内出现堆积、分布不均匀的情况，使得活性炭再生过程中，高温气体在反应器本体1内部以及活性炭之间存在分布不均匀的情况，导致活性炭中出现局部温度过低，进而影响到活性炭的再生效果以及反应器的正常使用。
作为本发明一种实施方式，所述分布板4与出气管3之间通过弹簧41进行连接，所述分布板4与出气管3之间互不接触；
通过弹簧41连接分布板4后，在分布板4对进入到反应器本体1内的活性炭进行均匀分布时，分布板4也会因为活性炭的冲击发生振动，从而进一步的对活性炭进行均匀布撒，保证活性炭在出气管3内分布均匀，并且避免存在活性炭停留在分布板4上的情况出现，从而保证活性炭再生的效果以及反应器的正常使用。
具体工作流程如下：
在对活性炭进行再生时，将活性炭从反应器本体1上的进料口11处加入到反应器本体1内部，之后，外界的气体加热器将高温气体（过热蒸汽或其他惰性热气体）从连接管21处送入到反应器本体1中，高温气体从进气环2中排出，在穿过活性炭后进入到出气管3中被回收，在此过程中，活性炭被加热再生、活性炭内部的硫磺熔解和气化，携带硫磺的气液混合物被出气管3集中回收，并且对气液混合物进行后续处理，使硫磺与气体分离，之后，将分离后的气体重新送入到气体加热器中进行重复利用；
同时，通过在反应器本体1内部从上至下安装至少三组进气环2，以及将出气管3安装到反应器本体1的中间位置，使得进入到反应器本体1内的高温气体会从反应器本体1内的边缘位置向着中间位置移动，以便于高温气体从活性炭之间穿过，保证反应器本体1内部各处的活性炭的温度均匀，避免出现局部温度过低，影响对活性炭脱硫再生的效果，同时，通过进气环2与出气管3之间的相互配合，使得高温气体在反应器本体1内的流动时受到的阻力相对均匀，以使高温气体在反应器本体1内的活性炭之间均匀流动，提高活性炭加热再生的效果；
同时，由于活性炭加热再生时，活性炭内吸附的硫磺会溶解和气化，从而形成气液混合物被出气管3集中后排出，在此过程中，从出气管3内通过的气液混合物会带动安装杆32上的扇叶34转动，进而带动出气管3内的刮板33转动，利用螺旋形状的刮板33对出气管3的内壁进行刮蹭、清理，使得进入到出气管3内的气液混合物能够顺利的从出气管3中排出，避免其在出气管3内形成堵塞，影响到反应器的正常使用，同时，通过在管路上靠近出气管3的位置设置分离器，使得气液混合物中的硫磺与气体相互分离，避免气液混合物沿管道输送时，气液混合物温度降低，导致其中的硫磺形成结块对管道形成堵塞；
在对活性炭进行再生时，出气管3内的刮板33在扇叶34的带动下发生转动，使得刮板33对出气管3内壁上气液混合物进行刮除，并且利用刮板33自身的螺旋形状，促进出气管3内的气液混合物向下排出，离开出气管3，从而避免出气管3内的气液混合物出现堵塞或者在反应器本体1内部的压力作用下被强行挤压、推出，影响到出气管3的正常使用以及产生额外的噪音，同时，刮板33上安装金属丝制成的清理刷331，使得刮板33在转动时更加有效的对出气管3内壁上的气液混合物或者出现结块迹象的硫磺进行清理，使得出气管3的内壁上保持相对洁净，避免出气管3出现堵塞，同时，刮板33通过清理刷331与出气管3的内壁相互接触，避免刮板33与出气管3之间受到意外进入的活性炭颗粒或结块的硫磺导致两者相互卡顿，影响到出气管3使用，同时，也能利用清理刷331对出气管3内壁上存在微孔进行一定的清理，降低微孔出现堵塞的可能性；
由于反应器本体1内的出气环从上至下出气量逐渐减小，从而使得反应器本体1内部上方的压力相对下方的压力较大，因此，反应器内部的高温气体存在从上向下移动的趋势，在配合设置在反应器本体1内部的多组出气环，能进一步的使反应器本体1内部的高温气体分布均匀，避免填充到反应器本体1内部的活性炭中存在温度相对较低的区域，影响到活性炭的再生效果以及反应器的正常工作，同时，通过对反应器本体1内部的多组出气环的出气量进行控制，会促进活性炭再生后，反应器本体1内部产生的气液混合物向下移动，尽可能的保证气液混合物进入到出气管3中，最终从出气管3中排出；
外界的高温气体通过连接管21送入到出气环内之后，高温气体从出气环上的气孔22处喷出到反应器本体1内部，由于气孔22的出口方向倾斜向下，使得喷出的高温气体会向着斜向下方向移动，以免高温气体直接向着反应器本体1内部的出气管3方向移动，从而使得高温气体在反应器本体1内部的移动路径增加，以便于高温气体与反应器本体1内部填充的活性炭充分且均匀的接触，保证活性炭的再生效果，同时，由于反应器本体1内部填充有活性炭且活性炭从进料口11处加入到反应器本体1内部，在此过程中，活性炭之间会存在相互碰撞与挤压，容易产生破碎或脱落的活性炭颗粒，通过使气孔22的出口方向倾斜向下，能够有效的避免气孔22在活性炭加入到反应器本体1内的过程中，被破碎或脱落的活性炭颗粒堵塞的情况出现，从而保证出气环上的各个气孔22均能正常使用，使出气环内的高温气体均匀的排放到反应器本体1内部，进而保证活性炭再生的效果良好；
在将活性炭加入到反应器本体1内时，控制活性炭的添加量，使反应器本体1内的活性炭高度小于等于反应器本体1内最上方的出气环的高度，从而使得反应器本体1内的活性炭能够充分的被出气环处排出的高温气体所接触，提高活性炭的再生效果，同时，由于出气环上的气孔22的出口倾斜向下，在活性炭的高度小于等于出气环的高度时，能避免高于出气环位置的活性炭不能及时接触到高温气体，使得该部分的活性炭所在区域的温度相对较低，容易出现结块的硫磺，影响对活性炭的再生效果以及反应器的正常使用；
在制成出气管3的双层金属网中间安装阻挡层31，利用石棉布制成的阻挡层31对再生过程中产生的气液混合物进行过滤与阻挡，使得气液混合物中夹杂的固体颗粒，如破碎脱落的活性炭以及部分颗粒相对较小的活性炭被阻挡住，避免其穿过金属网进入到出气管3中，影响到反应器的正常使用，同时，通过金属网以及石棉布相互组合，使得出气管3的表面上任意位置均能供气液混合物通过，从而避免对反应器本体1内的高温气体产生阻碍，影响高温气体在反应器本体1内的均匀分布，以及在反应器本体1内的活性炭中产生局部温度过低的情况，从而影响对活性炭的再生效果与反应器的正常工作，同时，将石棉布安装在双层金属网之间，能够利用金属网对石棉布进行保护，避免活性炭加入和排出反应器的过程中对石棉布产生不良伤害，影响石棉布的使用寿命；
在将活性炭从反应器本体1上的进料口11加入时，进入到反应器本体1内的活性炭会在重力作用下接触到位于进料口11正下方的分布板4，在呈伞形的分布板4作用下，使得活性炭被均匀分散到反应器本体1内的出气管3的周围，避免反应器在填充活性炭时，活性炭在反应器本体1内出现堆积、分布不均匀的情况，使得活性炭再生过程中，高温气体在反应器本体1内部以及活性炭之间存在分布不均匀的情况，导致活性炭中出现局部温度过低，进而影响到活性炭的再生效果以及反应器的正常使用；
通过弹簧41连接分布板4后，在分布板4对进入到反应器本体1内的活性炭进行均匀分布时，分布板4也会因为活性炭的冲击发生振动，从而进一步的对活性炭进行均匀布撒，保证活性炭在出气管3内分布均匀，并且避免存在活性炭停留在分布板4上的情况出现，从而保证活性炭再生的效果以及反应器的正常使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种活性炭脱硫再生反应器，包括反应器本体(1)，所述反应器本体(1)上安装有进料口(11)与出料口(12)；
其特征在于：所述反应器本体(1)的内壁上安装有进气环(2)，所述进气环(2)通过连接管(21)连接到外置的气体加热器，所述进气环(2)在反应器本体(1)内从上至下设置有至少三组；
所述反应器本体(1)内部的中间位置安装有出气管(3)，所述出气管(3)内转动安装有安装杆(32)，所述安装杆(32)上从上至下安装有刮板(33)与扇叶(34)；
所述刮板(33)的边缘处安装有清理刷(331)，所述清理刷(331)由具有弹性的金属丝制成；
所述出气管(3)由双层金属网制成，所述金属网之间安装有阻挡层(31)，所述阻挡层(31)由石棉布制成；
所述出气管(3)的上端安装有分布板(4)，所述分布板(4)位于进料口(11)的正下方，所述分布板(4)的外形为伞形；
所述分布板(4)与出气管(3)之间通过弹簧(41)进行连接，所述分布板(4)与出气管(3)之间互不接触；
所述进气环(2)上开设有均匀分布的气孔(22)，所述气孔(22)的出口方向指向斜下方。
2.根据权利要求1所述一种活性炭脱硫再生反应器，其特征在于：所述反应器本体(1)内的进气环(2)的出气量从上至下逐渐减少。
3.根据权利要求1所述一种活性炭脱硫再生反应器，其特征在于：所述反应器本体(1)内填充的活性炭的高度小于等于反应器本体(1)内最上方的进气环(2)的安装高度。
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