CN207667378U - 一种活性炭热解析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种活性炭热解析装置，该装置包括活性炭解析塔(1)，该解析塔(1)包括自上而下设置的预热段(2)、加热段(3)和冷却段(4)，其中预热段(2)的下部设有预热段气体入口(201)和预热段的上部设有预热段气体出口(202)，冷却段(4)的下部设有冷却段气体入口(401)和冷却段(4)的上部设有冷却段气体出口(402)，所述冷却段气体出口(402)经由第一管道(L1)连接至预热段气体入口(201)。本实用新型利用冷却段排出的冷却风的热量对待再生活性炭进行预热，降低解析塔加热段的热量消耗，消除高温冷却风外排产生的热污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种活性炭热解析装置，特别地涉及一种利用解析塔(或再生塔)冷却段输出的高温冷却风预热活性炭以减少加热段所需热量消耗的活性炭热解析装置，属于烧结烟气处理领域。
背景技术
对于工业烟气、尤其是钢铁工业的烧结机烟气而言，采用包括活性炭吸附塔和解析塔的脱硫、脱硝装置和工艺是比较理想的。在包括活性炭吸附塔和解析塔(或再生塔)的脱硫、脱硝装置中，活性炭吸附塔用于从烧结烟气或废气(尤其钢铁工业的烧结机的烧结烟气)吸附包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物，而解析塔用于活性炭的热再生。
活性炭法脱硫具有脱硫率高、可同时实现脱硝、脱二恶英、除尘、不产生废水废渣等优点，是极有前景的烟气净化方法。活性炭可以在高温下再生，在温度高于350℃时，吸附在活性炭上的硫氧化物、氮氧化物、二恶英等污染物发生快速解析或分解(二氧化硫被解析，氮氧化物和二恶英被分解)。并且随着温度的升高，活性炭的再生速度进一步加快，再生时间缩短，优选的是一般控制解析塔中活性炭再生温度约等于430℃，因此，理想的解析温度(或再生温度)是例如在390-450℃范围、更优选在400-440℃范围。
传统的活性炭脱硫工艺中，烟气由增压风机引入吸附塔，在入塔口喷入氨气和空气的混合气体，以提高NOx的脱除效率，净化后的烟气进入烧结主烟囱排放。活性炭由塔顶加入到吸附塔中，并在重力和塔底出料装置的作用下向下移动。解析塔出来的活性炭由活性炭输送机输送至吸附塔，吸附塔吸附污染物饱和后的活性炭由底部排出，排出的活性炭由活性炭输送机输送至解析塔，进行活性炭再生。
解析塔的作用是将活性炭吸附的SO2释放出来，同时在400℃以上的温度和一定的停留时间下，二恶英可分解80％以上，活性炭经冷却、筛分后重新再利用。释放出来的SO2可制硫酸等，解析后的活性炭经传送装置送往吸附塔重新用来吸附SO2和NOX等。
解析塔主要含有加热段、冷却段。加热段与冷却段均为列管换热器。活性炭从解析塔顶部送入，从塔底部排出。在解析塔上部的加热段，吸附了污染物质的活性炭被加热到400℃以上，并保持3小时以上，被活性炭吸附的SO2被释放出来，生成“富硫气体(SRG)”，SRG输送至制酸工段制取H2SO4。被活性炭吸附的NOX发生SCR或者SNCR反应，同时其中的二恶英大部分被分解。解析塔解析所需热量由一台热风炉提供，高炉煤气在热风炉内燃烧后，热烟气送入解析塔的壳程。换热后的热气大部分回到热风循环机中(另一小部分则外排至大气)，由其送入热风炉和新燃烧的高温热气混合。在解析塔下部设有冷却段，鼓入空气将活性炭的热量带出，然后外排至大气中。解析塔出来的活性炭经过活性炭筛筛分，将小于1.2mm的细小活性炭颗粒及粉尘去除，可提高活性炭的吸附能力。活性炭筛筛上物为吸附能力强的活性炭，活性炭通过活性炭输送机输送至吸附塔循环利用，筛下物则进入灰仓。
解析过程中需要用氮气进行保护，氮气同时作为载体将解析出来的SO2等有害气体带出。氮气从解析塔上部和下部通入，在解析塔加热段与冷却段之间汇集排出，同时将活性炭中吸附了的SO2带出，并送至制酸系统去制酸。氮气通入解析塔上方时，用氮气加热器将其加热至100℃左右再通入解析塔中。
现有技术中采用结构类似于管壳式热交换器的再生塔(或解析塔)进行活性炭的解析、再生，活性炭从塔的顶部进入，经由管程到达塔的底部，而用于加热活性炭的加热气体从一侧进入，经由壳程，从另一侧输出，其中活性炭与加热气体进行热交换而被加热至再生温度。为了将解析塔内活性炭升温并保持在430℃左右，一般采用燃烧高炉煤气或焦炉煤气加热循环热风，使进入解析塔的热风温度为400-500℃，在解析塔内热风与活性炭进行热交换，活性炭温度上升至430℃左右，加热气体温度降至320℃左右。
在现有技术中活性炭在解析塔解析时需要在顶部通入温度约80-100℃左右的氮气，通常由高温蒸汽将氮气间接加热。活性炭在解析塔中部加热，加热后再冷却至120℃左右从解析塔中卸出。冷风将活性炭冷却后自身会被加热至110-280℃，通常这部分气体(被加热后的冷风)直接被排出到大气中。
因此，活性炭的热量没有得到充分利用，造成解析塔热能消耗大，因产生热风所消耗的煤气(或者天然气，或者电)加大，浪费能源。不仅如此，冷却段直接排出到大气中的被加热后的冷却风，对周边环境造成热污染。
实用新型内容
为解决上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种解析装置，特别地提供一种在解析塔内部利用冷却段输出的冷却风的余热预热活性炭的活性炭热解析装置，减少加热段能耗，降低成本和消除冷却风排放产生的热污染。
一种活性炭热解析装置，它活性炭解析塔，该解析塔包括自上而下设置的预热段、加热段和冷却段，其中预热段的下部设有预热段气体入口和预热段的上部设有预热段气体出口，冷却段的下部设有冷却段气体入口和冷却段的上部设有冷却段气体出口，所述冷却段气体出口经由第一管道连接至预热段气体入口。
在本实用新型中，所述活性炭解析塔包括向活性炭解析塔上部通入氮气的氮气管道和设置在氮气管道上的氮气换热器，预热段气体出口经由第二管道连接至氮气换热器的加热介质通道的入口。
作为优选，从第二管道分出的第三管道连接至废水蒸发塔的进气口，该废水蒸发塔包括设置在塔体内部的雾化喷头、设置在塔体顶部的废水输入管和排气口。
作为优选，该装置还包括废水蒸发塔，预热段气体出口经由第二管道连接至废水蒸发塔的进气口，该废水蒸发塔包括塔体内部的雾化喷头、设置在塔体顶部的废水输入管和排气口。
在本实用新型中，该装置还包括热风循环风机、气体换热器和换热风机，所述加热段包括设置在加热段下部的加热段气体入口和设置在加热段上部的加热段气体出口。从加热段气体出口引出的第四管道依次通过热风循环风机、气体换热器连接至加热段气体入口，换热风机的出风口通过第五管道连接至气体换热器，优选的是，所述气体换热器为电加热器。
在本实用新型中，该装置还包括热风循环风机、加热炉、助燃风机和煤气管路或煤气贮罐，所述加热段包括设置在加热段下部的加热段气体入口和设置在加热段上部的加热段气体出口。从加热段气体出口引出的第四管道依次通过热风循环风机、加热炉连接至加热段气体入口，助燃风机的出风口经由第六管道连接至加热炉的燃烧室的进风口，煤气管路或煤气贮罐经由煤气输送管道连接至加热炉的燃烧室的燃料入口。
在本实用新型中，该装置还包括冷却风机，冷却风机的出风口通过第七管道连接至冷却段气体入口。
作为优选，预热段气体入口与冷却段气体出口设置在活性炭解析塔塔体的相同一侧。
在本实用新型中，吸附塔中从烧结烟气中吸附了包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物的活性炭被转移到从上往下具有预热段、加热段和冷却段的解析塔(或再生塔)的预热段中，在预热段中向下移动的活性炭与输入的预热气体(冷却段排出的升温的冷却风)进行间接热交换而被预热(或升温)至例如Td＝200±25℃范围的温度，从解析塔的预热段气体出口输出的预热气体(升温的冷却风)的温度因此降低(例如至约120℃)，变成温热的冷却风。预热段气体出口输出的温热的冷却风可以作为热源与余热回收系统连接，例如经由管道输送至氮气换热器的加热介质通道用于预热氮气，例如经由管道输送至废水蒸发塔用于蒸发废水。
通常，所述预热段、加热段、冷却段具有管壳型或列管型换热器结构。活性炭分别经由预热段、加热段、冷却段的管程，而预热气体在预热段中经由壳程，加热气体在加热段中经由壳程，冷却风在冷却风中经由壳程。在预热段与加热段之间具有一个容纳活性炭的缓冲区或中间区，在加热段与冷却段之间具有一个容纳活性炭的缓冲区或中间区。
被预热过的活性炭进一步被转移到解析塔的加热段中，在解析塔的加热段中向下移动的活性炭与输入的加热气体(简称热风，如400-500℃、更优选410-470℃的加热炉排气或热风或热空气)进行间接热交换而被加热(或升温)至例如Td＝390-450℃范围的温度，活性炭通常在该温度下进行解析、再生。其中，进入到加热段中的加热气体降低温度，变成了降温的热风或变成温热的加热气体(有300-380℃，优选320-375℃，更优选为340-370℃)。
同时，由冷却风机将常温空气(作为冷却风或冷却空气)从解析塔冷却段气体入口通入到解析塔的冷却段中，与在冷却段中向下移动的活性炭进行间接热交换以便冷却已经发生热解析的活性炭，从解析塔的冷却段气体出口所输出的冷却风或冷却空气因此升温至例如110-280℃，变成升温的冷却风，升温的冷却风经由管道输送至预热段气体入口，与预热段的活性炭进行间接热交换。
在本实用新型中，助燃风机将助燃空气输入到加热炉内的燃烧室的进风口，高炉煤气或焦炉煤气被输入到加热炉的燃烧室中燃烧，从燃烧室中排出的高温废气或高温热风(例如具有1100-1900℃、优选1300-1600℃)流过加热炉尾部的一个温度调节区(或称作混合、缓冲区)被调节温度(例如至400-500℃，优选410-480℃，更优选415-470℃，更优选420-460℃，进一步优选420-450℃)而变成具有例如400-500℃(优选410-480℃，更优选415-470℃，更优选420-460℃，进一步优选420-450℃)的热风，热风经由管道被输送至解析塔的加热段气体入口，输入加热段的热风与在该加热段中向下移动的活性炭进行间接热交换而降温，例如降温至300-380℃(优选320-375℃，如约360℃)，然后将已降温的热风从加热段气体出口排出(排出的热风一般具有300-380℃，优选320-375℃，如约360℃)，输出的已降温的热风在热风循环风机的作用下送入加热炉尾部的温度调节区被调节温度而变成400-500℃(优选410-480℃，更优选415-470℃，更优选420-460℃，进一步优选420-450℃)的热风再利用，形成热风循环。
在本实用新型中，换热风机将空气输入气体换热器进行加热，从气体换热器的气体出口输出高温热风(或者热空气)，高温热风经由管道被输送至加热段与加热段向下移动的活性炭进行间接换热而降温，降温的热风从加热段气体出口排出，在热风循环风机的作用下被输送至气体换热器进行加热形成新的高温热风，输送至加热段用于加热活性炭。气体换热器的加热方式有多种途径，优选的是气体换热器为电加热器，采用电加热器进行加热，又或者将高温蒸汽或燃气燃烧产生的高温烟气作为加热介质与冷空气进行换热，形成高温热风。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益技术效果：
1、本实用新型在解析塔的加热段的上部增设预热段，在待再生活性炭被转移到加热段之前，将活性炭预热到200℃左右，减少了加热段所需热量，进而节约了1/3左右产生热风所需的煤气。
2、本实用新型利用余热，将冷却段的外排冷却风输送至预热段，提供预热活性炭所需热量，减少了热量浪费，同时冷却段输出的高温冷却风没有直接外排到大气中，降低了对周围环境的热污染。
3、预热段输入的预热气体(升温的冷却风)在预热段与预热段向下移动的活性炭间接热交换后，温度降低例如至120℃左右，本实用新型将预热段排出的气体引至氮气加热器，作为加热介质加热氮气，节省了氮气加热所需的高温蒸汽/烟气/电的消耗，另一方面，将预热段排出的气体引至废水蒸发塔，将制酸区废水引至预热气体外排管道上的废水蒸发器内喷淋，利用余热蒸发废水，节省了为蒸发废水所专门提供的能量。
4、在本实用新型中，在热风循环风机的作用下，加热段排出的高温气体再次经由管道输送至气体换热器/加热炉处，而气体换热器/加热炉产生的高温气体又不断经由管道输送至加热段气体入口，形成热风循环，同时，换热风机向气体换热器输入空气加热，产生的高温气体被输送至热风循环系统或者助燃风机输送的空气和煤气输送管路输送的煤气在加热炉中燃烧，产生的高温烟气被输送至热风循环系统，最大限度地减少了热量损耗，增强了加热段热量的利用率。
附图说明
图1为本实用新型活性炭热解析装置的主视图；
图2为本实用新型活性炭热解析装置的第一种设计的结构示意图；
图3为本实用新型活性炭热解析装置的第二种设计的结构示意图。
附图标记：1：活性炭解析塔；2：预热段；201：预热段气体入口；202：预热段气体出口；3：加热段；301：加热段气体入口；302：加热段气体出口；4：冷却段；401：冷却段气体入口；402：冷却段气体出口；5：热风循环风机；6：气体换热器；7：换热风机；8：加热炉；9：助燃风机；10：煤气管道或煤气贮罐；11：冷却风机；101：氮气换热器；102：废水蒸发塔；102a：进气口；102b：雾化喷头；102c：排气口；L1-L7：气体管道；L8：氮气管道；L9：废水输入管；L10：煤气输送管道。
具体实施方式
根据本实用新型的实施方式，提供一种活性炭热解析装置。
一种活性炭热解析装置，它包括活性炭解析塔1，该解析塔1包括自上而下设置的预热段2、加热段3和冷却段4，其中预热段2的下部设有预热段气体入口201和预热段的上部设有预热段气体出口202，冷却段4的下部设有冷却段气体入口401和冷却段4的上部设有冷却段气体出口402，所述冷却段气体出口402经由第一管道L1连接至预热段气体入口201。
在本实用新型中，所述活性炭解析塔1包括向活性炭解析塔1上部通入氮气的氮气管道L8和设置在氮气管道L8上的氮气换热器101，预热段气体出口202经由第二管道L2连接至氮气换热器101的加热介质通道的入口。
作为优选，从第二管道L2分出的第三管道L3连接至废水蒸发塔102的进气口102a，该废水蒸发塔102包括设置在塔体内部的雾化喷头102b、设置在塔体顶部的废水输入管L9和排气口102c。
在本实用新型中，该装置还包括废水蒸发塔102，预热段气体出口202经由第二管道L2连接至废水蒸发塔102的进气口102a，该废水蒸发塔102包括塔体内部的雾化喷头102b、设置在塔体顶部的废水输入管L9和排气口102c。
作为优选，该装置还包括热风循环风机5、气体换热器6和换热风机7，所述加热段3包括设置在加热段3下部的加热段气体入口301和设置在加热段3上部的加热段气体出口302；
从加热段气体出口302引出的第四管道L4依次通过热风循环风机5、气体换热器6连接至加热段气体入口301，换热风机7的出风口通过第五管道L5连接至气体换热器6，优选的是，所述气体换热器6为电加热器。
或者，作为优选，该装置还包括热风循环风机5、加热炉8、助燃风机9和煤气管路或煤气贮罐10，所述加热段3包括设置在加热段3下部的加热段气体入口301和设置在加热段3上部的加热段气体出口302；
从加热段气体出口302引出的第四管道L4依次通过热风循环风机5、加热炉8连接至加热段气体入口301，助燃风机9的出风口经由第六管道L6连接至加热炉8的燃烧室的进风口，煤气管路或煤气贮罐10经由煤气输送管道L10连接至加热炉8的燃烧室的燃料入口。
在本实用新型中，该装置还包括冷却风机11，冷却风机11的出风口通过第七管道L7连接至冷却段气体入口401。
作为优选，预热段气体入口201与冷却段气体出口402设置在活性炭解析塔1塔体的相同一侧。
实施例1
根据图1，一种活性炭热解析装置，它包括活性炭解析塔1，该解析塔1包括自上而下设置的预热段2、加热段3和冷却段4，其中预热段2的下部设有预热段气体入口201和预热段的上部设有预热段气体出口202，冷却段4的下部设有冷却段气体入口401和冷却段4的上部设有冷却段气体出口402，所述冷却段气体出口402经由第一管道L1连接至预热段气体入口201。
实施例2
重复实施例1，只是所述活性炭解析塔1包括向活性炭解析塔1上部通入氮气的氮气管道L8和设置在氮气管道L8上的氮气换热器101，预热段气体出口202经由第二管道L2连接至氮气换热器101的加热介质通道的入口。
从第二管道L2分出的第三管道L3连接至废水蒸发塔102的进气口102a，该废水蒸发塔102包括设置在塔体内部的雾化喷头102b、设置在塔体顶部的废水输入管L9和排气口102c。
实施例3
重复实施例1，只是该装置还包括废水蒸发塔102，预热段气体出口202经由第二管道L2连接至废水蒸发塔102的进气口102a，该废水蒸发塔102包括塔体内部的雾化喷头102b、设置在塔体顶部的废水输入管L9和排气口102c。
实施例3
重复实施例1，只是该装置还包括热风循环风机5、气体换热器6和换热风机7，所述加热段3包括设置在加热段3下部的加热段气体入口301和设置在加热段3上部的加热段气体出口302；
从加热段气体出口302引出的第四管道L4依次通过热风循环风机5、气体换热器6连接至加热段气体入口301，换热风机7的出风口通过第五管道L5连接至气体换热器6，所述气体换热器6为电加热器。
实施例4
重复实施例1，只是该装置还包括热风循环风机5、加热炉8、助燃风机9和煤气管路或煤气贮罐10，所述加热段3包括设置在加热段3下部的加热段气体入口301和设置在加热段3上部的加热段气体出口302；
从加热段气体出口302引出的第四管道L4依次通过热风循环风机5、加热炉8连接至加热段气体入口301，助燃风机9的出风口经由第六管道L6连接至加热炉8的燃烧室的进风口，煤气管路或煤气贮罐10经由煤气输送管道L10连接至加热炉8的燃烧室的燃料入口。
实施例5
重复实施例1，只是该装置还包括冷却风机11，冷却风机11的出风口通过第七管道L7连接至冷却段气体入口401。
实施例6
重复实施例1，只是预热段气体入口201与冷却段气体出口402设置在活性炭解析塔1塔体的相同一侧。
Claims (17)
1.一种活性炭热解析装置，它包括活性炭解析塔(1)，该活性炭解析塔(1)包括自上而下设置的预热段(2)、加热段(3)和冷却段(4)，其中预热段(2)的下部设有预热段气体入口(201)和预热段的上部设有预热段气体出口(202)；所述加热段(3)包括设置在加热段(3)下部的加热段气体入口(301)和设置在加热段(3)上部的加热段气体出口(302)；冷却段(4)的下部设有冷却段气体入口(401)和冷却段(4)的上部设有冷却段气体出口(402)，所述冷却段气体出口(402)经由第一管道(L1)连接至预热段气体入口(201)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述活性炭解析塔(1)包括向活性炭解析塔(1)上部通入氮气的氮气管道(L8)和设置在氮气管道(L8)上的氮气换热器(101)，预热段气体出口(202)经由第二管道(L2)连接至氮气换热器(101)的加热介质通道的入口。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：该装置还包括废水蒸发塔(102)，从第二管道(L2)分出的第三管道(L3)连接至废水蒸发塔(102)的进气口(102a)，该废水蒸发塔(102)包括设置在塔体内部的雾化喷头(102b)、设置在塔体顶部的废水输入管(L9)和排气口(102c)。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：该装置还包括热风循环风机(5)、气体换热器(6)和换热风机(7)；从加热段气体出口(302)引出的第四管道(L4)依次通过热风循环风机(5)、气体换热器(6)连接至加热段气体入口(301)，换热风机(7)的出风口通过第五管道(L5)连接至气体换热器(6)。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：该装置还包括热风循环风机(5)、气体换热器(6)和换热风机(7)；从加热段气体出口(302)引出的第四管道(L4)依次通过热风循环风机(5)、气体换热器(6)连接至加热段气体入口(301)，换热风机(7)的出风口通过第五管道(L5)连接至气体换热器(6)。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述气体换热器(6)为电加热器。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述气体换热器(6)为电加热器。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：该装置还包括热风循环风机(5)、加热炉(8)、助燃风机(9)和煤气管道或煤气贮罐(10)；从加热段气体出口(302)引出的第四管道(L4)依次通过热风循环风机(5)、加热炉(8)连接至加热段气体入口(301)，助燃风机(9)的出风口经由第六管道(L6)连接至加热炉(8)的燃烧室的进风口，煤气管道或煤气贮罐(10)经由煤气输送管道(L10)连接至加热炉(8)的燃烧室的燃料入口。
9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：该装置还包括热风循环风机(5)、加热炉(8)、助燃风机(9)和煤气管道或煤气贮罐(10)；从加热段气体出口(302)引出的第四管道(L4)依次通过热风循环风机(5)、加热炉(8)连接至加热段气体入口(301)，助燃风机(9)的出风口经由第六管道(L6)连接至加热炉(8)的燃烧室的进风口，煤气管道或煤气贮罐(10)经由煤气输送管道(L10)连接至加热炉(8)的燃烧室的燃料入口。
10.根据权利要求1-2、5-7、9中任一项所述的装置，其特征在于：该装置还包括冷却风机(11)，冷却风机(11)的出风口通过第七管道(L7)连接至冷却段气体入口(401)。
11.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：该装置还包括冷却风机(11)，冷却风机(11)的出风口通过第七管道(L7)连接至冷却段气体入口(401)。
12.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：该装置还包括冷却风机(11)，冷却风机(11)的出风口通过第七管道(L7)连接至冷却段气体入口(401)。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：该装置还包括冷却风机(11)，冷却风机(11)的出风口通过第七管道(L7)连接至冷却段气体入口(401)。
14.根据权利要求1-2、5-7、9、11-13中任一项所述的装置，其特征在于：预热段气体入口(201)与冷却段气体出口(402)设置在活性炭解析塔(1)塔体的相同一侧。
15.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：预热段气体入口(201)与冷却段气体出口(402)设置在活性炭解析塔(1)塔体的相同一侧。
16.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：预热段气体入口(201)与冷却段气体出口(402)设置在活性炭解析塔(1)塔体的相同一侧。
17.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：预热段气体入口(201)与冷却段气体出口(402)设置在活性炭解析塔(1)塔体的相同一侧。
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|---|---|---|---|
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| CN201721019386.6U CN207667378U (zh) | 2017-08-15 | 2017-08-15 | 一种活性炭热解析装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN109331658A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-15 | 国电环境保护研究院有限公司 | 一种可降低炭基催化剂破损的再生塔 |
| CN109569184A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-04-05 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种解析塔、烟气净化系统及烟气净化方法 |
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| CN114471153A (zh) * | 2022-02-12 | 2022-05-13 | 中太海碳(上海)环保科技有限公司 | 一种用于对溶液中混合有co2的溶液加热和解析的解析塔 |
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2017
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