CN207667663U

CN207667663U - 两段式炭基催化剂再生塔系统

Info

Publication number: CN207667663U
Application number: CN201721359268.XU
Authority: CN
Inventors: 邢德山; 程文煜; 刘建民; 李永生; 孟春强; 张乾; 柏源; 柴晓琴
Original assignee: Guodian Science and Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: Guodian Science and Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2018-07-31
Anticipated expiration: 2027-10-20

Abstract

本实用新型提供一种两段式炭基催化剂再生塔系统，提高炭基催化剂再生过程中的能量利用率，增强炭基催化剂再生塔与脱硫脱硝吸附塔的匹配性和灵活性。该系统再生塔塔身由上至下依次分为预备段、加热段、过渡段、冷却段和出口段，所述加热段和冷却段均采用管壳式换热结构，再生塔塔身为管程，管程走炭基催化剂，壳程走换热介质；炭基催化剂从塔顶进入，经由管程达到再生塔的底部，其中在加热段与冷却段之间设置过渡段，过渡段用于排出塔内富集有SO₂气体，排出SO₂气体通至制酸装置。

Description

两段式炭基催化剂再生塔系统

技术领域

本实用新型属于环境工程领域，具体涉及一种以炭基催化剂为吸附剂及催化剂的锅炉烟气联合脱硫脱硝装置中的两段式炭基催化剂再生塔。

背景技术

炭基催化剂干法烟气污染物控制技术，可以实现脱硫脱硝一体化，也可脱除烟尘、SO₃、重金属等杂质。该技术基本不消耗水，节省大量水资源，脱硫效率高、脱硫副产品是高浓度SO₂，便于资源化利用，这是一项优势十分明显的新一代烟气污染物控制技术。在钢铁、冶金、电力、垃圾焚烧等多个领域具有很大的应用前景。

炭基催化剂烟气脱硫脱硝技术原理为：烟气在炭基催化剂的吸附及催化作用下，烟气中的SO₂和O₂及H₂0发生反应生成H₂SO₄，H₂SO₄吸附在炭基催化剂表面；同时利用炭基催化剂的催化性能，烟气中NO_x与氨气发生催化还原反应生成N₂，实现了烟气的脱硫脱硝。吸附催化反应后的炭基催化剂进行再生后循环利用。炭基催化剂是活性炭改良后的物质，比活性炭有更强的吸附能力和更高的抗压强度，更加适合做为烟气联合脱硫脱硝技术中的吸附剂。

再生塔内炭基催化剂的流动状况将影响炭基催化剂与热、冷空气换热效率，及炭基催化剂的再生效率，而再生塔的结构，尤其是炭基催化剂的入口布料和出口均匀下料结构，无疑是其中的关键影响因素之一。

由于电站锅炉存在负荷变化大的问题，因此烟气量变化较大，致使单个再生塔结构的炭基催化剂再生塔与脱硫脱硝吸附塔匹配性、灵活性较差，炭基催化剂再生塔运行成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种两段式炭基催化剂再生塔系统，提高炭基催化剂再生过程中的能量利用率，增强炭基催化剂再生塔与脱硫脱硝吸附塔的匹配性和灵活性。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种两段式炭基催化剂再生塔系统，再生塔塔身由上至下依次分为预备段、加热段、过渡段、冷却段和出口段，所述加热段和冷却段均采用管壳式换热结构，再生塔塔身为管程，管程走炭基催化剂，壳程走换热介质；炭基催化剂从塔顶进入，经由管程达到再生塔的底部，其中在加热段与冷却段之间设置过渡段，过渡段用于排出塔内富集有SO₂气体，排出SO₂气体通至制酸装置。

本实用新型的进一步设计在于：

其中预备段设有氮气加热器，加热后的氮气作为保护气经管道通入再生塔预备段内。

所述加热段壳程的换热介质采用空气，换热介质经空气加热器加热后，由热空气管道连接至加热段下部，与加热段塔内炭基催化剂换热后由热空气风机再送至空气加热器，加热后的换热介至送至加热段循环加热；

冷却段的换热介质采用冷空气(环境空气)。

再生塔的出口段设有两个炭基催化剂出口，每个炭基催化剂出口分别对应一个调节活性焦流量的辊式给料机，辊式给料机有变频控制的功能。

再生塔的加热段和冷却段空气侧壳程内均设置有导流板，导流板水平设置。

再生塔的加热段和冷却段的壳程外（即塔体外）均设置有保温层。

再生塔预备段上部炭基催化剂入口旁设置有料位计。

再生塔内设有隔离筛板将再生塔分为两个区域。

本实用新型与现有技术相比，具有如下特点：

1、再生塔富集SO₂气体一般要求出气温度达到其酸露点温度以上，可有效避免富集SO₂气体对出口管道的腐蚀。但是，富集气体中含有保护及密封用的氮气，氮气温度较低，若按环境温度通入塔内，不仅将极大的降低最终富集SO₂混合气体的温度，还会造成温度高的活性焦因热应力磨损。本实用新型对加入塔内的氮气进行先加热，克服了相应问题,提高了保护与密封氮气进再生塔的温度，间接也提高了再生塔预热段炭基催化剂的温度。被预热的氮气还可间接提高再生塔富集气体出口气温，避免因富集气体温度过低对管道造成的腐蚀。

2、两段式炭基催化剂再生塔塔内从预备段开始分为两个塔区，分区后的再生塔区截面近似为预备段方形截面的一半，有利于炭基催化剂出口部分的均匀下料，与不分区的再生塔结构相比，增强了再生塔内整体炭基催化剂的换热效率及再生效果；

3、再生塔出口的辊式给料机具有变频调节的功能，可根据站锅炉负荷或排烟量变化情况，调节活性焦的流量，大大提升了再生塔的灵活性，降低了炭基催化剂再生塔的运行成本。

4、相比于现有技术的两段式设计的优越性体现在，第一，对进入塔内的氮气进行加热，将过渡段富集SO2气体的平均温度提高了20%；第二，管道腐蚀与设备故障率大大降低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-炭基催化剂入口；2-料位计；3-预备段；4-加热段；5-过渡段；6-冷却段；7-出口段；8-辊式给料机；9-炭基催化剂出口；10-氮气加热器；11-上部氮气来；12-加热段热空气出；13-热空气风机；14-加热段热空气来；15-空气加热器；16-冷却段冷空气出；17-冷空气风机；18-冷却段冷空气来；19-下部氮气来；20-解析气体过渡段出。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

实施例一：

如图1所示，本实用新型两段式炭基催化剂再生塔系统塔身由上至下依次分为预备段3、加热段4、过渡段5、冷却段6和出口段7，加热段4和冷却段6均采用管壳式换热结构，再生塔塔身为管程，管程走炭基催化剂，壳程走换热介质。炭基催化剂从塔顶进入，经由管程达到再生塔的底部，其中在加热段4与冷却段5之间设置过渡段5，过渡段5用于排出塔内富集有SO₂气体，排出SO₂气体通至制酸装置。

其中预备段3设有氮气加热器10，加热后的氮气作为保护气经管道通入再生塔预备段内。

加热段壳程的换热介质采用空气，换热介质经空气加热器加热后，由热空气管道连接至加热段下部，与加热段塔内炭基催化剂换热后由热空气风机再送至空气加热器，加热后的换热介至送至加热段循环加热。冷却段的换热介质采用冷空气。

再生塔的出口段7设有两个炭基催化剂出口，每个炭基催化剂出口分别对应一个调节活性焦流量的辊式给料机，辊式给料机有变频控制的功能。

再生塔的加热段和冷却段空气侧壳程内均设置有导流板，导流板水平设置，以利于导流。再生塔的加热段和冷却段的壳程外（即塔体外）均设置有保温层。再生塔预备段上部炭基催化剂入口旁设置有料位计。再生塔内设有隔离筛板将再生塔分为两个区域。

两段式炭基催化剂再生塔，再生塔上部氮气管道，经氮气加热器加热后，连接到再生塔预备段；空气经空气加热器15加热后，热空气管道连接到加热段下部，与加热段炭基催化剂换热后，从加热段上部由热空气管道连接到热空气风机13，继续由空气加热器加热后完成热空气循环；冷空气与冷却段下部炭基催化剂换热后，从冷却段上部由冷空气管道连接到大气，冷空气经冷空气风机17引入。塔底部也通入未加热的氮气作为保护气。

为了增强炭基催化剂再生塔与脱硫脱硝吸附塔的匹配性和灵活性，进一步增强再生塔内炭基催化剂的换热效率和再生效率，本实用新型两段式炭基催化剂再生塔从预备段分为两个再生塔区，预备段分区后每个区水平截面为方形，每个塔区水平截面为近似为方形的一半；出口段设有两个炭基催化剂出口，分别对应一个辊式给料机，辊式给料机有变频控制的功能，可以调节活性焦的流量。

工作流程：炭基催化剂经塔顶入口进入再生塔，首先进入预备段仓内分为两个塔区，再经由加热段管程与该段壳侧的高温空气进行换热再生，再生后的炭基催化剂进入过渡段，再生脱附的富集二氧化硫气体由过渡段排出至制酸系统，接着，炭基催化剂经冷却段管程与该段壳侧的冷却空气换热降温，最后由出口段出口排出再生塔。

实施例二：

本实例的两段式炭基催化剂再生塔系统，再生塔塔身由上至下依次分为预备段、加热段、过渡段、冷却段和出口段。其中预备段未设置氮气加热器，其他部分结构同实施例一。该系统中氮气作为保护气经管道直接通入再生塔预备段内。如此过渡段富集SO2气体的温度不能提高，管道腐蚀与设备故障率会较多。

本实用新型可以有各种合适的更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本实用新型中，碳基催化剂属于活性炭的一种，凡属于活性炭类的吸附剂，包括：常规的活性炭、炭基催化剂、碳基吸附剂等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种两段式炭基催化剂再生塔系统，其特征是：再生塔塔身由上至下依次分为预备段、加热段、过渡段、冷却段和出口段，所述加热段和冷却段均采用管壳式换热结构，再生塔塔身为管程，管程走炭基催化剂，壳程走换热介质；炭基催化剂从塔顶进入，经由管程达到再生塔的底部，其中在加热段与冷却段之间设置过渡段，过渡段用于排出塔内富集有SO₂气体，排出SO₂气体通至制酸装置。

2.根据权利要求1所述两段式炭基催化剂再生塔系统，其特征是：其中预备段设有氮气加热器，加热后的氮气作为保护气经管道通入再生塔预备段内。

3.根据权利要求1或2所述两段式炭基催化剂再生塔系统，其特征是：所述加热段壳程的换热介质采用空气，换热介质经空气加热器加热后，由热空气管道连接至加热段下部，与加热段塔内炭基催化剂换热后由热空气风机再送至空气加热器，加热后的换热介至送至加热段循环加热。

4.根据权利要求3所述两段式炭基催化剂再生塔系统，其特征是：冷却段的换热介质采用冷空气。

5.根据权利要求3所述两段式炭基催化剂再生塔系统，其特征是：再生塔的出口段设有两个炭基催化剂出口，每个炭基催化剂出口分别对应一个调节活性焦流量的辊式给料机，辊式给料机有变频控制的功能。

6.根据权利要求5所述两段式炭基催化剂再生塔系统，其特征是：再生塔的加热段和冷却段空气侧壳程内均设置有导流板，导流板水平设置。

7.根据权利要求6所述两段式炭基催化剂再生塔系统，其特征是：再生塔的加热段和冷却段的壳程外均设置有保温层。

8.根据权利要求7所述两段式炭基催化剂再生塔系统，其特征是：再生塔预备段上部炭基催化剂入口旁设置有料位计。

9.根据权利要求1所述两段式炭基催化剂再生塔系统，其特征是：再生塔内设有隔离筛板将再生塔分为两个区域。