CN208786161U - 一种节能型炭基催化剂再生器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于炭基催化剂脱硫脱硝后对炭基催化剂进行脱附再生的技术领域，特别涉及一种节能型炭基催化剂再生器系统。其中，本实用新型的炭基催化剂再生器，由上到下包括依次串联连接的进口阀门、进料段、加热再生段、风冷段、水冷段、出料段及出口阀门。本实用新型将炭基催化剂进行分级降温，降低了每一级的动力支出，易于操控，安全性能更高。

Description

一种节能型炭基催化剂再生器系统

技术领域

本实用新型涉及用于炭基催化剂脱硫脱硝后对炭基催化剂进行脱附再生的技术领域，特别涉及一种节能型炭基催化剂再生器系统。

背景技术

炭基催化剂干法烟气净化脱除技术是指利用炭基催化剂的吸附性能，联合脱除烟气中的SO₂、二噁英及重金属等污染物质，实现联合脱硫脱硝脱二噁英及脱除重金属等的烟气净化处理技术。

目前，该技术在钢铁烧结、垃圾焚烧、冶金、化工及燃煤锅炉等多种行业中的烟气处理净化领域应用越来越多，由于该项技术能够实现联合脱除多种污染物，吸附饱和的炭基催化剂可再生后重复使用，同时回收二氧化硫副产物，整个烟气净化过程中不耗水，且具备很好的环保性能，故备受关注。在炭基催化剂联合脱除技术中，对于吸附饱和后的炭基催化剂进行再生，恢复吸附性能从而重新投入使用，其脱除污染物的性能能够有所提升，更重要的是该方法可以有效降低运行成本。目前常用的炭基催化剂再生方法主要是加热再生法，即通过加热升温使得炭基催化剂在一定的高温下实现脱附过程。

再生器系统主要包括加热再生段和冷却段。吸附饱和的炭基催化剂被转移到再生器系统，依次经过加热再生段和冷却段，脱附干净的炭基催化剂被返回吸附塔重新利用。在加热再生段中，向下移动的炭基催化剂与输入的加热气体进行间接热交换而被加热升温至例如500℃左右，炭基催化剂在该温度下进行解析、再生。再生后的炭基催化剂经过冷却段，与外来的冷却风进行间接换热降温冷却到120℃左右，再被输送到吸附塔进行重新吸附利用。但是，直接将500℃左右的炭基催化剂通过与冷风进行热交换冷却至120℃左右不易操控，而且存在安全隐患。

整个脱附再生过程中，针对加热段中加热方法有多种，目前常用的有电加热器加热热风以及热风炉热风加热。通常情况下，降温后的热风为450- 480℃左右，经热风循环风机再次被加热升温，如此反复循环；而在冷却段得以升温的冷却风，温度升到200℃以上外排，造成大量能量流失。

因此，本领域亟需一种节能效果显著、安全性能高的节能型炭基催化剂再生器及其系统。

实用新型内容

为了解决本领域的上述技术问题，本实用新型提供了一种节能型炭基催化剂再生器及其系统。将加热段出口、冷却段出口以及部分热风炉出口热风的能量进行有效利用，提高了能量利用率，降低了运行成本。

一方面，本实用新型的一种节能型炭基催化剂再生器，由上到下包括依次串联连接的进口阀门、进料段、加热再生段、风冷段、水冷段、出料段及出口阀门。

上述的节能型炭基催化剂再生器，所述节能型炭基催化剂再生器为裤衩型双体对称结构或单体结构。

上述的节能型炭基催化剂再生器，所述加热再生段、风冷段及水冷段均为管壳式换热结构。

上述的节能型炭基催化剂再生器，所述进口阀门和出口阀门为星型或旋转密封下料阀。

另一方面，本实用新型的一种节能型炭基催化剂再生器系统，包括上述节能型炭基催化剂再生器、副产物流化干燥器、热风炉装置、风机、循环泵和氨蒸发/气化系统；

其中，节能型炭基催化剂再生器的加热再生段包括热风入口管路与热风出口管路，热风出口管路分为两路，一路与氨蒸发/气化系统连接，另一路与外界相通；

其中，节能型炭基催化剂再生器的风冷段包括冷风进口管路和冷风出口管路，其中，冷风进口管路与循环风机的出口连接，冷风出口管路分为两路，一路与副产物流化干燥器连接，另一路与热风炉装置连接；

其中，节能型炭基催化剂再生器的水冷段包括进水管路和出水管路，其中，进水管路与循环泵的出口连接，出水管路与外界相通；

其中，热风炉装置的热烟出口管路分为两路，一路与节能型炭基催化剂再生器的加热再生段热风入口管路连接，另一路与氨蒸发/气化系统连接。

上述的节能型炭基催化剂再生器系统，所述节能型炭基催化剂再生器包括一级再生器和二级再生器，其中，一级再生器和二级再生器为裤衩型双体对称结构和单体结构中的一种或者两种。

上述的节能型炭基催化剂再生器系统，一级再生器为裤衩型双体对称结构，二级再生器为单体结构。

上述的节能型炭基催化剂再生器系统，所述一级再生器与二级再生器的加热再生段的热风入口管路与热风炉装置的热烟出口并列连接；所述一级再生器与二级再生器的风冷段的冷风进口管路与循环风机的出口并列连接；所述一级再生器与二级再生器的水冷段的进水管路与循环泵的出口并列连接。

上述的节能型炭基催化剂再生器系统，节能型炭基催化剂再生器与副产物流化干燥器、热风炉装置及氨蒸发/气化系统的连接管路上设置有循环风机。

本实用新型的技术方案具有如下的有益效果：

(1)在本实用新型装置中，再生器主要包括三部分：加热再生段、风冷段和水冷段。改变了通常再生器包括的两大部分加热再生段和风冷段，如此，在风冷段下部设立的水冷段，能更好的保证炭基催化剂充分降温，经过除尘、筛选处理后，可直接输送到反应器重新参与吸附脱除污染物的反应过程。而且将炭基催化剂进行分级降温，降低了每一级的动力支出，易于操控，安全性能更高。最终的水冷段排出的冷却水升温均较低，可直接外排。

(2)在本实用新型装置中，两级再生器的风冷段出口管路均分为两路，一部分冷却风经由一路与循环风机、副产物干燥器连接，将出口冷却风送入副产物干燥器，充分利用冷却段余热，对炭基催化剂脱硫副产物进行流化干燥，另一路与循环风机和热风炉系统相连，将大部分冷却风送入热风炉系统，作为热风炉的助燃风；同时，本实用新型两级再生器的加热再生段出口管路均分为两路，一路直接将大部分出口热烟气与循环风机、氨蒸发系统连接，作为氨蒸发/气化的热源，另一部分可以直接外排；同时，本实用新型热风炉出口热烟管路也分为了两路，一路与循环风机和各个再生器加热再生段入口接口相连，将大部分热烟送入加热再生段，进行炭基催化剂加热再生，另一路则与另一循环风机及氨蒸发系统相连接，将部分热烟直接作为氨蒸发/气化辅助热源。如上三种方法，均通过利用余热，实现了能量充分回收利用，有效降低了投资运行成本。

附图说明

图1为本实用新型节能型炭基催化剂再生器系统整体结构示意图，其中： 01-进口阀门、02-出口阀门、1-进料段、2-加热再生段、3-风冷段、4-水冷段、 5-出料段、6-副产物流化干燥器、7-热风炉装置、8-氨蒸发/气化系统；

A(A1、A2、A3₁、A3₂、A3₃、A4、A5₁、A5₂、A5₃、A6₁、A6₂、A6₃) -循环风机，B1-循环泵；

G1、G 1'分别为加热段进口和出口热风；G2、G 2'分别为风冷段进口和出口冷却风；W1、W 1'分别为冷却段进口和出口冷却水；

Ⅰ(Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ1'、Ⅰ2'、Ⅰ3'、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ1'、Ⅱ2'、Ⅱ3'、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ1'、Ⅲ2'、Ⅲ3'、Ⅳ、Ⅴ1、Ⅴ2、Ⅴ3、Ⅵ₁、Ⅶ1、Ⅵ2、Ⅶ2、Ⅵ3、Ⅶ3)-各个管路。

具体实施方式

为了充分了解本实用新型的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本实用新型作详细说明。本实用新型的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。

一方面，本实用新型提供了一种节能型炭基催化剂再生器，如图1所示，由上到下包括进口阀门01、进料段1、加热再生段2、风冷段3、水冷段4、出料段5及出口阀门02。

本实用新型的节能型炭基催化剂再生器包括两个冷却部分，风冷段3和水冷段4，即在风冷段3下部设置了水冷段4，既保证了脱附后的炭基催化剂能充分降温，还降低了炭基催化剂每一级降温动力支出，易于操控，提高了安全性能。

其中，本实用新型的节能型炭基催化剂再生器为裤衩型双体对称结构或单体结构。

其中，所述加热再生段2、风冷段3及水冷段4均为管壳式换热结构。其中炭基催化剂走管程，换热流体走壳程，二者通过管壁进行间接换热，调节炭基催化剂温度。

在一些优选的具体实施方式中，所述进口阀门01和出口阀门02为星型或旋转密封下料阀。其耐磨损、剪切作用力较小，使用寿命长，保证了作用效果。

另一方面，本实用新型提供了一种节能型炭基催化剂再生器系统，包括上述的节能型炭基催化剂再生器、副产物流化干燥器6、热风炉装置7、循环风机A2、循环泵B1和氨蒸发/气化系统8。

其中，节能型炭基催化剂再生器的加热再生段2包括热风入口管路与热风出口管路，热风出口管路分为两路，一路与氨蒸发/气化系统8连接，另一路与外界相通。加热再生段2输出的高温烟气的一部分或全部用于对氨水气化或液氨蒸发。

此外，加热再生段2中，将脱附的SO₂气体，输入到制酸系统中，进行高浓度硫酸或者硫磺的制取，副产物回收，资源化利用。

其中，节能型炭基催化剂再生器的风冷段3包括冷风进口管路和冷风出口管路，其中，冷风进口管路与循环风机A2的出口连接，冷风出口管路分为两路，一路与副产物流化干燥器6连接，另一路与热风炉装置7连接。冷却段3出口管路排出的冷却风，部分被输送到副产物资源化系统6中，进行炭基催化剂脱硫副产物的流化干燥，另外一部分可作为热风炉装置7的助燃风。

其中，节能型炭基催化剂再生器的水冷段4包括进水管路和出水管路，其中，进水管路与循环泵B1的出口连接，出水管路与外界相通。优选的，水冷段4入口冷却水为常温水，在循环泵B1的作用下，被输送到水冷段4壳程中，进一步对管程中的炭基催化剂进行降温，水冷段出口炭基催化剂，经过出料段排出再生器，其中，水冷段4出口冷却水可循环使用。

其中，热风炉装置7的热烟出口管路分为两路，一路与节能型炭基催化剂再生器的加热再生段2的热风入口管路连接，另一路与氨蒸发/气化系统8 连接。本实用新型通过增设一个管路与氨蒸发/气化系统8连接，作为氨蒸发或者气化的辅助备用热源，提高了能量利用率。

其中，所述节能型炭基催化剂再生器为两级结构，一级为裤衩型双体对称结构或单体结构，二级为单体结构或裤衩型双体对称结构。本领域的技术人员可根据需要处理的炭基催化剂的量或实际场地工况条件对选用的再生器的类型进行选择。

在一些优选的具体实施方式中，本实用新型的节能型炭基催化剂再生器包括一级再生器和二级再生器，其中，一级再生器和二级再生器分别为裤衩型双体对称结构和单体结构。本领域的技术人员可根据需要处理的炭基催化剂的量或实际场地工况条件对选用的再生器的类型和数量进行选择。

其中，所述一级再生器与二级再生器的加热再生段2的热风入口管路与热风炉装置7的热烟出口管路并列连接；所述一级再生器与二级再生器的风冷段3的冷风进口管路与循环风机A2的出口并列连接；所述一级再生器与二级再生器的水冷段4的进水管路与循环泵B1的出口并列连接。

优选的，节能型炭基催化剂再生器与副产物流化干燥器6、热风炉装置7 及氨蒸发/气化系统8的连接管路上设置有多个循环风机。通过设置循环风机可以控制换热流体的传输速度，保证换热效果。

在一个最优选的具体实施方式中，本实用新型的一种节能型节能型炭基催化剂再生器系统包括一级再生器、二级再生器、副产物流化干燥器6、热风炉装置7、氨蒸发/气化系统8及设置在管路上的多个循环风机、循环泵。

其中，所述一级再生器采用裤衩型双体对称结构，二级再生器采用单体结构；每级再生器由上到下均主要包括依次串联的进口阀门01、进料段1、加热再生段2、风冷段3、水冷段4、出料段5、出口阀门02。其中，加热再生段2、风冷段3、水冷段4为管壳式换热器结构，换热流体走壳程，炭基催化剂走管程。

所述的一种节能型炭基催化剂再生器系统，在一级再生器和二级再生器的加热再生段中，来自于进料段1的向下移动的炭基催化剂与输入的高温烟气G1进行间接换热。其中高温烟气G1为热风炉产生的高温烟气，温度在500-600℃，在热风循环风机A1的作用下，以并联方式分别经过一级再生器热风入口管路Ⅰ₁、Ⅰ₂以及二级再生器的热风入口管路Ⅰ₃的加热再生段，对管程内的低温炭基催化剂加热升温，当炭基催化剂温度升到500-520℃后进行再生，此时两级再生器的加热再生段出口热风G1'温度为450-480℃，通过热风出口管路Ⅰ₁'、Ⅰ₂'、Ⅰ₃'排出，脱附的SO₂输送至制酸系统。

所述的一种节能型炭基催化剂再生器系统，在两级再生器的风冷段3中，在循环风机A2作用下，将常温空气G2从一级再生器风冷段的冷风进口管路Ⅱ₁、Ⅱ₂以及二级再生器的冷风进口管路Ⅱ₃，分别通入两级再生器的风冷段 3换热管束壳程中，与在风冷段3沿管程向下移动的炭基催化剂进行间接冷却。再生器风冷段3出口冷却风G2'的温度升为200-300℃，分别由风冷段3 出口管道Ⅱ₁'、Ⅱ₂'、Ⅱ₃'输出，风冷段3管程内的炭基催化剂温度降为200- 300℃。

所述的一种节能型炭基催化剂再生器系统，在两级再生器的水冷段4中，在循环水泵B1的作用下，常温冷却水W1分别通过一级再生器水冷段外面的进水管道Ⅲ₁、Ⅲ₂以及二级再生器的水冷段进水管路Ⅲ₃，引入到水冷段4换热器壳程，与在水冷段4沿管程向下移动的炭基催化剂进行间接换热，继续对来自风冷段的炭基催化剂进行冷却降温。两级再生器水冷段4出口冷却水温度W1'升为35-45℃，分别由水冷段4出口管道Ⅲ₁'、Ⅲ₂'、Ⅲ₃'输出，水冷段出口炭基催化剂温度被降温到100-125℃。

所述的一种节能型炭基催化剂再生器系统，热风炉装置7出口的高温热烟管路分为两路Ⅰ和Ⅳ，大部分热烟通过管路Ⅰ进入到两级再生器的加热再生段2，另一部分热烟经过管路Ⅳ，在循环风机A4的作用下，被输送到氨蒸发/气化系统8中，辅助作为氨蒸发/气化的热源。针对两级再生器系统的加热再生段2出口Ⅰ1'、Ⅰ2'、Ⅰ3'管路，大部分加热再生段2出口热烟分别通过第二管路Ⅴ1、Ⅴ2、Ⅴ3，在循环风机A3₁、A3₂、A3₃作用下，被输送到氨蒸发/气化系统8中，作为氨蒸发/气化的热源，少部分直接外排。针对风冷段出口管路Ⅱ1'、Ⅱ2'、Ⅱ3'分别分为两路Ⅵ₁和Ⅶ1、Ⅵ2和Ⅶ2、Ⅵ3和Ⅶ3，大部分风冷段3出口冷却风也分别由管路Ⅵ₁、Ⅵ2、Ⅵ3，在循环风机A5₁、A5₂、 A5₃作用下，被输送到副产物流化干燥器6中，对副产物进行流化干燥，另外一部分冷却风经由管路Ⅶ1、Ⅶ2、Ⅶ3，在另外的循环风机的A6₁、A6₂、A6₃作用下，送入热风炉系统7，作为热风炉的助燃风。

参照附图1，对本实用新型的其中一个具体实施例进行描述。

所述的一种节能型炭基催化剂再生器系统，包括采用裤衩型双体对称结构的一级再生器、采用单体结构的二级再生器、副产物流化干燥器6、热风炉装置7、氨蒸发/气化系统8及设置在管路上的多个循环风机、循环泵。其中，每级再生器由上到下均主要包括进口阀门01、进料段1、加热再生段2、风冷段3、水冷段4、出料段5、出口阀门02。

所述进口阀门01和出口阀门02均采用星型下料阀，耐腐蚀，剪切作用力较小。

所述的一种节能型炭基催化剂再生器系统，炭基催化剂通过斗提机转移输送到两级再生器系统，通过进口阀门01进入再生器进料段1，依次经过加热再生段2、下部的风冷段3，然后再经过水冷段4，整个过程炭基催化剂经过在加热再生段2的升温，温度达到520℃左右，吸附的SO₂等物质脱附出来，脱附后的高温炭基催化剂在下部的风冷段3和水冷段4，逐级冷却到120℃左右，分别从两级再生器装置经过出料段5、出口阀门02后排出，再进行除尘、筛选处理后送到吸附反应器重新应用。

所述加热再生段2、风冷段3和水冷段4均采用管壳式换热结构，其中炭基催化剂经由管程，换热流体经由壳程，高温烟气、冷却风及冷却水与炭基催化剂通过管壁进行间接换热，实现对炭基催化剂进行升温和降温调节。

所述加热再生段2高温烟气来自热风炉，热烟气通过循环风机分别输送到两级再生器加热再生段入口，经由加热再生段2换热管束壳程，通过间接换热实现对管内吸附饱和的炭基催化剂的加热升温。两级再生器加热再生段出口除用于自身循环外，外排烟气均分为两路，大部分外排烟气送入氨蒸发/ 气化系统8，作为氨蒸发或者气化的热源，另外一小部分可直接排出。

所述热风炉出口高温烟气另外增设一个管路与氨蒸发/气化系统8连接，作为氨蒸发或者气化的辅助备用热源，提高了能量利用率。

所述风冷段3入口冷却风为常温空气，在循环风机的作用下，被输送到两级再生器的风冷段管束壳程中，将冷量传递给高温炭基催化剂。出口冷却风的大部分被送入副产物流化干燥器6，进行副产物流化干燥，另一部分作为热风炉装置7的助燃风。

所述水冷段4入口冷却水为常温水，在循环水泵的作用下，被输送到两级再生器的水冷段壳程中，进一步对管程中的炭基催化剂进行降温，水冷段出口炭基催化剂温度达到120℃，经过出料段排出再生器，水冷段出口冷却水可循环使用。

本实用新型在上文中已以优选实施例公开，但是本领域的技术人员应理解的是，这些实施例仅用于描绘本实用新型，而不应理解为限制本实用新型的范围。应注意的是，凡是与这些实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本实用新型的权利要求范围内。因此，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种节能型炭基催化剂再生器系统，其特征在于，包括节能型炭基催化剂再生器、副产物流化干燥器、热风炉装置、风机、循环泵和氨蒸发/气化系统；

其中，节能型炭基催化剂再生器的加热再生段包括热风入口管路与热风出口管路，热风出口管路分为两路，一路与氨蒸发/气化系统连接，另一路与外界相通；

其中，节能型炭基催化剂再生器的风冷段包括冷风进口管路和冷风出口管路，其中，冷风进口管路与循环风机的出口连接，冷风出口管路分为两路，一路与副产物流化干燥器连接，另一路与热风炉装置连接；

其中，节能型炭基催化剂再生器的水冷段包括进水管路和出水管路，其中，进水管路与循环泵的出口连接，出水管路与外界相通；

其中，热风炉装置的热烟出口管路分为两路，一路与节能型炭基催化剂再生器的加热再生段热风入口管路连接，另一路与氨蒸发/气化系统连接；

其中，所述节能型炭基催化剂再生器，由上到下包括依次串联连接的进口阀门、进料段、加热再生段、风冷段、水冷段、出料段及出口阀门；所述节能型炭基催化剂再生器为裤衩型双体对称结构或单体结构；所述加热再生段、风冷段及水冷段均为管壳式换热结构；所述进口阀门和出口阀门为星型或旋转密封下料阀。

2.根据权利要求1所述的节能型炭基催化剂再生器系统，其特征在于，所述节能型炭基催化剂再生器包括一级再生器和二级再生器，其中，一级再生器和二级再生器为裤衩型双体对称结构和单体结构中的一种或者两种。

3.根据权利要求2所述的节能型炭基催化剂再生器系统，其特征在于，一级再生器为裤衩型双体对称结构，二级再生器为单体结构。

4.根据权利要求2或3所述的节能型炭基催化剂再生器系统，其特征在于，所述一级再生器与二级再生器的加热再生段的热风入口管路与热风炉装置的热烟出口并列连接；所述一级再生器与二级再生器的风冷段的冷风进口管路与循环风机的出口并列连接；所述一级再生器与二级再生器的水冷段的进水管路与循环泵的出口并列连接。

5.根据权利要求1所述的节能型炭基催化剂再生器系统，其特征在于，节能型炭基催化剂再生器与副产物流化干燥器、热风炉装置及氨蒸发/气化系统的连接管路上设置有循环风机。