CN105771946A - 一种活性焦再生***及再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活性焦再生***及再生方法，该再生***包括再生塔，所述再生塔从上至下依次设有装料段、加热再生段、预冷段、冷却段和卸料段；所述加热再生段设有用于高温烟气输入的第一输入口和用于低温烟气输出的第一输出口；所述预冷段设有用于低温烟气输入的第二输入口和用于高温烟气输出的第二输出口；所述第一输入口和所述第二输出口均与一热风炉连通；所述第一输出口分别连通一循环风机和换热器连通，所述循环风机与所述第二输入口连通，所述换热器与所述再生塔的所述装料段连通。本发明通过设置的热风炉、循环机以及换热器等实现余热的回收利用，有效地提高能量利用率高，简单工艺流程，更优的是使其活性焦受热均匀。

Description

一种活性焦再生***及再生方法
技术领域
本发明涉及用于脱硫脱硝的活性焦再生的技术领域，尤其指一种活性焦再生***及再生方法。
背景技术
活性焦干法烟气净化技术是利用活性焦的吸附性能，实现联合脱硫脱脱硝脱汞等烟气集成净化，属于回收硫资源的烟气治理技术。目前该技术在冶金、化工、燃煤锅炉和钢铁等行业的烟气净化领域受到了越来越多人的青睐，其中，活性焦的性能是影响烟气净化效率的关键材料。
而在活性焦干法烟气净化过程中，对于吸附饱和后的活性焦进行再生，使其恢复吸附性能从而重新投入使用，可以有效降低运行成本。
目前普遍采用的是移动床加热再生方法。申请公布号CN104722286A，名称为“活性焦/炭连续活化再生***”，该***包括活化再生塔，活化再生塔从上至下依次设有装料段、分配段、活化再生段、分离段、冷却段和卸料段。每个活性焦/炭通道为两环形侧壁套设形成的套筒结构，活性焦在塔内流动形成易形成柱状流，容易造成受热不均，换热效果差；申请号“CN103977778B”，专利名称为“一种活性焦再生装置”，电加热加热温度提升梯度和冷却器冷却降温梯度大，需要能耗高，且设有上下抽气结构，工艺流程复杂，操作控制繁琐，必然造成***运行成本的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种活性焦再生***及再生方法，其能量利用率高，工艺流程简单，更优的是受热均匀，换热效果较佳。
本发明提供的技术方案如下：
一种活性焦再生***，包括：
再生塔，所述再生塔从上至下依次设有装料段、加热再生段、预冷段、冷却段和卸料段；
所述加热再生段设有用于高温烟气输入的第一输入口和用于低温烟气输出的第一输出口；
所述预冷段设有用于低温烟气输入的第二输入口和用于高温烟气输出的第二输出口；
所述第一输入口和所述第二输出口均与一热风炉连通；
所述第一输出口分别连通一循环风机和换热器连通，所述循环风机与所述第二输入口连通，所述换热器与所述再生塔的所述装料段的入口连通。
本技术方案中，加热再生段、预冷段、热风炉和循环风机形成的热循环回路、以及加热再生段低温烟气的输入换热器与装料段连通形成的热循环回路，满足对余热的回收利用，其能量利用率高，工艺流程简单，更优的是受热均匀，换热效果较佳。
优选地，所述换热器上还设有用于换热介质进入的介质入口。
优选地，所述介质为氮气。
将介质通过介质入口进入换热器，并与从加热再生段输出的低温烟气进行热量交换，由于加热再生段输出的低温烟气温度一般在300-350℃通过管路与进入换热器的低温介质氮气进行热量交换，使其介质氮气温度在温度100-150℃，最后通过管路输入装料段的顶部进行气封，同时也可以对进入的活性焦进行预热，进一步实现了余热的回收利用，有效的提高能量利用率。
优选地，所述热风炉上还设有用于燃气进入的第一进口和用于空气进入的第二进口；
所述第二进口还连接一助燃空气风机。
优选地，所述冷却段设有用于低温空气输入的第三输入口和用于高温空气输出的第三输出口；
所述第三输出口与所述助燃空气风机连通。
本技术方案中热风炉上通过设置的第一进口和第二进口，满足同时将燃气和空气的输入，有效地加快燃气的燃烧，且保证燃气得到充分利用。同时通过阻燃空气风机与第二进口的连通，可以将冷却段内高温烟气输入助燃空气风机，这样与热风炉连通形成另一个热循环回路，实现对余热的再次回收利用，使其换热更加均匀，能量利用率更高，最优地降低能耗。
优选地，冷却风机，所述冷却风机与所述第三输入口连通，用于将低温空气输入所述冷却段内。
设置的冷却风机作用是对再生塔的冷却段进行再次冷却，满足对再生后的活性焦进行进一步的冷却，提高冷却效率。
在上述结构的基础上进一步优选地，再生气风机，所述再生气风机与所述加热再生段连通，用于将所述加热再生段内的再生气抽出。
本技术方案中，由于活性焦进入再生塔的加热再生段后，经过再生反应后，产生再生气(即为含有SO2浓度为15-20％的混合气体)，此气体由设置的再生风机抽出并进入副产物处理***进行处理，实现SO2的回收利用。
本发明还提供了一种活性焦再生方法，利用上述所述的活性焦再生***进行再生的方法，包括如下：
吸附饱和活性焦从装料段的入口至加热再生段，经过来自热风炉的高温烟气加热后进行再生反应，热风炉将高温烟气输入至加热再生段进行换热后，低温烟气一部分从循环风机输入预冷段，另一部经换热器与换热器内介质进行换热后排出。
优选地，预冷段输入的低温烟气与再生后的活性焦进行换热后，高温烟气经助燃空气风机输入热风炉。
优选地，活性焦经过再生反应后，产生的气体被再生气风机抽出，再生后的活性焦从卸料段的出口输出；
和/或；
冷却风机将外部低温空气输入所述冷却段内。
通过本发明提供的一种活性焦再生***及再生方法，能够带来以下至少一种有益效果：
1、本发明的活性焦再生***，设置的再生塔由从上至下依次设有装料段、加热再生段、预冷段、冷却段和卸料段构成。通过设置的循环风机将加热再生段的一部分低温烟气输入预冷段进行回收利用；通过设置的换热器将加热再生段的另一部分低温烟气与换热器内的介质进行热量交换后，由换热器输入装料段对活性焦进行预热；以及通过设置的热风炉将冷却段的高温烟气进行回收利用。整个***的能量利用率高，工艺流程简单，更优的是受热均匀，换热效果较佳。
2、本发明中的活性焦再生***中设置的热风炉，在钢铁冶金行业中本身都配有，无需新建，直接利用热风炉产生的高温烟气所在再生塔内的换热介质即可，进一步的提高能量的利用率，更优的是降低生产成本。
3、在本发明的活性焦再生***，通过换热器实现将低温烟气与介质进行换热，换热后的气体输入装料段内，避免从第一输出口出来的低温烟气与吸附饱和的活性焦直接接触，造成对活性焦的污染，能够有效地保证活性焦再生后的良好的吸附性能。
4、本发明的再生方法操作简单，热量回收效果较佳，活性焦加热更加均匀，进一步提高再生后的活性焦的性能，并且节省能耗，降低***的运行成本。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种活性焦再生***及再生方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明一种活性焦再生***的结构示意图。
附图标号说明：
1-再生塔；
101-装料段；
102-加热再生段；1021-第一输入口；1022-第一输出口；1023-再生气出口；
103-预冷段；1031-第二输入口；1032-第二输出口；
104-冷却段；1041-第三输入口；1042-第三输出口；
105-卸料段；
2-热风炉；201-第一进口；202-第二进口；
3-循环风机；4-换热器；401-介质入口；5-助燃空气风机；6-冷风风机；7-再生气风机。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
在本发明的实施例中，参看图1所示一种活性焦再生***，该再生***包括再生塔1，且再生塔1从上至下依次设有装料段101、加热再生段102、预冷段103、冷却段104、卸料段105。实际运用时，在加热再生段102上设置一用于高温烟气输入的第一输入口1021和用于低温烟气输出的第一输出口1022；同时在预冷段103上设有用于低温烟气输入的第二输入口1031和用于高温烟气输出的第二输出口1032。
具体的将第一输入口1021和第二输出口1032分别与热风炉2的进、出口连通，实现对预冷段103中余热进行回收利用。同时将第一输出口1022分别与一循环风机3和换热器4连通，且将循环风机3与第二输入口1031连通，进而可以将加热再生段102中输出的低温烟气由循环风机3输入预冷段103，使能量得到回收利用，目的是降低了预冷段103的能耗。
设置的换热器4主要是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，因此，进一步的在换热器4上设置一用于换热介质进入的介质入口401，这样可以将加热再生段102中输出的低温烟气与从介质入口401输入的介质进行热量交换。应需说明的是，输出的低温烟气一般温度在300-350℃，而介质入口401中输入的介质温度更低，且介质优选为氮气，这样当低温烟气与氮气进行热量交换后，氮气的温度在100-150℃之间，再由换热器4输入装料段101，可以实现对再生塔1顶部进行气封，也可以对活性焦进行预热，进一步的实现余热的回收利用。
在本发明的实施例中，设置的热风炉2是整个***热量的来源之处，依此，热风炉2上设有用于燃气进入的第一进口201和用于空气进入的第二进口202，同时在第二进口202上连接一助燃空气风机5，这样当空气从第二进口202进入同时燃气从第一进口201同时进入，可以加快燃气的燃烧速度，且保证燃气得到充分的利益。应说明的是，其中所用的燃气是气体燃料的总称，它能燃烧而放出热量，供城市居民和工业企业使用。燃气的种类很多，主要有天然气、人工燃气、液化石油气和沼气、煤制气。
在本发明的实施例中，设置的助燃空气风机5的作用还可以将相对较高的高温烟气输入热风炉2内，提高能量的利用率，降低能耗。其中，高温烟气的来源主要是来自冷却段104，具体的在冷却段104上设置用于低温空气输入的第三输入口1041，以及用于高温空气输出的第三输出口1042。实际运用时，直接将助燃空气风机5与第三输出口1042，这样可以将冷却段104中相对外部空气高的高温烟气进行再次利用，进一步的降低热风炉2的能耗。
设置的第三输入口1041主要是用于将相对较低的外部空气输入冷却段104内，使其冷却段104内的再生后的活性焦冷却均匀且充分，进而提高再生后的活性焦的质量。依此，进一步的设置一冷却风机6，冷却风机6与第三输入口1041连通，可以满足将外部低温空气输入冷却段104内，进而实现对再生后的活性焦进行再次冷却。
在本发明的实施例中，不难理解的是吸附饱和的活性焦从装料段101进入加热再生段102后，经过再生反应后，再生后的活性焦在重力的作用下，自行往下移动至预冷段103。同时在加热再生段102中进行再生时，释放出再生气，因此，通过设置的再生气风机7，将再生气(即含有SO2浓度为15-20％的混合气体)排出，并与后续的副产物处理***连接，实现SO2的回收利用。本申请中优选地，将再生气风机7与加热再生段102下端的一再生气出口1023连接，之所以将再生出口1023设置在加热再生段102下端即接近活性焦温度最高的位置，使再生气抽取更加充分彻底。
本发明还提供了一种活性焦再生方法。具体的是利用上述实施例中的活性焦再生***进行处理，具体的处理方法为：
吸附饱和活性焦从装料段101的入口至加热再生段102，经过来自热风炉2的高温烟气加热后进行再生反应。其中，热风炉2输入的高温烟气在加热再生段102进行换热后，低温烟气一部分从循环风机3输入预冷段103，另一部低温烟气经换热器4与换热器4内介质(低温氮气)进行换热后排出，大部分从装料段101的入口输入，一小部分通过管路连接烟囱进行排放。应说明的是，装料段101的入口可以分为用于吸附饱和活性焦进入的入口，以及用于热量交换后的介质进入的入口，具体的装料段101的入口根据实际需求设定，本申请中不在一一赘述。
在本发明的再生方法的实施例中，优选地，预冷段103输入的低温烟气与再生后的活性焦进行换热后，高温烟气可以经助燃空气风机5输入热风炉2，进行余热的回收利用。
在本发明的再生方法的实施例中，优选地，吸附饱和的活性焦在加热再生段102内进行再生反应，产生的气体可以由再生气风机7将其抽出，同时再生后的活性焦在自身的重力作用下依次通过预冷段103、冷却段104，最终从卸料段105的出口输出。
在本发明的再生方法的实施例中，可以进一步的在冷却段104设置冷却风机6，进而通过冷却风机6将外部相对较低的低温空气输入至冷却段104内，满足对再生后的活性焦进行再次冷却。
应说明的是，本发明中的换热风机2、循环风机3、换热器4，以及冷风风机6均可在市场上直接购买得到。且整个***安装方便，整个处理工艺简单，实现了余热的回收利用，进一步的提高能量的利用率，节省能耗，降低整个***的运行成本。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种活性焦再生***，其特征在于，包括：
再生塔，所述再生塔从上至下依次设有装料段、加热再生段、预冷段、冷却段和卸料段；
所述加热再生段设有用于高温烟气输入的第一输入口和用于低温烟气输出的第一输出口；
所述预冷段设有用于低温烟气输入的第二输入口和用于高温烟气输出的第二输出口；
所述第一输入口和所述第二输出口均与一热风炉连通；
所述第一输出口分别连通一循环风机和换热器连通，所述循环风机与所述第二输入口连通，所述换热器与所述再生塔的所述装料段的入口连通。
2.根据权利要求1所述的活性焦再生***，其特征在于：
所述换热器上还设有用于换热介质进入的介质入口。
3.根据权利要求2所述的活性焦再生***，其特征在于：
所述介质为氮气。
4.根据权利要求1所述的活性焦再生***，其特征在于：
所述热风炉上还设有用于燃气进入的第一进口和用于空气进入的第二进口；
所述第二进口还连接一助燃空气风机。
5.根据权利要求4所述的活性焦再生***，其特征在于：
所述冷却段设有用于低温空气输入的第三输入口和用于高温空气输出的第三输出口；
所述第三输出口与所述助燃空气风机连通。
6.根据权利要求5所述的活性焦再生***，其特征在于，还包括：
冷却风机，所述冷却风机与所述第三输入口连通，用于将外部低温空气输入所述冷却段内。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的活性焦再生***，其特征在于，还包括：
再生气风机，所述再生气风机与所述加热再生段连通，用于将所述加热再生段内的再生气抽出。
8.一种活性焦再生方法，其特征在于，利用如权利要求1-7所述的活性焦再生***，包括如下：
吸附饱和活性焦从装料段的入口至加热再生段，经过来自热风炉的高温烟气加热后进行再生反应，热风炉将高温烟气输入至加热再生段进行换热后，低温烟气一部分从循环风机输入预冷段，另一部经换热器与换热器内介质进行换热后排出。
9.根据权利要求8所述的活性焦再生方法，其特征在于：
预冷段输入的低温烟气与再生后的活性焦进行换热后，高温烟气经助燃空气风机输入热风炉。
10.根据权利要求9所述的活性焦再生方法，其特征在于：
活性焦经过再生反应，产生的气体被再生气风机抽出，再生后的活性焦从卸料段的出口输出；
和/或；
冷却风机将外部低温空气输入所述冷却段。
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