[发明专利]一种活性炭解析塔及活性炭解析方法

说明书

本发明提供一种新型活性炭解析塔，将活性炭解析塔包括自上而下设置的加热段、第一过渡段、过渡冷却段、第二过渡段和换热冷却段；过渡冷却段、第二过渡段共同构成“缓冲区”，使得第一过渡段与换热冷却段不直接接触，避免了活性炭在解析塔内温度急剧下降，从而防止活性炭在冷却段上管板的未开孔表面结垢，防止解析塔堵塞及被腐蚀。同时，由于“缓冲区”设置，避免了“搭桥”活性炭直接掉落到解析塔底部引起自燃的情况。

技术领域

本发明涉及一种活性炭热解析塔及活性炭解析方法，特别地涉及一种防止结垢和活性炭自燃的活性炭解析塔装置及活性炭解析方法，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。

烧结烟气排放温度在110-170℃之间，里面含有SO₂、NOx、粉尘、二恶英、重金属等多种污染物，而活性炭烟气净化技术恰好适宜烧结烟气温度排放区间，可实现多污染物的协同高效净化，在一套设备上能同时脱出多种污染物，实现副产物SO₂的资源化利用，并且该技术具有污染物脱除效率高，基本不消耗水资源，无二次污染等有点。活性炭烟气净化装置设置有吸附系统、解析系统、制酸系统等多个子系统，烟气经过活性炭吸附单元后净化，活性炭颗粒在吸附单元和解析单元之间循环流动，实现“吸附污染物-加温解析活化(使污染物逸出)-冷却-吸附污染物”的循环利用。

解析系统目的是对吸附了污染物的活性炭进行高温解析再生，生产气体中含有高浓度 SO₂、大量水分等多种污染物(SRG)，SRG气体送往制酸系统制酸。在整个解析过程中，冷却段换热器的上管板上部活性炭温度约为400℃(为加热段带下来的热量)，活性炭内混有一定的解析气体，成分主要为水蒸气、SO₂、SO₃、NH₃、粉尘等；而冷却段换热器的上管板下部冷却空气温度只有约为100℃。冷却段上管板为金属材料，传热性能非常好，一旦活性炭在解析塔内流动变差，上管板及靠近上管板的活性炭温度将快速降低，此部分活性炭内解析气体因冷凝将析出液态水及铵盐晶体，混着粉尘在上管板未开孔的表面结垢。结垢之后，结垢的活性炭阻挡未结垢活性炭流动，活性炭流动性继续变差，吸附在垢体上，垢体继续长大，直至堵塞换热器的下料孔，造成解析塔结垢堵塞及腐蚀。

除此之外，活性炭解析塔内的活性炭为颗粒结构，在过渡段内容易出现“搭桥”的状况，如果出现活性炭“搭桥”，如图8所示，导致解析塔冷却段内的“搭桥”下方的活性炭流动管道为空，之前在该管道内的活性炭从解析塔下方的排料口排出，而排料阀处必然存在空气的漏风情况，进入解析塔内的空气中的含氧量充足，空气沿着孔洞的活性炭流动管道进入过渡段，过渡段内的活性炭温度在400℃以上，极易发生活性炭的自燃，损害解析塔和解析塔内的活性炭。此外，如果出现“搭桥”的情况，由于加热段或过渡段内活性炭的流动，“搭桥”的活性炭容易“塔桥”，导致400℃以上的活性炭直接掉落在解析塔底部排料口附近的活性炭上，解析塔底部由于排料口的存在，从排料口漏进解析塔内的空气中氧含量，400℃以上的活性炭掉落下来，极易导致在活性炭解析塔排料口附近位置燃烧，而燃烧的活性炭从排料口排出直接输送至吸附塔等设备，吸附塔设备内的氧含量更加充足，极易引燃吸附塔内的活性炭，后果不堪设想。

发明内容