[發明專利]包括余熱利用的活性炭熱解析方法及其裝置

有效

• 申請號: 201410427293.1
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104190388B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 魏進超;李俊杰;張震;謝琛;陶衛忠;魯健;李咸偉;李俊華
• 申請（專利權）人: 中冶長天國際工程有限責任公司;寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01J20/20
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11394
• 代理人: 唐曙暉,劉明芳

技術領域

本發明涉及包括余熱利用的活性炭的熱解析方法及其裝置，更具體地說，本發明涉及在包括活性炭吸附塔和解析塔(或再生塔)的干法脫硫、脫硝裝置中從解析塔輸出的加熱氣體(如空氣或熱風)的余熱回收利用的方法，屬于燒結煙氣處理領域。

背景技術

對于工業煙氣、尤其鋼鐵工業的燒結機煙氣而言，采用包括活性炭吸附塔和解析塔的脫硫、脫硝裝置和工藝是比較理想的。在包括活性炭吸附塔和解析塔(或再生塔)的脫硫、脫硝裝置中，活性炭吸附塔用于從燒結煙氣或廢氣(尤其鋼鐵工業的燒結機的燒結煙氣)吸附包括硫氧化物、氮氧化物和二惡英在內的污染物，而解析塔用于活性炭的熱再生。

活性炭法脫硫具有脫硫率高、可同時實現脫硝、脫二噁英、除塵、不產生廢水廢渣等優點，是極有前景的煙氣凈化方法。活性炭可以在高溫下再生，在溫度高于350℃時，吸附在活性炭上的硫氧化物、氮氧化物、二惡英等污染物發生快速解析或分解(二氧化硫被解析，氮氧化物和二噁英被分解)。并且隨著溫度的升高，活性炭的再生速度進一步加快，再生時間縮短，優選的是一般控制解析塔中活性炭再生溫度約等于430℃，因此，理想的解析溫度(或再生溫度)是例如在390-450℃范圍、更優選在400-440℃范圍。

如圖1所示，現有技術中采用結構類似于殼管式熱交換器的再生塔(或解析塔)進行活性炭的解析、再生，活性炭從塔的頂部進入，經由管程到達塔的底部，而用于加熱活性炭的加熱氣體從一側進入，經由殼程，從另一側輸出，其中活性炭與加熱氣體進行熱交換而被加熱至再生溫度。為了將解析塔內活性炭升溫并保持在430℃左右，一般采用燃燒高爐煤氣或焦爐煤氣加熱循環熱風，使進入解析塔的熱風溫度為400-500℃，在解析塔內熱風與活性炭進行熱交換，活性炭溫度上升至430℃左右，加熱氣體溫度降至320℃左右。

為了將活性炭解析塔內部的活性炭升溫并保持在390-450℃，一般采用燃燒高爐煤氣或焦爐煤氣為加熱氣體(如空氣)提供熱量，在加熱爐中使熱風升溫至400-500℃，再進入塔內與活性炭進行間接熱交換，經過熱交換后活性炭溫度上升至390-450℃，而此時熱風溫度降至約320℃，經熱風循環風機再次送入加熱爐升溫，如此反復循環，如圖1所示。高爐煤氣或焦爐煤氣的燃燒需要助燃空氣，因此需不停地向熱風循環系統加入一定量的助燃空氣，這樣會導致熱風循環系統壓力增大，因此為了穩定熱風循環系統壓力需在管路上設置排氣閥，以便排出管內部分高溫氣體(約320℃)。

解析后的活性炭需冷卻后才能經輸送設備輸送至吸附塔進行循環利用，此冷卻過程采用空氣間接冷卻，活性炭冷卻后冷卻空氣溫度約為100℃，一般直接排放。

因此，約320℃左右的熱風及100℃左右的冷卻空氣直接排放，會損失了大量的熱能。

發明內容

在本發明的包括活性炭吸附塔和解析塔的干法脫硫、脫硝裝置和工藝中，在吸附塔中從燒結煙氣中吸附了包括硫氧化物、氮氧化物和二惡英在內的污染物的活性炭被轉移到具有上部的加熱區和下部的冷卻區的解析塔(或再生塔)的加熱區中，在該加熱區中向下移動的活性炭與輸入的加熱氣體G1(簡稱熱風G1，如400-500℃、更優選410-470℃的加熱爐排氣或熱風或熱空氣)進行間接熱交換而被加熱(或升溫)至例如390-450℃范圍的溫度，活性炭通常在該溫度下進行解析、再生。其中再生塔或解析塔具有上部的加熱區和下部的冷卻區。通常，所述加熱區具有管殼型換熱器結構。同樣，所述冷卻區也具有管殼型換熱器結構。活性炭分別經由加熱區和冷卻區的管程，而加熱氣體或高溫煙氣在加熱區中經由殼程，冷卻風在冷卻區中經由殼程。在上部的加熱區與下部的冷卻區之間具有一個容納活性炭的緩沖區或中間區。

進入到解析塔的加熱區中的加熱氣體G1(熱風)與在加熱區中向下移動的活性炭進行間接熱交換而降低溫度(例如至約320℃)，變成了降溫的熱風G1’或變成溫熱的加熱氣體G1’(有280-350℃，優選290-330℃，更優選約300-320℃)。同時，由冷卻風機將常溫空氣G2(作為冷卻風或冷卻空氣)從解析塔冷卻區的冷風入口通入到解析塔的冷卻區中，與在冷卻區中向下移動的活性炭進行間接熱交換以便冷卻已經發生熱解析的活性炭，從解析塔的冷卻區的冷卻風出口所輸出的冷卻風或冷卻空氣G2’因此被升溫至例如90-120℃(如約100℃)，此時變成升溫的冷卻風G2’(90-120℃，如約100℃)。