一種脫硫脫硝活性焦再生塔的制作方法

本實用新型涉及一種一體化活性焦煙氣凈化系統中活性焦再生塔，尤其涉及一種對含有SO₂、NO_x、粉塵、汞、二噁英等污染物進行一次性脫除的一體化活性焦煙氣凈化系統中的活性焦再生塔。

背景技術：
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活性焦煙氣凈化技術是一種高效、可循環、清潔的干法煙氣凈化技術，利用活性焦的吸附特性，有效吸附煙氣中污染物中的粉塵、SO₂、NO_x、汞、二噁英等污染物，對濕法技術中難以脫除的SO₃同樣具有良好的脫除作用，同時還可以對超細粉塵(PM10)具有有效的凈化作用。該技術可避免由于煙氣中含不同污染物導致的凈化裝置的串聯建設，適用于凈化燃煤煙氣、燃油煙氣、垃圾焚燒煙氣、重油分解煙氣和燒結煙氣等。

活性焦煙氣凈化技術中，活性焦吸附煙氣中的粉塵、SO₂、NO_x、汞、二噁英等污染物后，污染物占據了活性焦吸附位，降低了活性焦的吸附能力，所以需要解析活性焦所吸附的污染物以便活化再生活性焦。同時，需將活性焦解析的污染物富集后進行集中處理。因此，活性焦再生塔是活性焦干法煙氣凈化裝置的核心設備之一。目前，活性焦再生的方法主要有以下三種，清洗法、熱再生法和氨水再生法。清洗法的主要介質是用清水清洗活性焦，此方法所需的再生時間較長，且水洗后所得為稀酸溶液，需二次提純，不具備較高利用價值；氨水再生法較清洗法再生時間短，同時生成可作為化肥的硫銨和硝銨，但是此種方法存在再生不徹底，活性焦活化程度不足的缺點。熱再生法是目前活性焦煙氣凈化技術中，活性焦再生的主要方式，但目前存在的熱再生法裝置中，普遍存在再生能耗大，活性焦損失大或再生設備結構復雜、制造成本較高及占地面較大等缺點。

CN101732952A公開的活性焦再生塔，自上而下分別設有進口段、預熱段、第一緩沖段、反應段、第二緩沖段、冷卻段和出口段串聯而成。此設備在預熱段由于物理吸附的SO₂低溫時容易解析，產生酸性氣體，會對塔頂造成酸露點腐蝕且對進料閥產生堵塞。且裝置整體高度較大，對活性焦輸送設備要求高，內部缺少活性焦導流結構，活性焦機械損失大，同時，設備僅設置一處酸性氣出口，對于各加熱段析出酸性氣的回收存在困難。

CN103418360A公開的一種脫硫脫硝活性焦再生塔及方法，自上而下分別設有進口鎖氣閥、進料倉、加熱倉，再生倉、預冷卻倉、冷卻倉、出料倉和出口鎖氣閥順序連接。在所述加熱倉內設置有加熱換熱器組件，在所述預冷卻倉內設置有預冷卻換熱器組件，在所述冷卻倉內設置有冷卻換熱器組件。此再生塔內部加熱和冷卻換熱組件較復雜，活性焦流動過程中換熱組件產生阻力較大，導致磨損較嚴重；橫向且多層布置的加熱或冷卻組件換熱管與活性焦的接觸不充分，容易造成能量的浪費和活化效率的降低；此外，此設備中，冷卻活性焦冷卻過程需預冷卻與冷卻兩步，且采用氣體介質進行換熱冷卻，冷卻效果較差。

技術實現要素：
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本實用新型的目的就在于針對現有技術的不足，提供一種活化率高、能量能充分利用且活性焦機械損耗少的三段式脫硫脫硝活性焦再生塔。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。

一種脫硫脫硝活性焦再生塔，該再生塔為三段式結構，上部為活性焦預熱段1，中部為活性焦活化段3，下部為活性焦冷卻回收段4，上中下三段通過軟連接2和法蘭將其連接成一體。

活性焦預熱段1從上至下依次由活性焦進料口101、活性焦分配器102、集氣腔113、上部酸性氣出口103、活性焦取樣口104、氮氣入口105、測溫口106、預熱段空氣出口107、活性焦預熱床層108、預熱段空氣入口109、測溫口110、集氣腔114、中部酸性氣出口111和氣體取樣口112構成。

活性焦活化段3從上至下依次由空氣出口301、加熱段床層302、加熱段空氣入口303、測溫口304、活性焦分配器305、集氣腔309、底部酸性氣出口306、氣體取樣口307和活性焦取樣口308構成。

活性焦冷卻回收段4從上至下依次由活性焦取樣口401、冷卻水出口402、冷卻水入口403、測溫口404、冷卻段床層405、集氣腔410、氮氣入口406、活性焦取樣口407、活性焦分配錐408、活性焦出口409構成。

活性焦分配器上布置有按正三角形或正方形等間距排列的活性焦導流管，導流管中心距范圍為120～150mm，導流管直徑為80～180mm，導流管伸出分配器底部200～300mm。此結構可有效的將活性焦進行均勻分配并將酸性氣集中于分配器底部空間，

活性焦分配錐408等角度分布在再生塔底部1～10個，分配錐頂角為30～65°，分配錐根據再生塔輪廓可成圓形或方形布置。

有益效果：本實用新型采用上中下三段結構，在預熱段內對活性焦進行預加熱，解析活性焦物理吸附的SO₂等污染物，并通過氮氣吹掃將溫度較低的酸性氣體及時排除，防止酸露點腐蝕現象腐蝕再生裝置頂部。之后，活性焦通過預熱段床層底部活性焦分配結構均勻分布到加熱段進行完全活化處理，活化后活性焦經由再分配機構進入冷卻段進行冷卻并通過底部分配錐從活性焦出口排出，與此同時所產生的酸性氣富集在分配器底部集氣室后由酸性氣出口排出，以避免腐蝕設備。整個過程中，活性焦運行流暢，機械損耗較小，酸性氣及時通過集氣室排出。加熱或冷卻介質通過換熱床層與活性焦充分換熱，提高了能量利用率，降低了能量損耗，從而降低了活性焦活化成本。活性焦預熱段1、活性焦活化段3與活性焦冷卻及回收段4采用不同傳熱介質(熱空氣、冷水)進行加熱或冷卻，提高了傳熱效率，降低了能量損失。

附圖說明：

圖1為一種脫硫脫硝活性焦再生塔結構圖

圖2為附圖1中軟連接2結構圖

圖3a為一種脫硫脫硝活性焦再生塔分配器及集氣腔剖視圖

圖3b為一種脫硫脫硝活性焦再生塔分配器及集氣腔俯視圖

圖4a為一種脫硫脫硝活性焦再生塔分配錐結構圖

圖4b為一種脫硫脫硝活性焦再生塔分配錐俯視圖

1活性焦預熱段，2軟連接，3活性焦活化段，4活性焦冷卻及回收段，101活性焦進料口，102活性焦分配器，103上部酸性氣出口，104活性焦取樣口，105氮氣入口，106測溫口，107預熱段空氣出口，108活性焦預熱床層，109預熱段空氣入口，110測溫口，111中部酸性氣出口，112氣體取樣口，113集氣腔，114集氣腔，301加熱段空氣出口，302加熱段床層，303加熱段空氣入口，304測溫口，305活性焦再分配器，306下部酸性氣出口，307氣體取樣口，308活性焦取樣口，309集氣腔，401活性焦取樣口，402冷卻水出口、403冷卻水入口，404測溫口，405冷卻段床層，406氮氣入口，407活性焦取樣口，408活性焦分配錐，409活性焦出口，410集氣腔。

具體實施方式：

為了更清楚地說明本實用新型的技術方案，下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

一種脫硫脫硝活性焦再生塔，該再生塔為三段式結構，上部為活性焦預熱段1，中部為活性焦活化段3，下部為活性焦冷卻回收段4，上中下三段通過軟連接2和法蘭將其連接成一體。

活性焦預熱段1從上至下依次由活性焦進料口101、活性焦分配器102、集氣腔113、上部酸性氣出口103、活性焦取樣口104、氮氣入口105、測溫口106、預熱段空氣出口107、活性焦預熱床層108、預熱段空氣入口109、測溫口110、集氣腔114、中部酸性氣出口111和氣體取樣口112構成。

活性焦活化段3從上至下依次由空氣出口301、加熱段床層302、加熱段空氣入口303、測溫口304、活性焦分配器305、集氣腔309、底部酸性氣出口306、氣體取樣口307和活性焦取樣口308構成。

活性焦冷卻回收段4從上至下依次由活性焦取樣口401、冷卻水出口402、冷卻水入口403、測溫口404、冷卻段床層405、集氣腔410、氮氣入口406、活性焦取樣口407、活性焦分配錐408、活性焦出口409構成。

活性焦分配器上布置有按正三角形或正方形等間距排列的活性焦導流管，導流管中心距范圍為120～150mm，導流管直徑為80～180mm，導流管伸出分配器底部200～300mm。此結構可有效的將活性焦進行均勻分配并將酸性氣集中于分配器底部空間，

活性焦分配錐408等角度分布在再生塔底部1～10個，分配錐頂角為30～65°，分配錐根據再生塔輪廓可成圓形或方形布置。

活性焦預熱段1、活性焦活化段3與活性焦冷卻及回收段4之間通過軟連接2串聯構成，組裝方便，活性焦可自上而下穿過各段分別在各床層108、302、405進行預熱、活化和冷卻。

預熱段頂部設有活性焦進料口101，向下依次設有活性焦分配器102、上部酸性氣出口103、活性焦取樣口104、氮氣入口105、測溫口106、預熱段空氣出口107、活性焦預熱床層108、預熱段空氣入口109、測溫口110、上部酸性氣出口111、氣體取樣口112、集氣腔113、集氣腔114。其中，活性焦分配器上布置有按正三角形或正方形等間距排列的活性焦導流管，導流管中心距范圍為120～150mm，導流管直徑為80～180mm，導流管伸出分配盤底部200～300mm。此結構可有效的將活性焦進行均勻分配并將酸性氣集中于分配器底部空間，經由上部酸性氣出口103排出，其上活性焦流道與其下部預熱段床層108預熱組件活性焦流道一致。預熱段床層108內活性焦可均勻緩慢流動，并與預熱段空氣進行換熱。且預熱段床層換熱管伸出預熱段床層底部200～300mm，以便達到活性焦分配器的再分配作用。

活性焦活化段3由上自下依次設有加熱段空氣出口301、加熱段床層302、加熱段空氣入口303、測溫口304、活性焦再分配器305、中部酸性氣出口306、氣體取樣口307、活性焦取樣口308、集氣腔309，上述結構可滿足活性焦的完全活化及酸性氣的排出，并配備足夠的檢測結構對活化過程進行監測。

活性焦冷卻及回收段4自上至下依次設有活性焦取樣口401、冷卻水出口402、冷卻水入口403、測溫口404、冷卻段床層405、氮氣入口406、活性焦取樣口407、活性焦分配錐408、活性焦出口409、集氣腔410，其中，活性焦分配錐可有效防止活性焦的機械磨損現象，分配錐在活性焦冷卻及回收段(4)內布置，采用主分配錐與附分配錐相結合方式布置，分配錐頂角范圍為30～65°，冷卻段底部具有與預熱段底部具有相同結構，可達到對活性焦的再分配作用，上述詳細結構見圖4。

經凈化反應器吸附飽和的活性焦經鏈斗機輸送至再生塔頂部給料閥，給料閥與再生塔活性焦進料口101連接，進入再生塔頂部的活性焦經活性焦分配器102均勻分布后進入熱熱段床層108進行預熱及初步解析，預熱段床層解析的部分酸性氣經上部酸性氣出口103排出再生反應器進入后處理階段。

預加熱后的活性焦自預熱段床層流出后經由預熱段底部再分配機構均勻進入加熱段床層302，此時活性焦溫度應控制在230～270℃之間。加熱段床層是活性焦活化的主要場所，在此床層內，活性焦進行全面活化。加熱過程中產生的酸性氣經由中部酸性氣出口111排出，進入后處理階段。經完全活化后的活性焦經加熱段床層底部進入再分配器305，此時活性焦溫度應控制在390～420℃之間。

經再分配器305分配后，已完全活化的活性焦進入冷卻段床層405，進行冷卻。經冷卻床層冷卻后，活性焦溫度應維持在130～160℃之間。

活性焦自冷卻段排除后，經由活性焦出口409排出，在此過程中，活性焦分配錐408可有效防止活性焦機械磨損及堵塞。

在冷卻過程中，為防止頂部酸性氣隨活性焦下移，對已活化活性焦進行二次污染，在冷卻段通過氮氣入口406進行持續氮氣在冷卻床層底部形成氮封層。

為實現能量合理利用，預熱段108及加熱段302所用加熱介質為熱空氣，且熱空氣經由熱風爐加熱后分別經過加熱段氣體入口303(此處空氣溫度應控制在430～450℃)、加熱段空氣出口301(此處空氣溫度應控制在330～350℃)、預熱段空氣入口109(此處空氣溫度應控制在320～340℃)及預熱段空氣出口107(此處空氣溫度應控制在190～230℃)進行循環。

冷卻段內，采用冷卻水對活性焦進行冷卻。冷卻水入口403溫度應控制在30～50℃，冷卻水出口402溫度應控制在90～98℃。

整個活化過程中，各段(預熱、加熱、冷卻)都需要通過各自的活性焦取樣口及溫度檢測口對活性焦進行檢測，嚴格控制其再生過程中溫度及物理、化學狀態。