一種熔鹽列管式換熱耦合氣動返料的多層流化床解析裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業污染物凈化劑再生利用，特別適用于工業煙氣凈化劑活性焦、活性炭等凈化劑的再生循環使用。
【背景技術】
[0002]活性炭或活性焦等吸附劑由于具有豐富比表面積和發達孔道，被廣泛用于工業污染物的吸附和脫除，例如活性炭脫除工業VOCs等有機氣體，活性焦脫除工業煙氣中二氧化硫、氮氧化合物、汞等重金屬。由于污染物的存在阻塞活性焦表面的微孔，降低了吸附劑的吸附能力，從節能減排、循環經濟角度，活性焦需要再生，循環使用，因此需要通過一定方式將污染物從活性焦孔道或者表面上解析，一般通用的解析方法包括熱再生、藥劑再生、水洗再生、微波再生等特殊再生方法。工業應用比較成熟方法為熱再生。熱再生分為內熱型和外熱性兩種熱源形式，本發明專利重點論述外熱性熱源形式。關于活性炭的熱再生工業裝置有回轉窯爐、斯列普爐、移動床、平板爐、流化床等反應器形式。其中應用比較多的反應器形式為回轉窯，在結構設計、工藝安排方面都比較先進，特別在大顆粒活性焦或者活性炭方面具有廣泛應用，但是回轉窯工業設計的裝填量在3-5%，裝填率比較低，同時反應器內部換熱效果不理想，同時窯頭窯尾密封也是技術難點。
[0003]在鋼廠的移動床活性焦脫硫方面，規整顆粒狀活性焦再生鑒于回轉窯的低裝填率目前廣泛采用內置換熱的移動床，一方面由于換熱介質熱空氣的低傳熱系數和低比熱，活性焦的換熱效果不理想，一方面規整活性焦低導熱系數和低運動速度導致的低傳熱系數，導致活性焦層熱量不均勻。因此移動床在熱效率方面并不是理想反應器形式。
[0004]同時，現在應用較多活性炭普遍采用規整顆粒形式，特別移動床脫硫方面，因此現有反應器形式不適用于不規整小顆粒碎活性炭，主要在于小顆粒的堆積密度相對于規整顆粒要小很多，在導熱系數上小很多，很難達到很好的傳熱效果。而流化床特別適用于小顆粒活性炭應用，在湍動過程中，小顆粒活性炭的急劇碰撞大大加強了傳熱，同時在解析過程非常容易形成濃度梯度，利于傳質。因此流化床解析在傳熱傳質上優于目前廣泛應用的回轉窯和移動床。考量單層流化床或者鼓泡床的低容積率，或者說裝填率，提出多層流化床增加裝置容積率，可以增加至50-80%，這種多層流化床反應器形式與移動床的容積率不相上下。因此多層流化床在15mm以下非規整活性炭再生具有比回轉窯與移動床更高的技術優勢。
[0005]為了提升活性炭的整體回收效率，一般采用外熱式再生方式，因此采用高傳熱效率熔鹽列管式換熱為多層流化床提供熱源。與導熱油不同，熔鹽溫度可以高達550°C，特別適用于活性焦的再生過程。熔鹽熱源來自于熔鹽爐。
【發明內容】
[0006]為解決上述問題，本發明提供了一種熔鹽列管式換熱耦合氣動返料的多層流化床解析裝置，具體技術方案如下:
[0007]—種熔鹽列管式換熱耦合氣動返料的多層流化床解析裝置，其特征在于，包括螺旋給料機(6)，多層流化床(I)，冷渣機(8)，分離器一(9)，分離器二(22)，換熱器(10)，供熱裝置，水蒸汽產生單元和噴淋單元，其中，
[0008]所述多層流化床(I)包括氣動返料閥，設置于內部的熔鹽下降管(3)，熔鹽上升管
(4)和分布板(5)，頂部設置上集箱(21)，底部設置卸渣口(7);
[0009]所述水蒸氣產生單元用于產生高溫水蒸汽，使水蒸氣在多層流化床中充分解析活性焦，其包括水栗和水池，分別與供熱裝置和換熱器(10)相連；
[0010]所述噴淋單元用于將水蒸汽與水進行換熱，包括相互連接的噴淋塔和噴淋水池；
[0011]所述供熱裝置包括依次連接的引風機二(25)，布袋除塵器(24)，分離器二(22)，燃料熔鹽爐(18)，熔鹽栗(19)，熔鹽池(20)，點火器(13)和設置在燃料熔鹽爐(I8)底部的鼓風機(23);
[0012]在多層流化床(I)頂部安裝螺旋給料機(6)，底部安裝冷渣機(8)，分離器一(9)安裝在多層流化床(I)頂部，分離器一 (9)、換熱器(10)和噴淋單元依次連接，供熱裝置與多層流化床(I)相連。
[0013]進一步，所述氣動返料閥為內置氣動返料閥(26)或外置氣動返料閥(2)。
[0014]進一步，燃料熔鹽爐(18)為內置列管式換熱燃料燃燒器，根據生產規模確定管的類型，小規模為單純管式換熱列管，規模較大應為膜式壁排列。
[0015]進一步，所述多層流化床(I)床層數不低于兩層，根據實際物料停留時間確定床層數，床層高度為500_800mm。
[0016]進一步，多層流化床(I)內置列管，列管自中心向外部成徑向圓周排列，排布圈數根據換熱面積、熱量傳遞需求以及多層流化床(I)直徑確定。
[0017]進一步，所述分布板(5)的開孔均勻分布，開孔率在15-30%;開孔可以為風帽形式，開孔分布自中心到周邊成6的等差數列排布，實現均勻分布。
[0018]進一步，所述氣動返料閥入料管長度不低于2m，進出口角度不低于45°;氣動返料閥與多層流化床主體(I)的入口位置低于出口位置，根據料層高度確定，確定兩者差距在料層高度的25-50%之間。
[0019]進一步，所述冷渣機(8)內部設置抽氣部分，將多余水蒸氣或者解析氣排出。
[0020]本發明的有益效果是:
[0021 ]本發明克服目前工業裝置針對小顆粒活性焦或者活性炭熱再生技術傳熱效率低、容積率低難題，具有傳熱效率高、容積率高、換熱均勻、停留時間可控等優勢，在小顆粒活性焦方面與其他傳統技術上具有明顯優勢，應用前景廣闊，技術外延應用性強。
[0022](I)傳熱效率高，小顆粒活性焦尤其在1mm以下，由于堆積密度較大，采用回轉窯或者移動床等移動床層形式反應器時，熱量在這種低導熱系數碳材料傳遞效率非常低，容易產生較高溫度差，不利于溫度傳遞。流化床通過顆粒碰撞和湍動，利于熱量分散和傳遞，從而容易傳遞熱量。因此流化床在顆粒物的傳熱上更具有優勢，同時通過調節流化床流化氣速，實現傳熱效率高低可控，有效控制溫度場的溫度分布；
[0023](2)高容積率，裝置容積率是評價裝置利用率的重要標準，傳統流化床容積率比較低，本發明通過增加床層數目，形成多層流化床，提高流化床容積率在50-80%，提升裝置利用率，節省裝置空間占有率，節省投資；
[0024](3)均布式熔鹽換熱，熱再生的能源消耗是技術經濟性的重要評價指標，由于采用外熱式再生，提升由熱源與受熱體的傳熱效率是整個換熱系統關鍵。本發明采用熔鹽換熱，相對于導熱油，可以實現更高再生溫度，同時熔鹽安全，不會發生爆炸等安全事故，其導熱系數比熱空氣、水蒸氣高很多。通過對整個分布板進均勻分布，實現熱源點均布，實現小顆粒活性焦或者活性炭的均勻導熱，通過調節熔鹽栗循環量和熔鹽爐溫度可以實現再生溫度可控；
[0025](4)停留時間可控，停留時間是影響吸附劑再生性能的主要因素，通常在多層流化床采用下降管實現物料自上而下的流動，但是下降管存在容易卡塞、堵料、串料的問題。氣動式返料閥解決下降管不可控問題，實現物料在多層床的床層之間流動的順暢無堵塞。同時通過調節返料閥風室氣速，可以實現多層流化床各個床層物料停留時間可控，滿足不同污染物脫除不同時間序列的需求。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明實施例1的系統組成示意圖；
[0027]圖2為本發明實施例2的系統組成示意圖；
[0028]圖3為本發明內置氣動返料閥布置不意圖；
[0029]圖4為本發明電加熱熔鹽爐示意圖；
[0030]圖5為本發明電加熱熔鹽爐剖面示意圖；
[0031]圖6為本發明多層流化床分布板示意圖；
[0032]圖7為本發明多層流化床內置列管排布示意圖；
[0033]圖中標號分別代表:
[0034]1、多層流化床2、外置氣動返料閥3、熔鹽下降管4、熔鹽上升管5、分布板6、螺旋給料機7、卸渣口 8、冷渣機9、旋風分離器一 22、旋風分離器二 10、換熱器11、噴淋塔12、引風機一 25、引風機二 13、點火器14、循環水池15噴淋水池16、水栗一 17、水栗18、熔鹽爐19、熔鹽栗20、熔鹽池21、上集箱23、鼓風機24、布袋除塵器26、內置氣動返料閥27、電加熱熔鹽爐28、水冷塔29、布風孔。
【具體實施方式】
[0035]以下結合附圖對發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0036]如圖1所示，一種熔鹽列管式換熱耦合氣動返料的多層流化床解析裝置，主要包含固體顆粒工藝部分、水蒸氣再生工藝部分、再生熱源提供部分和水循環部分四個單元。系統具體包括螺旋給料機6，多層流化床I，冷渣機8，旋風分離器9，列管式換熱器10，供熱裝置，水蒸汽產生單元和噴淋單元，其中，多層流化床I包括氣動返料閥，熔鹽下降管3，熔鹽上升管4，分布板5，上集箱21和卸渣口 7。
[0037]水蒸氣產生單元用于產生高溫水蒸汽，使水蒸氣在多層流化床中充分解析活性焦，其包括水栗和水池，分別與供熱裝置和列管式換熱器10相連；
[0038]噴淋單元包括噴淋塔和噴淋水池用于將水蒸汽與水進行換熱，噴淋塔11的噴淋水池15用于降低蒸氣溫度，噴淋水池15中可以添加添加劑，改善蒸氣與污染物的分配比例，提高污染物中高價值組分提純凈化。
[0039]在多層流化床I頂部安裝螺旋給料機，底部安裝冷渣機8，分離器9安裝在多層流化床I頂部，分離器9、換熱器10和噴淋單元依次連接。多層流化床I床層數不低于兩層，根據實際物料停留時間確定床層數，床層高度為500-800mm。多層流化床之間可以均勻布置試劑噴灑口，實現活性炭或者活性焦再生