活性焦吸附塔的装焦装置和装焦系统的制作方法

本公开涉及活性焦干法烟气脱硫工艺领域，具体地，涉及一种活性焦吸附塔的装焦装置和装焦系统。

背景技术：

活性焦干法烟气净化工艺于20世纪80年代开始工业应用。随着环保要求的日益提高，活性焦干法烟气净化工艺由于具有脱硫效率高、多污染物同时脱除、反应不耗水、无废水废渣排放、系统设备无腐蚀问题等突出优势，引起越来越多的重视，目前该工艺应用日益广泛。

活性焦具有脱硫、脱硝、除尘及多种污染物同时脱除的功能，原理在于其多孔及表面活性官能团丰富的结构特征。具体来说，活性焦通过吸收SO2并将其催化转化为H2SO4储存在活性焦的孔隙内，实现脱硫的功能；活性焦表面的活性基团能够催化NOx与NH3反应生成N2，同时活性焦本体的含氮基团也能够与NOx反应生成N2，实现脱硝的功能；活性焦床层有一定的过滤功能，能够吸附过滤颗粒物、汞及其他有机物等，实现除尘及多种污染物同时脱除的功能。

典型的活性焦干法烟气净化工艺的核心依托于活性焦移动床吸附塔和再生塔，吸附塔有两段错流式结构、单段错流分室式结构和逆流式结构等多种。其中，两段错流式结构吸附塔分上下两段吸附床层，两段均为错流接触。原烟气从下部进入吸附塔，在下段吸附床层与活性焦错流接触，再从下段吸附床层侧出后再进入上段吸附床层，与活性焦再次错流接触，最后从上段吸附床层侧出。活性焦则自上而下依次通过上段错流吸附区和下段错流吸附区，完成吸附的活性焦从吸附塔底送出。

单段错流分室式结构吸附塔分前、中、后三室，中间以多孔板隔开，活性焦从塔顶分布区同时进入前、中、后三室，三室内活性焦的移动速率可独立调节；烟气侧进侧出，依次通过前中后室，与活性焦错流接触。由于前室活性焦接触的烟气中污染物浓度较高，活性焦最快达到吸附饱和，中室次之，后室最慢，所以三个室内活性焦的运行速率可独立调节，以充分利用活性焦对污染物的吸附脱除能力。

逆流式结构吸附塔活性焦自上而下通过吸附塔，烟气自吸附塔底部分布通道进入，与活性焦进行逆流接触并完成烟气中污染物的脱除。其主要优点是活性焦与烟气为逆流接触，对烟气中污染物的脱除效率很高。逆流式结构吸附塔的应用相对较少。

通常，吸附塔内活性焦的停留时间长达5～7天，吸附塔体积较大，塔内装填的活性焦量很大，一般高达数千吨。吸附塔首次装填活性焦时，活性焦从顶部加料罐进入塔顶，从塔顶直接加料，由于吸附塔高达20～30米，活性焦落差一般都在10米以上，高时达25～30米；且活性焦直径约9mm，多为圆柱状，其强度不是太高，这种装填方法带来的主要问题有：一是高落差会导致导致一定数量的活性焦破碎，影响活性焦的循环利用；二是活性焦破碎时会产生较多的焦粉，可能会增加活性焦床层压降及净烟气颗粒物含量；三是会导致活性焦强度的降低，影响活性焦的多次循环利用，增加活性焦的消耗。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种活性焦吸附塔的装焦装置和装焦系统，该装焦装置能够有效减少装焦过程中活性焦的破碎。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种活性焦吸附塔的装焦装置，该装置包括料仓和加料管；所述加料管的入口与所述料仓连通，所述加料管包括多个首尾连接的溜管单元，相邻两个所述溜管单元之间的夹角为50～140°，所述溜管单元具有侧壁开孔。

可选地，该装置包括1～4个所述加料管。

可选地，所述加料管的溜管单元位于同一平面内且形成为W形往复折转；相邻两个所述溜管单元之间的夹角相等，且所述夹角为90°～120°。

可选地，所述溜管单元具有1～5个间隔设置的侧壁开孔，所述侧壁开孔方向朝上。

可选地，所述溜管单元的管截面为圆形，相邻两个所述溜管单元之间连接有转弯弯头。

可选地，所述溜管单元的管径为80～500mm。

本公开第二方面提供一种活性焦吸附塔的装焦系统，该系统包括活性焦吸附塔和本公开第一方面所述的活性焦吸附塔装焦装置。

可选地，所述料仓设置于所述活性焦吸附塔的上方，所述加料管沿竖直方向伸入所述活性焦吸附塔的活性焦装填区，所述加料管的溜管单元沿所述活性焦装填区的侧壁往复折转，所述溜管单元与水平方向的夹角为25°～70°，且所述加料管的底部出口和侧壁开孔分别与所述活性焦装填区连通。

可选地，所述加料管的底部出口距所述活性焦装填区底部的高度为300～1000mm。

可选地，相邻两个所述侧壁开孔在竖直方向的高度差为200～800mm。

通过上述技术方案，本公开的装焦装置中包括加料管，加料管包括互成角度地首尾连接的溜管单元，溜管单元沿着吸附塔壁来回折转，可以使活性焦颗粒在溜管单元内的流动速度保持在适宜范围，防止活性焦颗粒在管内流动破损；溜管单元具有侧壁开孔，可使活性焦颗粒从加料管的底部开口流出后，随着料位上升再从下至上依次从侧壁开孔流出，保证颗粒流出位置与装填区活性焦料位之间的落差较小，减少装填过程中活性焦颗粒破碎，降低细粉产生量，从而减少活性焦的消耗。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是现有技术的活性焦吸附塔的装焦装置的结构示意图；

图2本公开的吸附塔的装焦装置的一种具体实施方式的结构示意图。

图3-1本公开的吸附塔的装焦装置的一种具体实施方式的侧壁开孔示意图。

图3-2本公开的吸附塔的装焦装置的另一种具体实施方式的侧壁开孔示意图。

图3-3本公开的吸附塔的装焦装置的第三种具体实施方式的侧壁开孔示意图。

图3-4本公开的吸附塔的装焦装置的第四种具体实施方式的侧壁开孔示意图。

附图标记说明

A、料仓 B、活性焦移动床吸附塔

B1、原烟气入口区 B2、下段错流吸附区

B3、中段再分布区 B4、上段错流吸附区

B5、净烟气出口区 C、溜管单元

D1、侧壁开孔 D2、加料管底部出口

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下。“内、外”是针对装置本身的轮廓而言的。

如图2所示，本公开第一方面提供一种活性焦吸附塔的装焦装置，该装置包括料仓A和加料管；加料管的入口与料仓A连通，加料管包括多个首尾连接的溜管单元C，相邻两个溜管单元C之间的夹角为50°～140°，溜管单元C具有侧壁开孔D1。

本公开的装焦装置中包括加料管，加料管包括互成角度地首尾连接的溜管单元，溜管单元沿着吸附塔壁来回折转，可以使活性焦颗粒在溜管单元内的流动速度保持在适宜范围，防止活性焦颗粒在管内流动破损；溜管单元具有侧壁开孔，可使活性焦颗粒从加料管的底部开口流出后，随着料位上升再从下至上依次从侧壁开孔流出，保证颗粒流出位置与装填区活性焦料位之间的落差较小，减少装填过程中活性焦颗粒破碎，降低细粉产生量，从而减少活性焦的消耗。采用本公开的装焦装置，吸附塔首次装填活性焦的全过程中，活性焦落差始终保持在一定距离内，可大幅减少活性焦首次装焦时的破碎量，焦粉产生量小于0.05％，且不会带来活性焦强度的降低，有利于吸附再生过程中活性焦的循环利用，降低活性焦的消耗。

根据本公开，装焦装置中可以包括一个或多个上述的加料管，加料管的具体个数可以根据吸附塔中活性焦装填区的个数、面积和分布进行选择，为了保证吸附塔开工时快速均匀地完成装焦，优选地，该装置可以包括1～4个加料管。在如图2所示的实施方式中，吸附塔包括两个活性焦装填区，装焦装置相应地可以包括两个加料管或4个加料管。

为了使装焦装置便于安装，在本公开的一种具体实施方式中，加料管的溜管单元位于同一平面内且形成为W形往复折转；相邻两个溜管单元之间的夹角可以相等或不相等，进一步地，相邻两个溜管单元之间的夹角相等且优选为90～120°，以使活性焦颗粒在溜管内顺畅流动，且保证从溜管流出的活性焦颗粒料出口速度在适宜范围内。

根据本公开，每个加料管中溜管单元的个数以及每个溜管单元上侧壁开孔的个数可以根据装填区的尺寸进行选择，例如，在本公开的一种具体实施方式中，每个溜管单元可以具有1～5个，优选2～3个沿轴向间隔设置的侧壁开孔，以确保相邻两个侧壁开孔之间的距离在适宜范围内，从而使活性焦出口距吸附塔内活性焦料位的高度在一定范围内，每个溜管单元上侧壁开孔的个数和间距可以相等或不等，优选相等；进一步地，为了防止加料过程中活性焦从溜管上部的侧壁开孔流出，在本公开的一种优选的实施方式中，如图3-1所示，侧壁开孔方向可以朝上；侧壁开孔的形状和尺寸没有特殊要求，例如可以为矩形孔(图3-1)、圆形孔(图3-2)、椭圆形孔(图3-3)或异形孔(图3-4)，或者为它们中两者或三者或四者的组合，侧壁开孔的孔径可以为活性焦颗粒直径的5～30倍；多个侧壁开孔的形状和尺寸可以相同或不同，优选相同以便加工。

根据本公开，溜管单元的形状和尺寸没有特殊要求，例如溜管单元的垂直于轴向的管截面可以为圆形、方形或长方形，优选地，溜管单元的管截面为圆形。

根据本公开，溜管单元可以通过两段的开口首尾连接，以形成连通的加料管，且加料管的侧壁具有可以通过活性焦颗粒的开口；进一步地，为了便于活性焦颗粒在溜管单元接头处移动，防止活性焦颗粒在溜管单元接头处撞击磨损，在本公开的一种具体实施方式中，相邻两个溜管单元之间可以连接有转弯弯头。

进一步地，溜管单元的管径可以为80～500mm，优选为150～350mm，以保证活性焦颗粒在溜管单元内移动流畅且具有适宜的出口速度。

本公开第二方面提供一种活性焦吸附塔的装焦系统，该系统包括活性焦吸附塔和本公开第一方面的活性焦吸附塔装焦装置。

在本公开的一种具体实施方式中，如图2所示，为了便于活性焦装填，料仓A可以设置于活性焦吸附塔的上方，加料管可以沿竖直方向伸入活性焦吸附塔的活性焦装填区，加料管的溜管单元D1可以沿活性焦装填区的侧壁往复折转，换言之，加料管的溜管单元呈折线状来回折转，且每个溜管单元的两端抵顶在活性焦装填区相对的两个侧壁上；进一步地，溜管单元与水平方向的夹角可以为25°～70°，优选为45°～60°，且加料管的底部出口和侧壁开孔可以分别与活性焦装填区连通。

本公开的装焦系统在进行开工装焦时，活性焦颗粒从加料仓中进入加料管顶部入口并在溜管单元内向下流动至加料管底部出口流出，随着活性焦装填区内活性焦料位上升至加料管底部出口的高度，活性焦开始从距离加料管底部出口最近的溜管单元侧壁开孔流出，以此类推，随着料位逐渐升高，活性焦顺次从加料管底部至顶部的侧壁开孔流出，由此，可以保证活性焦料位与活性焦流出口之间的高度落差在一定距离内，从而防止活性焦直接从顶部加料仓装入时高度落差过大导致颗粒破碎。

进一步地，加料管的底部出口距活性焦装填区底部的高度优选为500～800mm，以保证初始装填活性焦颗粒时，从加料管底部出口流出的活性焦颗粒距活性焦装填区底部的距离在适宜范围内，防止初始装焦时颗粒破碎。

进一步地，相邻两个侧壁开孔在竖直方向的高度差可以为200～800mm，以保证活性焦料位与活性焦流出口之间的高度落差适宜，进一步防止装焦过程中活性焦颗粒破碎。在本公开中，可以通过调节相邻两个溜管单元的夹角以及溜管单元上相邻两个侧壁开孔的距离来调节相邻两个侧壁开孔在竖直方向的高度差。

下面结合实施例，进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。

实施例：

采用本公开的活性焦吸附塔的装焦装置装焦的过程可以包括：

如图2所示，开工前，活性焦移动床吸附塔内为空塔，未装填活性焦。将新鲜活性焦先提升至顶部加料平台，通过管线将新鲜活性焦加至吸附塔顶加料罐A，待吸附塔顶加料罐内料位达到一定高度后，新鲜活性焦通过重力相应进入吸附塔两侧的两组加料管。由于重力作用，新鲜活性焦沿着溜管单元C不断向下滑落，一直到达加料管底部从加料管底部出口D2(即位于最底部的溜管单元的底部开口)出来，新鲜活性焦进入吸附塔底部。随着新鲜活性焦从吸附塔顶加料罐不断加入，吸附塔底部料位不断升高。当吸附塔底活性焦料位达到加料管底部出口D2附近时，新鲜活性焦从溜管底部从加料管底部出口D2出来受阻，此时，新鲜活性焦堆积在溜管内部且堆积高度不断增加，当达到底部溜管单元的侧壁开孔D1时，新鲜活性焦从该侧壁开孔出来并继续装填吸附塔。随着新鲜活性焦装料的继续进行，吸附塔底活性焦料位持续增加，当料位达到底部溜管单元的侧壁开孔D1附近，活性焦又继续在溜管内堆积而达到上一个侧壁开孔D1后又从上一个侧壁开孔D1出来，继续对吸附塔进行装填，吸附塔内料位持续升高。如此循环，直至活性焦料位达到最顶部的溜管的最顶部的侧壁开孔D1附近时，此时吸附塔顶加料罐的料位不再降低开始升高，吸附塔内活性焦基本装满，新鲜活性焦装填过程结束，准备进入吸附过程。

如本图2所示，吸附塔两侧各有一个吸附区，每个吸附区包括同轴设置的上段错流吸附区B4和下段错流吸附区B2，每个吸附区均设有两个加料管，两个加料管之间可以通过如图2所示的竖直连接管连通，故图2所示吸附塔内共有4个加料管。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。