一种熔盐列管式换热耦合气动返料的多层流化床解析装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业污染物净化剂再生利用，特别适用于工业烟气净化剂活性焦、活性炭等净化剂的再生循环使用。
【背景技术】
[0002]活性炭或活性焦等吸附剂由于具有丰富比表面积和发达孔道，被广泛用于工业污染物的吸附和脱除，例如活性炭脱除工业VOCs等有机气体，活性焦脱除工业烟气中二氧化硫、氮氧化合物、汞等重金属。由于污染物的存在阻塞活性焦表面的微孔，降低了吸附剂的吸附能力，从节能减排、循环经济角度，活性焦需要再生，循环使用，因此需要通过一定方式将污染物从活性焦孔道或者表面上解析，一般通用的解析方法包括热再生、药剂再生、水洗再生、微波再生等特殊再生方法。工业应用比较成熟方法为热再生。热再生分为内热型和外热性两种热源形式，本发明专利重点论述外热性热源形式。关于活性炭的热再生工业装置有回转窑炉、斯列普炉、移动床、平板炉、流化床等反应器形式。其中应用比较多的反应器形式为回转窑，在结构设计、工艺安排方面都比较先进，特别在大颗粒活性焦或者活性炭方面具有广泛应用，但是回转窑工业设计的装填量在3-5%，装填率比较低，同时反应器内部换热效果不理想，同时窑头窑尾密封也是技术难点。
[0003]在钢厂的移动床活性焦脱硫方面，规整颗粒状活性焦再生鉴于回转窑的低装填率目前广泛采用内置换热的移动床，一方面由于换热介质热空气的低传热系数和低比热，活性焦的换热效果不理想，一方面规整活性焦低导热系数和低运动速度导致的低传热系数，导致活性焦层热量不均匀。因此移动床在热效率方面并不是理想反应器形式。
[0004]同时，现在应用较多活性炭普遍采用规整颗粒形式，特别移动床脱硫方面，因此现有反应器形式不适用于不规整小颗粒碎活性炭，主要在于小颗粒的堆积密度相对于规整颗粒要小很多，在导热系数上小很多，很难达到很好的传热效果。而流化床特别适用于小颗粒活性炭应用，在湍动过程中，小颗粒活性炭的急剧碰撞大大加强了传热，同时在解析过程非常容易形成浓度梯度，利于传质。因此流化床解析在传热传质上优于目前广泛应用的回转窑和移动床。考量单层流化床或者鼓泡床的低容积率，或者说装填率，提出多层流化床增加装置容积率，可以增加至50-80%，这种多层流化床反应器形式与移动床的容积率不相上下。因此多层流化床在15mm以下非规整活性炭再生具有比回转窑与移动床更高的技术优势。
[0005]为了提升活性炭的整体回收效率，一般采用外热式再生方式，因此采用高传热效率熔盐列管式换热为多层流化床提供热源。与导热油不同，熔盐温度可以高达550°C，特别适用于活性焦的再生过程。熔盐热源来自于熔盐炉。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供了一种熔盐列管式换热耦合气动返料的多层流化床解析装置，具体技术方案如下:
[0007]—种熔盐列管式换热耦合气动返料的多层流化床解析装置，其特征在于，包括螺旋给料机(6)，多层流化床(I)，冷渣机(8)，分离器一(9)，分离器二(22)，换热器(10)，供热装置，水蒸汽产生单元和喷淋单元，其中，
[0008]所述多层流化床(I)包括气动返料阀，设置于内部的熔盐下降管(3)，熔盐上升管
(4)和分布板(5)，顶部设置上集箱(21)，底部设置卸渣口(7);
[0009]所述水蒸气产生单元用于产生高温水蒸汽，使水蒸气在多层流化床中充分解析活性焦，其包括水栗和水池，分别与供热装置和换热器(10)相连；
[0010]所述喷淋单元用于将水蒸汽与水进行换热，包括相互连接的喷淋塔和喷淋水池；
[0011]所述供热装置包括依次连接的引风机二(25)，布袋除尘器(24)，分离器二(22)，燃料熔盐炉(18)，熔盐栗(19)，熔盐池(20)，点火器(13)和设置在燃料熔盐炉(I8)底部的鼓风机(23);
[0012]在多层流化床(I)顶部安装螺旋给料机(6)，底部安装冷渣机(8)，分离器一(9)安装在多层流化床(I)顶部，分离器一 (9)、换热器(10)和喷淋单元依次连接，供热装置与多层流化床(I)相连。
[0013]进一步，所述气动返料阀为内置气动返料阀(26)或外置气动返料阀(2)。
[0014]进一步，燃料熔盐炉(18)为内置列管式换热燃料燃烧器，根据生产规模确定管的类型，小规模为单纯管式换热列管，规模较大应为膜式壁排列。
[0015]进一步，所述多层流化床(I)床层数不低于两层，根据实际物料停留时间确定床层数，床层高度为500_800mm。
[0016]进一步，多层流化床(I)内置列管，列管自中心向外部成径向圆周排列，排布圈数根据换热面积、热量传递需求以及多层流化床(I)直径确定。
[0017]进一步，所述分布板(5)的开孔均匀分布，开孔率在15-30%;开孔可以为风帽形式，开孔分布自中心到周边成6的等差数列排布，实现均匀分布。
[0018]进一步，所述气动返料阀入料管长度不低于2m，进出口角度不低于45°;气动返料阀与多层流化床主体(I)的入口位置低于出口位置，根据料层高度确定，确定两者差距在料层高度的25-50%之间。
[0019]进一步，所述冷渣机(8)内部设置抽气部分，将多余水蒸气或者解析气排出。
[0020]本发明的有益效果是:
[0021 ]本发明克服目前工业装置针对小颗粒活性焦或者活性炭热再生技术传热效率低、容积率低难题，具有传热效率高、容积率高、换热均匀、停留时间可控等优势，在小颗粒活性焦方面与其他传统技术上具有明显优势，应用前景广阔，技术外延应用性强。
[0022](I)传热效率高，小颗粒活性焦尤其在1mm以下，由于堆积密度较大，采用回转窑或者移动床等移动床层形式反应器时，热量在这种低导热系数碳材料传递效率非常低，容易产生较高温度差，不利于温度传递。流化床通过颗粒碰撞和湍动，利于热量分散和传递，从而容易传递热量。因此流化床在颗粒物的传热上更具有优势，同时通过调节流化床流化气速，实现传热效率高低可控，有效控制温度场的温度分布；
[0023](2)高容积率，装置容积率是评价装置利用率的重要标准，传统流化床容积率比较低，本发明通过增加床层数目，形成多层流化床，提高流化床容积率在50-80%，提升装置利用率，节省装置空间占有率，节省投资；
[0024](3)均布式熔盐换热，热再生的能源消耗是技术经济性的重要评价指标，由于采用外热式再生，提升由热源与受热体的传热效率是整个换热系统关键。本发明采用熔盐换热，相对于导热油，可以实现更高再生温度，同时熔盐安全，不会发生爆炸等安全事故，其导热系数比热空气、水蒸气高很多。通过对整个分布板进均匀分布，实现热源点均布，实现小颗粒活性焦或者活性炭的均匀导热，通过调节熔盐栗循环量和熔盐炉温度可以实现再生温度可控；
[0025](4)停留时间可控，停留时间是影响吸附剂再生性能的主要因素，通常在多层流化床采用下降管实现物料自上而下的流动，但是下降管存在容易卡塞、堵料、串料的问题。气动式返料阀解决下降管不可控问题，实现物料在多层床的床层之间流动的顺畅无堵塞。同时通过调节返料阀风室气速，可以实现多层流化床各个床层物料停留时间可控，满足不同污染物脱除不同时间序列的需求。
【附图说明】
[0026]图1为本发明实施例1的系统组成示意图；
[0027]图2为本发明实施例2的系统组成示意图；
[0028]图3为本发明内置气动返料阀布置不意图；
[0029]图4为本发明电加热熔盐炉示意图；
[0030]图5为本发明电加热熔盐炉剖面示意图；
[0031]图6为本发明多层流化床分布板示意图；
[0032]图7为本发明多层流化床内置列管排布示意图；
[0033]图中标号分别代表:
[0034]1、多层流化床2、外置气动返料阀3、熔盐下降管4、熔盐上升管5、分布板6、螺旋给料机7、卸渣口 8、冷渣机9、旋风分离器一 22、旋风分离器二 10、换热器11、喷淋塔12、引风机一 25、引风机二 13、点火器14、循环水池15喷淋水池16、水栗一 17、水栗18、熔盐炉19、熔盐栗20、熔盐池21、上集箱23、鼓风机24、布袋除尘器26、内置气动返料阀27、电加热熔盐炉28、水冷塔29、布风孔。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0036]如图1所示，一种熔盐列管式换热耦合气动返料的多层流化床解析装置，主要包含固体颗粒工艺部分、水蒸气再生工艺部分、再生热源提供部分和水循环部分四个单元。系统具体包括螺旋给料机6，多层流化床I，冷渣机8，旋风分离器9，列管式换热器10，供热装置，水蒸汽产生单元和喷淋单元，其中，多层流化床I包括气动返料阀，熔盐下降管3，熔盐上升管4，分布板5，上集箱21和卸渣口 7。
[0037]水蒸气产生单元用于产生高温水蒸汽，使水蒸气在多层流化床中充分解析活性焦，其包括水栗和水池，分别与供热装置和列管式换热器10相连；
[0038]喷淋单元包括喷淋塔和喷淋水池用于将水蒸汽与水进行换热，喷淋塔11的喷淋水池15用于降低蒸气温度，喷淋水池15中可以添加添加剂，改善蒸气与污染物的分配比例，提高污染物中高价值组分提纯净化。
[0039]在多层流化床I顶部安装螺旋给料机，底部安装冷渣机8，分离器9安装在多层流化床I顶部，分离器9、换热器10和喷淋单元依次连接。多层流化床I床层数不低于两层，根据实际物料停留时间确定床层数，床层高度为500-800mm。多层流化床之间可以均匀布置试剂喷洒口，实现活性炭或者活性焦再生