余热利用的活性炭气力输送系统的制作方法

本实用新型涉及在铁矿烧结机的烟气净化系统中的余热利用的活性炭气力输送系统，更具体地说，涉及在包括活性炭吸附塔和活性炭解吸塔的烟气净化系统(即烟气吸附和解析系统) 中实现余热利用的活性炭气力输送系统，以及输送方法。

背景技术：

现有技术的解吸塔下部的冷却段为间接换热装置，活性炭走管程，冷却风走壳程。如图2 中所示。冷却风经冷风风机鼓入冷却段，与高温活性炭发生换热反应，使得冷却风出口温度高达100-180℃之间，此部分风的风量较大，一般直接外排或做为挡板门密封气体或氨的稀释风。以某钢铁厂550m²烧结机为例，解吸塔冷却风量约为150000m³/h，而用作氨的稀释风的风量约为20000m³/h，用作挡板门密封的风量最大为10000m³/h，其余冷却风直接外排，造成热量损失。

(2)炭粉含有一定的硫酸、硫酸氢铵或硫酸铵，为了防止炭粉对管路及过滤装置的腐蚀及堵塞，气力输送系统的载气采用蒸汽或电加热。以某钢铁厂550m²烧结机为例，载气为流量1000m³/h的空气，使用蒸汽加热至120-160℃。蒸汽单价较贵，同时蒸汽放热后产生的冷凝水一般在现场直接排放，会产生明显高温白色水汽，影响现场环境，造成附近设备腐蚀。

(3)现行气力输送系统存在管路堵塞现象，堵塞后一般采用人工现场或远程处理，操作麻烦，不能实现预防堵塞的功能；抽风机进气温度一般要求≤80℃，过高容易损害抽风机，目前一般在过滤装置与抽风机之间采用管路自然冷却的方式，存在较大的高温风险。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种余热利用的活性炭气力输送系统。

根据本实用新型，提供在包括活性炭吸附塔和活性炭解吸塔的烟气净化系统(即烟气吸附和解析系统)中实现余热利用的活性炭气力输送系统，该系统包括活性炭解析塔、调节阀、疏堵阀、炭粉仓、过滤装置、抽风机，其中解析塔包括上部的加热段和下部的冷却段，解析塔的冷却段的冷却风出口经第一冷却风管道连接至调节阀的冷却风进口，而调节阀的冷却风出口经由第二冷却风管道连接至过滤装置的进风口，炭粉仓的炭粉出口连接至第二冷却风管道上，在调节阀的气路上游从第一冷却风管道上分出的第三冷却风管道的末端与第二冷却风管道的末段汇合(即汇合后连接至过滤装置的进风口)，并且疏堵阀设置在第三冷却风管道上，过滤装置的出风口经由过滤装置的出风管道与抽风机相连接。

优选，所述过滤装置的出风管道上设置有温度检测与控制装置；优选的是，所述的温度检测与控制装置包括测温仪和位于测温仪上游的冷风阀，该冷风阀和该测温仪设置在过滤装置的出风管道上。

优选，在第二冷却风管道上在炭粉仓的下游还设置了测压仪。

优选，在活性炭吸附塔的烟气输入口设置有烟气分析仪，用于测量输入口内的烟气流量 Q和SO₂浓度C_SO2指标。

一般，所述的解析塔具有向其加热段供应热风的热风炉，其中所述的解析塔的加热段的进风口经由热风输送总管连接至热风炉的热风出口。

优选，所述的热风炉包括炉体，炉体的一端与烧嘴连接，另一端设有热烟气出口，其中炉体采用由内筒体与外筒体构成的双筒体结构。

优选，所述炉体上在与烧嘴连接的这一端设有循环冷却风一次接口，循环冷却风一次接口与内筒体内部相连通，所述外筒体上在靠近烧嘴的一端设有循环冷却风二次接口，循环冷却风二次接口与由内筒体和外筒体构成的炉体夹层相连通，炉体内在靠近热烟气出口的一端设有混风装置。

优选，炉体内的混风装置为金属结构的混风装置；更优选的是，混风装置的形状设置为具有穿孔的向炉体内凸起的结构，例如斗状或圆椎体结构。

优选，循环冷却风一次接口和/或循环冷却风二次接口分别连通至总循环风管，而总循环风管连接至解析塔上部的加热区的热风出口；更优选的是，从总循环风管上分出的支管连接至第一冷却风管道。

根据本实用新型，还提供在包括活性炭吸附塔和活性炭解吸塔的一种烟气净化系统(即烟气吸附和解析系统)中使用上述的输送系统来进行活性炭气力输送的方法，该方法包括：

1)烟气净化系统正常运行，从活性炭解析塔的冷却段的出风口经由第一冷却风管道引出的热风用于输送从炭粉仓泄出的活性炭，依次经由第二冷却风管道、过滤装置、过滤装置的出风管道、抽风机以及经由通往活性炭吸附塔的塔顶料仓的输送管路，最终被输送到活性炭吸附塔的塔顶料仓；和

2)当测压仪测得的压力高于所设定的正常压力值P(根据输送量来确定，不同项目设定值不一样。一般在-10kPa至-20kPa之间)的1.4倍时，关闭炭粉仓的下料旋转阀来停止下料，随后将疏堵阀打开n1秒(例如5-200秒，例如10-60秒)，然后关闭疏堵阀n2秒(例如5-200秒，例如10-60秒)，重复打开、关闭的动作一次或多次，进行疏堵操作，直到当测压仪测得的压力恢复为P值以下时，关闭疏堵阀，炭粉仓的下料旋转阀正常运转。

优选，上述方法还包括：

3)根据测温仪测得的温度T，调节冷风阀的开度，确保所测得的抽风机进口风温低于80 ℃。

优选，上述方法还包括：

4)通过在活性炭吸附塔的烟气输入口设置的烟气分析仪测量输入口内的烟气流量Q及 SO₂浓度C_SO2，来相应地控制调节阀的开度θ。

本申请的系统为负压气力输送系统，实现了以下几点功能：

(1)调节阀载气入口与疏堵阀空气入口接至解吸塔冷却风出口，实现了余热利用，避免了系统管路及过滤装置的堵塞及腐蚀；

(2)炭粉仓内炭粉产生的速度与烟气净化系统处理的烟气流量Q及SO₂浓度C_SO2密切相关(原因：单位体积活性炭处理的SO₂总量是一定的，烟气量越大、SO₂浓度越高，则需循环的活性炭越多，活性炭磨损越大，产生的粉尘也就越多)，炭粉产生的速度越大，则气力输送系统所需载气越多，对于一定尺寸的输送管路，调节阀开度θ与载气量成正比，即调节阀开度θ与烟气流量Q及SO₂浓度C_SO2成正比，θ＝f(Q,C_SO2)。通过烟气分析仪测得的烟气流量Q及SO₂浓度C_SO2控制调节阀开度θ。

(3)测压仪置于炭粉仓下料口与疏堵阀之间，靠近炭粉仓下料口一侧。气力输送系统正常运行时，测压仪测得的压力值P较为稳定。堵塞现象一般发生在下料口附近，当测压仪测得的压力明显高于正常压力值P(根据输送量来确定，不同项目设定值不一样，一般在-10kPa 至-20kPa之间)时(一般设定为1.4P)，炭粉仓下料旋转阀停止下料，疏堵阀打开n1秒，然后关闭疏堵阀n2秒，重复打开、关闭的动作，利用管路内压力的变化，使管路内堵塞的活性炭松动，从而实现疏堵的功能；当测压仪测得的压力恢复为P值时，疏堵阀关闭，炭粉仓下料旋转阀正常运转。

某工程现场，气力输送系统正常压力为-10kPa，当压力为-14kPa时，此时管路虽未完全堵塞，但呈现出堵塞趋势，此时暂停炭粉仓下料，打开疏堵阀例如60秒，然后关闭例如60 秒，如此往复3-4次，即可实现压力恢复正常。

(4)为了避免过滤装置发生堵塞与腐蚀，一般控制过滤装置温度在100℃左右，但抽风机进口风温要求小于80℃，未了更好保护风机，在风机入口处设置温度调节系统，及根据测温仪测得的温度T，调节冷风阀的开度。系统为负压，冷风阀开度越大，抽入系统冷风越多，降温效果越明显。某工程现场，控制T≤60℃即可使抽风机正常工作。

在本申请中，一般来说，吸附塔的塔高是，例如10-50m，优选13-45m，优选15-40m，更优选18-35m。吸附塔的塔高是指从吸附塔底部活性炭出口到吸附塔顶部活性炭入口的高度，即塔的主体结构的高度。

在本实用新型中，对于解析塔(或称作解吸塔)没有特别的要求，现有技术的解析塔都可用于本实用新型中。优选的是，解析塔是管壳型的立式解析塔，其中活性炭从塔顶输入，向下流经管程，然后到达塔底，而加热气体则流经壳程，加热气体从塔的一侧进入，与流经管程的活性炭进行热交换而降温，然后从塔的另一侧输出。在本实用新型中，对于解析塔没有特别的要求，现有技术的解析塔都可用于本实用新型中。优选的是，解析塔是管壳型(或壳管型)的立式解析塔，其中活性炭从塔顶输入，向下流经上部加热区的管程，然后到达一个处于上部加热区与下部冷却区之间的一个缓冲空间，然后流经下部冷却区的管程，然后到达塔底，而加热气体(或高温热风)则流经加热区的壳程，加热气体(400-450℃)从解析塔的加热区的一侧进入，与流经加热区管程的活性炭进行间接热交换而降温，然后从塔的加热区的另一侧输出。冷却风从解析塔的冷却区的一侧进入，与流经冷却区管程的已解析、再生的活性炭进行间接热交换。在间接热交换之后，冷却风升温至90-130℃(如约100℃)。

一般来说，用于本实用新型中的解析塔通常具有10-45m、优选15-40m、更优选20-35m 的塔高。解吸塔通常具有6-100㎡、优选8-50㎡、更优选10-30㎡、进一步优选15-20㎡的主体横截面积。

在本申请中“解析”与“再生”可互换使用。

附图说明

图1为本实用新型的余热利用的活性炭气力输送系统的示意图；

图2为现有技术的气力输送系统的示意图；

图3为本实用新型热风炉立式布置的结构示意图；

图4为本实用新型热风炉卧式布置的结构示意图。

附图标记：1：活性炭解析塔；101：加热段；102：冷却段；2：调节阀；3：疏堵阀；4：炭粉仓；5：过滤装置；6：抽风机；7：温度检测与控制装置；701：测温仪；702：冷风阀； 8：测压仪；9：热风炉；91：热风炉的炉体；9101：内筒体；9102：外筒体；92：烧嘴；93：热烟气出口；94：循环冷却风一次接口；95：循环冷却风二次接口；96：混风装置；10：热风循环冷却机；11：助燃风机；12：空气；13：高炉煤气；

L1：第一冷却风管道；L2：第二冷却风管道；L3：第三冷却风管道；L4：出风管道；L5：热风输送总管；L6：总循环风管；L1a：冷却风外排。

具体实施方式

本实用新型的目的是提供一种余热利用的活性炭气力输送系统。

根据本实用新型，提供在包括活性炭吸附塔和活性炭解吸塔的烟气净化系统(即烟气吸附和解析系统)中实现余热利用的活性炭气力输送系统，该系统包括活性炭解析塔1、调节阀2、疏堵阀3、炭粉仓4、过滤装置5、抽风机6，其中解析塔1包括上部的加热段101和下部的冷却段102，解析塔1的冷却段102的冷却风出口经第一冷却风管道L1连接至调节阀2的冷却风进口，而调节阀2的冷却风出口经由第二冷却风管道L2连接至过滤装置5的进风口，炭粉仓4的炭粉出口连接至第二冷却风管道L2上，在调节阀2的气路上游从第一冷却风管道 L1上分出的第三冷却风管道L3的末端与第二冷却风管道L2的末段汇合(即汇合后连接至过滤装置5的进风口)，并且疏堵阀3设置在第三冷却风管道L3上，过滤装置5的出风口经由过滤装置的出风管道L4与抽风机6相连接。

优选，所述过滤装置的出风管道L4上设置有温度检测与控制装置7；优选的是，所述的温度检测与控制装置7包括测温仪701和位于测温仪701上游的冷风阀702，该冷风阀702 和该测温仪701设置在过滤装置的出风管道L4上。

优选，在第二冷却风管道L2上在炭粉仓4的下游还设置了测压仪8。

优选，在活性炭吸附塔的烟气输入口设置有烟气分析仪，用于测量输入口内的烟气流量 Q和SO₂浓度C_SO2指标。

一般，所述的解析塔1具有向其加热段101供应热风的热风炉9，其中所述的解析塔1 的加热段101的进风口经由热风输送总管L5连接至热风炉9的热风出口。

优选，所述的热风炉9包括炉体91，炉体91的一端与烧嘴92连接，另一端设有热烟气出口93，其中炉体91采用由内筒体9101与外筒体9102构成的双筒体结构。

优选，所述炉体91上在与烧嘴92连接的这一端设有循环冷却风一次接口94，循环冷却风一次接口94与内筒体9101内部相连通，所述外筒体9102上在靠近烧嘴92的一端设有循环冷却风二次接口95，循环冷却风二次接口95与由内筒体9101和外筒体9102构成的炉体夹层相连通，炉体91内在靠近热烟气出口93的一端设有混风装置96。

优选，炉体91内的混风装置96为金属结构的混风装置；更优选的是，混风装置96的形状设置为具有穿孔的向炉体内凸起的结构，例如斗状或圆椎体结构。

优选，循环冷却风一次接口94和/或循环冷却风二次接口95分别连通至总循环风管L6，而总循环风管L6连接至解析塔1上部的加热区101的热风出口；更优选的是，从总循环风管L6上分出的支管连接至第一冷却风管道L1。

根据本实用新型，还提供在包括活性炭吸附塔和活性炭解吸塔的一种烟气净化系统(即烟气吸附和解析系统)中使用上述的输送系统来进行活性炭气力输送的方法，该方法包括：

1)烟气净化系统正常运行，从活性炭解析塔1的冷却段102的出风口经由第一冷却风管道L1引出的热风用于输送从炭粉仓4泄出的活性炭，依次经由第二冷却风管道L2、过滤装置5、过滤装置的出风管道L4、抽风机6以及经由通往活性炭吸附塔的塔顶料仓的输送管路，最终被输送到活性炭吸附塔的塔顶料仓；和

2)当测压仪8测得的压力高于所设定的正常压力值P的1.4倍时，关闭炭粉仓4的下料旋转阀来停止下料，随后将疏堵阀3打开n1秒(例如5-200秒，例如10-50秒)，然后关闭疏堵阀n2秒，重复打开、关闭的动作一次或多次，进行疏堵操作，直到当测压仪8测得的压力恢复为P值以下时，关闭疏堵阀3，炭粉仓4的下料旋转阀正常运转。

优选，上述方法还包括：

3)根据测温仪701测得的温度T，调节冷风阀702的开度，确保所测得的抽风机进口风温低于80℃。

优选，上述方法还包括：

4)通过在活性炭吸附塔的烟气输入口设置的烟气分析仪测量输入口内的烟气流量Q及 SO₂浓度C_SO2，来相应地控制调节阀2的开度θ。

本申请的系统为负压气力输送系统，实现了以下几点功能：

(1)调节阀载气入口与疏堵阀空气入口接至解吸塔冷却风出口，实现了余热利用，避免了系统管路及过滤装置的堵塞及腐蚀；

(2)炭粉仓内炭粉产生的速度与烟气净化系统处理的烟气流量Q及SO₂浓度C_SO2密切相关(原因：单位体积活性炭处理的SO₂总量是一定的，烟气量越大、SO₂浓度越高，则需循环的活性炭越多，活性炭磨损越大，产生的粉尘也就越多)，炭粉产生的速度越大，则气力输送系统所需载气越多，对于一定尺寸的输送管路，调节阀开度θ与载气量成正比，即调节阀开度θ与烟气流量Q及SO₂浓度C_SO2成正比，θ＝f(Q,C_SO2)。通过烟气分析仪测得的烟气流量Q及SO₂浓度C_SO2控制调节阀开度θ。

(3)测压仪置于炭粉仓下料口与疏堵阀之间，靠近炭粉仓下料口一侧。气力输送系统正常运行时，测压仪测得的压力值P较为稳定。堵塞现象一般发生在下料口附近，当测压仪测得的压力明显高于正常压力值P(设定值一般在-10kPa至-20kPa之间)时(一般设定为1.4P)，炭粉仓下料旋转阀停止下料，疏堵阀打开n1秒，然后关闭疏堵阀n2秒，重复打开、关闭的动作，利用管路内压力的变化，使管路内堵塞的活性炭松动，从而实现疏堵的功能；当测压仪测得的压力恢复为P值时，疏堵阀关闭，炭粉仓下料旋转阀正常运转。

某工程现场，气力输送系统正常压力为-10kPa，当压力为-14kPa时，此时管路虽未完全堵塞，但呈现出堵塞趋势，此时暂停炭粉仓下料，打开疏堵阀例如60秒，然后关闭例如60 秒，如此往复3-4次，即可实现压力恢复正常。

(4)为了避免过滤装置发生堵塞与腐蚀，一般控制过滤装置温度在100℃左右，但抽风机进口风温要求小于80℃，未了更好保护风机，在风机入口处设置温度调节系统，及根据测温仪测得的温度T，调节冷风阀的开度。系统为负压，冷风阀开度越大，抽入系统冷风越多，降温效果越明显。某工程现场，控制T≤60℃即可使抽风机正常工作。