一种脱硫脱硝活性焦再生塔的制作方法

本实用新型涉及一种一体化活性焦烟气净化系统中活性焦再生塔，尤其涉及一种对含有SO₂、NO_x、粉尘、汞、二噁英等污染物进行一次性脱除的一体化活性焦烟气净化系统中的活性焦再生塔。

背景技术：
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活性焦烟气净化技术是一种高效、可循环、清洁的干法烟气净化技术，利用活性焦的吸附特性，有效吸附烟气中污染物中的粉尘、SO₂、NO_x、汞、二噁英等污染物，对湿法技术中难以脱除的SO₃同样具有良好的脱除作用，同时还可以对超细粉尘(PM10)具有有效的净化作用。该技术可避免由于烟气中含不同污染物导致的净化装置的串联建设，适用于净化燃煤烟气、燃油烟气、垃圾焚烧烟气、重油分解烟气和烧结烟气等。

活性焦烟气净化技术中，活性焦吸附烟气中的粉尘、SO₂、NO_x、汞、二噁英等污染物后，污染物占据了活性焦吸附位，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。同时，需将活性焦解析的污染物富集后进行集中处理。因此，活性焦再生塔是活性焦干法烟气净化装置的核心设备之一。目前，活性焦再生的方法主要有以下三种，清洗法、热再生法和氨水再生法。清洗法的主要介质是用清水清洗活性焦，此方法所需的再生时间较长，且水洗后所得为稀酸溶液，需二次提纯，不具备较高利用价值；氨水再生法较清洗法再生时间短，同时生成可作为化肥的硫铵和硝铵，但是此种方法存在再生不彻底，活性焦活化程度不足的缺点。热再生法是目前活性焦烟气净化技术中，活性焦再生的主要方式，但目前存在的热再生法装置中，普遍存在再生能耗大，活性焦损失大或再生设备结构复杂、制造成本较高及占地面较大等缺点。

CN101732952A公开的活性焦再生塔，自上而下分别设有进口段、预热段、第一缓冲段、反应段、第二缓冲段、冷却段和出口段串联而成。此设备在预热段由于物理吸附的SO₂低温时容易解析，产生酸性气体，会对塔顶造成酸露点腐蚀且对进料阀产生堵塞。且装置整体高度较大，对活性焦输送设备要求高，内部缺少活性焦导流结构，活性焦机械损失大，同时，设备仅设置一处酸性气出口，对于各加热段析出酸性气的回收存在困难。

CN103418360A公开的一种脱硫脱硝活性焦再生塔及方法，自上而下分别设有进口锁气阀、进料仓、加热仓，再生仓、预冷却仓、冷却仓、出料仓和出口锁气阀顺序连接。在所述加热仓内设置有加热换热器组件，在所述预冷却仓内设置有预冷却换热器组件，在所述冷却仓内设置有冷却换热器组件。此再生塔内部加热和冷却换热组件较复杂，活性焦流动过程中换热组件产生阻力较大，导致磨损较严重；横向且多层布置的加热或冷却组件换热管与活性焦的接触不充分，容易造成能量的浪费和活化效率的降低；此外，此设备中，冷却活性焦冷却过程需预冷却与冷却两步，且采用气体介质进行换热冷却，冷却效果较差。

技术实现要素：
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本实用新型的目的就在于针对现有技术的不足，提供一种活化率高、能量能充分利用且活性焦机械损耗少的三段式脱硫脱硝活性焦再生塔。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种脱硫脱硝活性焦再生塔，该再生塔为三段式结构，上部为活性焦预热段1，中部为活性焦活化段3，下部为活性焦冷却回收段4，上中下三段通过软连接2和法兰将其连接成一体。

活性焦预热段1从上至下依次由活性焦进料口101、活性焦分配器102、集气腔113、上部酸性气出口103、活性焦取样口104、氮气入口105、测温口106、预热段空气出口107、活性焦预热床层108、预热段空气入口109、测温口110、集气腔114、中部酸性气出口111和气体取样口112构成。

活性焦活化段3从上至下依次由空气出口301、加热段床层302、加热段空气入口303、测温口304、活性焦分配器305、集气腔309、底部酸性气出口306、气体取样口307和活性焦取样口308构成。

活性焦冷却回收段4从上至下依次由活性焦取样口401、冷却水出口402、冷却水入口403、测温口404、冷却段床层405、集气腔410、氮气入口406、活性焦取样口407、活性焦分配锥408、活性焦出口409构成。

活性焦分配器上布置有按正三角形或正方形等间距排列的活性焦导流管，导流管中心距范围为120～150mm，导流管直径为80～180mm，导流管伸出分配器底部200～300mm。此结构可有效的将活性焦进行均匀分配并将酸性气集中于分配器底部空间，

活性焦分配锥408等角度分布在再生塔底部1～10个，分配锥顶角为30～65°，分配锥根据再生塔轮廓可成圆形或方形布置。

有益效果：本实用新型采用上中下三段结构，在预热段内对活性焦进行预加热，解析活性焦物理吸附的SO₂等污染物，并通过氮气吹扫将温度较低的酸性气体及时排除，防止酸露点腐蚀现象腐蚀再生装置顶部。之后，活性焦通过预热段床层底部活性焦分配结构均匀分布到加热段进行完全活化处理，活化后活性焦经由再分配机构进入冷却段进行冷却并通过底部分配锥从活性焦出口排出，与此同时所产生的酸性气富集在分配器底部集气室后由酸性气出口排出，以避免腐蚀设备。整个过程中，活性焦运行流畅，机械损耗较小，酸性气及时通过集气室排出。加热或冷却介质通过换热床层与活性焦充分换热，提高了能量利用率，降低了能量损耗，从而降低了活性焦活化成本。活性焦预热段1、活性焦活化段3与活性焦冷却及回收段4采用不同传热介质(热空气、冷水)进行加热或冷却，提高了传热效率，降低了能量损失。

附图说明：

图1为一种脱硫脱硝活性焦再生塔结构图

图2为附图1中软连接2结构图

图3a为一种脱硫脱硝活性焦再生塔分配器及集气腔剖视图

图3b为一种脱硫脱硝活性焦再生塔分配器及集气腔俯视图

图4a为一种脱硫脱硝活性焦再生塔分配锥结构图

图4b为一种脱硫脱硝活性焦再生塔分配锥俯视图

1活性焦预热段，2软连接，3活性焦活化段，4活性焦冷却及回收段，101活性焦进料口，102活性焦分配器，103上部酸性气出口，104活性焦取样口，105氮气入口，106测温口，107预热段空气出口，108活性焦预热床层，109预热段空气入口，110测温口，111中部酸性气出口，112气体取样口，113集气腔，114集气腔，301加热段空气出口，302加热段床层，303加热段空气入口，304测温口，305活性焦再分配器，306下部酸性气出口，307气体取样口，308活性焦取样口，309集气腔，401活性焦取样口，402冷却水出口、403冷却水入口，404测温口，405冷却段床层，406氮气入口，407活性焦取样口，408活性焦分配锥，409活性焦出口，410集气腔。

具体实施方式：

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

一种脱硫脱硝活性焦再生塔，该再生塔为三段式结构，上部为活性焦预热段1，中部为活性焦活化段3，下部为活性焦冷却回收段4，上中下三段通过软连接2和法兰将其连接成一体。

活性焦预热段1从上至下依次由活性焦进料口101、活性焦分配器102、集气腔113、上部酸性气出口103、活性焦取样口104、氮气入口105、测温口106、预热段空气出口107、活性焦预热床层108、预热段空气入口109、测温口110、集气腔114、中部酸性气出口111和气体取样口112构成。

活性焦活化段3从上至下依次由空气出口301、加热段床层302、加热段空气入口303、测温口304、活性焦分配器305、集气腔309、底部酸性气出口306、气体取样口307和活性焦取样口308构成。

活性焦冷却回收段4从上至下依次由活性焦取样口401、冷却水出口402、冷却水入口403、测温口404、冷却段床层405、集气腔410、氮气入口406、活性焦取样口407、活性焦分配锥408、活性焦出口409构成。

活性焦分配器上布置有按正三角形或正方形等间距排列的活性焦导流管，导流管中心距范围为120～150mm，导流管直径为80～180mm，导流管伸出分配器底部200～300mm。此结构可有效的将活性焦进行均匀分配并将酸性气集中于分配器底部空间，

活性焦分配锥408等角度分布在再生塔底部1～10个，分配锥顶角为30～65°，分配锥根据再生塔轮廓可成圆形或方形布置。

活性焦预热段1、活性焦活化段3与活性焦冷却及回收段4之间通过软连接2串联构成，组装方便，活性焦可自上而下穿过各段分别在各床层108、302、405进行预热、活化和冷却。

预热段顶部设有活性焦进料口101，向下依次设有活性焦分配器102、上部酸性气出口103、活性焦取样口104、氮气入口105、测温口106、预热段空气出口107、活性焦预热床层108、预热段空气入口109、测温口110、上部酸性气出口111、气体取样口112、集气腔113、集气腔114。其中，活性焦分配器上布置有按正三角形或正方形等间距排列的活性焦导流管，导流管中心距范围为120～150mm，导流管直径为80～180mm，导流管伸出分配盘底部200～300mm。此结构可有效的将活性焦进行均匀分配并将酸性气集中于分配器底部空间，经由上部酸性气出口103排出，其上活性焦流道与其下部预热段床层108预热组件活性焦流道一致。预热段床层108内活性焦可均匀缓慢流动，并与预热段空气进行换热。且预热段床层换热管伸出预热段床层底部200～300mm，以便达到活性焦分配器的再分配作用。

活性焦活化段3由上自下依次设有加热段空气出口301、加热段床层302、加热段空气入口303、测温口304、活性焦再分配器305、中部酸性气出口306、气体取样口307、活性焦取样口308、集气腔309，上述结构可满足活性焦的完全活化及酸性气的排出，并配备足够的检测结构对活化过程进行监测。

活性焦冷却及回收段4自上至下依次设有活性焦取样口401、冷却水出口402、冷却水入口403、测温口404、冷却段床层405、氮气入口406、活性焦取样口407、活性焦分配锥408、活性焦出口409、集气腔410，其中，活性焦分配锥可有效防止活性焦的机械磨损现象，分配锥在活性焦冷却及回收段(4)内布置，采用主分配锥与附分配锥相结合方式布置，分配锥顶角范围为30～65°，冷却段底部具有与预热段底部具有相同结构，可达到对活性焦的再分配作用，上述详细结构见图4。

经净化反应器吸附饱和的活性焦经链斗机输送至再生塔顶部给料阀，给料阀与再生塔活性焦进料口101连接，进入再生塔顶部的活性焦经活性焦分配器102均匀分布后进入热热段床层108进行预热及初步解析，预热段床层解析的部分酸性气经上部酸性气出口103排出再生反应器进入后处理阶段。

预加热后的活性焦自预热段床层流出后经由预热段底部再分配机构均匀进入加热段床层302，此时活性焦温度应控制在230～270℃之间。加热段床层是活性焦活化的主要场所，在此床层内，活性焦进行全面活化。加热过程中产生的酸性气经由中部酸性气出口111排出，进入后处理阶段。经完全活化后的活性焦经加热段床层底部进入再分配器305，此时活性焦温度应控制在390～420℃之间。

经再分配器305分配后，已完全活化的活性焦进入冷却段床层405，进行冷却。经冷却床层冷却后，活性焦温度应维持在130～160℃之间。

活性焦自冷却段排除后，经由活性焦出口409排出，在此过程中，活性焦分配锥408可有效防止活性焦机械磨损及堵塞。

在冷却过程中，为防止顶部酸性气随活性焦下移，对已活化活性焦进行二次污染，在冷却段通过氮气入口406进行持续氮气在冷却床层底部形成氮封层。

为实现能量合理利用，预热段108及加热段302所用加热介质为热空气，且热空气经由热风炉加热后分别经过加热段气体入口303(此处空气温度应控制在430～450℃)、加热段空气出口301(此处空气温度应控制在330～350℃)、预热段空气入口109(此处空气温度应控制在320～340℃)及预热段空气出口107(此处空气温度应控制在190～230℃)进行循环。

冷却段内，采用冷却水对活性焦进行冷却。冷却水入口403温度应控制在30～50℃，冷却水出口402温度应控制在90～98℃。

整个活化过程中，各段(预热、加热、冷却)都需要通过各自的活性焦取样口及温度检测口对活性焦进行检测，严格控制其再生过程中温度及物理、化学状态。