一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统及其使用方法与流程

本发明涉及一种活性炭处理系统，具体涉及一种提高余热利用率和脱硝率的处理烟气脱硫脱硝系统，属于烟气净化领域。

背景技术

烧结烟气经过主排风机后排放温度约110-170℃之间，里面含有so2、nox、粉尘、二恶英、重金属等多种污染物，而活性炭烟气净化技术恰好适宜烧结烟气温度排放区间，可实现多污染物的协同高效净化，在一套设备上能同时脱除多种污染物，实现副产物so2的资源化利用，并且该技术具有污染物脱除效率高，基本不消耗水资源，无二次污染等有点。活性炭烟气净化装置设置有吸附系统、解析系统、制酸系统等多个子系统，烟气经过活性炭吸附单元后净化，活性炭颗粒在吸附单元和解析单元之间循环流动，实现“吸附污染物->加温解析活化(使污染物逸出)->冷却->吸附污染物”的循环利用。

活性炭吸附目前分为单级吸附与双级吸附两种方式，单级吸附为在一个吸附塔内同时吸附多种污染物，氨气在吸附塔入口加入，该种方法可以达到so2脱除效率>98％，脱硝率约50％，粉尘出口浓度小于20mg/nm³。随着环保要求的提高，部分钢铁厂采用双级吸附，其中一级塔进行脱硫、除尘等，二级塔进行脱硝，该种方法处理效果：so2脱除效率>98％，脱硝率大于80％，粉尘出口浓度小于10mg/nm³。

众所周知，采用活性炭法烟气脱硫脱硝工艺，温度对污染物去除效果具有重要影响，低温有利于脱硫反应，高温有助于脱硝反应，因此为提高多污染物去除效率，在二级处理工艺中，最好能分别控制一级、二级塔入口烟气温度，其中满足一级低温(120℃>t>100℃)、二级高温(155℃>t>140℃)。

现有技术的工艺流程如下：经过主排风机后的烟气温度过高(110-170℃)，不能直接进入脱硫塔，因此需补入冷却空气，控制进入脱硫塔的烟气温度在(100-120℃)之间，含多种污染物的原烟气通过脱硫塔进行脱硫除尘，然后进入脱硝塔进行脱硝，nh3在脱硝塔入口加入。活性炭在解析塔进行解析后送往二级塔，经过二级塔脱硝后的活性炭通过输送系统送往一级塔，经过吸附脱硫除尘后的一级塔活性炭再通过输送系统送往解析塔，完成一次完整的物料循环。

现有技术中采用往原烟气中兑入冷风或者冷水的工艺，使得原烟气降温，然后输入脱硫塔，不能充分利用主排风机之后的高温烟气热量，为保证进入脱硫塔的烟气温度，需要额外的兑入冷风，造成高温烟气的损失。然而，低温有助于脱硫、高温有助于脱硝；兑入冷风后，适应脱硫塔的温度要求，但是经过脱硫后，烟气温度低，进入下一步的脱销塔后，脱硝效果差。直接采用兑冷却风的方式难以针对so2、nox的吸附特性，不能有效提高脱硫脱硝效率，造成热量及脱硝反应产物nh3的浪费。

此外，活性炭解析系统通过热风炉燃烧高炉煤气、焦炉煤气等燃料对解析塔内的活性炭进行间接加热，使得活性炭在解析塔内解析再生；因此热风炉内燃烧后的高温气体中含有约100ppm的so2气体，其温度约在300℃左右。目前该燃烧后的高温气体大部分用于热风循环，用于减少高炉煤气、焦炉煤气或其它燃料的应用，同时为了保持热风循环系统中压力及含氧量稳定，该部分高温气体需要时刻向烟道中排放一部分，这部分外排气量约为循环量的10％，温度约300℃左右。

现有技术中外排的气体直接排放，排放的加热气体中存在微量的so2外排，对环境造成影响，并且也不能充分利用外排的热量，造成热量的浪费。因此，向烟道中排放的这部分外排气量的热量没有得到充分利用，造成能源浪费。不仅如此，这部分外排气量含有so2气体，直接外排对周边环境造成污染。

再者，吸附了污染物的活性炭采用解析塔进行解析。解吸系统目的是对吸附了污染物的活性炭进行高温解析再生，生产气体中含有高浓度so2、大量水分等多种污染物(srg)，srg气体送往制酸系统制酸。

由于活性炭的吸附特性，烧结烟气中so2及其他有害杂质几乎全部富集到srg气体中。因此，在烧结净烟气中几乎测不到的有害成分在srg烟气中都达到了很高的浓度，srg烟气具有以下特点：(1)流量小、温度高，烟气平均温度约400℃，600m²烧结机srg烟气流量(干基)为2000m³/h左右；(2)烟气so2浓度高，srg烟气中so2质量分数可达25％(干基)；(3)烟气中水含量高，最高水含量能达到33％；(4)烟气co含量高，质量分数约0.5％；(5)烟气中氨、氟、氯、汞等有害组分含量高，平均质量分数分别为3.1％/0.1％/1.6％/51mg/nm³；(6)烟气尘含量高，尘平均在2g/m³左右；烟尘主要成分为活性炭，占到总尘量的65-85％。从中可知，srg气体中含水量大，温度高，具有高温高腐蚀性质，因此制酸工序为玻璃钢材质，玻璃钢材质对温度要求很高，一般要求在100℃以下运行，但是srg气体水分含量高，会造成如下不利影响：(1)为了处理srg中的污染物，消耗大量水，造成资源浪费；(2)由于水的比热容较大，为了在玻璃钢材质的制酸系统中处理srg气体，必须在srg气体中加入水达到降温的目的，由于水分含量重，降温后温度相对较高，对玻璃钢材质寿命造成影响；(3)产生大量工艺废水。

技术实现要素：

针对现有技术中烟气采用活性炭处理系统处理时，热量利用效率低，脱硝效果差等问题，本发明提供一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统，通过在烟气输入第一级吸附塔和第二级吸附塔之前分别设置换热器，控制烟气进入第一级吸附塔和第二级吸附塔时的温度，从而保证了脱硫和脱硝的温度，提高脱硫脱硝的效率，提高烟气余热利用率。

本发明利用主排风机之后的高温烟气(约150-170℃)，采用热量交换的方式，人为控制进入一级塔、二级塔的烟气温度，提高so2、nox的去处效率的装置及方法。实现提高主排风机之后的高温烟气利用效率，并控制进入脱硫塔、脱硝塔烟气温度的方法，提高脱硫脱硝效率的目的。

本发明的第二个目的在于：防止用于解析的热风循环气体中所含的so2直接外排，为解决这一问题，本发明提供一种能够去除外排so2浓度的烟气净化装置。该装置将与待解析活性炭换热后的一部分外排热风引入二级吸附塔的烟气入口，一方面去除外排so2浓度，同时加热二级吸附塔入口处的烟气，烟气温度得到提高。一般而言，二级吸附塔入口处烟气的so2浓度越低，温度相应提高，脱硝率就越高。因此，该装置在去除外排so2浓度的同时，还提高了脱硝效率及余热利用率。

本发明的第三个目的在于：针对现有技术中srg气体中水分含量重，不利于后续质酸处理的问题，本发明开发一种新的解吸塔结构，依照活性炭吸附污染物的分解温度不同，通过分步加热的方法提前分离活性炭中的水分，减少srg气体中水分含量，为下游制酸、废水处理工序正常运行创造良好条件。

根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统。

一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统，该活性炭处理系统包括活性炭吸附塔、活性炭解析塔。所述活性炭吸附塔为两级吸附塔，包括第一级吸附塔和第二级吸附塔。该活性炭处理系统还包括原烟气输送管道、第一烟气换热器、第二烟气换热器、初步处理烟气输送管道、第一活性炭输送装置、第二活性炭输送装置、第三活性炭输送装置。

其中：原烟气输送管道连接至第一级吸附塔的烟气入口。第一级吸附塔的烟气出口通过初步处理烟气输送管道连接至第二级吸附塔的烟气入口。第一烟气换热器设置在原烟气输送管道上。第二烟气换热器设置在初步处理烟气输送管道上。第一活性炭输送装置连接活性炭解析塔的活性炭出口与第二级吸附塔的活性炭入口。第二活性炭输送装置连接第二级吸附塔的活性炭出口与第一级吸附塔的活性炭入口。第三活性炭输送装置连接第一级吸附塔的活性炭出口与活性炭解析塔的活性炭入口。

作为优选，活性炭解析塔自上而下设有加热段和冷却段。加热段的下部设有加热段气体入口，加热段的上部设有加热段气体出口。该装置还包括热风炉。热风炉上设有热风入口和热风出口。从热风炉的热风出口引出的第一管道连接至活性炭解析塔的加热段气体入口。从加热段气体出口引出的第二管道连接至热风炉的热风入口。从第二管道分出一个支路即第三管道，第三管道连接至初步处理烟气输送管道或第二级吸附塔的烟气入口。

作为优选，所活性炭解析塔包括自上而下设置的预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区、第一过渡段和第二过渡段。

其中：预热区的下部设有预热区气体入口和预热区气体出口。水蒸气分解区的下部设有水蒸气分解区气体入口和水蒸气分解区气体出口。污染物分解区的下部设有污染物分解区气体入口和污染物分解区气体出口。冷却区的下部设有冷却区气体入口和冷却区气体出口。水蒸气分解区与污染物分解区之间为第一过渡段。污染物分解区与冷却区之间为第二过渡段。第一过渡段的侧壁上设有水蒸气出口。第二过渡段的侧壁上设有srg气体出口。

作为优选，该装置还包括热风炉。热风炉上设有热风入口和热风出口。冷却区气体入口与冷却气体输送管道连接。从热风炉的热风出口引出的第一管道连接至污染物分解区气体入口。污染物分解区气体出口通过第四管道连接至水蒸气分解区气体入口。水蒸气分解区气体出口通过第二管道连接至热风炉的热风入口。

作为优选，从第二管道分出一个支路即第三管道，第三管道连接至初步处理烟气输送管道或第二级吸附塔的烟气入口。

作为优选，冷却区气体出口通过第五管道连接至预热区气体入口。

作为优选，该活性炭解析塔还包括向活性炭解析塔上部通入氮气的氮气输送管道。氮气输送管道连接至解析塔，并且氮气输送管道与活性炭解析塔的连接位置位于预热区的上方。

作为优选，氮气输送管道上设有氮气换热器。预热区气体出口通过第六管道连接至氮气换热器的加热介质通道的入口。

作为优选，水蒸气出口通过第七管道输送至原烟气输送管道。

作为优选，srg气体出口通过srg气体输送管道输送至制酸系统。

作为优选，冷却气体输送管道上设有冷却风风机。

作为优选，第一管道上设有热风风机。

作为优选，热风炉上还设有补风口。

作为优选，该装置还包括烟囱。第二级吸附塔的烟气出口经由第八管道连接至烟囱。

作为优选，第一烟气换热器的气体出口通过第一换热器介质输送管道连接至第二烟气换热器的气体入口。第二烟气换热器的气体出口通过第二换热器介质输送管道连接至第一烟气换热器的气体入口。

作为优选，第一换热器介质输送管道和/或第二换热器介质输送管道上设有风机。

作为优选，第一换热器介质输送管道上设有排水口。

作为优选，第二换热器介质输送管道上设有加水口。

作为优选，原烟气输送管道上设有第一温度检测装置，并且第一温度检测装置设置在第一烟气换热器的下游。

作为优选，初步处理烟气输送管道上设有第二温度检测装置，并且第二温度检测装置设置在第二烟气换热器的下游。

在本发明中，第一级吸附塔为脱硫塔，第二级吸附塔为脱硝塔。

根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理方法。

一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理方法或使用第一种实施方案中所述一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统的方法，该方法包括以下步骤：

1)经过活性炭解析塔解析获得新鲜的活性炭通过第一活性炭输送装置输送至第二级吸附塔的活性炭入口；活性炭在第二级吸附塔内自上而下，从第二级吸附塔活性炭出口排出，然后将第二级吸附塔排出的活性炭通过第二活性炭输送装置输送至第一级吸附塔；活性炭在第一级吸附塔内自上而下，从第一级吸附塔的活性炭出口排出，再将从第一级吸附塔排出的活性炭通过第三活性炭输送装置输送至活性炭解析塔进行解析再生；

2)原烟气经过原烟气输送管道输送至第一级吸附塔，原烟气在第一级吸附塔内进行脱硫处理，经过第一级吸附塔处理后的烟气经过初步处理烟气输送管道输送至第二级吸附塔，初步处理烟气在第二级吸附塔内进行脱销处理，经过第一级吸附塔和第二级吸附塔处理后的烟气从烟囱排放；

其中：在原烟气输送管道上的第一烟气换热器内，原烟气与第一烟气换热器内的介质进行换热，原烟气在第一烟气换热器内释放热量，介质在第一烟气换热器内吸收热量，释放热量降温后的原烟气进入第一级吸附塔；吸收热量后的介质通过第一换热器介质输送管道输送至第二烟气换热器；

在初步处理烟气输送管道的第二烟气换热器内，经过第一级吸附塔处理后的初步处理烟气与第二烟气换热器内的介质进行换热，从第一烟气换热器处吸收了热量的介质在第二烟气换热器内释放热量，初步处理烟气在第二烟气换热器内吸收热量，吸收热量升温后的初步处理烟气进入第二级吸附塔；释放热量后的介质通过第二换热器介质输送管道循环至第一烟气换热器。

作为优选，该方法还包括：

3)热风炉加热热风，热风通过第一管道从活性炭解析塔的加热段气体入口进入活性炭解析塔的加热段，热风在活性炭解析塔内与活性炭进行换热，加热活性炭解析塔内的活性炭，然后从加热段气体出口排出后经过第二管道进入热风炉内继续加热循环；第二管道上分出一个支路，为第三管道，从加热段气体出口排出的经过换热后的热风的一部分经过第三管道输送至初步处理烟气输送管道或第二级吸附塔的烟气入口。

作为优选，所述活性炭解析塔包括自上而下设置的预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区、第一过渡段和第二过渡段；其中：预热区的下部设有预热区气体入口和预热区气体出口；水蒸气分解区的下部设有水蒸气分解区气体入口和水蒸气分解区气体出口；污染物分解区的下部设有污染物分解区气体入口和污染物分解区气体出口；冷却区的下部设有冷却区气体入口和冷却区气体出口；水蒸气分解区与污染物分解区之间为第一过渡段；污染物分解区与冷却区之间为第二过渡段；第一过渡段的侧壁上设有水蒸气出口；第二过渡段的侧壁上设有srg气体出口。

作为优选，该方法还包括：4)第一级吸附塔排出的活性炭在活性炭解析塔内依次经过预热区、水蒸气分解区、第一过渡段、污染物分解区、第二过渡段和冷却区；含有污染物的活性炭在进入活性炭解析塔后，先在预热区进行预热，然后在水蒸气分解区进行水分的脱除，从活性炭中被脱除的水分从第一过渡段侧壁上的水蒸气出口直接排出；然后，去除水分的含污染物活性炭再在污染物分解区进行分解和污染物的脱除，污染物从第二过渡段侧壁上的srg气体出口排出；然后活性炭经过冷却区进行冷却，获得新鲜的活性炭。

作为优选，该方法还包括：

5)冷却气体通过冷却气体输送管道从冷却区气体入口进入活性炭解析塔的冷却区，从冷却区气体出口排出的气体通过第五管道输送至预热区；

热风炉加热热风，热风通过第一管道从活性炭解析塔的污染物分解区气体入口进入活性炭解析塔的污染物分解区，热风在污染物分解区内与活性炭进行换热，加热活性炭解析塔内的活性炭，脱除活性炭的污染物；然后从污染物分解区气体出口排出后经过第四管道从水蒸气分解区气体入口输送至水蒸气分解区，该热风在水蒸气分解区内继续与活性炭进行换热，脱除活性炭内的水分；然后从水蒸气分解区气体出口排出，通过第二管道从热风炉的热风入口进入热风炉内继续加热循环；

第二管道上分出一个支路，为第三管道，从水蒸气分解区气体出口排出的经过换热后的热风的一部分经过第三管道输送至初步处理烟气输送管道或第二级吸附塔的烟气入口。

作为优选，预热区气体出口排出的气体通过第六管道输送至氮气换热器的加热介质通道的入口，加热氮气。

作为优选，从水蒸气出口排出的气体通过第七管道输送至原烟气输送管道。

作为优选，从srg气体出口排出的srg气体通过srg气体输送管道输送至制酸系统。

作为优选，从加热段气体出口或水蒸气分解区气体出口排出的经过换热后的热风，其中体积分数为0.5-30％(优选为1-20％，更优选为2-15％)的热风经过第三管道输送至初步处理烟气输送管道或第二级吸附塔的烟气入口。

作为优选，第一温度检测装置检测换热后原烟气输送管道管道内原烟气的温度，通过下述步骤①和/或②，使得进入第一级吸附塔内的烟气温度为100-120℃；

①调节从第一换热器介质输送管道上排水口加入的水的量；

②调节从第二换热器介质输送管道上加水口排出水的量。

作为优选，第二温度检测装置检测第二烟气换热器内初步处理后烟气的温度，通过下述步骤①和/或②和/或③，使得进入第二级吸附塔内的烟气温度为140-155℃；

①调节从第一换热器介质输送管道上排水口加入的水的量；

②调节从第二换热器介质输送管道上加水口排出水的量；

③调节从加热段气体出口或水蒸气分解区气体出口排出的经过换热后的热风，经过第三管道输送至初步处理烟气输送管道或第二级吸附塔的烟气入口的热风的量。

在本发明中，通过在进入第一级吸附塔之前的原烟气输送管道上设置第一烟气换热器，吸收原烟气中的余热，调节进入第一级吸附塔的原烟气温度，控制在100-120℃之间，此温度为最适合烟气脱硫温度，从而保证脱硫效果。改变现有技术中兑入冷风的技术方案，避免了原烟气总量的增加，减小后续脱硫和脱硝的负荷。

在本发明中，通过在进入第二级吸附塔之前的初步处理烟气输送管道上设置第二烟气换热器，第二换热器释放热量，提高吸收初步处理烟气的温度，从而调节进入第一级吸附塔的烟气温度，控制在140-155℃之间，此温度为最适合烟气脱硝温度，从而保证脱硝效果。改变现有技术中，烟气经过脱硫后直接输入脱硝塔的技术方案，提高了烟气在脱硝塔中的脱硝温度，大大提高了脱硝效率，脱硝率从现有技术中的50％左右提高到80％以上。同时，由于脱硝效果的增强，减少了脱硝过程中氨气的喷入量；现有技术中，由于脱硝温度低，为了保证脱硝效果，需要喷入大量的氨气，造成氨气资源的浪费，同时，氨气极易发生逃逸，存在很大的安全隐患。本申请的活性炭系统中，由于第二换热器的设置，保证了脱硝塔中烟气的脱销温度，大大的提高的脱硝效率，减少了氨气的喷入量，节约资源。

在本发明中，第一换热器和第二换热器之间通过第一换热器介质输送管道和第二换热器介质输送管道连接。第一换热器在原烟气输送管道上与原烟气输送管道内的原烟气进行换热，第一换热器内的介质吸收原烟气的热量，使得原烟气的温度降低到合适的范围内。吸收了热量的介质输送到第二换热器，该部分介质在第二换热器内，与初步处理烟气输送管道内的初步处理烟气进行换热，介质释放热量，加热初步处理烟气，使得该烟气输送到第二级吸附塔内时温度升高，适合第二级吸附塔对烟气进行脱硝处理。也就是说，换热介质在第一换热器和第二换热器之间循环，换热介质在第一换热器中吸收热量，然后在第二换热器中释放热量，利用原烟气中的热量，通过换热介质加热经过脱硫处理的烟气，提高烟气进入脱硝塔时的温度。

在本发明中，原烟气通过第一换热器进行换热，温度降到适合脱硫的温度，然后进入第一级吸附塔(脱硫塔)中进行脱硫处理。经过脱硫处理的烟气(初步处理烟气)通过与第二换热器进行换热，升高温度到适合脱硝的温度，然后进入第二级吸附塔(脱硝塔)中进行脱硝处理。使用本发明的活性炭处理系统，烟气进行脱硫和脱硝处理都是在最适宜的温度下进行，提高了脱硫和脱硝的效率。原烟气中的余热通过第一换热器和第二换热器用于加热初步处理的烟气，得到充分利用。进行烟气处理时，不需要额外兑入冷风或者冷空气，保证了烟气总量的稳定，也减轻了脱硫塔和脱硝塔的负荷。此外，脱硝塔在适宜的温度下进行脱硝处理，脱硝效率高，氨气喷入量小；减少了氨气的使用，节约资源，也避免乐因为氨气大量使用导致逃逸的安全隐患。

在本发明中，活性炭在活性炭解析塔中解析获得新鲜的活性炭，然后通过第一活性炭输送装置输送至第二级吸附塔，新鲜的活性炭在第二级吸附塔内对污染物进行吸附处理；然后通过第二活性炭输送装置输送至第一级吸附塔，该活性炭在第一级吸附塔内对污染物进行吸附处理。从第一级吸附塔排出的活性炭通过第三活性炭输送装置输送至活性炭解析塔进行解析和再生，然后循环使用。

在本发明中，各个工序产生的烟气为原烟气，经过第一级吸附塔处理的烟气为初步处理烟气，经过第二级吸附塔处理的烟气为排放烟气(或净烟气，或排放气体)。

在本发明中，第一换热器气体输送管道和/或第二换热器气体输送管道上设有风机。风机用于第一换热器气体输送管道和第二换热器气体输送管道内介质(或者换热介质)的流通和循环。

在本发明中，第二换热器气体输送管道上设有加水口，第一换热器气体输送管道上设有排水口。根据原烟气的温度、脱硫塔进行脱硫的温度、脱硝塔进行脱硝的温度，可以调节从加水口处加入的水量，或者调节从排水口处排出的水量，从而控制和保证烟气进入脱硫塔和脱硝塔时的温度。

在本发明中，第一温度检测装置检测原烟气输送管道内烟气经过换热(第一换热器换热)后的温度，也就是检测进入第一级吸附塔(脱硫塔)的烟气的温度。第二温度检测装置用于检测初步处理烟气输送管道内烟气经过换热(第二换热器换热)后的温度，也就是检测进入第二级吸附塔(脱硝塔)的烟气的温度。

在本发明中，初步处理烟气输送管道的末端是指初步处理烟气输送管道靠近第二级吸附塔的一端，也就是说气流在初步处理烟气输送管道内的下游。第一温度检测装置设置在第一烟气换热器的下游是指：第一温度检测装置和第一烟气换热器都设置在原烟气输送管道上，沿着原烟气输送管道内气体的流动方向，第一温度检测装置设置在第一烟气换热器之后；也就是说，第一温度检测装置设置在第一烟气换热器和第一级吸附塔之间的原烟气输送管道上。第二温度检测装置设置在第二烟气换热器的下游是指：第二温度检测装置和第二烟气换热器都设置在初步处理烟气输送管道上，沿着初步处理烟气输送管道内气体的流动方向，第二温度检测装置设置在第二烟气换热器之后；也就是说，第二温度检测装置设置在第二烟气换热器和第二级吸附塔之间的初步处理烟气输送管道上。

如图7所示，可以看出烟气温度对脱硝效果的影响。本发明技术方案如附图5所示，工艺流程如下：主排风机之后的烟气(原烟气)的温度为t1(约110-170℃)，经过第一换热器后将原烟气温度降至温度t2(约110-120℃)，t2温度范围内的原烟气进入脱硫塔进行脱硫、除尘，由于原烟气中含有10％左右的水分、16％左右的o2，因此脱硫塔内so2将主要转化为硫酸，so2氧化为硫酸是一个强烈的放热反应，因此脱硫塔内活性炭温度会比进入塔的温度为t2的烟气温度高7-10℃，考虑热量散失，而经过脱硫塔之后的烟气温度依旧与进入脱硫塔的温度基本一致，约为t2，将脱硫之后的烟气再次进入第二换热器，将该烟气温度加热到温度t3(约140-155℃)，然后在t3温度状态下加入nh3，在脱硝塔内进行脱硝处理，提高活性炭吸附效率。

活性炭循环方向：活性炭从再生塔再生后，通过输送系统送往脱硝塔进入脱硝，经过脱硝处理的活性炭送往脱硫塔进行脱硫，经过脱硫后的活性炭通过输送系统再次循环到再生塔，完成一个活性炭循环。活性炭经过解吸之后会产生大量的富含二氧化硫气体，这部分气体送往其它工序如制酸、还原单质硫、制备高浓度液态so2、亚硫酸盐等实现硫的资源化利用。

在本发明中，第一烟气换热器和第二烟气换热器内采用换热介质循环。换热介质(或介质)一般采用水、空气或其它热值高、不腐蚀的物质；介质最通常用为水。以水为例，可根据水量(通过加水口和排水口控制)，换热器面积等调节进入脱硫塔、脱硝塔入口烟气温度。

采用本发明的活性炭处理系统，提高主排风机后高温烟气的利用率；依靠高温热烟气热量，通过换热，调节脱硫塔、脱硝塔入口烟气温度，达到脱硫塔温度略低，脱硝塔温度略高，提高脱硫脱硝效率。

采用本发明的活性炭处理系统，可以处理的烟气可以是烧结、焦化、垃圾焚烧等多种工艺产生的烟气，也就是说本发明的活性炭处理系统可以处理烧结烟气、焦化烟气或者是垃圾焚烧产生的烟气。

在本发明中，吸附塔包括第一级吸附塔和第二级吸附塔，为两级吸附塔结构。其中，第一级吸附塔和第二级吸附塔可以左右布置，即第二级吸附塔设置在第一级吸附塔的一侧(左侧或者右侧)。第一级吸附塔和第二级吸附塔也可以上下布置，即第二级吸附塔设置在一级吸附塔的上部。烟气净化过程中，含多种污染物的(烧结)原烟气通过第一级吸附塔进行脱硫除尘，然后进入第二级吸附塔进行脱硝，nh3在二级吸附塔的烟气入口加入。

解析塔的主要目的是对吸附了污染物的活性炭进行加热再生。解析塔自上而下分为加热段和冷却段，所述加热段和冷却段具有管壳型或列管型换热器结构。活性炭分别经由加热段和冷却段的管程，而加热气体在加热段中经由壳程，冷却风在冷却段中经由壳程。在加热段和冷却段之间具有一个容纳活性炭的缓冲区或中间区。解析塔中用于加热再生活性炭的热量来自高炉煤气或焦炉煤气或其它物质的燃烧热，例如热风炉排气或热风或热空气，热风从解析塔的加热段气体入口进入解析塔，与待解析的活性炭进行间接换热。换热热风进入解析塔的温度为400-500℃，优选为410-470℃，更优选为430-450℃，热交换后加热段气体出口的排气温度为300-380℃，优选为320-375℃，更优选为340-370℃。通常，热风进入解析塔与活性炭间接换热，换热后的热风又通过热风炉进行加热而循环使用，为了保持热风循环系统中压力及含氧量的稳定，本发明从解析塔的加热段气体出口引出第二管道(或者是第四管道的分支)连接至第二级吸附塔的烟气入口，将与活性炭交换后的部分热风(0.5-30％(优选为1-20％，更优选为2-15％))引入第二级吸附塔，一方面可以去除循环热风中的so2，另一方面可以有效利用这部分热量，提高第二级吸附塔入口处的烟气温度，从而提高脱硝效率，同时可降低氨的用量。

活性炭解析工艺，该工艺包括以下步骤：

1)吸附了污染物的活性炭从活性炭解析塔的入口进入活性炭解析塔，吸附了污染物的活性炭在重力作用下，自上向下移动，依次经过活性炭解析塔的预热区、水蒸气分解区、第一过渡段、污染物分解区、第二过渡段、冷却区；

2)吸附了污染物的活性炭在预热区内经过预热，然后进入水蒸气分解区，吸附了污染物的活性炭内的水分在水蒸气分解区进行分解和脱离，然后一起进入第一过渡段，从吸附了污染物的活性炭内分解和脱离出的水分从水蒸气出口排出；

3)分离了水分后的吸附了污染物的活性炭进入污染物分解区，吸附了污染物的活性炭内的污染物在污染物分解区进行分解和解析，然后进入第二过渡段，分解和解析出的污染物从srg气体出口排出，解析完后的活性炭从活性炭解析塔的出口排出。

在本发明中，冷却风从冷却区气体入口进入冷却区，换热后，从冷却区气体出口输送至水蒸气分解区和/或预热区。

在本发明中，解析热风从污染物分解区气体入口进入污染物分解区，换热后从污染物分解区气体出口输送至水蒸气分解区和/或预热区。

在本发明中，水蒸气分解区内经过换热后的气体从水蒸气分解区气体出口输送至预热区和/或冷却区。

众所周知，采用活性炭法烟气脱硫脱硝的装置，烟气温度对污染物去除效果具有重要影响，低温有利于脱硫反应，高温有助于脱硝反应。

解析塔的加热段用于加热活性炭的热风，从加热段气体出口排出的热风中，部分外排气量(输送至二级吸附塔的气体的量)约为循环量(用于加热活性炭的热风的总量)的10％左右，so2含量约100ppm，但由于输送至第二级吸附塔的气体的量远远小于待处理的烟气量，经过第二级吸附塔处理后，输送至第二级吸附塔的气体中的so2能够很好的被第二级吸附塔内的活性炭吸附，不会对烟囱排放处排放气体中so2浓度造成大的影响。本发明的目的在于防止用于解析的热风循环气体中所含的so2直接外排。

本发明的装置中，将用于加热解析塔内活性炭的热风，从解析塔加热段或水蒸气分解区排出的与活性炭换热后的热风中的一部分(例如0.5-30％，优选为1-20％，更优选为2-15％)通过第三管道输送至第二级吸附塔的烟气入口处；改变了现有技术中将该部分热风直接排放的技术方案。通过将解析塔换热段经过换热后的部分热风输送至第二级吸附塔进行处理，避免了该部分热风直接外排，杜绝了该热风内污染物对环境的污染。同时，由于该部分热风的温度较高，输送至第二级吸附塔的进气口，与原来进入第二级吸附塔的烟气混合，提高了整个进入第二级吸附塔的烟气温度，提高了二级吸附塔对烟气的脱销效率。

此外，现有技术中，由于采用将部分循环热风直接外排，为了控制排放so2的量，只能将极少一部分热风进行外排，制约了循环热风与活性炭的换热效率；由于循环量较少，补充进入热风炉的风量也较小，因此，该方案中，热风炉一直处于低氧状态燃烧，致使燃料不能充分燃烧，造成资源的浪费。采用本申请的该设计，由于将部分循环热风输送至第二级吸附塔，第二级吸附塔可以对该部分热风进行处理，经过处理后在从烟囱排放，因此，可以根据需要，增大输送至第二级吸附塔的热风量，因此，可以从热风炉的补气口补入更大量的空气，增加了热风炉中的氧气含量，提高了燃料的燃烧率，使其充分燃烧，节约燃料资源；同时，由于燃料燃烧充分，热值较高，也提高从热风炉输送的热风进入解析塔后，热风与活性炭的换热效率。

采用本申请的装置，也可以通过检测经过第一级吸附塔处理后烟气的温度，根据活性炭对烟气进行脱硝处理的最佳理论温度，控制从第三管道输送至第二级吸附塔的热风量，使得该部分热风输送至第二级吸附塔时，与经过第一级吸附塔处理后的烟气混合后，混合气体的温度为最适合活性炭进行脱硝处理的温度，提高第二级吸附塔对烟气的脱硝效率。如果经过第一级吸附塔处理后烟气的温度较高，减少从第三管道输送至第二级吸附塔的热风量；如果经过第一级吸附塔处理后烟气的温度较低，增大从第三管道输送至第二级吸附塔的热风量。

因此，采用本发明的装置，将解析塔用于加热活性炭的循环热风中的一部风输送至第二级吸附塔：第一，避免了将该部分热风直接外排，由于热风中so2的存在带来污染环境的问题；第二，由于该部分热风输送至第二级吸附塔，可以增大从循环热风中分流至第二级吸附塔的热风量，提高热风炉中燃料的燃烧效率，节约资源；第三，该部分热风输送至第二级吸附塔，与经过第一级吸附塔处理后的烟气混合后，提高了在第二级吸附塔内待处理烟气的温度，提高了脱硝效率。

作为优选方案，采用特殊的解析塔结构，将活性炭解析塔(或称为解析塔)上而下设置为预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区、第一过渡段和第二过渡段；并且在第一过渡段的侧壁上设有水蒸气出口。使得含有污染物的活性炭在进入解析塔后，先进行预热，然后在水蒸气分解区进行水分的脱除，从活性炭中被脱除的水分从第一过渡段侧壁上的水蒸气出口直接排出，直接除去了含污染物活性炭中的水分。然后，去除水分的含污染物活性炭再在污染物分解区进行分解和污染物的脱除，主要进行含硫物质的分解，污染物从第二过渡段侧壁上的srg气体出口排出；此处排出的srg气体内水分含量极少，便于后续的制酸工序。含污染物的活性炭在水蒸气分解区脱除水分，在污染物分解区脱除其他污染物后，得到活化和再生，然后再将其经过冷却区进行冷却，获得新鲜的活性炭，再循环至吸附塔进行使用。

在本发明中，保留第i区为预热区，将老式解吸塔加热段分为两个区间，即第ii区为水蒸气分解区；温度控制在100-300℃区间，将活性炭中吸附的水分(自由水或结晶水)去除；第iii区为硫酸铵或其它污染物的污染物分解区，主要进行so2的分解，终点温度为400-550℃，并停留一定时间，确保活性炭完全解吸。第iv区活性炭冷却区。

在本发明中，根据吸附污染物活性炭中水分的分解温度，控制水蒸气分解区的温度，使得吸附污染物活性炭中的水分在水蒸气分解区内进行分解，而污染物再此区段内不发生变化(不分解和脱除)，水分在水蒸气分解区内从吸附污染物活性炭中脱除，然后从第一过渡段侧壁上的水蒸气出口排出。水蒸气分解区的温度一般为100-200℃，优选为105-190℃，更优选为110-180℃。

在本发明中，根据吸附污染物活性炭中污染物(含硫物质或其他污染物)的分解温度，控制污染物分解区的温度，使得吸附污染物活性炭中的污染物在污染物分解区内进行分解，污染物从活性炭中完全脱除，然后从第二过渡段侧壁上的srg气体出口排出。污染物分解区的温度一般为400-550℃，优选为410-500℃，更优选为420-480℃。

在本发明中，解吸塔热风流程：热风运动流向采用下进上出的方式，首先从活性炭加热段出口进入，通过污染物分解区间的入口进入，再从污染物分解区间的出口排出，然后再进入水蒸气分解区间的入口进入，然后再从水蒸气分解区间的出口排出。

水蒸气分解区与污染物分解区的中间为第一过度段，为活性炭层，主要进行水蒸气的外排；内部也含有易挥发的nh3。污染物分解区与冷却区之间为第二过渡段，为活性炭炭层，主要进行富含so2气体的外排。第一过度段排放的水蒸气含量约500nm³/h左右(含微量氨气)，可以排放到烧结原烟气中。该水蒸气排放到原烧结烟气中，第一不会影响烧结烟气组成(由于原烧结烟气量巨大，该比例的水蒸气完全不会影响原烧结烟气的组成)，第二可以再次利用里面含有的氨气，达到资源的有效利用。

在本发明中，解决现有技术中解析塔(原始结构的解吸塔)中srg气体中含有30％左右的水分含量，不利用后续工艺运行的问题；通过吸附污染物分解温度不同原理，将解吸塔加热段分为水蒸气分解区和污染物分解区，其中水蒸气分解区进行活性炭吸附的水分(自由水和结合水)的分解，也可能含有微量的氨气；污染物分解区为硫酸盐或其它物质的分界区，主要分解出大量的so2气体或其它物质，水分含量大大降低。然后下面为活性炭的冷却区，将加热的活性炭冷却。活性炭分解的水蒸气量少，可送往原烟道，利用里面微量的氨气；srg气体中水分含量大大减少，so2体积分数大大增加，有助于后续工序。

在本发明中，可以充分利用活性炭中解析塔中各个区段(预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区)进行换热的热量；根据活性炭或者吸附了污染物的活性炭各个区段中，各自的工艺，或者说解析塔各个区段对活性炭或者吸附了污染物进行的作用或工艺，控制各个区段(预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区)进风口(或者进气口)的温度，从而控制解析塔各个区段内活性炭的温度，实现其各个区段各自的功能。进入解析塔各个区段的冷风或热风(或者气体)通过与该区段内的活性炭进行换热后，从对应区段的气体出口排出，然后根据排出气体的温度，根据该排出气体的温度情况适应性的输入到其他区段(需要该温度气体的区段)的气体入口，进行再利用或者循环利用；充分利用换热气体的热量，节约资源。

在本发明中，冷却风通过冷却气体输送管道从冷却区气体入口输入到冷却区。热风通过热风输送管道从污染物分解区气体入口输送到污染物分解区。

在本发明中，根据从污染物分解区气体出口排出气体的温度，污染物分解区气体出口排出的气体可以选择性的通过输送管道从水蒸气分解区气体入口输送至水蒸气分解区，或者通过输送管道从预热区气体入口输送至预热区。实际工艺中，根据污染物分解区气体出口排出气体的温度，水蒸气分解区和预热区需要热风(或者热气体)介质的温度，选择性的从污染物分解区气体出口排出的气体输送至其中水蒸气分解区的气体入口和/或预热区的气体入口，用于水蒸气分解区或预热区内与活性炭进行换热。

在本发明中，根据从冷却区气体出口排出气体的温度，冷却区气体出口排出的气体可以选择性的通过第五管道从预热区气体入口输送至预热区，或者通过第五管道从水蒸气分解区气体入口输送至水蒸气分解区。实际工艺中，根据冷却区气体出口排出气体的温度，水蒸气分解区和预热区需要热风(或者热气体)介质的温度，选择性的从冷却区气体出口排出的气体输送至其中水蒸气分解区的气体入口和/或预热区的气体入口。

在本发明中，根据从水蒸气分解区气体出口排出气体的温度，水蒸气分解区气体出口排出的气体可以选择性的通过第二管道连接至热风炉的热风入口；或者通过第二输送管道从预热区气体入口输送至预热区，或者通过第二输送管道从冷却区气体入口输送至冷却区。实际工艺中，根据水蒸气分解区气体出口排出气体的温度，预热区和冷却区需要热风(或者热气体)介质的温度，选择性的从水蒸气分解区气体出口排出的气体输送至其中预热区的气体入口和/或冷却区的气体入口。

在本发明中，该活性炭解析塔还包括向活性炭解析塔上部通入氮气的氮气输送管道。解析过程中采用氮气进行保护，氮气同时作为载体将解析出来的so2等有害气体带出。氮气输送管道上设有氮气换热器。第四管道和/或第六管道输送的气体可以连接至氮气换热器的加热介质通道的入口；第四管道和/或第六管道输送的气体用于与氮气进行换热。

在本发明中，根据从预热区气体出口排出气体的温度，预热区气体出口排出的气体可以选择性的通过第六管道从氮气换热器的加热介质通道的入口输送至氮气换热器，或者通过第六输送管道从冷却区气体入口输送至冷却区。实际工艺中，根据预热区气体出口排出气体的温度，氮气换热器和冷却区需要气体(或者风)介质的温度，选择性的从预热区气体出口排出的气体输送至其中氮气换热器的加热介质通道的气体入口和/或冷却区的气体入口。

在本发明中，由于活性炭在吸附塔中对原烟气进行处理时，吸附塔中喷入了氨气，活性炭在吸附塔中也吸附了部分氨气，吸附了污染物的活性炭再解析塔中进行解析时，活性炭内吸附的氨气在水蒸气分解区这一区段进行脱除，在水蒸气分解区脱除的水蒸气和氨气，从第一过渡段排出的气体可以通过第五输送管道输送至原烟气输送管道，将氨气循环利用，节约资源。

在本发明中，冷却气体输送管道上的冷却风风机用于向冷却区输送冷却气体。热风输送管道上的热风风机用于向污染物分解区输送热风。

通常，所述预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区具有管壳型或列管型换热器结构。活性炭分别经由预热区、水蒸气分解区、污染物分解区、冷却区的管程，而预热气体在预热区中经由壳程，加热气体在水蒸气分解区和污染物分解区中经由壳程，冷却风在冷却区中经由壳程。在水蒸气分解区和污染物分解区之间具有一个容纳活性炭的缓冲区或中间区，为第一过渡段；在污染物分解区和冷却区之间具有一个容纳活性炭的缓冲区或中间区，为第二过渡段。

本发明提供的新型活性炭解析塔，根据活性炭中吸附的污染物分解温度不同，将解吸气体进行中水蒸气进行提前分离，为后续工艺的稳定运行提供帮助。吸附了污染物的活性炭在解析塔中，活性炭内吸附的水分首先在水蒸气分解区内进行分解脱离，水蒸气从解析塔的水蒸气出口排出，脱除了水蒸气的吸附了其他污染物的活性炭继续在解析塔内解析和污染物的脱除，含硫物质和其他污染物在解析塔的污染物分解区分解和脱除，从解析塔的srg气体出口排出。由于水蒸气最首先被脱除和排出，现对于现有技术，采用本申请提供的新型活性炭解析塔，从srg气体出口排出的srg气体中水分含量大大减少，由于srg气体温度较高，进入制酸系统时必须降温处理，由于srg气体中水分含量少，因此，降温的难度大大降低。该过程降温一般采用水冷却或水换热，由于srg气体中本身水分含量少，降温加入的冷却水大大减少，而且冷却效率大大的增加(由于srg气体中本身水分含量少，水的比热容大)。因此，采用本申请提供的活性炭解析塔，获得的srg气体用于制酸工艺的冷却过程简单、加入的冷却水少、冷却效率高。

制酸工艺的废水处理是该技术的重大难题，由于废水量大，废水中酸度大、污染物种类繁杂、含有有机物等特点，废水处理工艺是制酸工艺的关键环节。采用本申请的活性炭解析塔，从源头大大减少了srg气体中的水分含量，冷却过程中加入的冷却水进一步减少，从而使得制酸系统产生的废水量大大减少，采用本申请的装置后，制酸工艺产生的废水约为现有技术中产生废水量的30-60％，降低了废水处理工作量和废水处理难度。产生的废水量减少，污染物的总量不变，使得采用本申请的活性炭解析塔后，废水中的污染物浓度升高，处理(分离或富集)效果显著增加。

此外，采用本申请的活性炭解析塔后，解析的srg气体中水分含量少，进入制酸系统前的冷却工艺更加高效和稳定，由于比热容大的水分的含量大大减少，主要对气体进行冷却，控制更加简单，冷却工艺更加稳定，冷却效果更加有保证；更能准确的把握在进入玻璃钢材质的制酸工序时，srg气体的温度，从而保证了玻璃钢材质的制酸系统的安全，同时延长其使用寿命。

采用本申请的活性炭解析塔结构，可以完美解决现有技术中解吸塔srg气体中水分含量过多的问题，为后续制酸稳定运行创造条件，并能减少制酸废水处理量。

在本发明中，解析塔和活性炭解析塔通用，吸附塔和活性炭吸附塔通用。

在本发明中，第二级吸附塔设置在第一级吸附塔的下游是指：根据烟气流动的走向，烟气先经过第一级吸附塔，再经过第二级吸附塔；第二级吸附塔位于第一级吸附塔烟气流向的下游。

在本发明中，第一活性炭输送装置、第二活性炭输送装置、第三活性炭输送装置均用于输送活性炭，可以采用现有技术中任何输送装置。

在本发明中，预热区、水蒸气分解区、污染物分解区和冷却区均为管壳结构。

作为优选，换热器均为电加热器。

采用本申请的活性炭解析塔结构，在活性炭解析塔中，首先将吸附了污染物的活性炭中的水分在水蒸气分解区进行分解和脱离；由于水蒸气的分解需要的温度较低，一般为100-150℃，因此，在水蒸气分解区的温度为100-150℃。经过水蒸气分解区后的活性炭进入污染物分解区，在该区段内，需要将活性炭加热至410-460℃，一般采用热风炉进行加热处理。现有技术中，需要将活性炭以及活性炭中吸附的污染物(包括水分)均加热到污染物分解温度(410-460℃)，本申请的活性炭解析塔由于将活性炭中的水分提前分离出来，因此分离出来的水分不进入污染物分解区，也就减少了在污染物分解区给分离出来水分加热的热量；因此，采用本申请的活性炭解析塔，在污染物分解区消耗的热量大大少于现有技术中活性炭解析塔加热段消耗的热量。

采用本申请的活性炭解析塔结构，将水分在水蒸气分解区提前分离出来，避免了该部分水进入污染物分解区，也避免了在污染物分解区给该部分水加热的热量消耗，减少了活性炭解析过程中的热量消耗，节约了能源，同时减少了能源燃烧污染物的排放。

水蒸气在水蒸气分解区分解脱离后，从水蒸气出口排出，不进入污染物分解区；从而，从srg气体出口排出的srg气体中水分含量大大减少。srg气体输送至制酸净化装置进行处理时，需要对srg气体进行降温，由于srg气体中的水分含量少，因此，对该部分气体降温的工作量小，降温效率高。一般采用兑入冷水降温，由于srg气体中本身含有的水分减少，为了降温兑入的冷水量减少，从而减少了制酸净化工序产生的废水量。此外，由于srg气体中本身含有的水分少，兑入的冷水进一步减少，从而提高了二氧化硫的体积浓度。

其中：解析塔的高度为8-30米，优选为10-25米，更优选为12-20米；例如15m左右。第二管道的直径为0.1-1.2米，优选为0.2-1.0米，进一步优选为0.3-0.8米，更优选为0.4-0.6米。

在本发明中：活性炭解析塔的高度为8-30米，优选为10-25米，更优选为12-20米；例如15m左右。活性炭吸附塔的高度18-35米，优选为20-30米，更优选为24-28m。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益技术效果：

1、通过在烟气输入第一级吸附塔和第二级吸附塔之前分别设置换热器，可以控制烟气进入第一级吸附塔和第二级吸附塔时的温度，从而保证了脱硫和脱硝的温度，提高脱硫脱硝的效率；

2、第一烟气换热器和第二烟气换热器通过换热介质循环，充分利用热量，节约资源，减少排放；通过换热器的设置，提高脱硫脱硝效率的同时，减少了氨气的喷入量；此外，避免了兑冷风，减少了活性炭处理系统处理的烟气总量。

3、本发明装置从解析塔的加热段气体出口引出第二管道连接至二级吸附塔的烟气入口，将现有技术中从解析塔的加热段气体出口直接外排的热风引入二级吸附塔，有效防止了这部分热风中所含的so2直接外排，减少环境污染；

4、本发明将与活性炭热交换后的部分热风引入二级吸附塔，有效利用这部分热量，提高二级吸附塔入口处的烟气温度，从而提高脱硝效率；

5、本申请开发一种新的解吸塔结构，根据活性炭中吸附的污染物分解温度不同，将解吸气体进行中水蒸气进行提前分离，为后续工艺的稳定运行提供帮助；采用本申请的活性炭解析塔，解析获得的srg气体中水分含量少，在制酸工序之前的冷却过程中，消耗的冷却水少；经过制酸工序后，产生的废水量少；

6、采用本申请的活性炭解析塔，解析获得的srg气体中水分含量少，对srg气体的冷却工艺简单，冷却效率大大提高，保证了进入玻璃钢材质的制酸工序的气体温度，从而保证了玻璃钢材料装置的安全，延长了其使用寿命。

7、本发明的装置可用于烧结、焦化、垃圾焚烧等多种活性炭烟气治理领域，尤其适用于低烟气量的工况，其加热效果及提高脱硝率的效果更佳。

附图说明

图1为本发明一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统的结构示意图；

图2为本发明一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统的另一种设计的结构示意图；

图3为本发明一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统中解析塔弗恩循环热风输送至元烟气输送管道的结构示意图；

图4为本发明一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统中活性炭热解析塔的结构示意图；

图5为本发明一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统中活性炭热解析塔的连接结构示意图；

图6为本发明一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统中活性炭热解析塔设有氮气换热器的结构示意图；

图7为烟气温度与脱硝率的关系曲线图。

附图标记：

1：活性炭吸附塔；101：第一级吸附塔；102：第二级吸附塔；2：活性炭解析塔；3：第一烟气换热器；4：第二烟气换热器；5：加热段；501：加热段气体入口；502：加热段气体出口；6：冷却段；7：热风炉；701：热风入口；702：热风出口；703：补风口；8：烟囱；9：风机；10：排水口；11：加水口；l1：原烟气输送管道；l2：初步处理烟气输送管道；l3：第一管道；l4：第二管道；l5：第三管道；l6：冷却气体输送管道；l7：第四管道；l8：第五管道；l9：氮气输送管道；l10：第六管道；l11：第七管道；l12：srg气体输送管道；l13：第八管道；l14：第一换热器介质输送管道；l15：第二换热器介质输送管道；d1：第一活性炭输送装置；d2：第二活性炭输送装置；d3：第三活性炭输送装置；a1：预热区；a101：预热区气体入口；a102：预热区气体出口；a2：水蒸气分解区；a201：水蒸气分解区气体入口；a202：水蒸气分解区气体出口；a3：污染物分解区；a301：污染物分解区气体入口；a302：污染物分解区气体出口；a4：冷却区；a401：冷却区气体入口；a402：冷却区气体出口；a5：第一过渡段；a6：第二过渡段；a7：水蒸气出口；a8：srg气体出口；a9：氮气换热器；a10：冷却风风机；a11：热风风机；p1：第一温度检测装置；p2：第二温度检测装置。

具体实施方式

根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统。

一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统，该活性炭处理系统包括活性炭吸附塔1、活性炭解析塔2。所述活性炭吸附塔1为两级吸附塔，包括第一级吸附塔101和第二级吸附塔102。该活性炭处理系统还包括原烟气输送管道l1、第一烟气换热器3、第二烟气换热器4、初步处理烟气输送管道l2、第一活性炭输送装置d1、第二活性炭输送装置d2、第三活性炭输送装置d3。

其中：原烟气输送管道l1连接至第一级吸附塔101的烟气入口。第一级吸附塔101的烟气出口通过初步处理烟气输送管道l2连接至第二级吸附塔102的烟气入口。第一烟气换热器3设置在原烟气输送管道l1上。第二烟气换热器4设置在初步处理烟气输送管道l2上。第一活性炭输送装置d1连接活性炭解析塔2的活性炭出口与第二级吸附塔102的活性炭入口。第二活性炭输送装置d2连接第二级吸附塔102的活性炭出口与第一级吸附塔101的活性炭入口。第三活性炭输送装置d3连接第一级吸附塔101的活性炭出口与活性炭解析塔2的活性炭入口。

作为优选，活性炭解析塔2自上而下设有加热段5和冷却段6。加热段5的下部设有加热段气体入口501，加热段5的上部设有加热段气体出口502。该装置还包括热风炉7。热风炉7上设有热风入口701和热风出口702。从热风炉7的热风出口702引出的第一管道l3连接至活性炭解析塔2的加热段气体入口501。从加热段气体出口502引出的第二管道l4连接至热风炉7的热风入口701。从第二管道l4分出一个支路即第三管道l5，第三管道l5连接至初步处理烟气输送管道l2或第二级吸附塔102的烟气入口。

作为优选，所活性炭解析塔2包括自上而下设置的预热区a1、水蒸气分解区a2、污染物分解区a3、冷却区a4、第一过渡段a5和第二过渡段a6。

其中：预热区a1的下部设有预热区气体入口a101和预热区气体出口a102。水蒸气分解区a2的下部设有水蒸气分解区气体入口a201和水蒸气分解区气体出口a202。污染物分解区a3的下部设有污染物分解区气体入口a301和污染物分解区气体出口a302。冷却区a4的下部设有冷却区气体入口a401和冷却区气体出口a402。水蒸气分解区a2与污染物分解区a3之间为第一过渡段a5。污染物分解区a3与冷却区a4之间为第二过渡段a6。第一过渡段a5的侧壁上设有水蒸气出口a7。第二过渡段a6的侧壁上设有srg气体出口a8。

作为优选，该装置还包括热风炉7。热风炉7上设有热风入口701和热风出口702。冷却区气体入口a401与冷却气体输送管道l6连接。从热风炉7的热风出口702引出的第一管道l3连接至污染物分解区气体入口a301。污染物分解区气体出口a302通过第四管道l7连接至水蒸气分解区气体入口a201。水蒸气分解区气体出口a202通过第二管道l4连接至热风炉7的热风入口701。

作为优选，从第二管道l4分出一个支路即第三管道l5，第三管道l5连接至初步处理烟气输送管道l2或第二级吸附塔102的烟气入口。

作为优选，冷却区气体出口a402通过第五管道l8连接至预热区气体入口a101。

作为优选，该活性炭解析塔2还包括向活性炭解析塔2上部通入氮气的氮气输送管道l9。氮气输送管道l9连接至解析塔2，并且氮气输送管道l9与活性炭解析塔2的连接位置位于预热区a1的上方。

作为优选，氮气输送管道l9上设有氮气换热器a9。预热区气体出口a102通过第六管道l10连接至氮气换热器a9的加热介质通道的入口。

作为优选，水蒸气出口a7通过第七管道l11输送至原烟气输送管道l1。

作为优选，srg气体出口a8通过srg气体输送管道l12输送至制酸系统。

作为优选，冷却气体输送管道l6上设有冷却风风机a10。

作为优选，第一管道l3上设有热风风机a11。

作为优选，热风炉7上还设有补风口703。

作为优选，该装置还包括烟囱8。第二级吸附塔102的烟气出口经由第八管道l13连接至烟囱8。

作为优选，第一烟气换热器3的气体出口通过第一换热器介质输送管道l14连接至第二烟气换热器4的气体入口。第二烟气换热器4的气体出口通过第二换热器介质输送管道l15连接至第一烟气换热器3的气体入口。

作为优选，第一换热器介质输送管道l14和/或第二换热器介质输送管道l15上设有风机9。

作为优选，第一换热器介质输送管道l14上设有排水口10。

作为优选，第二换热器介质输送管道l15上设有加水口11。

作为优选，原烟气输送管道l1上设有第一温度检测装置p1，并且第一温度检测装置p1设置在第一烟气换热器3的下游。

作为优选，初步处理烟气输送管道l2上设有第二温度检测装置p2，并且第二温度检测装置p2设置在第二烟气换热器4的下游。

在本发明中，第一级吸附塔101为脱硫塔，第二级吸附塔102为脱硝塔。

实施例1

如图1所示，一种提高余热利用率和脱硝率的活性炭处理系统，该活性炭处理系统包括活性炭吸附塔1、活性炭解析塔2。所述活性炭吸附塔1为两级吸附塔，包括第一级吸附塔101和第二级吸附塔102。该活性炭处理系统还包括原烟气输送管道l1、第一烟气换热器3、第二烟气换热器4、初步处理烟气输送管道l2、第一活性炭输送装置d1、第二活性炭输送装置d2、第三活性炭输送装置d3。

其中：原烟气输送管道l1连接至第一级吸附塔101的烟气入口。第一级吸附塔101的烟气出口通过初步处理烟气输送管道l2连接至第二级吸附塔102的烟气入口。第一烟气换热器3设置在原烟气输送管道l1上。第二烟气换热器4设置在初步处理烟气输送管道l2上。第一活性炭输送装置d1连接活性炭解析塔2的活性炭出口与第二级吸附塔102的活性炭入口。第二活性炭输送装置d2连接第二级吸附塔102的活性炭出口与第一级吸附塔101的活性炭入口。第三活性炭输送装置d3连接第一级吸附塔101的活性炭出口与活性炭解析塔2的活性炭入口。该装置还包括烟囱8。第二级吸附塔102的烟气出口经由第八管道l13连接至烟囱8。

实施例2

如图2所示，重复实施例1，只是第一烟气换热器3的气体出口通过第一换热器介质输送管道l14连接至第二烟气换热器4的气体入口。第二烟气换热器4的气体出口通过第二换热器介质输送管道l15连接至第一烟气换热器3的气体入口。第一换热器介质输送管道l3上设有风机5。第一换热器介质输送管道l3和/或第二换热器介质输送管道l4上设有风机9。

实施例3

重复实施例2，只是第二换热器介质输送管道l15上设有加水口11。第一换热器介质输送管道l14上设有排水口10。该活性炭处理系统还包括烟囱8。第二级吸附塔102的气体出口通过烟气排放管道l13与烟囱8连接。

实施例4

重复实施例3，只是原烟气输送管道l1上设有第一温度检测装置p1，并且第一温度检测装置p1设置在第一烟气换热器3的下游。初步处理烟气输送管道l2上设有第二温度检测装置p2，并且第二温度检测装置p2设置在第二烟气换热器4的下游。

实施例5

如图3所示，重复实施例3，只是活性炭解析塔2自上而下设有加热段5和冷却段6。加热段5的下部设有加热段气体入口501，加热段5的上部设有加热段气体出口502。该装置还包括热风炉7。热风炉7上设有热风入口701和热风出口702。从热风炉7的热风出口702引出的第一管道l3连接至活性炭解析塔2的加热段气体入口501。从加热段气体出口502引出的第二管道l4连接至热风炉7的热风入口701。从第二管道l4分出一个支路即第三管道l5，第三管道l5连接至初步处理烟气输送管道l2或第二级吸附塔102的烟气入口。第一管道l3上设有热风风机a11。热风炉7上还设有补风口703。

实施例6

如图4所示，重复实施例3，只是所活性炭解析塔2包括自上而下设置的预热区a1、水蒸气分解区a2、污染物分解区a3、冷却区a4、第一过渡段a5和第二过渡段a6。

其中：预热区a1的下部设有预热区气体入口a101和预热区气体出口a102。水蒸气分解区a2的下部设有水蒸气分解区气体入口a201和水蒸气分解区气体出口a202。污染物分解区a3的下部设有污染物分解区气体入口a301和污染物分解区气体出口a302。冷却区a4的下部设有冷却区气体入口a401和冷却区气体出口a402。水蒸气分解区a2与污染物分解区a3之间为第一过渡段a5。污染物分解区a3与冷却区a4之间为第二过渡段a6。第一过渡段a5的侧壁上设有水蒸气出口a7。第二过渡段a6的侧壁上设有srg气体出口a8。

该装置还包括热风炉7。热风炉7上设有热风入口701和热风出口702。冷却区气体入口a401与冷却气体输送管道l6连接。从热风炉7的热风出口702引出的第一管道l3连接至污染物分解区气体入口a301。污染物分解区气体出口a302通过第四管道l7连接至水蒸气分解区气体入口a201。水蒸气分解区气体出口a202通过第二管道l4连接至热风炉7的热风入口701。

从第二管道l4分出一个支路即第三管道l5，第三管道l5连接至初步处理烟气输送管道l2。冷却区气体出口a402通过第五管道l8连接至预热区气体入口a101。

冷却气体输送管道l6上设有冷却风风机a10。

实施例7

如图6所示，重复实施例5，只是该活性炭解析塔2还包括向活性炭解析塔2上部通入氮气的氮气输送管道l9。氮气输送管道l9连接至解析塔2，并且氮气输送管道l9与活性炭解析塔2的连接位置位于预热区a1的上方。氮气输送管道l9上设有氮气换热器a9。预热区气体出口a102通过第六管道l10连接至氮气换热器a9的加热介质通道的入口。

水蒸气出口a7通过第七管道l11输送至原烟气输送管道l1。srg气体出口a8通过srg气体输送管道l12输送至制酸系统。

使用实施例1

采用实施例4中所述的活性炭处理系统用于烧结烟气的处理，通过第一温度检测装置p1的监测，控制加水口10和排水口11的水量，原烟气进入第一级吸附塔101时的温度为110℃；通过第二温度检测装置p2的监测，初步处理的烟气进入第二级吸附塔102时的温度为145℃；使用本申请的系统处理该烟气，烟气排放管道l13(或烟囱8)处检测排放气体的污染物的去除效果为：so2脱除效率为98.6％，脱硝率为84％，粉尘出口浓度为8.9mg/nm³。

使用实施例2

采用实施例5中所述的活性炭处理系统，用于600000nm³/h，烟气温度为140℃的工况条件下，将解析塔加热段外排热风的1％引入第二级吸附塔，其中引入的热风量为6000nm³/h(so2浓度在100ppm)，引入第二级吸附塔的热风量仅为原始烟气量的1/100，在混合烟气中so2浓度也极低，不会对脱硝造成影响。

计算混合后烟气升温值：

①二级吸附塔入口处原烟气显热：

q1＝600000nm³/h*140℃*0.32kcal/nm³.℃＝2.688*107kcal/h；

②从解析塔的加热段排出热风中引入二级吸附塔的热风显热：

q2＝6000nm³/h*30℃*0.337kcal/nm³.℃＝0.606*106kcal/h；

③烟气与引入热风混合后的温度：

t＝(2.688*107+0.606*106)/(600000*0.32+6000*0.337)＝141.67；

即将解析塔外排热风引入第二级吸附塔后，烟气温度上升值为：

δt＝141.67℃-140℃＝1.67℃。

附图7所示为烟气温度对脱硝率的影响，从附图5中可知，烟气温度提高，脱硝率逐渐提高，尤其在140-160℃温度区间，随着温度提高，脱硝率上升速度更快。从上述计算中可知，解析塔加热段的外排热风引入到二级吸附塔入口，烟气温度提高1-2℃，脱硝率可以提高1％。此外，为追求更高的脱硝效率，可以在保证活性炭解析率的前提下，尽量提高引入二级吸附塔的热风量。

使用实施例3

一种活性炭解析工艺，该工艺包括以下步骤：

1)吸附了污染物的活性炭从活性炭解析塔a的入口进入活性炭解析塔a，吸附了污染物的活性炭在重力作用下，自上向下移动，依次经过活性炭解析塔a的预热区a1、水蒸气分解区a2、第一过渡段a5、污染物分解区a3、第二过渡段a6、冷却区a4；

2)吸附了污染物的活性炭在预热区a1内经过预热，然后进入水蒸气分解区a2，吸附了污染物的活性炭内的水分在水蒸气分解区a2进行分解和脱离，然后一起进入第一过渡段a5，从吸附了污染物的活性炭内分解和脱离出的水分从水蒸气出口a7排出；

3)分离了水分后的吸附了污染物的活性炭进入污染物分解区a3，吸附了污染物的活性炭内的污染物在污染物分解区a3进行分解和解析，然后进入第二过渡段a6，分解和解析出的污染物从srg气体出口a8排出，解析完后的活性炭从活性炭解析塔a的出口排出。

使用实施例4

重复使用实施例3，只是冷却风从冷却区气体入口a401进入冷却区a4，换热后，从冷却区气体出口a402经过第二输送管道l4输送至预热区a1；解析热风从污染物分解区气体入口a301进入污染物分解区a3，换热后从污染物分解区气体出口a302经过第一输送管道l3输送至水蒸气分解区；水蒸气分解区a2内经过换热后的气体从水蒸气分解区气体出口a202经过第三输送管道l5输送至冷却区a4。

采用实施例6所述系统对含有污染物的活性炭进行解析活化(或再生)处理，处理600m²烧结机产生的烟气通过活性炭吸附塔处理后的含污染物的活性炭，从解析塔srg气体出口处排出的srg气体中，水分含量为100-200m³/h(现有技术中水分含量约为600-750m³/h)，占srg气体体积的5-10％(现有技术中水分含量占srg气体体积约为25-40％)。该srg气体通过冷却后进入制酸工序，制酸工序产生的废水量为现有技术中产生废水量的30-60％。

热量计算，假定srg气体量为q(湿基状态)，现有技术中，水蒸气百分含量为30％，水蒸气比热容cp为33.94j(mol/k)，水蒸气分解温度为150℃，解析塔加热段目标温度为430℃，水蒸气排放量为总量的60％。热风炉效率为80％。

采用本申请的解析塔结构进行处理，先将水蒸气在解析塔的水蒸气分解区脱离，从水蒸气出口排出，从而减少了srg气体中的水分含量。同时，在水蒸气加热段将吸附了污染物的活性炭中的水分脱离出来，在污染物分解区加热过程中，就减少了热量的需求，分离出来的水蒸气不要加热到430℃；也就是说，提前将水分分离出来，减少了热量的供应，节约能源。

提前排放的水蒸气减少的热量＝q*30％/18*60％*cp*(430-130)；

以600m²烧结机为例，q＝4000m³/h，通过计算可知，采用本申请的解析塔，活性炭解析塔污染物分解区减少热量供应为40733kj/h。

已知高炉煤气热值为3500kj/nm³。

通过热风炉给活性炭解析塔污染物分解区供热，则采用本申请的解析塔装置后，可以减少高炉煤气量为＝40733/3500/80％＝14.5nm³/h。大大减少了燃料的使用，节约能源的同时，减少了污染物的排放。