一种降低固定床水洗活性焦粉化的装置及方法与流程

本发明涉及一种装置，具体涉及一种降低固定床水洗活性焦粉化的装置，可以延长固定床脱硫所用的水洗活性焦使用寿命，属于冶金环保。

背景技术：

1、活性焦是一种多孔性含碳物质，是特定工艺加工，没有得到充分干馏或活化的活性焦类吸附剂，具有较大的比表面积，吸附能力强的特点。

2、活性焦脱硫技术广泛应用于烧结、炼焦烟气污染物治理，根据活性焦布置方式，分为流动床和固定床。流动床中活性焦缓慢推出进行筛分和更新，因此其活性焦粉化问题可以动态控制；固定床工艺在脱硫塔内一次填装活性焦后，使用2～3年才整体更换，虽然其管理运行简单，但一旦活性焦在塔内产生粉化很难排出，引起脱硫塔阻力增大、脱硫效率下降等问题，当粉化严重时需要对活性焦进行更换。

3、活性焦脱硫达到饱和后，采用加热再生或水洗再生方式，将活性焦中so3解析出来，制成硫酸。固定床采用水洗再生方式，活性焦粉化不可避免，水洗再生要求活性焦具有很高的强度，能够经受起频繁的再生液冲刷。

4、固定床活性焦脱硫工艺应用不多，对于脱硫活性焦使用过程中的粉化问题研究较少，以活性焦、脱硫、粉化关键词检索后发现，大部分专利介绍的是活性焦脱硫装置、活性焦制作方法，与本专利目的不一样，专利cn201110111363.9公布了一种减少活性焦损耗的方法，为移动床活性焦修补表面官能团，在运输过程中喷洒药剂的方法，本专利是针对固定床活性焦，不存在运输过程，与其有较大差别。

技术实现思路

1、本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种降低固定床水洗活性焦粉化的装置，该技术方案的主要目的是针对固定床水洗活性焦在使用中存在严重粉化的问题，提出一种降低固定床水洗活性焦粉化的方法，延长固定床脱硫所用的水洗活性焦使用寿命。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种降低固定床水洗活性焦粉化的装置，包括脱硫塔、余热锅炉、热水管道、冷水管道、上部烟气管道、下部烟气管道、热水管道流量计、冷水管道流量计、水温计、喷水管道、热水管道阀门、冷水管道阀门、稀硫酸罐以及浓硫酸罐；其中热水管道与余热锅炉连接，热水管道和冷水管道一起连接到喷水管道上，热水管道上安装有热水管道流量计和热水管道阀门，冷水管道上安装有冷水管道流量计和冷水管道阀门，喷水管道上安装有水温计，脱硫塔的上方设置有上部烟气管道，脱硫塔的下方设置有下部烟气管道，稀硫酸罐和浓硫酸罐分别通过管道连接脱硫塔。

3、作为本发明的一种改进，所述装置还包括环形管道，多管除尘器，循环风机以及散热器，环形管道连接在脱硫塔下部，循环风机与环形管道之间连接有多管除尘器，循环风机与脱硫塔上部连接散热器。

4、作为本发明的一种改进，所述脱硫塔内部从上至下依次设置有上部活性焦、下部活性焦。

5、作为本发明的一种改进，环形管道分布在脱硫塔下部外圈，管道直径10cm，其内侧沿水平方向焊接有20～30个钢管，钢管直径5cm，钢管固定在脱硫塔上，与脱硫塔内相通，钢管平均分布在脱硫塔外，可以使冷却均匀。

6、作为本发明的一种改进，活性焦为圆柱形颗粒，所述上部活性焦长径比1～4，填装高度为50cm，下部活性焦长径比5～10，填装高度为50cm，两种活性焦含有活性组分大于4％，耐磨强度大于98％，吸附硫容大于80mg/g，抗压强度大于200n，效果佳。上下部活性焦通过长径比区分开来，将强度相对高的填装到下面，强度差的填装到上面，一是因为下部活性焦要承担自身的重力，且粉化后不易更换；二是上部活性焦承担重力小，即使粉化也能部分更换，指标低，活性焦的生产成本也低；固定床水洗解析工艺不能按照常规的强度指标和硫容指标来设置，满足国标的不一定适应该工艺，因为国标是针对流动床热解析工艺设置的，目前固定床水洗工艺所用活性焦还没有与之对应的标准；限定指标范围，可以使活性焦在水洗下也能保证不粉化，与水洗工艺能更好的匹配。通用做法是要求耐磨强度大于96％，活性组分2％，抗压强度200n，硫容35mg/g，这个指标用在我们工艺上很容易粉化；活性组分比例大，硫容高，脱硫性能好，降低水洗次数；耐磨和抗压强度大，重力、水洗冲击力、热胀冷缩造成的粉化少；

7、作为本发明的一种改进，热水管道热水与冷水管道冷水按照1:1～1:0.5的比例进行混合，产生40～60℃的温水，通过喷水管道对活性焦进行水洗，由实验室试验发现，40～60℃水温清洗时可以减少活性焦由于热胀冷缩造成的粉化。

8、一种降低固定床水洗活性焦粉化的方法，所述方法包括以下步骤：

9、(1)打开上部烟气管道和下部烟气管道，脱硫塔对烟气进行脱硫；

10、(2)脱硫后，关闭上部烟气管道和下部烟气管道；

11、(3)打开循环风机，抽取塔内气体，利用散热器对脱硫塔内活性焦冷却30min，再关闭循环风机；

12、(4)打开热水管道阀门，冷水管道阀门，调节热水管道流量计、冷水管道流量计，控制水温在40～60℃，利用喷水管道对活性焦进行喷洒水洗10min，关闭热水管道阀门、冷水管道阀门，水洗后溶液进入稀硫酸罐储存；

13、(5)抽取浓硫酸罐内浓硫酸将活性焦洗10min，洗后溶液进入浓硫酸罐；

14、(6)抽取稀硫酸罐内稀硫酸将活性焦洗20min，洗后溶液进入浓硫酸罐，控制浓硫酸浓度3％～7％；

15、

16、(7)打开冷水管道阀门，关闭热水管道阀门，对活性焦进行喷洒水洗10min，水洗后溶液进入稀硫酸罐储存；

17、(8)清洗结束后，重复步骤(1)，脱硫塔再次对烟气进行脱硫。

18、相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)该方案中活性焦在脱硫塔根据长径比不同分层填装，下部活性焦在使用中承担压力大不易更换，使用长径比大的活性焦则耐压强度大，使用寿命长；上部活性焦长径比低，则耐压强度低，粉化后可以及时更换一部分，保证粉化颗粒不影响整体脱硫塔的透气性，降低整体活性焦更换成本；2)该方案使用循环冷却装置，降低水温与活性焦温差，减弱热胀冷缩效应，快速冷却有利于加快脱硫塔切换时间，提高脱硫效率；3)该方案使用脱硫前段余热锅炉产生的热水与冷水混合，用来清洗的温水来源廉价易得，节约了能源。

技术特征：

1.一种降低固定床水洗活性焦粉化的装置，其特征在于，包括脱硫塔、余热锅炉、热水管道，冷水管道、上部烟气管道、下部烟气管道、热水管道流量计、冷水管道流量计、水温计、喷水管道、热水管道阀门、冷水管道阀门、稀硫酸罐以及浓硫酸罐；其中热水管道与余热锅炉连接，热水管道和冷水管道一起连接到喷水管道上，热水管道上安装有热水管道流量计和热水管道阀门，冷水管道上安装有冷水管道流量计和冷水管道阀门，喷水管道上安装有水温计，脱硫塔的上方设置有上部烟气管道，脱硫塔的下方设置有下部烟气管道，稀硫酸罐和浓硫酸罐分别通过管道连接脱硫塔。

2.根据权利要求1所述的降低固定床水洗活性焦粉化的装置，其特征在于，所述装置还包括环形管道，多管除尘器，循环风机以及散热器，环形管道连接在脱硫塔下部，循环风机与环形管道之间连接有多管除尘器，循环风机与脱硫塔上部连接散热器。

3.根据权利要求1所述的降低固定床水洗活性焦粉化的装置，其特征在于，所述脱硫塔内部从上至下依次设置有上部活性焦、下部活性焦。

4.根据权利要求3所述的降低固定床水洗活性焦粉化的装置，其特征在于，环形管道分布在脱硫塔下部外圈，管道直径10cm，其内侧沿水平方向焊接有20～30个钢管，钢管直径5cm，钢管固定在脱硫塔上，与脱硫塔内相通，钢管平均分布在脱硫塔外。

5.根据权利要求4所述的降低固定床水洗活性焦粉化的装置，其特征在于，活性焦为圆柱形颗粒，含有催化活性组分比例大于4％，吸附硫容值大于80mg/g，耐磨强度大于98％，耐压强度大于200n。

6.根据权利要求5所述的降低固定床水洗活性焦粉化的装置，其特征在于，热水管道热水与冷水管道冷水按照1:1～1:0.5的比例进行混合，产生40～60℃的温水，通过喷水管道对活性焦进行水洗。

7.采用权利要求1-6任意一项装置降低固定床水洗活性焦粉化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种降低固定床水洗活性焦粉化的装置，包括脱硫塔、余热锅炉、热水管道，冷水管道、热水管道阀门、稀硫酸罐以及浓硫酸罐；其中热水管道与余热锅炉连接，热水管道和冷水管道一起连接到喷水管道上，热水管道上安装有热水管道流量计和热水管道阀门，冷水管道上安装有冷水管道流量计和冷水管道阀门，喷水管道上安装有水温计，脱硫塔的上方设置有上部烟气管道，该方案中活性焦在脱硫塔根据长径比不同分层填装，下部活性焦在使用中承担压力大不易更换，使用长径比大的活性焦则耐压强度大，使用寿命长；上部活性焦长径比低，则耐压强度低，粉化后可以及时更换一部分，保证粉化颗粒不影响整体脱硫塔的透气性，降低整体活性焦更换成本。

技术研发人员：肖俊军,徐顺国,柯青春,王强
受保护的技术使用者：上海梅山钢铁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13