一种盘轨式固定床反应装置的填料方法与流程

本发明涉及一种盘轨式固定床反应装置的填料方法，是一种环保装置构成方法，是一种用于煤气燃烧预处理、脱硫处理、催化转化处理的装置的反应剂或催化剂的装填方法。

背景技术：

1、高炉煤气干法脱硫是近年来在钢铁企业广泛试验、应用的环保装置，其主要目的是通过在煤气燃烧前处理掉其中的含硫污染物，从而使后端使用高炉煤气的用户在燃烧后产生的烟气中二氧化硫浓度直接满足烟气排放标准，无需进行脱硫处理。通过前端集中性的脱硫治理，取代后端多用户点分散的脱硫治理，从而实现环保成本的控制。

2、在高炉煤气干法脱硫工艺系统中，核心的三个反应装置就是预处理反应装置（脱除煤气中对后续反应不利的氯、氧成分）、水解转化反应装置（将煤气中的有机硫转化为无机硫，使得煤气中的主要含硫污染物均转化为h2s）和脱硫反应装置（脱除硫化氢污染物）。

3、目前常见的反应器一般为两种形式：径向反应装置（煤气沿反应器径向流动）和轴向反应装置（煤气沿反应器轴向流动），但不管是哪种形式的反应塔，其中装填的固体反应催化剂的装填方式都是一致的，采用散堆装填的形式，即将散状的颗粒填料（反应剂或催化剂）通过反应器顶端的进料口送入装填区内。在反应装置运行一段时间后，反应剂或催化剂效率下降到一定程度（饱和）需要更换时，在装填区底部通过预设排料口进行排放。

4、现有颗粒填料的这种装填方法存在以下缺点：

5、1、料剂装填过程中，由于装填高度比较高，前期倒入的料剂下坠高度比较高，可能造成催化剂的磕碰损坏，而在装填的整个过程中，由于料剂间的摩擦，也会造成部分料剂磨出粉末的状况，不仅造成催化剂的损耗、同时也需要增加底部排灰的频次。

6、2、对于轴向填料反应器，尚可以通过部分料剂的刚换来维持一个较平稳的污染物排放曲线，但径向填料反应器由于其煤气流通路径，只能选择在料剂失效后进行整体更换，这样净化后的煤气浓度会呈现波峰波谷的曲线循环，不够稳定。由于上述原因，反应器不仅需要设计备用塔或者停机才能进行换料，且净化后煤气污染物很难呈现平稳曲线。

7、3、在填料反应塔这种一定高度内的催化剂堆积，会导致底部催化剂堆积更扎（密）实，但上部催化剂堆积比较宽松，在煤气通过过程中，会导致填料不同高度内煤气通过的阻力不同，煤气会更加倾向于从阻力低的上部通过催化剂层。同时，这种阻力的不平均随着运行时间的增加，催化剂颗粒间摩擦产生粉末，同时粉末在重力作用下堆积在催化剂区域底部，进一步加重这种阻力的不均匀。

8、4、不管是采用径向装填反应塔，或者是采用轴向装填反应塔，都会存在催化剂随着运行时间的增加，颗粒间相互摩擦产生粉末，而这些粉末在重力的作用下堆积在催化剂装填区底部，而在这种情况下，一旦煤气温度降低，有水汽冷凝出来，就会造成这些粉末板结在催化剂间，造成脱硫能力的进一步下降。

9、如何快速更换已经老化的填料又要避免浪费和磕碰颗粒填料是一个需要解决的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种盘轨式固定床反应装置和方法。所述的装置和方法通过在颗粒填料装填区增加盘轨，从而减少颗粒填料的堆积高度并对颗粒填料进行分块划分，实现颗粒填料分区域更换，减少了颗粒填料的磕碰，降低了成本。

2、本发明的目的是这样实现的：一种盘轨式固定床反应装置的填料方法，所述方法所使用的装置包括：设置在反应器顶部的颗粒填料的进料口和反应性底部的颗粒填料的出料口，所述的反应器中部的颗粒填料的装填区设有至少一头螺旋线的螺旋形的盘轨，所述的盘轨上端与所述的进料口连接，盘轨下端与所述的出料口连接；所述的盘轨使用隔断分为至少两个槽道；所述的盘轨使用通透性材料构成，所述的盘轨各个槽道分别在与出料口衔接处设有活门，所述的通透性材料是丝网，所述的盘轨呈圆筒状螺旋盘绕，圆筒中心设置气体流出通道，圆筒外圆周设置气体流入通道，所述的盘轨上隔出三道槽道，与气体流入通道衔接的是外槽道，与气体流出通道衔接的是内槽道，内、外槽道中间为中间槽道，所述的反应器顶部设置套管，所述的套管内管为气体输出管，外管为气体输入管，所述的气体输入管与气体流入通道连接，所述的气体输出管与气体流出通道连接，所述的颗粒填料是球型颗粒，所述的反应器底部设置排灰口，所述的方法的步骤如下：

3、步骤1，颗粒填料填装：在反应器中没有煤气的状态下，各个料槽的活门和出料口均处于关闭状态；打开进料口，导入球型的颗粒填料，颗粒填料沿盘轨螺旋线槽道呈滚动状态下降，由于活门的阻挡，催化剂逐渐填满各个槽道；关闭进料口，反应装置进入正常工作状态；

4、步骤2，反应装置正常工作：煤气经由气体输入管进入反应装置的流入通道，并在压力下依次穿越盘轨的外槽道、中间槽道、内槽道，煤气与各槽道中的催化剂反应，消除污染物，之后进入气体流出通道经由气体输入管流出反应装置；

5、步骤3，粉尘聚集并排出：反应装置在煤气催化的过程中，槽道和催化剂会产生微微的震动，震动能使催化剂在流动的相互摩擦中产生的粉尘逐渐的下降，直至落入反应器的底部，反应装置经过一段时间的使用后，会在反应器底部沉积一些粉尘，经过一段使用后，适时停止反应，打开排灰口，排出沉积的灰粉，以比较板结；

6、步骤4，颗粒填料更换：颗粒填料更换的过程包括：梯次更换过程和全部更换过程。

7、进一步的，所述的梯次更换：第一次更换只打开外槽道的活门，第二次更换打开中间槽道和外槽道活门，第三次更换则打开外槽道、中间槽道和内槽道的活门。

8、进一步的，所述的全部更换：一次性打开三个槽道的活门。

9、本发明的优点和有益效果是：本发明反应器的装填区设置螺旋形的盘轨，将装填区从上到下分割为多条螺旋形通道，形成装填区多个分层，对于各个分层中的颗粒填料可以根据其老化程度分别予以更换，即节省了颗粒填料的成本有节约了更换时间，提高了设备利用率。

技术特征：

1.一种盘轨式固定床反应装置的填料方法，所述方法所使用的装置包括：设置在反应器顶部的颗粒填料的进料口和反应性底部的颗粒填料的出料口，所述的反应器中部的颗粒填料的装填区设有至少一头螺旋线的螺旋形的盘轨，所述的盘轨上端与所述的进料口连接，盘轨下端与所述的出料口连接；所述的盘轨使用隔断分为至少两个槽道；所述的盘轨使用通透性材料构成，所述的盘轨各个槽道分别在与出料口衔接处设有活门，所述的通透性材料是丝网，所述的盘轨呈圆筒状螺旋盘绕，圆筒中心设置气体流出通道，圆筒外圆周设置气体流入通道，所述的盘轨上隔出三道槽道，与气体流入通道衔接的是外槽道，与气体流出通道衔接的是内槽道，内、外槽道中间为中间槽道，所述的反应器顶部设置套管，所述的套管内管为气体输出管，外管为气体输入管，所述的气体输入管与气体流入通道连接，所述的气体输出管与气体流出通道连接，所述的颗粒填料是球型颗粒，所述的反应器底部设置排灰口，其特征在于，所述的方法的步骤如下：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的梯次更换：第一次更换只打开外槽道的活门，第二次更换打开中间槽道和外槽道活门，第三次更换则打开外槽道、中间槽道和内槽道的活门。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的全部更换：一次性打开三个槽道的活门。

技术总结
本发明涉及一种盘轨式固定床反应装置的填料方法，包括：颗粒填料填装；反应装置正常工作；粉尘聚集并排出；颗粒填料更，包括：梯次更换过程和全部更换过程。本发明反应器的装填区设置螺旋形的盘轨，将装填区从上到下分割为多条螺旋形通道，形成装填区多个分层，对于各个分层中的颗粒填料可以根据其老化程度分别予以更换，即节省了颗粒填料的成本有节约了更换时间，提高了设备利用率。

技术研发人员：唐朝勇,王逸凡,吴刚,孙琦
受保护的技术使用者：北京铝能清新环境技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13