活性炭的热再生方法及其装置制造方法及图纸

提供一种活性炭的热再生方法，该方法包括：1)将在干法脱硫、脱硝装置的吸附塔中吸附了包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物的活性炭从吸附塔的底部转移到活性炭解析塔中，其中脱硫、脱硝装置包括活性炭吸附塔和解析塔；和2)在解析塔中活性炭与加热气体进行热交换而被加热或升温至活性炭再生温度T1，导致活性炭在该T1温度下进行解析、再生；加热气体是来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1或由常温空气与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1进行间接热交换之后所形成的热空气G2。还提供一种活性炭再生装置。

【技术实现步骤摘要】
活性炭的热再生方法及其装置
本专利技术涉及在包括活性炭吸附塔和解析塔的干法脱硫、脱硝装置和工艺中活性炭的热再生方法及其装置，更具体地说，涉及利用烧结机的高温烟气对来自烟气或废气(尤其钢铁工业的烧结机的烧结烟气)的活性炭吸附脱硫(SO2)、脱硝(NOx)工艺中的活性炭进行热再生的方法，属于环保节能领域，即烧结烟气的处理领域。
技术介绍
对于工业烟气、尤其钢铁工业的烧结机烟气而言，采用包括活性炭吸附塔和解析塔(或再生塔)的脱硫、脱硝装置和工艺是比较理想的。活性炭法脱硫具有脱硫率高、可同时实现脱硝、脱二噁英、除尘、不产生废水废渣等优点，是极有前景的烟气净化方法。活性炭可以在高温下再生，在温度高于350℃时，吸附在活性炭上的硫氧化物、氮氧化物、二恶英等污染物发生快速解析或分解(二氧化硫被解析，氮氧化物和二噁英被分解)。并且随着温度的升高，活性炭的再生速度进一步加快，再生时间缩短，优选的是一般控制解析塔中活性炭再生温度约等于400℃，因此，理想的解析温度(或再生温度)是例如在390-430℃范围、更优选在400-420℃范围。如图1所示，现有技术中采用结构类似于壳管式热交换器的解析塔(或再生塔)进行活性炭的解析、再生，活性炭从塔的顶部进入，经由管程到达塔的底部，而用于加热活性炭的加热气体从一侧进入，经由壳程，从另一侧输出，其中活性炭与加热气体进行热交换而被加热至再生温度。为了将解析塔内活性炭升温并保持在400℃左右，一般采用燃烧高炉煤气或焦炉煤气加热循环热风，使进入解析塔的热风温度为400-450℃，在解析塔内热风与活性炭进行热交换，活性炭温度上升至400℃左右，加热气体温度降至300℃左右。另一方面，在钢铁工业的烧结机中烟气或废气的热量没有被合理地利用，利用的效率较低，经济价值不高。烧结机尾部两个风箱中的烟气温度一般为380～450℃、优选420-450℃，如果不加以利用，则会与烧结机前部风箱中较低温烟气混合后排放，排放温度90～180℃。利用高炉煤气或焦炉煤气将热风从300℃加热至约400℃(约100℃的温差)需消耗大量的能源介质，如果能够使用其他废的高温气体作为加热介质取代高炉煤气或焦炉煤气，可以实现废热利用，同时节约能源。
技术实现思路
在本专利技术的包括活性炭吸附塔和解析塔的干法脱硫、脱硝装置和工艺中，在吸附塔中从烧结烟气中吸附了包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物的活性炭被转移到活性炭解析塔的加热区中，在解析塔的加热区中活性炭与加热气体G(如400-500℃的热空气或热风G2或高温烟气G1)进行间接热交换而被加热(或升温)至例如390-480℃范围的温度，活性炭通常在该温度下进行解析、再生。其中解析塔(或再生塔)具有上部的加热区和任选的下部的冷却区。通常，所述加热区具有管壳型换热器结构。同样，所述冷却区也具有管壳型换热器结构。活性炭分别经由加热区的管程和任选的冷却区的管程，而加热气体或高温烟气在加热区中经由壳程，冷却风在冷却区中经由壳程。本申请的专利技术人意外发现，在钢铁工业的烧结机的尾部两个风箱中的烟气或废气的380～450℃、优选420-450℃温度与活性炭解析塔中的解析、再生温度非常匹配，也就是说，烧结机尾部高温烟气非常适合作为热源来加热解析塔(或再生塔)内的活性炭。根据本专利技术的第一个实施方案，提供一种活性炭的热再生方法，该方法包括：1)将在脱硫、脱硝装置的活性炭吸附塔中从烟气或烧结烟气中吸附了包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物的活性炭从吸附塔的底部转移到活性炭解析塔的加热区中，其中脱硫、脱硝装置包括活性炭吸附塔和解析塔；和2)在解析塔的加热区中活性炭与输入加热区中的加热气体进行间接热交换而被加热或升温至活性炭再生温度(或活性炭解析温度)T1，导致活性炭在该T1温度下进行解析、再生；其特征在于，输入加热区中的加热气体是：(a)来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1(例如420～450℃)；(b)由常温空气与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1(例如420～450℃)在换热器中进行间接热交换之后所形成或升温的热空气G2(例如410～445℃)；或(c)在换热器与解析塔的加热区之间循环(优选采用封闭循环或闭合循环)的并且已经在换热器中与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1(例如420～450℃)进行间接热交换之后而升温的热空气G2(例如410～445℃)。在以上(c)情况下，对于在换热器与解析塔的加热区之间循环的空气(或热风)，它从加热区的加热气体出口输出，通过在换热器中进行间接热交换而升温之后再次返回到加热区的加热气体进口。也就是说，加热气体是通过将已经与活性炭在解析塔的加热区中进行间接热交换而降温的、从解析塔的加热区的加热气体出口所流出的空气(或热风)输送到换热器中与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1进行间接热交换之后再次升温所形成的热空气G2。在这种情况下，作为加热气体的热空气在换热器与解析塔的加热区之间循环。即，已经与活性炭在解析塔的加热区中进行间接热交换而降温的、从解析塔的加热区的加热气体出口所流出的降温空气或降温热风G2(280-350℃,约320℃)通常被输送到换热器中与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1(例如420～450℃)进行间接热交换之后再次升温、变成高温的热空气G2(例如410～445℃)，后者被输送到解析塔的加热区的加热气体进口并进入到加热区中，使得作为加热气体的热空气G2在换热器与解析塔的加热区之间循环。例如，如果烧结机尾部烟气温度合适的话则采用以上(a)方案，而如果烧结机尾部烟气温度过高则兑一些冷风或采用方案(b)。上述方案(c)是本专利技术的最优实施方式。热利用的效率最高，操作最简单，容易控制系统的操作，而且更加环保。与方式(b)相比，节能非常显著，循环热空气只需稍微升温到合适的温度就可返回加热区中再利用。这里所说的“尾部一个或两个风箱”是指在烧结机的尾部倒数第一个或尾部倒数第一个和倒数第二个风箱。烧结机尾部的一个或两个风箱的温度往往是最高的。尤其重要的是，烧结机尾部的一个或两个风箱中抽取的烟气中SO2浓度已经明显降低。同时，从烧结机尾部的一个或两个风箱中抽取的烟气的温度通常高于400℃，冬天可能低至390℃或甚至380℃，因此，在被引入到吸附塔中之后它对于吸附塔的腐蚀作用也很少。因为在高于380℃的情况下蒸汽形式的水无法与SO2形成亚硫酸，或无法与SO2和O2两者反应形成硫酸。一般来说，活性炭再生温度T1是在390-500℃，优选400-470℃，更优选405-450℃，更优选在410-440℃，更优选410-430℃的范围。一般情况下，作为加热气体被输入加热区中的烟气G1或热空气G2具有380～500℃，优选390～480℃，更优选400-470℃，更优选410-460℃，优选420-450℃的温度，如430℃或440℃。通常，高温烟气G1或热空气G2在用于活性炭解析塔中加热活性炭之后其温度会降低，例如降低至温度T2(一般为280-350℃，优选为290-330℃，如约300℃、310℃或320℃)。优选的是，与活性炭热交换而降温(具有温度T2)的烟气(或称作降温后的烟气或热交换后的烟气)返回烧结机的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性炭的热再生方法，该方法包括：1)将在脱硫、脱硝装置的活性炭吸附塔中从烟气或烧结烟气中吸附了包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物的活性炭从吸附塔的底部转移到活性炭解析塔的加热区中，其中脱硫、脱硝装置包括活性炭吸附塔和解析塔；和2)在解析塔的加热区中活性炭与输入加热区中的加热气体进行间接热交换而被加热或升温至活性炭再生温度T1，导致活性炭在该T1温度下进行解析、再生，同时与活性炭热交换而降温的加热气体从加热区的加热气体出口排出；其特征在于，输入加热区中的加热气体是：(a)来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1；(b)由常温空气与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1在换热器(14)中进行间接热交换之后所形成的热空气G2；或(c)在换热器与解析塔的加热区之间循环的并且已经在换热器(14)中与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1进行间接热交换之后而升温的热空气G2。

【技术特征摘要】
1.一种活性炭的热再生方法，该方法包括：1)将在脱硫、脱硝装置的活性炭吸附塔中从烟气或烧结烟气中吸附了包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物的活性炭从吸附塔的底部转移到活性炭解析塔的加热区中，其中脱硫、脱硝装置包括活性炭吸附塔和解析塔；和2)在解析塔的加热区中活性炭与输入加热区中的加热气体进行间接热交换而被加热至活性炭再生温度T1，导致活性炭在该T1温度下进行解析、再生，同时与活性炭热交换而降温的加热气体从加热区的加热气体出口排出；其特征在于，输入加热区中的加热气体是：(a)来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1；(b)由常温空气与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1在换热器(14)中进行间接热交换之后所形成的热空气G2；或(c)在换热器与解析塔的加热区之间循环的并且已经在换热器(14)中与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1进行间接热交换之后而升温的热空气G2；其中活性炭再生温度T1是在390-500℃；其中作为加热气体被输入加热区中的烟气G1或热空气G2具有380～500℃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：活性炭再生温度T1是400-470℃；作为加热气体被输入加热区中的烟气G1或热空气G2具有390～480℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：活性炭再生温度T1是410-440℃；作为加热气体被输入加热区中的烟气G1或热空气G2具有400-470℃。4.烧结烟气的脱硫、脱硝方法，该方法包括：1)、烧结烟气被输送到包括活性炭吸附塔和解析塔的一种脱硫、脱硝装置的活性炭吸附塔中，与从吸附塔的顶部输入的活性炭进行接触，使得包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物被活性炭吸附；和2)吸附了包括硫氧化物、氮氧化物和二恶英在内的污染物的活性炭从吸附塔的底部转移到活性炭解析塔的加热区中；和3)在解析塔的加热区中活性炭与加热气体进行间接热交换而被加热至活性炭再生温度T1，导致活性炭在该T1温度下进行解析、再生，同时与活性炭热交换而降温的加热气体从加热区的加热气体出口排出；其特征在于，输入加热区中的加热气体是：(a)来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1；(b)由常温空气与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1在换热器(14)中进行间接热交换之后所形成的热空气G2；或(c)在换热器与解析塔的加热区之间循环的并且已经在换热器(14)中与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1进行间接热交换之后而升温的热空气G2；其中活性炭再生温度T1是在390-500℃；其中作为加热气体被输入加热区中的烟气G1或热空气G2具有380～500℃。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：活性炭再生温度T1是400-470℃；作为加热气体被输入加热区中的烟气G1或热空气G2具有390～480℃。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：活性炭再生温度T1是410-440℃；作为加热气体被输入加热区中的烟气G1或热空气G2具有400-470℃。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中与活性炭热交换而降温并从加热区的加热气体出口排出的烟气G1或热空气G2的温度T2是在270-350℃。8.根据权利要求7所述的方法，其中与活性炭热交换而降温并从加热区的加热气体出口排出的烟气G1或热空气G2的温度T2是在290-330℃。9.根据权利要求7所述的方法，其中在解析塔或换热器中经历换热后的高温烟气返回至烧结机的主烟道。10.根据权利要求9所述的方法，其中返回到烧结机的主烟道的烧结主抽风机之前或上游但在上述风箱的原取烟气口的下游。11.根据权利要求1-6、8-10中任何一项所述的方法，其中，当在输入加热区中之前的加热气体的温度低于活性炭再生温度T1时，在加热气体进入到解析塔中之前利用另外的加热源对作为加热气体的高温烟气G1或热空气G2进行加热。12.根据权利要求11所述的方法，其中，当在输入加热区中之前的加热气体的温度低于活性炭再生温度T1时，在加热气体进入到解析塔中之前利用另外的加热源对作为加热气体的高温烟气G1或热空气G2进行加热；对高温烟气G1或热空气G2进行加热，使它的温度升高至比活性炭再生温度T1高5-40℃。13.根据权利要求11所述的方法，其中，当在输入加热区中之前的加热气体的温度低于活性炭再生温度T1时，在加热气体进入到解析塔中之前利用另外的加热源对作为加热气体的高温烟气G1或热空气G2进行加热；对高温烟气G1或热空气G2进行加热，使它的温度升高至比活性炭再生温度T1高7-30℃。14.根据权利要求7所述的方法，其中，当在输入加热区中之前的加热气体的温度低于活性炭再生温度T1时，在加热气体进入到解析塔中之前利用另外的加热源对作为加热气体的高温烟气G1或热空气G2进行加热。15.根据权利要求14所述的方法，其中，当在输入加热区中之前的加热气体的温度低于活性炭再生温度T1时，在加热气体进入到解析塔中之前利用另外的加热源对作为加热气体的高温烟气G1或热空气G2进行加热；对高温烟气G1或热空气G2进行加热，使它的温度升高至比活性炭再生温度T1高5-40℃。16.根据权利要求14所述的方法，其中，当在输入加热区中之前的加热气体的温度低于活性炭再生温度T1时，在加热气体进入到解析塔中之前利用另外的加热源对作为加热气体的高温烟气G1或热空气G2进行加热；对高温烟气G1或热空气G2进行加热，使它的温度升高至比活性炭再生温度T1高7-30℃。17.根据权利要求11所述的方法，其中加热源是加热炉，该加热炉燃烧高炉煤气或焦炉煤气对作为加热气体的高温烟气G1或热空气G2进行加热。18.根据权利要求12-16中任一项所述的方法，其中加热源是加热炉，该加热炉燃烧高炉煤气或焦炉煤气对作为加热气体的高温烟气G1或热空气G2进行加热。19.根据权利要求17所述的方法，其中在由助燃风机将助燃空气输入到加热炉内的燃烧室的进风口的情况下，高炉煤气或焦炉煤气被输入加热炉的燃烧室中燃烧，然后：(I)从燃烧室中排出的高温废气或高温热风Ga流过加热炉尾部的一个温度调节区域并且与从换热器(14)中流出后输入该区域的热空气G2进行混合或与来自烧结机的尾部一个或两个风箱中的高温烟气G1进行混合而被调节温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏进超，李俊杰，叶恒棣，孙英，刘昌齐，张震，谢琛，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43