一种提高不定型活性焦强度的制备系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种提高不定型活性焦强度的制备系统，包括自上而下依次连通的料仓段、预热解段、恒温碳化段、活化段和冷却段，冷却段设有卸料装置，预热解段与冷却段之间连接有用于向冷却段输送热解气和焦油的输送管路，活化段设有蒸汽入口。本实用新型专利技术在不定型活性焦冷却阶段引入煤自身的焦油组分，利用焦油的粘性组分在颗粒间形成粘结桥，相比于现有技术的不定型活性焦制备系统，本实用新型专利技术能显著改善制备的不定型活性焦的机械强度。本实用新型专利技术通过设置预热解段，直接利用煤热解气中的焦油等粘结组分改善活性焦的机械强度，无需外加粘结剂，也无需经历复杂的造粒成型过程，工艺简单、成本低，可实现燃煤电厂不定型活性焦原位规模化制备。规模化制备。规模化制备。

【技术实现步骤摘要】
一种提高不定型活性焦强度的制备系统


[0001]本技术涉及活性焦制备
，尤其涉及一种提高不定型活性焦强度的制备系统。

技术介绍

[0002]我国经济社会进入重化工阶段，工业生产排放的巨量污染物已成为制约经济社会可持续发展的瓶颈。其中SO2和NO
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作为引发雾霾和酸雨的元凶，是最受关注的大气污染物。湿法脱硫和基于钒钨钛的NH3‑
SCR技术是火电行业主流脱硫脱硝工艺，但面临可持续发展困境：湿法脱硫工艺每年需开采大量石灰石，破坏生态，副产劣质石膏量大质低，难以资源化利用；基于钒钨钛的NH3‑
SCR技术需消耗大量昂贵的金属基催化剂(5～7万元/m3)，每年产生有毒废旧催化剂25万m3，而且氨气安全储运压力大。随着国家和社会对节能减排要求的提高，发展兼具高效、环境友好、可资源化的脱硫脱硝工艺势在必行。
[0003]基于煤基活性焦的脱硫脱硝工艺具有吸附(收)剂，可无害化循环、条件温和、成本低、可实现多污染物联合脱除的优势，被视为替代现行脱硫脱硝的技术选择之一。更重要的是在燃煤电厂中，煤既是燃料，也是吸附剂与催化剂的原料，发展基于煤基活性焦的脱硫脱硝工艺是将电力生产与烟气净化工艺整合的最佳途径。目前用于烟气脱硫脱硝的活性焦多为5
‑
9mm的柱状活性焦，其主要是通过柱状成型工艺制备的。具体地，首先将原料煤磨粉到一定细度，外加适量的粘结剂和水在一定温度下捏合、挤压成炭条。炭条干燥后，再经炭化、活化制得柱状活性焦样品。此制备过程需要添加30％～50％的粘结剂，且需要经历磨粉、捏条、压实等复杂处理工艺，成本高(4000～5000元/t)。外加粘结剂和压实成型会降低炭素前驱体孔比表面积和孔容，导致其在活化过程中活化介质扩散性及反应性差。制备的活性焦普遍呈微孔分布，存在内扩散阻力大、内表面利用率低、脱硫脱硝性能差的问题。相比于柱状成型活性焦，以破碎的原煤为原料制备的不定型活性焦不经历粘结、捏合、挤压等复杂过程，一方面大幅度降低了制备成本；另一方面避免了成型过程造成的孔隙堵塞和塌陷，改善了活化过程中活化介质的扩散性和反应性，能够实现活性焦孔隙的深度调控。
[0004]现有技术中，由于煤基不定型活性焦在制备过程中没有外加粘结剂及经历造粒成型步骤，无法在活性焦颗粒之间形成碳膜粘结桥，导致制备的不定型活性焦机械强度差，在实际应用过程中易磨损破碎。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种提高不定型活性焦强度的制备系统，利用煤热解气及焦油组分，强化不定型活性焦颗粒之间的粘结作用、改善不定型活性焦的机械强度。
[0006]本申请实施例提出一种提高不定型活性焦强度的制备系统，包括料仓段、预热解段、恒温碳化段、活化段和冷却段，所述料仓段、预热解段、恒温碳化段、活化段和冷却段自上而下依次连通，冷却段设有卸料装置，预热解段与冷却段之间连接有用于向冷却段输送热解气和焦油的输送管路，活化段设有蒸汽入口。
[0007]在一些实施例中，所述输送管路的入口位于冷却段上端以下三分之一的位置，以提供足够的温度使热解气、焦油与活性焦颗粒充分反应。
[0008]在一些实施例中，所述恒温碳化段和冷却段均连接尾气处理装置。
[0009]在一些实施例中，所述恒温碳化段通过第一排气管路连接尾气燃烧装置，用于将尾气燃烧后排放到大气中，保证尾气不污染环境。
[0010]在一些实施例中，所述冷却段通过第二排气管路连接尾气燃烧装置，用于将尾气燃烧后排放到大气中，保证尾气不污染环境。
[0011]在一些实施例中，所述蒸汽入口处连通有蒸汽管路。
[0012]在一些实施例中，所述卸料装置连接于冷却段的底部。
[0013]在一些实施例中，冷却段的底部为锥形底，锥形底的中心处通过卸料管连接卸料装置，由于卸料管位于锥形底的最底端，使得卸料更加完全，使冷却段内有较少残留或无残留。
[0014]在一些实施例中，所述输送管路、第一排气管路、第二排气管路和蒸汽管路均采用不锈钢材质，优选的，不锈钢材质为常规的耐900℃以上高温的不锈钢材质，如310S、316等。
[0015]在一些实施例中，所述预热解段、恒温碳化段、活化段内均设有加热装置。具体的，加热装置通过热电偶控温，且设于预热解段、恒温碳化段、活化段内的中心位置，以实现温度的控制。
[0016]在一些实施例中，所述冷却段内设有连接有控温机构的冷却管。具体的，冷却管设于冷却段内的中心位置，以实现温度的控制。
[0017]本技术的有益效果为：
[0018](1)本技术在不定型活性焦冷却阶段引入煤自身的焦油组分，利用焦油的粘性组分在颗粒间形成粘结桥，相比于现有技术的不定型活性焦制备系统，本技术能显著改善制备的不定型活性焦的机械强度。
[0019](2)本技术通过设置预热解段，直接利用煤热解气中的焦油等粘结组分改善活性焦的机械强度，相比于现有技术中通过成型强化活性焦机械强度的方法，利用本技术的系统则无需外加粘结剂，也无需经历复杂的造粒成型过程，工艺简单、成本低，可实现燃煤电厂不定型活性焦原位规模化制备。
附图说明
[0020]本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，
[0021]其中：
[0022]图1为本申请提高不定型活性焦强度的制备系统的结构示意图；
[0023]附图标记：
[0024]1‑
料仓段；2
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预热解段；3
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输送管路；4
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恒温碳化段；5
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第一排气管路；6
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尾气燃烧装置；7
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活化段；8
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蒸汽管路；9
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冷却段；10
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第二排气管路；11
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卸料装置。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过
参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0026]下面参考附图描述本技术实施例的提高不定型活性焦强度的制备系统。
[0027]如图1所示，本申请实施例提出一种提高不定型活性焦强度的制备系统，包括自上而下依次连通的料仓段1、预热解段2、恒温碳化段4、活化段7和冷却段9，冷却段9设有卸料装置11，预热解段2与冷却段9之间连接有用于向冷却段9输送热解气和焦油的输送管路3，以保证当活性焦降温至300
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400℃时，煤预热解产生的焦油能通入到冷却段9，与活性焦颗粒发生相互作用，形成颗粒间粘结桥。活化段7设有蒸汽入口，用于引入活化剂水蒸汽。
[0028]在一些具体的实施例中，输送管路3的入口位于冷却段9上端以下三分之一的位置，以提供足够的温度使热解气、焦油与活性焦颗粒充分反应。
[0029]在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高不定型活性焦强度的制备系统，其特征在于，包括料仓段、预热解段、恒温碳化段、活化段和冷却段，所述料仓段、预热解段、恒温碳化段、活化段和冷却段自上而下依次连通，冷却段设有卸料装置，预热解段与冷却段之间连接有用于向冷却段输送热解气和焦油的输送管路，活化段设有蒸汽入口。2.根据权利要求1所述的提高不定型活性焦强度的制备系统，其特征在于，所述输送管路的入口位于冷却段上端以下三分之一的位置。3.根据权利要求1所述的提高不定型活性焦强度的制备系统，其特征在于，所述恒温碳化段和冷却段均连接尾气处理装置。4.根据权利要求3所述的提高不定型活性焦强度的制备系统，其特征在于，所述恒温碳化段通过第一排气管路连接尾气燃烧装置。5.根据权利要求3所述的提高不定型活性焦强度的制备系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，曲智斌，杨成龙，孙飞，赵瀚辰，李旭涵，蔡铭，贾晨光，姚明宇，张军，楚良，张宝华，周杰，井庆贺，李德军，张洪清，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：