一種粉末活性焦快速制備裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種粉末活性焦快速制備裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)多采用鈣基濕法脫硫技術(shù)，鈣基濕法脫硫的副產(chǎn)品脫硫石膏可應(yīng)用于建筑行業(yè)，但是由于我國(guó)建筑石膏產(chǎn)量過(guò)剩，造成了脫硫石膏的應(yīng)用困難。我國(guó)是一個(gè)硫資源相對(duì)缺乏的國(guó)家，因此采用可實(shí)現(xiàn)硫資源回收的技術(shù)可以解決我國(guó)目前硫資源缺乏的現(xiàn)狀。
[0003]活性焦干法煙氣脫硫技術(shù)是一種實(shí)現(xiàn)二氧化硫脫除及綠色資源化利用的有效技術(shù)，該技術(shù)脫硫效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)硫資源回收，并且無(wú)廢水、廢渣等二次污染問(wèn)題。目前，工業(yè)應(yīng)用的脫硫用活性焦為直徑為5_?9_的成型柱狀活性焦?；钚越沟募庸すに囍饕庸み^(guò)程包括炭化、成型及活化過(guò)程，活性焦制備所采用設(shè)備有炭化過(guò)程使用的立式爐或回轉(zhuǎn)爐；活化過(guò)程使用的斯列普爐、流化床爐等。炭化與活化過(guò)程分開(kāi)進(jìn)行，因此該工藝設(shè)備占地面積大，工藝復(fù)雜，活性焦的生產(chǎn)成本高。現(xiàn)有煙氣脫硫用活性焦制備技術(shù)向高吸附性能、高強(qiáng)度方向發(fā)展，增加了活性焦的生產(chǎn)成本。另外，活性焦的生產(chǎn)廠家多集中在于山西等煤炭資源豐富的西部地區(qū)，而二氧化硫排放地區(qū)多位于工業(yè)發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)，因此運(yùn)輸費(fèi)用及損耗進(jìn)一步增加了活性焦生產(chǎn)成本。因此活性焦的原位制備將是脫硫用活性焦制備技術(shù)的發(fā)展方向之一。申請(qǐng)人在專利號(hào)為CN 101856587的“一種流態(tài)化活性炭聯(lián)合脫硫脫硝工藝”中提出粉末活性炭應(yīng)用于煙氣脫硫的技術(shù)，該技術(shù)中應(yīng)用的吸附介質(zhì)粉末活性炭，不僅省去活性焦的成型步驟，而且可以忽略應(yīng)用中的磨損問(wèn)題。申請(qǐng)人在專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310176387.1的“一種利用煤粉快速制備脫硫用粉末狀活性焦的工藝及裝置”中提出的技術(shù)可以充分利用煤粉傳熱傳質(zhì)快以及快加熱速率易制得多孔產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，將制備時(shí)間縮短至3-60s之內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)活性焦的原位制備。但是該工藝需要抽取鍋爐高溫?zé)煔庾鳛闊嵩矗环矫嬖诠苈凡贾?、保溫上存在較大的技術(shù)難題，另一方面影響鍋爐的效率。因此，開(kāi)發(fā)一種能夠合理解決活性焦的原位制備過(guò)程中高溫?zé)嵩磫?wèn)題的裝置對(duì)活性焦的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題為提供一種粉末活性焦快速制備裝置和方法，該裝置具有系統(tǒng)獨(dú)立，可以實(shí)現(xiàn)熱源及氣源自給，相比以鍋爐煙氣為熱源的系統(tǒng)，本發(fā)明采用自生煙氣即不會(huì)影響鍋爐效率也減少?gòu)?fù)雜的高溫管道的布置；結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，基礎(chǔ)建設(shè)投資少等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種粉末活性焦快速制備裝置，包括燃燒爐、活性焦制備爐、灰渣收集裝置、氣固分離裝置以及粉末活性焦收集裝置，其中所述燃燒爐安裝在灰渣收集裝置的上端，所述活性焦制備爐與燃燒爐的出氣口相通，所述氣固分離裝置與活性焦制備爐的出口相通，氣固分離裝置的氣體出口端與燃燒爐相通，氣固分離裝置的固體出口端與粉末活性焦收集裝置相通。
[0007]優(yōu)選的，所述燃燒爐包括水冷壁、燃燒器、可燃?xì)鈬娍?、汽水分離器及過(guò)熱器，其中，所述燃燒器設(shè)置于可燃?xì)鈬娍诘南露耍銎蛛x器設(shè)置于所述燃燒爐的頂端，所述過(guò)熱器設(shè)置在汽水分離器的上方，所述過(guò)熱器與所述活性焦制備爐相通。
[0008]優(yōu)選的，所述活性焦制備爐包括蒸汽噴口、若干個(gè)煤粉噴口以及煙氣入口，所述蒸汽噴口和煙氣入口均與所述燃燒爐相通。
[0009]優(yōu)選的，所述活性焦制備爐安裝在燃燒爐的上端，所述煙氣入口設(shè)置于活性焦制備爐的下部，煤粉噴口設(shè)置于煙氣入口的上端，蒸汽噴口設(shè)置于煤粉噴口的上端。在粉末活性焦制備爐中氣流與煤粉的流動(dòng)方式為順流上行。
[0010]優(yōu)選的，所述若干個(gè)煤粉噴口為兩個(gè)，這兩個(gè)煤粉噴口分別設(shè)置在活性焦制備爐的左右兩側(cè)。
[0011]優(yōu)選的，所述活性焦制備爐安裝在燃燒爐的一側(cè)，所述煙氣入口和煤粉噴口均設(shè)置于活性焦制備爐的頂端，蒸汽噴口設(shè)置于煙氣入口和煤粉噴口的下端。在粉末活性焦制備爐中氣流與煤粉的流動(dòng)方式為順流下行。
[0012]優(yōu)選的，所述活性焦制備爐的頂端安裝煤粉均布裝置，所述煤粉均布裝置安裝在所述煤粉噴口的下端。
[0013]一種粉末活性焦快速制備方法，包括如下步驟:可燃?xì)怏w在燃燒爐中燃燒，生成高溫?zé)煔?，除鹽水經(jīng)水冷壁及過(guò)熱器加熱生成低壓過(guò)熱蒸汽，煙氣和低壓過(guò)熱蒸汽進(jìn)入粉末活性焦制備爐，與噴入其中的煤粉反應(yīng)生成粉末活性焦和可燃?xì)怏w，其中，可燃?xì)怏w進(jìn)入燃燒爐中燃燒，粉末活性焦進(jìn)入粉末活性焦收集裝置收集。
[0014]煙氣和低壓過(guò)熱蒸汽與煤粉反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
[0015]C+C02= 2CO ；
[0016]C+H20 = CO+H2；
[0017]C+02= CO2;
[0018]2C+02= 2CO ；
[0019]C+2H2= CH4o
[0020]優(yōu)選的，所述可燃?xì)怏w包括一氧化碳、氫氣以及甲烷。
[0021]優(yōu)選的，所述低壓過(guò)熱蒸汽的氣體壓強(qiáng)為0.5?1.5MPa。
[0022]本發(fā)明的工作流程為:在燃燒爐中燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，除鹽水經(jīng)加熱生成低壓過(guò)熱水蒸汽。高溫?zé)煔?、低壓過(guò)熱水蒸汽及原料煤粉分別從粉末活性焦制備爐煙氣入口、蒸汽噴嘴及煤粉噴嘴送入粉末活性焦制備爐，其中高溫?zé)煔庵苯訃姶翟厦悍郏涌煸厦悍凵郎夭⑹姑悍墼跓煔庵芯鶆蚍植?。高溫?zé)煔庵械难鯕饧叭紵隣t的副產(chǎn)物低壓水蒸汽為粉末活性焦制備提供所需要的反應(yīng)氣氛。粉末活性焦制備爐得到的終產(chǎn)物為一定濃度的可燃?xì)怏w和粉末活性焦，經(jīng)氣固分離裝置后，可燃?xì)怏w送入燃燒爐中用作燃?xì)?，粉末活性焦?jīng)料閥送入粉末活性焦儲(chǔ)倉(cāng)中。
[0023]本發(fā)明的有益技術(shù)效果為:
[0024]本發(fā)明的粉末活性焦制備裝置燃燒爐和活性焦制備爐集成一體，燃燒爐產(chǎn)生的煙氣作為活性焦制備爐的主要熱源，實(shí)現(xiàn)高溫?zé)嵩醋越o，避免了現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的高溫管路布置，煙氣中的氧氣與制焦原料的反應(yīng)釋放一定熱量可以作為活性焦制備爐的輔助熱源。另外，燃燒爐產(chǎn)生的煙氣是活性焦制備爐的主要?dú)庠矗紵隣t內(nèi)設(shè)置的受熱面產(chǎn)生的低壓過(guò)熱水蒸汽作為活性焦制備爐的輔助氣源，可以根據(jù)原料的差異以及活性焦制備爐的溫度靈活調(diào)節(jié)輔助蒸汽的量?；钚越怪苽錉t產(chǎn)生的可燃?xì)庥挚勺鳛槿紵隣t的輔助燃料。因此整個(gè)系統(tǒng)具有相對(duì)獨(dú)立性。在鋼廠、化工廠及電廠使用時(shí)不需要對(duì)原有設(shè)備及管路進(jìn)行大規(guī)模改造。不需要抽取鍋爐的高溫?zé)煔庾鳛闊嵩炊绊戝仩t效率。另外，本發(fā)明活性焦制備裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，基礎(chǔ)建設(shè)投資少。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]其中，1、灰渣收集裝置；2、下集箱；3、燃燒爐；4、燃燒器；5、可燃?xì)鈬娍?；6、水冷壁；7、上集箱；8、汽水分離器；9、煤粉噴口 ；10、蒸汽噴口 ；11、活性焦制備爐；12、氣固分離裝置；13