專利名稱：煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭材料再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣脫硫后再生活性炭材料的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有煙氣脫硫活性炭材料再生方法主要有"熱再生"和"水洗再生"兩種。其中，熱 再生方法主要存在活性炭材料循環(huán)使用壽命短和硫資源回收利用難兩方面問題。在現(xiàn)有技 術(shù)中，熱再生所需溫度高達(dá)400 50(TC，再生過程活性炭材料參與化學(xué)反應(yīng)，易發(fā)生局部 著火現(xiàn)象，燒蝕率為5 15%，不僅質(zhì)量損失較大，而且再生過程中活性迅速衰減，一般循 環(huán)使用3 4次基本失去使用價(jià)值。再生過程吸附質(zhì)H2S04與C發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以S02 氣體形式溢出。因此，后續(xù)工藝須涉及S(^的富集、濃縮及后處理，致使工藝復(fù)雜且處理成 本高。"水洗再生"在一定程度上克服了熱再生普遍存在的使用壽命短和回收利用難的 問題，但其再生效率只有60%左右，且平均再生lkg活性炭材料需相同質(zhì)量的水量，致使水 洗再生技術(shù)存在水量消耗大和產(chǎn)酸濃度低兩大問題，水洗再生得到的硫酸溶液質(zhì)量濃度僅 能達(dá)到5% 15%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了解決現(xiàn)有活性炭材料熱再生方法存在的再生 后的活性炭材料使用壽命短、硫資源回收利用難以及水洗再生方法存在的再生效率低、水 量消耗大、產(chǎn)酸濃度低的問題，提供了一種煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭材料再生 方法。 本發(fā)明煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭材料再生方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、 鍋爐系統(tǒng)中排出的熱煙氣通入煙氣保溫裝置，煙氣溫度降低后通入脫硫塔進(jìn)行吸附脫硫， 經(jīng)過脫硫吸附處理的氣體排入大氣；二、將脫硫塔內(nèi)完成脫硫的活性炭材料轉(zhuǎn)入再生裝置， 并通入鍋爐系統(tǒng)中排出的過熱水蒸汽對(duì)活性炭材料吹掃30min 60min，過熱水蒸汽溫度 為150 20(TC，煙氣保溫裝置內(nèi)熱煙氣的溫度比過熱水蒸汽溫度高30°C 50°C ;三、收集 由再生裝置排出的水蒸汽與硫酸蒸汽混合物通入冷凝設(shè)備得到硫酸溶液，將再生裝置中經(jīng) 過熱水蒸汽吹掃后的活性炭材料回收，即完成了活性炭材料再生。 上述煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭材料再生方法步驟二中過熱水蒸汽與 活性炭材料的質(zhì)量比為1 2 : 5;步驟二中所述脫硫塔內(nèi)的活性炭材料的硫容為50mg/ g 150mg/g ;步驟三中所述硫酸溶液的質(zhì)量濃度為50% 80%;步驟二脫硫塔內(nèi)的活性炭 材料具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)及活性組分，在脫硫過程中充當(dāng)吸附劑和催化劑；步驟一、步驟二 和步驟三所述的所述的再生裝置的外層由煙氣保溫裝置包圍形成保溫結(jié)構(gòu)，煙氣保溫裝置 的作用是將鍋爐系統(tǒng)中排出的熱煙氣用于加熱再生裝置內(nèi)再生反應(yīng)器，直到再生裝置內(nèi)再 生反應(yīng)器溫度為150 200。C，再向再生裝置內(nèi)再生反應(yīng)器中通入鍋爐系統(tǒng)中排出的過熱 水蒸汽。
本發(fā)明的有益效果是 (1)本發(fā)明采用熱煙氣對(duì)再生過程進(jìn)行保溫，提高了吸附質(zhì)分子H^04的分子動(dòng) 能，使其容易從活性炭材料表面脫附，降低了再生能耗；由于采用150 25(TC熱煙氣對(duì)活 性炭材料再生過程進(jìn)行連續(xù)非接觸式保溫，可確保吹掃產(chǎn)物為氣態(tài)形式，顯著減輕設(shè)備腐 蝕。 (2)本發(fā)明方法的加熱、保溫溫度及吹掃的過熱水蒸汽的溫度遠(yuǎn)低于熱再生溫度， 從根本上避免了熱再生方法存在的燒蝕嚴(yán)重、使用壽命短及局部著火的問題，本發(fā)明將活 性炭材料燒蝕質(zhì)量損失降低至5%以下，還可顯著降低活性炭材料的活性衰減速度，從而提 高活性炭材料的使用壽命，達(dá)到熱再生方法的3倍以上，且再生效率可達(dá)80 90% 。
(3)采用的150°C 20(TC過熱水蒸汽吹掃活性炭材料，將吸附質(zhì)以硫酸蒸汽的形 式攜帶引出，硫酸蒸汽經(jīng)冷凝裝置冷凝處理后可得質(zhì)量濃度為50 %以上的硫酸溶液，相比 水洗再生方法顯著提高了產(chǎn)酸濃度；由于過熱水蒸汽與活性炭材料的質(zhì)量比為1 2 : 5， 與水洗再生方法相比，顯著降低了水量消耗。 (4)現(xiàn)有熱再生方法吸附質(zhì)以502氣體形式溢出，本發(fā)明提供的再生方法吸附質(zhì)以
4304分子形式溢出，產(chǎn)物氣體(水蒸汽和硫酸蒸汽混合物)經(jīng)冷凝后可直接回收儲(chǔ)存，避
免了 S02的富集、濃縮及后處理工藝，不僅簡(jiǎn)化了處理工藝，也便于后續(xù)加工利用。 (5)可實(shí)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)與脫硫過程、再生過程高度集成的一體化工藝，在節(jié)水節(jié)能的
同時(shí)，提高了系統(tǒng)運(yùn)行和管理維護(hù)效能。


圖1是本發(fā)明煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合再生活性炭材料的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的 任意組合。
具體實(shí)施方式
一 結(jié)合附圖1本實(shí)施方式中煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭 材料再生方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、鍋爐系統(tǒng)1中排出的熱煙氣通入煙氣保溫裝置ll，煙氣 溫度降低后通入脫硫塔2進(jìn)行吸附脫硫，經(jīng)過吸附脫硫處理的氣體排入大氣；二、將脫硫塔 2內(nèi)完成脫硫的活性炭材料轉(zhuǎn)入再生裝置4，并通入鍋爐系統(tǒng)1中排出的過熱水蒸汽對(duì)活性 炭材料吹掃30min 60min，過熱水蒸汽溫度為150°C 20(TC，煙氣保溫裝置11內(nèi)熱煙氣 的溫度比過熱水蒸汽溫度高3(TC 5(TC ;三、收集由再生裝置4排出的水蒸汽與硫酸蒸汽 混合物通入冷凝設(shè)備6得到硫酸溶液，將再生裝置4中經(jīng)過熱水蒸汽吹掃后的活性炭材料 回收，即完成了活性炭材料再生。本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒 蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸的質(zhì)量濃度為50% 80%。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中過熱水蒸汽與 活性炭材料的質(zhì)量比為1 2 : 5。其它與具體實(shí)施方式
一相同。 本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸 的質(zhì)量濃度為50% 80%。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中所述脫硫塔2
4硫容為50mg/g 150mg/g。其它與具體實(shí)施方式
一相同。 本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸
的質(zhì)量濃度為50% 80%。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中所述過熱水蒸 汽的溫度為160°C 190°C。其它與具體實(shí)施方式
一相同。 本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸 的質(zhì)量濃度為50% 80%。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中所述過熱水蒸 汽的溫度為170°C 190°C。其它與具體實(shí)施方式
一相同。 本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸 的質(zhì)量濃度為50% 80%。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中所述過熱水蒸 汽的溫度為195°C。其它與具體實(shí)施方式
一相同。 本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸 的質(zhì)量濃度為50% 80%。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中所述吹掃活性 炭材料時(shí)間為40min 50min。其它與具體實(shí)施方式
一相同。 本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸 的質(zhì)量濃度為50% 80%。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中所述吹掃活性 炭材料時(shí)間為45min。其它與具體實(shí)施方式
一相同。 本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸 的質(zhì)量濃度為50% 80%。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟三中所述硫酸溶液 的質(zhì)量濃度為50% 80%。其它與具體實(shí)施方式
一相同。 本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸 的質(zhì)量濃度為50% 80%。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一、步驟二和步驟 三所述的再生裝置4的外層由煙氣保溫裝置11包圍形成保溫結(jié)構(gòu)。其它與具體實(shí)施方式
一至四相同。 本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸 的質(zhì)量濃度為50% 80%。
具體實(shí)施方式
十一 結(jié)合附圖1本實(shí)施方式中煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合再生活 性炭材料的方法如下一、鍋爐系統(tǒng)1中排出的熱煙氣通過煙氣管道9通入煙氣保溫裝置 ll，煙氣溫度降低后通過低溫?zé)煔夤艿?0通入脫硫塔2進(jìn)行吸附脫硫，經(jīng)過吸附脫硫處理 的氣體排入大氣；二、關(guān)閉卸料蝶閥5、打開脫硫塔卸料蝶閥3，將在脫硫塔2中完成吸附脫 硫過程的活性炭材料經(jīng)脫硫塔卸料蝶閥3進(jìn)入再生裝置4，鍋爐系統(tǒng)1中排出的過熱水蒸汽 通過過熱水蒸汽輸入管道8對(duì)活性炭材料吹掃30min 60min，過熱水蒸汽溫度為150 20(TC，煙氣保溫裝置11內(nèi)熱煙氣的溫度比過熱水蒸汽溫度高3(TC 5(TC;三、收集由再生
5裝置4排出的過熱水蒸汽通入冷凝設(shè)備6得到硫酸溶液，然后將硫酸溶液進(jìn)入硫酸儲(chǔ)存罐 7進(jìn)行儲(chǔ)存，將再生裝置4中經(jīng)過熱水蒸汽吹掃后的活性炭材料回收，即完成了活性炭材料 再生，所得再生的活性炭材料排入活性炭材料收集裝置12中；四、活性炭材料收集裝置12 中的活性炭材料放入脫硫塔2中循環(huán)使用。 本發(fā)明方法對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80 90%。燒蝕率為3% 5%，產(chǎn)酸 的質(zhì)量濃度為50% 80%。
權(quán)利要求
煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭材料再生方法，其特征在于煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭材料再生方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、鍋爐系統(tǒng)(1)中排出的熱煙氣通入煙氣保溫裝置(11)，煙氣溫度降低后通入脫硫塔(2)進(jìn)行吸附脫硫，經(jīng)過吸附脫硫處理的氣體排入大氣；二、將脫硫塔(2)內(nèi)完成脫硫的活性炭材料轉(zhuǎn)入再生裝置(4)，并通入鍋爐系統(tǒng)(1)中排出的過熱水蒸汽對(duì)活性炭材料吹掃30min～60min，過熱水蒸汽溫度為150℃～200℃，煙氣保溫裝置(11)內(nèi)熱煙氣的溫度比過熱水蒸汽溫度高30℃～50℃；三、收集由再生裝置(4)排出的水蒸汽與硫酸蒸汽混合物通入冷凝設(shè)備(6)得到硫酸溶液，將再生裝置(4)中經(jīng)過熱水蒸汽吹掃后的活性炭材料回收，即完成了活性炭材料再生。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭材料再生方法，其特征 在于步驟二中過熱水蒸汽與活性炭材料的質(zhì)量比為1 2 : 5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合再生活性炭材料的方法，其特征 在于步驟二中所述脫硫塔(2)內(nèi)的的活性炭材料的硫容為50mg/g 150mg/g。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合再生活性炭材料的方法，其特征 在于步驟二中所述過熱水蒸汽的溫度為160°C 190°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合再生活性炭材料的方法，其特征 在于步驟二中所述過熱水蒸汽的溫度為170°C 190°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合再生活性炭材料的方法，其特征 在于步驟二中所述過熱水蒸汽的溫度為195°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合再生活性炭材料的方法，其特征 在于步驟二中所述吹掃活性炭材料時(shí)間為40min 50min。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合再生活性炭材料的方法，其特征 在于步驟二中所述吹掃活性炭材料時(shí)間為45min。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭材料再生方法，其特征 在于步驟三中所述硫酸溶液的質(zhì)量濃度為50% 80%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭材料再生方法，其特 征在于步驟一、步驟二和步驟三所述的再生裝置(4)的外層由煙氣保溫裝置(11)包圍形成 保溫結(jié)構(gòu)。
全文摘要
煙氣加熱與水蒸汽吹掃復(fù)合的活性炭材料再生方法，它涉及一種活性炭材料的再生方法。本發(fā)明解決了活性炭材料熱再生方法再生溫度高、燒蝕嚴(yán)重、循環(huán)使用壽命短、硫資源回收利用工藝復(fù)雜及活性炭材料水洗再生方法再生效率低、水量消耗大、產(chǎn)酸濃度低的問題。具體過程為采用引自鍋爐尾部煙道的熱煙氣保溫，用150℃～200℃的過熱水蒸汽吹掃完成脫硫過程的活性炭材料，過熱水蒸汽與活性炭材料的質(zhì)量比為1～2∶5。本發(fā)明方法的加熱、保溫溫度及吹掃的過熱水蒸汽的溫度較低，可使活性炭材料質(zhì)量損失率降至5％以下，對(duì)活性炭材料的再生效率可達(dá)80％～90％，水量消耗小，產(chǎn)酸的質(zhì)量濃度可達(dá)50％～80％。
文檔編號(hào)B01J20/30GK101721984SQ20101030067
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者吳少華, 孫飛, 朱玉雯, 李陽, 杜謙, 秦裕琨, 高建民, 高繼慧 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)