一种活性焦干法脱硫装置再生塔余热回收系统及方法与流程

本发明属于烟气脱硫技术领域，具体涉及一种活性焦干法脱硫装置再生塔余热回收系统及方法。

背景技术：

活性焦干法脱硫是利用活性焦与燃煤锅炉烟气中的SO₂作用下，与烟气中的水、氧气发生化学反应，生成硫酸。吸附饱和SO₂后的活性焦自吸附塔流入再生塔，分别流经预热段、解析段、冷却段恢复活性，最后通过输送机等提升设备送回吸附塔循环吸附。

以附图3为例说明，在现有技术中，再生塔解析段的热源一般来自热发生器(如热风炉等)燃烧后烟气带来的热量，温度可达420℃以上；预热段热源则来自热风炉高温烟气在解析段换热后的余热，温度也达330℃以上，烟气从预热段出口(节点B’)分流：一部分烟气通过热风循环风机循环到热发生器内与燃料燃烧产生的高温烟气再次混合重新回到再生塔解析段，一部分烟气(20％以上)为了保证热发生器内的压力而被排掉，造成热量极大的浪费；再生塔冷却段是以冷空气作为冷却介质，把再生塔的排料温度控制在110℃左右，通常冷却段出口(节点A’)温度能达到90～100℃以上。目前大多数生产厂都会直接把这些热源外排。

再生塔解析段一般要求出气温度达到350℃以上，可有效避免再生气对管道的腐蚀。而在实际的生产过程中，解析气的温度却很难达到如此高的温度。究其原因主要是：

1)解析气中包含密封用的氮气，现有技术中的密封氮气管路是连接加热设备将氮气预热到100℃左右再连接再生塔进料口，密封氮气的温度不能保证符合工艺生产要求，密封氮气温度过低会降低与解析气混合后的风温。

2)活性焦解析过程中水的含量较大，水的蒸发潜热会耗掉很多高温烟气的热量。

以上现有技术活性焦干法脱硫存在如下缺点：

1)直接把再生塔的热量外排，经初步测算再生塔的热量的利用率仅为40％左右，能源利用率较低。

2)脱硫脱硝烟气的外排温度过低，导致结露的现象发生，带来设备腐蚀。

因此，如何设计一种活性焦干法脱硫装置再生塔余热回收系统是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种活性焦干法脱硫装置再生塔余热回收系统及收方法，通过对再生塔余热热量的梯级回收方式提高密封氮气的进塔温度，解决原有系统再生塔热量利用率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种活性焦干法脱硫装置再生塔余热回收系统，包括再生塔、热风循环风机、热发生器、冷却风机和密封氮气管道，冷却风机连接再生塔冷却段进口，热风循环风机一端与再生塔预热段出口管道连接，另一端与热发生器连接，热发生器与再生塔解析段连接；其特点是该余热回收系统设板式换热器和回转型蓄热式热交换器；所述的密封氮气管道与板式换热器、回转型蓄热式热交换器和再生塔进料口依次连接；所述的板式换热器与再生塔冷却段出口管道连接，进行密封氮气的一级预热；所述的回转型蓄热式热交换器与再生塔预热段外排烟气出口管道连接，进行密封氮气的二级预热。

进一步改进，所述的板式换热器采用并联结构，工作压力高于氮气来气压力，传热板采用水平平直波纹板。

进一步改进，所述的板式换热器中热介质为再生塔冷却段出口空气(～100℃)，冷介质为常温氮气。

进一步改进，所述的再生塔加热段外排烟气出口与回转型蓄热式热交换器之间设烟气稳压箱。

进一步改进，所述的回转型蓄热式热交换器沿转子转向分为烟气区、过渡区、氮气区与过渡区，四者占转子截面的比例为：1/2、1/12、1/3、1/12，由于烟气量容积流量比氮气大，所以烟气流通截面面积比氮气流通截面面积大。

进一步改进，所述的回转型蓄热式热交换器的过渡区采用氮气密封的方式进行隔绝，隔离烟气和氮气，使两者互不渗混。

进一步改进，所述的回转型蓄热式热交换器还包括转子蓄热体，所述的转子蓄热体为由0.5～1mm厚的钢板压制成的波纹板，波纹板之间加隔定位板，二者呈相间排列方式。

为实现上述目的，本发明提供一种活性焦干法脱硫装置再生塔余热回收方法，其特点是常温密封氮气通过板式换热器与再生塔冷却段出口(～100℃)气体进行一级预热，再通过回转型蓄热式热交换器与再生塔加热段外排烟气(～330℃)进行二次预热，密封氮气被加热后送到再生塔预热段，从而实现再生塔余热的梯级回收，具体步骤如下：

1)冷却风机将冷却空气吹到再生塔冷却段，冷却段出口(节点A)空气温度可达到90～100℃以上，被加热后的空气进入到板式换热器中与密封氮气进行一次预热，换热方式为对流换热与热传导方式；热介质空气通过换热后直接排空；

2)被加热后的密封氮气可达到40～50℃，被一级加热的密封氮气从板式换热器出口(节点D)通过管道直接流向回转型蓄热式热交换器，回转型蓄热式热交换器热源来自热循环风系统所外排烟气(节点B)，外排烟气经烟气稳压箱和回转型蓄热式热交换器的蓄热板得到高温烟气(～330℃)的热量后，通过转子把烟气区的蓄热载体转到氮气区，从板式换热器出口(节点D)流入的密封氮气流经已升温的蓄热载体从而实现二次预热的目的，通过回转型蓄热式热交换器氮气区出口(节点E)的密封氮气最终输送到再生塔进料口；

3)外排烟气经由回转型蓄热式热交换器烟气区出口(节点C)与吸附塔出口烟气总管汇合由烟囱排出，可提高脱硫脱硝烟气的外排温度，避免外排烟气因温度过低导致结露的现象发生。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)实现了再生塔余热的有效回收与利用，提高了密封氮气进再生塔温度，从而提高了再生塔塔预热段活性焦焦温，降低了加热段活性焦升温温差，节省了热发生器的燃料的消耗量；被两级预热的密封氮气还可间接提高再生塔解析气出口气温，避免因解析气的温度过低对管道造成的腐蚀。

2)二级预热过程中沿程阻力也可降低密封氮气进塔的压力值，避免因来气压力过大而对再生塔结构产生的影响。

3)高温介质烟气与密封氮气换热后同吸附塔出口烟气总管汇合，能提高脱硫脱硝烟气的外排温度，避免烟气因温度过低导致结露的现象发生，确保系统长周期安全、稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其特的附图。

图1是本发明的流程示意图。

图2是本发明回转型蓄热式热交换器平面分区示意图。

图3是现有技术中活性焦干法脱硫装置再生塔流程图示意图。

图中：1、再生塔 2、热风循环风机 3、热发生器 4、冷却风机板式换热器 5、密封氮气管道 6、板式换热器 7、回转型蓄热式热交换器 701、烟气区 702、过渡区 703、氮气区 704、过渡区 8、烟气稳压箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由图1可以看出，一种活性焦干法脱硫装置再生塔余热回收系统，包括再生塔1、热风循环风机2、热发生器3、冷却风机4和密封氮气管道5，冷却风机4连接再生塔1冷却段进口，热风循环风机2一端与再生塔1预热段出口管道连接，另一端与热发生器3连接，热发生器3与再生塔1解析段连接；其特点是该余热回收系统设板式换热器6和回转型蓄热式热交换器7；密封氮气管道5与板式换热器6、回转型蓄热式热交换器7和再生塔1进料口依次连接；板式换热器6与再生塔1冷却段出口管道连接，进行密封氮气的一级预热；回转型蓄热式热交换器7与再生塔1预热段外排烟气出口管道连接，进行密封氮气的二级预热。

板式换热器6采用并联结构，工作压力高于氮气来气压力，传热板采用水平平直波纹板。

板式换热器6中热介质为再生塔1冷却段出口空气(～100℃)，冷介质为常温氮气。

由图1可以看出，再生塔1加热段外排烟气出口与回转型蓄热式热交换器7之间设一个烟气稳压箱8。

由图2可以看出，回转型蓄热式热交换器7沿转子转向分为烟气区701、过渡区702、氮气区703与过渡区704，四者占转子截面的比例为：1/2、1/12、1/3、1/12，由于烟气量容积流量比氮气大，所以烟气流通截面面积比氮气流通截面面积大。

回转型蓄热式热交换器7的过渡区702和704采用氮气密封的方式进行隔绝，隔离烟气和氮气，使两者互不渗混。

回转型蓄热式热交换器7还包括转子蓄热体，所述的转子蓄热体为由0.5～1mm厚的钢板压制成的波纹板，波纹板之间加隔定位板，二者呈相间排列方式。

本发明提供一种活性焦干法脱硫装置再生塔余热回收方法，其特点是常温密封氮气通过板式换热器6与再生塔1冷却段出口(～100℃)气体进行一级预热，再通过回转型蓄热式热交换器7与再生塔1加热段外排烟气(～330℃)进行二次预热，密封氮气被加热后送到再生塔1预热段，从而实现再生塔余热的梯级回收，具体步骤如下：

1)冷却风机4将冷却空气吹到再生塔1冷却段，冷却段出口(节点A)空气温度可达到90～100℃以上，被加热后的空气进入到板式换热器6中与密封氮气进行一次预热，换热方式为对流换热与热传导方式；热介质空气通过换热后直接排空；

2)被加热后的密封氮气可达到40～50℃，被一级加热的密封氮气从板式换热器6出口(节点D)通过管道直接流向回转型蓄热式热交换器7，回转型蓄热式热交换器7热源来自热循环风系统所外排烟气(节点B)，外排烟气经烟气稳压箱8和回转型蓄热式热交换器7的蓄热板得到高温烟气(～330℃)的热量后，通过转子把烟气区的蓄热载体转到氮气区，从板式换热器6出口(节点D)流入的密封氮气流经已升温的蓄热载体从而实现二次预热的目的，通过回转型蓄热式热交换器7氮气区出口(节点E)的密封氮气最终输送到再生塔1进料口；

3)外排烟气经由回转型蓄热式热交换器7烟气区出口(节点C)与吸附塔出口烟气总管汇合由烟囱排出，可提高脱硫脱硝烟气的外排温度，避免外排烟气因温度过低导致结露的现象发生。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。