本发明属于烟气净化设备技术领域，具体涉及一种活性炭法烟气净化装置及其净化工艺。
背景技术
随着对大气污染的重视，各种工业烟气净化处理技术得到迅速发展。目前脱硫的净化处理办法主要可分为湿法和干法两种。湿法脱硫已经成熟的应用于钢铁、焦化等行业，但是湿法脱硫过程中产生废水、废渣带来的后处理问题很难以解决。干法脱硫由于产生废弃物较少得到越来越广泛的应用。脱硝主要集中为scr催化法和活性炭法。scr催化剂包括高温、中温、低温三种类型，需要针对不同的生产工艺以及不同的烟气特性选择合适的催化剂。活性炭法烟气净化是一种对烟气适应性较强的净化技术，目前该工艺在钢铁行业应用较为成熟，不仅能够同时脱除烟气中的so2和nox，还具有不耗水、无二次污染、有效脱除烟气中的粉尘和重金属(如汞)等污染物、可再生回收硫资源等优点，可以很好的应用于焦炉、水泥、玻璃、垃圾焚烧等领域。
随着时间推移，活性炭法脱硫脱硝的工艺技术路线已经成熟，工艺系统设备正在逐步优化过程中。活性炭法烟气净化工艺运行的温度应控制在120℃左右，温度过高会影响活性炭的使用寿命，严重的还会烧坏塔体，造成生产事故。因此过程的温度控制和超温处理非常重要。然而现有技术中，设计者们对于实际应用过程中可能会发生的高温危险应对措施没有进行系统的考虑，导致实际应用时企业的生产风险增加。
发明专利cn103861339a中公开了一种氨法脱硫和活性炭法脱硝联合的烟气脱硫脱硝工艺，氨法脱硫为现有的较为成熟的湿法脱硫工艺，活性炭法脱硝为干法脱硝工艺，活性炭在工艺中循环利用，即吸附饱和后进再生塔解析，起到同时脱硫、脱硝、除尘、除汞和挥发性有机物的作用。然而对吸附塔的运行可靠性，工艺的安全措施并没有考虑。
发明专利cn202638235u中提到一种控制活性炭按一定速度均匀下降的下料装置，在缩颈式出口部位设置倒八字形或圆锥形的导流器，使得中间原本流速较快的活性炭流速减慢至与边缘的活性炭流速一致，保证活性炭均匀吸收，避免局部活性炭超温着火，然而对于吸附塔的运行可靠性并没有考虑，对于工艺的安全措施考虑的较少。
众多的设计方案没有详细的指出吸附塔塔体内部活性炭温度过高时的处理办法，没有将这一设计考虑到塔体的整体设计中。
因此，亟需一种活性炭法烟气净化装置及其净化工艺解决上述问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于：提供一种活性炭法烟气净化装置及其净化工艺，以解决吸附塔塔体内部活性炭温度过高时带来的安全隐患。
一方面，本发明提供一种活性炭法烟气净化装置，包括吸附塔，其上设有烟气进口、烟气出口、第一进料口和第一出料口；活性炭净化部，包括多层并排安装在所述吸附塔内部的活性炭层，所述活性炭层的上端和下端分别与所述第一进料口和所述第一出料口连接，烟气从所述烟气进口进入所述吸附塔内，经所述活性炭层后从所述烟气出口排出；卸料器，所述卸料器与所述活性炭层一一对应设置，所述卸料器位于所述吸附塔下方且与所述活性炭层连接，所述卸料器用于卸载所述活性炭层中的活性炭；感温装置，与控制器连接，对应每一层所述活性炭层均设有至少一个所述感温装置；解析塔，其上设有第二进料口和第二出料口；氮气罐，分别通过管路和所述吸附塔和所述解析塔连接；第一活性炭输送装置，用于将所述卸料器卸载的活性炭输送至所述第二进料口；第二活性炭输送装置，用于将所述解析塔流出的活性炭输送至所述第一进料口。
作为优选，所述活性炭法烟气净化装置还包括第一活性炭仓和第二活性炭仓，所述第一活性炭仓安装在所述吸附塔上方，其出口端和所述第一进料口连接；所述第二活性炭仓位于在所述解析塔上方，其出口端和所述第二进料口连接；所述第一活性炭输送装置用于将所述卸料器卸载的活性炭输送至所述第二活性炭仓，所述第二活性炭输送装置用于将所述解析塔流出的活性炭输送至所述第一进料口。
作为优选，所述活性炭法烟气净化装置还包括溜槽和用于控制所述第一活性炭仓出口端开度的第二控制阀；所述溜槽安装在所述吸附塔上方，所述溜槽底部的一端与所述第一进料口连接，所述第二活性炭输送装置用于将所述解析塔流出的活性炭输送至所述第一活性炭仓或所述溜槽。
作为优选，所述活性炭净化部将所述吸附塔内部空腔分隔成两个互不连通的第一腔室和第二腔室；所述烟气进口和所述第一腔室连通，所述烟气出口和所述第二腔室连通，或者，所述烟气进口和所述烟气出口均与所述第一腔室连通，所述烟气进口位于所述烟气出口的下方，并且所述烟气进口和所述烟气出口之间设有挡板，所述挡板水平设置且将所述第一腔室分隔成两个互不连通的空间。
作为优选，所述活性炭净化部还包括多个并排设置的隔板，每一层所述活性炭层的两侧均设有一层所述隔板，所述隔板上设有多个通孔，所述通孔的孔径小于所述活性炭的外径。
作为优选，所述活性炭法烟气净化装置还包括振动筛，所述振动筛位于所述解析塔和所述第二活性炭输送装置之间，所述振动筛与所述第二出料口连接。
作为优选，所述活性炭法烟气净化装置还包括报警装置。
作为优选，所述氮气罐分别通过管路与所述解析塔的顶部和底部连接。
另一方面，本发明还提供上述任一方案中所述的活性炭法烟气净化装置的净化工艺，包括以下步骤：判断感温装置检测的温度是否超过第一设定温度，若超过第一设定温度，使对应所述感温装置的活性炭层中的活性炭在吸附塔和解析塔中循环，当活性炭循环至所述解析塔中时，通过解析塔对活性炭进行降温。
作为优选，活性炭在吸附塔和解析塔中循环的工艺包括：控制氮气罐向解析塔内充入氮气；通过所述卸料器将所述活性炭层中的活性炭卸载，并将卸载的活性炭通过第一活性炭输送装置输送至第二进料口；将所述解析塔流出的活性炭通过第二活性炭输送装置输送到第一进料口。
本发明的有益效果为：通过感温装置检测每一层活性炭层的实时温度，当其中一个或多个感温装置检测的温度超过第一设定温度后，使超过第一设定温度的活性炭层中的活性炭在吸附塔和解析塔之间快速循环，通过解析塔对活性炭进行降温。循环工艺包括，一方面通过氮气罐向吸附塔中充入氮气，吹走吸附塔内部的氧气，并初步降低活性炭温度，起到保护作用，另一方面，通过提高对应超过第一设定温度的活性炭层的卸料器的振动频率，使活性炭层中的活性炭快速的卸载到第一活性炭输送装置中，然后通过第一活性炭输送装置快速的输送到解析塔中，通过对解析塔内部充入氮气，在氮气的吹扫作用下，降低活性炭的温度，降温后的活性炭通过第二活性炭输送装置输送至吸附塔中，并补充到相应的活性炭层中。
附图说明
图1为本发明实施例中活性炭法烟气净化装置的结构示意图一；
图2为图1所示活性炭法烟气净化装置a处的放大视图；
图3为本发明实施例中活性炭法烟气净化装置的结构示意图二。
图中：
1、吸附塔；101、烟气进口；102、烟气出口；103、第一空腔；104、第二空腔；
2、活性炭净化部；201、活性炭层；202、隔板；
3、卸料器；
4、第一活性炭仓；
5、溜槽；
6、第二控制阀
7、解析塔；
8、氮气罐；
9、第一活性炭输送装置；
10、第二活性炭输送装置；
11、第二活性炭仓；
12、振动筛；
13、挡板；
14、第三控制阀。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1～3所示，本实施例提供一种活性炭法烟气净化装置，该活性炭法烟气净化装置包括吸附塔1、活性炭净化部2、卸料器3、感温装置(附图中未示出)、第一活性炭仓4、溜槽5、解析塔7、氮气罐8、第一活性炭输送装置9、第二活性炭输送装置10、第二活性炭仓11和振动筛12。
吸附塔1上设有均与其内部空腔连通的烟气进口101、烟气出口102、第一进料口和第一出料口，烟气进口101处设有第一阀门，第一阀门可以控制烟气进口101的开度。本实施例中，吸附塔1塔体呈立方体。塔体的长度为2m-9m，例如2m、4m、6m、8m或9m等；宽度为3m-6m，例如3m、4m、5m或6m等；高度为8m-40m，例如8m、14m、20m、28m或36m等，本实施例并不限定吸附塔1的形状以及吸附塔1的具体尺寸，可以根据实际需要对吸附塔1的形状和具体尺寸进行相应的调整。
活性炭净化部2设置在吸附塔1内部，活性炭净化部2包括多层并排设置的活性炭层201和多层并排设置的隔板202，通过在相邻的两层隔板202之间填充活性炭形成活性炭层201。隔板202上设有多个通孔，通孔的孔径以活性炭无法从中通过为准，例如，活性炭直径为5mm，通孔的孔径为4mm。
本实施例中，活性炭净化部2将吸附塔1内部的空腔分割成互不连通的第一空腔103和第二空腔104，如图1所示，烟气进口101位于烟气出口102的下方，烟气进口101和第一空腔103连通，烟气出口102和第二空腔104连通。烟气从烟气进口101进入第一空腔103，经过活性炭净化部2后进入第二空腔104，最终从烟气出口102排出，通过活性炭净化部2中的活性炭层201对烟气进行净化。当然，烟气进口101和烟气出口102还可以设置在吸附塔1的同一侧，如图3所示，烟气进口101和烟气出口102均和第一空腔103连通，并且烟气进口101靠近吸附塔1的底部，烟气出口102靠近吸附塔1的顶部，同时，在烟气进口101和烟气出口102的中间安装有水平设置的挡板13，通过挡板13将第一空腔103分割上下两个互不连通的空间，烟气从烟气进口101进入第一空腔103下部的空间中，经活性炭净化部2进入到第二空腔104中，然后再经过活性炭净化部2进入第一空腔103上部的空间中，最后从烟气出口102排出。当然，烟气进口101和烟气出口102也可以均和第二空腔104连通。
本实施例中，活性炭净化部2各层活性炭层201的总厚度在1.5m～2m。根据厚度不同，可设计不同的分层方式，结合实际烟气特征以及实际工况，各层活性炭层201的厚度为14cm～35cm，具体的，可以14cm、20cm、25cm、30cm和35cm等。例如，当活性炭层201总厚度为2m的情况下，活性炭层201可分为6层、7层、8层、9层或10层。当活性炭层201共分10层时，各层的厚度均为20cm；当活性炭共分9层时，各层的厚度沿烟气进口101处烟气的流动方向依次为14cm、20cm、20cm、20cm、25cm、25cm、25cm、25cm和25cm；当活性炭共分8层时，各层的厚度均为25cm；当活性炭共分7层时，各层的厚度沿烟气进口101处烟气的流动方向依次为14cm、25cm、25cm、25cm、25cm、25cm和35cm；当活性炭层201共分6层时，各层的厚度沿烟气进口101处烟气的流动方向依次为25cm、35cm、35cm、35cm、35cm和35cm。再比如，活性炭层201厚度为1.5m的情况下，活性炭层201可分为5层、6层或7层。当活性炭共分7层时，各层的厚度沿烟气进口101处烟气的流动方向依次为20cm、20cm、20cm、20cm、20cm、20cm和30cm；当活性炭共分6层时，各层的厚度均为25cm。当活性炭共分5层时，各层的厚度沿烟气进口101处烟气的流动方向依次为14cm、30cm、35cm、35cm和35cm。
感温装置与控制器(附图中未示出)连接，对应每一层活性炭层201均设有至少一个感温装置，感温装置用于检测活性炭层201的实际温度，本实施例中，对应每一层活性炭层201均设有多个感温装置，并且多个感温装置沿竖直方向等间距设置。例如，可以沿竖直方向每间隔2m设置一个感温装置。
卸料器3与活性炭层201一一对应设置，卸料器3位于吸附塔1下方，具体的，卸料器3位于第一出料口的位置，卸料器3用于卸载对应的活性炭层201中的活性炭；可以通过控制卸料器3的工作频率，控制卸料器3卸载活性炭的速度，卸料器3的工作频率和卸载活性炭的速度呈正比。
第一活性炭仓4安装在吸附塔1的上方，其出口端和第一进料口连接，在第一活性炭仓4的出口端还设有用于控制该出口端开度的第二控制阀6。
溜槽5同样安装在吸附塔1的上方，溜槽5底部的一端和第一进料口连接。
解析塔7的顶部设有第二进料口，底部第二出料口，第二活性炭仓11安装在解析塔7的上方，其出口端和第二进料口连接，在第二活性炭仓11的出口端还设有用于控制其开度的第三控制阀14。振动筛12安装在解析塔7的下方，且位于第二出料口的正下方，解析塔7中流出的活性炭能够进入振动筛12中，通过振动筛12分离出不合格的活性炭渣。
氮气罐8，其分别通过管路与解析塔7的顶部和底部连接，还分别通过管路与吸附塔1的顶部和底部连接，可以理解的是，各条管路与氮气罐8连接的一端均设有与控制器连接的控制阀，通过控制阀可以控制气体的流通或者关闭。
第一活性炭输送装置9和第二活性炭输送装置10均用于在吸附塔1和解析塔7之间输送活性炭，本实施例中第一活性炭输送装置9和第二活性炭输送装置10均为链斗机，通过第一活性炭输送装置9和第二活性炭输送装置10能够使活性炭在吸附塔1和解析塔7之间进行循环。卸料器3将对应的活性炭层201中的活性炭卸载下来，能够被第一活性炭输送装置9接收，并被第一活性炭输送装置9运送到第二活性炭仓11，活性炭经第二活性炭仓11流入到解析塔7，在解析塔7中通过氮气罐8通入的吹扫气进行冷却，冷却后的活性炭流入振动筛12中，相应的，第二活性炭输送装置10能够接收振动筛12流出的活性炭，并将其运送到第一活性炭仓4或溜槽5，第一活性炭仓4或溜槽5中的活性炭经第一进料口进入到需要补充的活性炭层201中。
报警装置(附图中未示出)与控制器连接，当感温装置检测到活性炭层201中的温度超过第一设定温度时，通过报警装置发出报警，以提醒操作者。
本实施例还提供一种活性炭法烟气净化装置的净化工艺，包括以下步骤：
判断感温装置检测的温度是否超过第一设定温度，若超过第一设定温度，使对应该感温装置的活性炭层201中的活性炭在吸附塔1和解析塔7中循环，当活性炭循环至解析塔7中时，通过解析塔7对活性炭进行降温。
具体的，包括以下步骤：
s10：感温装置检测活性炭层201的实时温度t1，并将其发送给控制器。
s20：控制器判断实时温度t1和预先存储在其中的第一设定温度t2的大小，第一设定温度t2是指为活性炭正常使用温度的上限。
s30：若t1≤t2，使所有活性炭层201的活性炭在吸附塔1和解析塔7之间进行循环，通过解析塔7对活性炭进行解析和降温。
1)、控制氮气罐8向解析塔7内充入氮气。
2)、所有的卸料器3均以低频率进行工作，通过卸料器3将所有活性炭层201中的活性炭以第一速度卸载至第一活性炭输送装置9。
3)、第一活性炭输送装置9将活性炭输送至到第二活性炭仓11。
4)、第二活性炭仓11中的活性炭流入到解析塔7中，在解析塔7中被氮气吹扫并降温后流入到振动筛12中。
5)、振动筛12将不合格的活性炭渣筛除，合格的活性炭流入到第二活性炭输送装置10。
6)、第二活性炭输送装置10将活性炭输送到第一活性炭仓4。
7)、第一活性炭仓4中的活性炭通过第一进料口补充到需要补充的活性炭层201中。
s40：重复步骤s10。
s50：若t1＞t2，控制器通过报警装置发出报警。
s60：关闭第一控制阀，停止向吸附塔1中充入烟气。
s70：使氮气罐8向吸附塔1中充入氮气，通过充入的氮气将吸附塔1内的氧气排出，对活性炭提供保护，同时可以对超过第一设定温度t2的活性炭进行初步冷却。
s80：使活性炭在吸附塔1和解析塔7之间进行循环，通过解析塔7对活性炭进行降温。
1)、控制氮气罐8向解析塔7内充入氮气。
2)、提高对应超过第一设定温度t2的活性炭层201的卸料器3的工作频率，并使其他卸料器3停止工作，通过卸料器3将超过第一设定温度t2的活性炭层201中的活性炭以第二速度卸载至第一活性炭输送装置9，第二速度远大于第一速度。
3)、第一活性炭输送装置9将活性炭输送至到第二活性炭仓11。
4)、活性炭经第二活性炭仓11流入到解析塔7中，活性炭在解析塔7中被氮气吹扫并降温后流入到振动筛12中。
5)、振动筛12将不合格的活性炭渣筛除，合格的活性炭流入到第二活性炭输送装置10。
6)、第二活性炭输送装置10将活性炭输送到溜槽5，并关闭第二控制阀6。
7)、活性炭经溜槽5和第一进料口补充到需要补充的活性炭层201中。通过溜槽5可以实现对于温度过高的活性炭的快速移动，并且避免了和第一活性炭仓4中的活性炭进行混合，进而实现对温度过高部分的活性炭在吸附塔1和解析塔7之间快速循环。
s90：感温装置检测活性炭层201的实时温度t1，并将其发送给控制器，控制器判断活性炭层201的实时温度t1和第二预设温度t3的大小，若t1≥t3，重复步骤s80，若t1＜t3，使氮气罐8停止向吸附塔1内充入氮气，同时打开第一控制阀，并重复步骤s10。
第一预设温度t1大于第二预设温度t3，当t1＜t3后，说明活性炭的温度已经降低到安全的范围内。
本实施例提供的活性炭法烟气净化装置及其净化工艺，当活性炭层201中的活性炭内部温度过高而报警后，关闭烟气进口101的第一控制阀，同时开大对应报警点所在活性炭层201底部的卸料器3的振动频率，能够快速将将活性炭卸载。打开氮气罐8通向吸附塔1的管路上的阀门，向吸附塔1中通入氮气对活性炭进行初步冷却。第二活性炭输送装置10将活性炭直接输送到溜槽5，并关闭第二控制阀6，使得活性炭直接通过溜槽5快速移动，最终使得活性炭快速的在吸附塔1和解析塔7循环。该活性炭法烟气净化装置及其净化工艺能够有效降低温度过高的活性炭的温度，保护吸附塔1，提高工艺稳定性和安全性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。