再生塔和烟气低温吸附再生系统的制作方法

本发明涉及烟气净化，尤其是涉及一种再生塔和烟气低温吸附再生系统。

背景技术：

1、相关技术中将燃煤烟气通入填充有吸附剂的吸附塔，对燃煤烟气进行吸附净化，吸附饱和的吸附剂进入再生塔中进行加热再生。相关技术中通常在高温环境下进行烟气中污染物的吸附，即锅炉排出的烟气通过冷却塔冷却至大体200℃后，进入吸附塔进行高温与吸附净化，但是高温烟气吸附存在吸附效果差，吸附后的净烟气中氮氧化物含量高，无法实现近零排放的问题。

2、为了克服高温吸附的问题，相关技术中提出了烟气低温吸附技术，即将烟气冷却为例如室温以下的低温烟气，在通过吸附剂将烟气中的污染物从中吸附脱除。低温吸附中，吸附剂的吸附能力在低温环境下成倍数提升，与常规的高温烟气吸附相比极大提升了吸附净化率，可以实现烟气的近零排放。但是，发明人通过研究认识到，在高温吸附塔中，由于与高温烟气换热，排出的吸附饱和的吸附剂具有较高的温度(180℃以上)，这种高温吸附剂输送至再生塔中，加热至再生温度(250℃-350℃)的加热负荷较小，传统的一段式加热方式能够满足加热要求。而在低温吸附过程中，吸附剂由于与低温烟气接触导致排出温度较低(例如室温以下)，采用常规的一段式加热再生塔对吸附剂进行加热再生，加热器的负荷较大，再生能耗和成本居高不下，影响低温烟气吸附技术的进一步发展。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

2、相关技术中提出将再生塔从上至下分为预热段、加热段和冷却段，并将冷却段输出的换热介质输入预热段进行吸附剂的预热，将预热段输出的换热介质经过锅炉的换热器升温后输入加热段加热吸附剂，加热段输出的换热介质与热空气混合后回到锅炉的技术方案，但是发明人发现，该技术方案存在以下问题：在低温吸附技术中，由于输入预热段的吸附剂的温度较低(通常在室温以下)，因此从预热段输出的换热介质的温度并不高(一般为60℃-80℃)，可见这部分换热介质内具有可利用价值的热量较少，将从预热段输出的换热介质输入锅炉系统的换热器中与高温烟气进行换热升温后，再输入加热段，改造难度较大，管路较长，成本较高，因此在实际应用中性价比并不高；另外，从加热段输出的换热介质的温度一般为200℃-220℃左右，而回炉的热空气温度一般为260℃以上，两者混合输入锅炉的话，会在一定程度上影响锅炉的运行工况，对锅炉的正常运行产生一定的影响。

3、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的提出一种再生塔。

4、本发明的实施例还提出一种烟气低温吸附再生系统。

5、本发提供的再生塔，包括：塔体，所述塔体分为沿从上向下依次排布的预热段、加热段和冷却段，所述加热段设有用于排出再生气的再生气出口，所述预热段具有用于向所述预热段内供给换热介质以预热吸附剂的预热入口和用于排出所述预热段内的换热介质的预热出口，所述加热段具有用于向所述加热段内供给换热介质以加热吸附剂的加热入口和用于排出所述加热段内的换热介质的加热出口，所述冷却段具有用于向所述冷却段内供给换热介质以冷却吸附剂的冷却入口和用于排出所述冷却段内的换热介质的冷却出口，其中，所述冷却段的冷却出口与所述预热段的预热入口连通，以将在所述冷却段内与所述冷却段内的吸附剂换热后的换热介质供给到所述预热段内对所述预热段内的吸附剂进行预热；升温装置，所述升温装置设在所述加热入口与所述加热出口之间，用于将从所述加热出口输出的换热介质加热后输入所述加热段内以通过换热间接加热所述加热段中的吸附剂使所述加热段内的吸附剂解吸再生。

6、本发明提供的再生塔通过在再生塔内设置预热段、加热段和冷却段实现多级加热再生，即首先在预热段对吸附剂进行预热，而后再对预热吸附剂进行加热，这种多级加热再生方式实现能量的梯级回收利用，减少了加热段内吸附剂的温升区间，有效地缓解了加热器的加热负荷，降低了再生系统的能耗，减少了再生系统的运行费用。吸附剂的多段加热再生方式，有利于增加吸附剂在再生塔内的停留时间，使吸附剂的再生较为彻底。并且，冷却段的设置使吸附剂出塔之前在一定程度上得以降温，将冷却后的吸附剂剂输送至吸附塔中进行吸附，降低了吸附塔中吸附剂与烟气的接触温度，有助于提升吸附塔的吸附效率。

7、此外，冷却段输出的换热介质由于与吸附剂换热带有一定的热量(一般为150℃-250℃)，本发明充分利用这部分热量，将冷却段输出的换热介质输入预热段对吸附剂进行预热，预热段无需其他热源，充分进行了能源利用，有效降低了能源消耗。预热段的预热出口排出的换热介质直接排空，不再输入锅炉进行再利用，减少了管路的数量和长度，降低了设备建造成本和设备复杂程度。并且，加热段进行换热介质的自循环，加热段的热量来自于升温装置，无需与锅炉系统进行耦合，减少了管路的数量和长度，使再生塔相对比较独立，同时也避免影响锅炉运行的情况。

8、可选地，所述吸附剂在所述预热段内被预热至80℃-150℃，和/或，所述吸附剂在所述加热段内被加热至250℃-350℃，和/或，所述吸附剂在所述冷却段内被冷却至为50℃-100℃。

9、可选地，从所述冷却出口排出的换热介质的温度为150℃-250℃，从所述预热出口排出的换热介质的温度为50℃-80℃。

10、可选地，从所述加热出口排出的换热介质的温度为200℃-250℃。

11、可选地，所述升温装置为电加热器；或者，所述升温装置为换热器，所述换热器的冷侧入口与所述冷却段的冷却入口相连，所述换热器的冷侧出口与所述加热段的加热入口相连，所述换热器连通省煤器，以利用所述省煤器输出的高温烟气加热所述换热器冷侧的换热介质。

12、可选地，所述预热段内设有若干第一下料管、所述加热段内设有若干第二下料管，所述冷却段内设有若干第三下料管，所述第一下料管、所述第二下料管和所述第三下料管均沿竖直方向延伸并用于吸附剂的下落；所述第一下料管上方设有用于形成布料层的布料腔，所述预热段与所述加热段之间设有用于形成第一堆料层的第一过渡腔，所述加热段和所述冷却段之间设有用于形成第二堆料层的第二过渡腔，所述再生气出口与所述第二过渡腔连通。

13、可选地，所述布料腔设有位于所述布料层上方的第一抽吸口，所述第一过渡腔设有第二抽吸口。

14、本发明还提出了一种烟气低温吸附再生系统，包括：吸附塔，所述吸附塔具有烟气进口和烟气出口，室温以下的低温烟气从所述烟气进口进入所述吸附塔与吸附剂接触以将所述低温烟气吸附净化为净烟气而从所述烟气出口排出；再生塔，所述再生塔用于对所述吸附塔排出的吸附饱和的吸附剂进行再生且再生后的吸附剂送回所述吸附塔。

15、可选地，所述烟气出口与所述冷却段的冷却入口连通，以便所述烟气出口输出的净烟气输入所述冷却段对所述冷却段内的吸附剂进行间接冷却。

技术特征：

1.一种再生塔，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的再生塔，其特征在于，所述吸附剂在所述预热段内被预热至80℃-150℃，和/或，所述吸附剂在所述加热段内被加热至250℃-350℃，和/或，所述吸附剂在所述冷却段内被冷却至为50℃-100℃。

3.根据权利要求2所述的再生塔，其特征在于，从所述冷却出口排出的换热介质的温度为150℃-250℃，从所述预热出口排出的换热介质的温度为50℃-80℃。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的再生塔，其特征在于，从所述加热出口排出的换热介质的温度为200℃-250℃。

5.根据权利要求1所述的再生塔，其特征在于，所述升温装置为电加热器。

6.根据权利要求1所述的再生塔，其特征在于，所述升温装置为换热器，所述换热器的冷侧入口与所述冷却段的冷却入口相连，所述换热器的冷侧出口与所述加热段的加热入口相连，所述换热器连通省煤器，以利用所述省煤器输出的高温烟气加热所述换热器冷侧的换热介质。

7.根据权利要求1所述的再生塔，其特征在于，所述预热段内设有若干第一下料管、所述加热段内设有若干第二下料管，所述冷却段内设有若干第三下料管，所述第一下料管、所述第二下料管和所述第三下料管均沿竖直方向延伸并用于吸附剂的下落；

8.根据权利要求7所述的再生塔，其特征在于，所述布料腔设有位于所述布料层上方的第一抽吸口，所述第一过渡腔设有第二抽吸口。

9.一种烟气低温吸附再生系统，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的烟气低温吸附再生系统，其特征在于，所述烟气出口与所述冷却段的冷却入口连通，以便所述烟气出口输出的净烟气输入所述冷却段对所述冷却段内的吸附剂进行间接冷却。

技术总结
本发明涉及烟气净化领域且公开了一种再生塔和烟气低温吸附再生系统，再生塔包括塔体和升温装置，塔体分为沿从上向下依次排布的用于预热吸附剂的预热段、用于加热预热后的吸附剂以使吸附剂解吸再生的加热段和用于冷却再生后的吸附剂的冷却段，加热段设有用于排出再生气的再生气出口，其中，冷却段的冷却出口与预热段的预热入口连通，以将在冷却段内与冷却段内的吸附剂换热后的换热介质供给到预热段内对预热段内的吸附剂进行预热。升温装置设在加热入口与加热出口之间，用于将从加热出口输出的换热介质加热后输入加热段。本发明提供的再生塔采充分进行了能源利用，有效降低了能源消耗。

技术研发人员：宋依璘,张涛,汪世清,何培斌,刘练波,李龙田,牛红伟,王利国,仇晓龙,杨万荣,唐培全,孟得发,王新波
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/17