本发明涉及焦炉煤气净化，尤其涉及一种用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统及再生方法。
背景技术：
1、焦炉煤气是钢铁冶金、石油化工等行业重要的燃料及原料之一，应用非常广泛，如作为燃料可用于焦炉、热风炉、管式炉、球团等工艺加热等，其产率和组成因炼焦用煤质量和条件不同而有所差异，但其组成基本为h2(55％～70％)、ch4(15％～30％)、co(5％～9％)、co2(2％～5％)和n2(2％～6％)以及其他少量成分。同时，由于焦炉煤气含有丰富的氢气和一氧化碳，因此焦炉煤气也是重要的化工原料，焦炉煤气下游应用于制氢、制合成气或用于氢基竖炉等工艺过程时，需要对焦炉煤气进行净化，目前活性炭脱除萘、苯等有机杂质是市场成熟工艺且应用广泛。
2、微波再生活性炭技术是一种高效的活性炭再生方法，由于活性炭在使用过程中会逐渐饱和，导致吸附能力下降，需要定期进行再生以恢复其吸附性能。传统的活性炭再生方法主要包括热再生、化学再生等，但这些方法往往存在再生效率低、能耗高、炭损率高等问题，且对环境有一定的污染。
3、微波再生活性炭技术利用微波的穿透特性，可以穿透活性炭层，使吸附在活性炭表面的污染物分子发生极化、振动和转动，从而在瞬间实现吸附物的热脱附，使活性炭恢复原有性能。
4、但是现有技术中常规的再生气为空气或者蒸汽，如果在焦炉煤气吸附净化塔内采用蒸汽对饱和后的活性炭进行吸附再生，活性炭吸水后的干燥会进一步增加能耗，而且蒸汽脱附会产生大量的冷凝废水，需要专门处理，增加水处理环保设备负荷；如果采用空气对饱和后的活性炭进行吸附再生，由于空气解吸效果较差，存在再生气量高、时间长、能耗高的问题。
5、同时，现有技术中的微波再生活性炭技术通常单独设置有活性炭再生系统，而在焦炉煤气净化管线上的吸附塔为在线设备，且为了提高吸附塔对焦炉煤气的吸附效果，吸附塔内设置有大量活性炭固定床，现有的移动床再生工艺在焦炉煤气净化管线上的吸附塔中也不再适用。
6、因此，需要针对焦炉煤气净化管线上吸附塔内活性炭的再生设计一套相应的再生系统及再生方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统及再生方法，解决现有活性炭再生工艺不适用于焦炉煤气净化管线的问题，且能解决目前活性炭吸附剂再生气量高、时间长、能耗高的问题。
2、本发明的上述技术目的主要通过以下技术方案实现：
3、一方面，本发明提供一种用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，用于焦炉煤气净化管线上活性炭吸附塔内的饱和活性炭的再生，所述活性炭再生系统包括：
4、解吸管线，连接在所述焦炉煤气净化管线的出口和所述活性炭吸附塔之间，所述解吸管线能将所述焦炉煤气净化管线内部分吸附净化后的焦炉煤气作为再生气通回所述活性炭吸附塔内；
5、微波发生器，与所述活性炭吸附塔相连，所述微波发生器能对所述活性炭吸附塔内的活性炭床层进行选择性加热。
6、本发明所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，采用焦炉煤气净化管线产生的经过吸附过滤后的焦炉煤气作为再生气，通入活性炭吸附塔内实现活性炭床层的再生，相对于常规的空气或者蒸汽，其解吸效果较好，再生后产生的解吸气的气量较少，解吸耗时短，效率较高。
7、本发明所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，采用微波加热的方式能够快速提升活性炭床层的温度，缩短再生时间，提高了活性炭再生系统的运行效率；利用微波选择性加热特性，只对活性炭床层进行加热，减少了热损，降低了能耗；微波再生能够有效去除活性炭吸附的有害污染物，并恢复活性炭的吸附能力，保证了净化效果的稳定性和持久性；再生过程中能够对活性炭进行微波改性，例如，当活性炭床层温度在500℃时，再生后的活性炭孔隙率会明显增加，延长了活性炭使用寿命，降低了对环境的污染，符合绿色环保的要求。
8、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述解吸管线上设有用于对其内所述再生气进行加热升温的换热器。
9、在本实施方式中，将作为再生气的焦炉煤气通过换热器进行预热，提高再生气进入活性炭吸附塔内时的温度，进而提高再生气的解吸效果和速度。
10、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述活性炭床层上设有检测其温度的第一传感器，所述解吸管线的出口处设有检测其内所述再生气温度的第二传感器；所述第一传感器和所述第二传感器均与控制单元电连接，所述控制单元与所述微波发生器电连接，所述控制单元能根据所述第一传感器和所述第二传感器检测到的温度数据调控所述微波发生器，进而控制所述活性炭床层的温度。
11、在本实施方式中，微波发生器的功率受活性炭床层的温度及再生气出口的温度反馈控制，保证活性炭床层的温度维持在一个合适的范围内，同时保证再生气通过活性炭床层的温升也维持在一个合适的范围内，进而保证活性炭吸附塔内的再生过程维持在较高的水平。
12、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述活性炭再生系统还包括冷吹管线，所述冷吹管线连接在所述换热器上游的所述解吸管线与所述活性炭吸附塔之间，所述冷吹管线能将所述解吸管线内未经过加热的所述再生气通入所述活性炭吸附塔内。
13、在本实施方式中，在完成活性炭吸附塔内活性炭床层的再生后，焦炉煤气净化管线需要重新用于焦炉煤气的吸附净化，由于活性炭吸附塔在对焦炉煤气进行吸附净化过程中，需要维持在低温环境，以提高吸附效果；因此直接通过未加热的焦炉煤气对活性炭吸附塔进行吹扫冷却，以加快活性炭吸附塔内活性炭床层的冷却速率，进而使得工艺系统能快速再次进行焦炉煤气的净化。
14、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述活性炭吸附塔还连接有解吸气管线。
15、在本实施例中，在再生过程中，再生气通过解吸后产生解吸气，解吸气管线用于将解吸气从活性炭吸附塔内排出；解吸气内含有大量的焦油、苯、萘、硫等物质，且其含量远高于焦炉煤气中的含量，因此可以通过解吸气管线将解吸气通至焦化厂进行重新利用。
16、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述焦炉煤气净化管线上并联设置有多个所述活性炭吸附塔，各所述活性炭吸附塔均通过所述解吸管线与所述焦炉煤气净化管线的出口相连，各所述活性炭吸附塔均与所述微波发生器相连。
17、在本实施方式中，焦炉煤气净化管线上设置有多个活性炭吸附塔，其中部分活性炭吸附塔可以进行焦炉煤气的吸附净化，另一部分活性炭吸附塔可以进行活性炭床层的解吸再生，如此交替进行，在焦炉煤气净化管线上可以实现焦炉煤气的连续净化，而无需停产。
18、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述焦炉煤气净化管线上设有除油塔，沿所述焦炉煤气净化管线内焦炉煤气的流动方向，所述除油塔位于所述活性炭吸附塔的上游。
19、在本实施方式中，在焦炉煤气净化管线对焦炉煤气进行吸附净化时，除油塔能够除焦炉煤气中的焦油和萘。
20、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述焦炉煤气净化管线上还设有焦炉煤气鼓风机；和/或，所述解吸管线上设有再生气鼓风机。
21、在本实施方式中，焦炉煤气鼓风机为焦炉煤气净化管线内焦炉煤气的流动提供动力，再生气鼓风机为解吸管线内再生气的流动提供动力。
22、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述活性炭吸附塔包括：
23、塔体，所述塔体上设有进气口和出气口；
24、多个所述活性炭床层，沿所述塔体的高度方向间隔设置，各所述活性炭床层包括：支撑板，固定在所述塔体内侧壁上；
25、栅格板，放置在所述支撑板上；
26、活性炭填料，堆设在所述栅格板上。
27、在本实施方式中，活性炭吸附塔内设有层叠设置的多个活性炭床层，焦炉煤气在进行吸附净化时，能依次流过上述多个活性炭床层，进而提高对焦炉煤气的吸附净化效果；栅格板用于支撑活性炭填料和反射微波。
28、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述塔体上设有多个微波接收口，各所述微波接收口通过波导管与所述微波发生器相连，各所述活性炭床层的上方设有至少一个所述微波接收口。
29、在本实施方式中，活性炭吸附塔内的每个活性塔床层均至少对应设置有一个微波接收口，保证每个活性炭床层均能被微波加热。
30、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述塔体上设有多个填料口，各所述活性炭床层均与一个所述填料口相对应。
31、在本实施方式中，填料口用于向活性炭吸附塔内填充活性炭填料，每个活性炭床层均对应设置有一个填料口，便于对床层内的活性炭填料进行更换。
32、另一方面，本发明还提供一种用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生方法，所述活性炭再生方法包括解吸过程，所述解吸过程包括：
33、向焦炉煤气净化管线上活性炭吸附塔内的饱和活性炭床层通入微波进行加热，同时将所述焦炉煤气净化管线出口流出的焦炉煤气作为再生气通入所述活性炭吸附塔内用于所述活性炭床层的再生；
34、其中，所述焦炉煤气净化管线的出口流出的所述焦炉煤气为经过所述活性炭吸附塔吸附净化后的焦炉煤气。
35、本发明所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生方法，采用焦炉煤气净化管线产生的经过吸附过滤后的焦炉煤气作为再生气，通入活性炭吸附塔内实现活性炭床层的再生，相对于常规的空气或者蒸汽作为再生气，其解吸效果较好，再生后产生的解吸气的气量较少，解吸耗时短，效率较高。
36、本发明所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生方法，采用微波加热的方式能够快速提升活性炭床层的温度，缩短再生时间，提高了活性炭再生系统的运行效率；利用微波选择性加热特性，只对活性炭床层进行加热，减少了热损，降低了能耗；微波再生能够有效去除活性炭吸附的有害污染物，并恢复活性炭的吸附能力，保证了净化效果的稳定性和持久性；再生过程中能够对活性炭进行微波改性，延长了活性炭使用寿命。
37、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述活性炭再生方法还包括冷吹过程，在完成所述解吸过程后启动所述冷吹过程，所述冷吹过程包括：
38、将所述焦炉煤气净化管线出口流出的焦炉煤气作为冷吹气通入所述活性炭吸附塔内用于所述活性炭床层的吹扫冷却；
39、其中，所述焦炉煤气净化管线的出口流出的所述焦炉煤气为经过所述活性炭吸附塔吸附净化后的焦炉煤气。
40、在本实施方式中，在解吸过程后，焦炉煤气净化管线需要重新用于焦炉煤气的吸附净化，由于活性炭吸附塔在对焦炉煤气进行吸附净化过程中，需要维持在低温环境，以提高吸附效果；因此直接通过未加热的焦炉煤气对活性炭吸附塔进行吹扫冷却，以加快活性炭吸附塔内活性炭床层的冷却速率，进而使得工艺系统能快速再次进行焦炉煤气的吸附净化。
41、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述解吸过程中，在将所述焦炉煤气净化管线的出口流出的所述焦炉煤气通入所述活性炭吸附塔之前，对所述焦炉煤气进行加热。
42、在本实施方式中，将作为再生气的焦炉煤气进行预热，提高再生气进入活性炭吸附塔内时的温度，进而提高再生气的解吸效果和速度。
43、在本发明的一个较佳的实施方式中，通过加热后的所述焦炉煤气的温度为100℃～150℃。
44、在本发明的一个较佳的实施方式中，通过微波加热后的所述活性炭床层的温度为200℃～600℃。
1.一种用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，用于焦炉煤气净化管线(10)上活性炭吸附塔(11)内的饱和活性炭的再生，其特征在于，所述活性炭再生系统包括：
2.根据权利要求1所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，其特征在于，所述解吸管线(20)上设有用于对其内所述再生气进行加热升温的换热器(21)。
3.根据权利要求1或2所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，其特征在于，所述活性炭床层上设有检测其温度的第一传感器，所述解吸管线(20)的出口处设有检测其内所述再生气温度的第二传感器；
4.根据权利要求2所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，其特征在于，所述活性炭再生系统还包括冷吹管线(30)，所述冷吹管线(30)连接在所述换热器(21)上游的所述解吸管线(20)与所述活性炭吸附塔(11)之间，所述冷吹管线(30)能将所述换热器(21)上游的所述再生气通入所述活性炭吸附塔(11)内。
5.根据权利要求1或2所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，其特征在于，所述活性炭吸附塔(11)还连接有解吸气管线(31)。
6.根据权利要求1所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，其特征在于，所述焦炉煤气净化管线(10)上并联设置有多个所述活性炭吸附塔(11)，各所述活性炭吸附塔(11)均通过所述解吸管线(20)与所述焦炉煤气净化管线(10)的出口相连，各所述活性炭吸附塔(11)均与所述微波发生器(40)相连。
7.根据权利要求1所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，其特征在于，所述焦炉煤气净化管线(10)上设有除油塔(12)，沿所述焦炉煤气净化管线(10)内焦炉煤气的流动方向，所述除油塔(12)位于所述活性炭吸附塔(11)的上游。
8.根据权利要求1或7所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，其特征在于，所述焦炉煤气净化管线(10)上还设有焦炉煤气鼓风机(13)；和/或，所述解吸管线(20)上还设有再生气鼓风机(22)。
9.根据权利要求1所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，其特征在于，所述活性炭吸附塔(11)包括：
10.根据权利要求9所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，其特征在于，所述塔体(50)上设有多个微波接收口(58)，各所述微波接收口(58)通过波导管(41)与所述微波发生器(40)相连，各所述活性炭床层的上方设有至少一个所述微波接收口(58)。
11.根据权利要求9或10所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生系统，其特征在于，所述塔体(50)上设有多个填料口(59)，一个所述活性炭床层与一个所述填料口(59)相对应。
12.一种用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生方法，其特征在于，所述活性炭再生方法包括解吸过程，所述解吸过程包括：
13.根据权利要求12所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生方法，其特征在于，所述活性炭再生方法还包括冷吹过程，在完成所述解吸过程后启动所述冷吹过程，所述冷吹过程包括：
14.根据权利要求12或13所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生方法，其特征在于，所述解吸过程中，在将所述焦炉煤气净化管线(10)的出口流出的所述焦炉煤气通入所述活性炭吸附塔(11)之前，对所述焦炉煤气进行加热。
15.根据权利要求14所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生方法，其特征在于，通过加热后的所述焦炉煤气的温度为100℃～150℃。
16.根据权利要求12所述的用于焦炉煤气净化过程的活性炭再生方法，其特征在于，通过微波加热后的所述活性炭床层的温度为200℃～600℃。
