CN101012059A - 利用废轮胎制备废水处理用活性炭的方法 - Google Patents
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Abstract
利用废轮胎制备废水处理用活性炭的方法，属于环保固体废弃物处理方法技术领域。废旧轮胎整条或破碎送入到热解炉热解；热解产生炭渣送入炭化活化炉，热解不凝气体送入燃烧炉燃烧，产生的高热CO2和H2O气流引入到炭化活化炉，反应气带入的热能加热炭化活化炉，不完全燃烧产生的炭黑可以作为新的附加原料，将炭化活化炉隔绝空气降低到100℃以下出炉即获得活性炭产品。两台炉子交替运行。本发明以热解废旧轮胎回收油品产生的副产物不凝裂解气燃烧产生的高热CO2和H2O来活化副产物热解炭渣得到低品质的活性炭，活化反应过程中不需加入外部热源和活化剂。获得的活性炭应用于生活污水或者工业废水处理。本发明能耗低，获得活性炭成本低。
Description
技术领域
利用废轮胎制备废水处理用活性炭的方法，涉及一种废轮胎的处理方法，属于环保固体废弃物处理方法技术领域。
背景技术
传统上，活性炭的生产原料主要为煤、木材和果壳等含碳的天然植物和矿物，而煤的储量是有限的，加之国家实行天然林保护工程，限制了木材采伐，原料的来源受到限制。高温热解废旧轮胎制备油品的残渣碳含量较高且供应充足，废轮胎有潜力成为制造活性炭的低成本原材料。
水污染是当前我国面临的主要环境问题之一，在我国活性炭技术一般用于给水深度处理，其昂贵的制造成本限制了废水处理中的应用。因此本发明提出利用废轮胎来开发低成本低品质的活性炭，并应用于废水处理，不仅合理处置废轮胎进行资源回收，而且以废治废，对环境保护具有重大意义。
废旧轮胎热解炭渣的碳含量较高，灰分和硫含量也较高。传统的利用方法是直接作为燃料，目前国内外的技术发展趋势是将其研究开发为炭黑和活性炭以提升品质。热解炭渣具有一定的比表面积，随热解条件而不同，一般都低于100m2/g。可以通过活化处理较大幅度地提高其比表面积。
专利CN1229055利用处理的废轮胎、塑胶等废弃物或火力发电厂、锅炉燃烧重油、煤炭、瓦斯等所产生的经过纯化处理的炭黑，用水蒸气活化得到活性炭。此专利的特点是用到螺旋输送机预热，微波室250℃～400℃水蒸气预活化，最后在700℃～900℃的高温蒸汽气氛中活化。
专利CN1373085利用流动床反应器将废轮胎裂解再生的碳粉用水蒸气在800-900℃之间进行活化反应制备活性炭。此专利的特点是利用废轮胎裂解的碳粉以流动床反应的方式制成活性碳。
专利CN1385367利用重油、渣油、沥青等气化产生的炭黑先经造粒，然后经蒸汽、空气活化，形成粒状的活性炭，再利用活性炭具有吸附、催化作用的特性来脱除烟气中的硫化物、氮氧化物。此专利的特点是将炭黑用粘合剂成型、造粒，再用水蒸气活化。
发明内容
本发明是针对高温热解综合处理回收废旧轮胎的过程中，以副产物热解炭渣为原料，以热解回收油品产生的不凝裂解气进行燃烧提供热能，产生的CO2和H2O为活化剂来进行活化反应得到低品质的活性炭，活化反应过程中不需加入外部热源和外加活化剂即可实现。所制得的活性炭可用于生活污水或者工业废水处理，是一种资源综合利用效率高，能耗低，是一种以废治废的方法，对于综合解决资源与环境问题具有重要意义。
利用废轮胎制备废水处理用活性炭的方法，该方法包括如下步骤：
1废旧轮胎(整条或者破碎)经过机械方式送入到热解炉；
2热解炉中温度范围为380-550℃，进行热解反应；
2.1热解产生的下行物料——炭渣经过除铁、除杂，破碎后机械方式送入炭化活化炉，也可以加入粘结剂(树脂或沥青)经过造粒后再送入炭化活化炉a；
2.2热解产生的上行物料——气体经过冷凝器获得油品后，采用常规方法通过压气机将不凝气体送入到储气罐，再通入燃烧炉，经过烃类燃料燃烧气嘴燃烧，产生高热的CO2和H2O；
3热解产生的不凝气体经过燃烧产生的高热CO2和H2O气流引入到炭化活化炉a，这时反应气带入的热能可以加热炭化活化炉，不完全燃烧产生的炭黑可以作为新的附加原料，炭化活化炉的反应温度维持在700～950℃，反应时间为1～20小时，根据反应温度进行调整，活化反应后期也可补充水蒸气加强活化深度，炭化活化炉可以是回转炉，也可以是流动床反应器。
4活化反应结束后，将高热CO2和H2O气流切换到炭化活化炉b，将炭化活化炉a隔绝空气降低到100℃以下即可出炉获得活性炭产品。
5炭化活化炉a再装料，两台炉子交替运行。
本发明是针对高温热解处理回收废旧轮胎的综合利用，以热解废旧轮胎回收油品产生的副产物不凝裂解气燃烧产生的高热CO2和H2O来活化副产物热解炭渣，得到低品质的活性炭，活化反应过程中不需加入外部热源和活化剂。得到的低品质活性炭，是用作生活污水或者工业废水处理的理想材料，可以直接利用其吸附特性对废水进行深度处理，有效去除废水中各种无机和有机污染物，或者将粉状活性炭投放到生物处理池中增强生物处理效果。
本发明提高了废旧轮胎的综合利用效率，能耗低，获得的活性炭成本低，可以广泛应用于生活污水或者工业废水处理。
附图说明
图1是本发明的实施流程图。
具体实施方式
下面结合实施例说明本发明。
图1是本发明的实施流程图。本发明的技术方案包括如下步骤：
1废旧轮胎(整条或者破碎)经过机械方式送入到热解炉；
2热解炉中温度范围为380～550℃，进行热解反应；
2.1热解产生的下行物料——炭渣经过除铁、除杂，破碎后机械方式送入炭化活化炉a，也可以加入粘结剂(树脂或沥青)经过造粒后再送入炭化活化炉a；
2.2热解产生的上行物料——气体经过冷凝器获得油品后，采用常规方法通过压气机将不凝气体送入到储气罐，再通入燃烧炉，经过烃类燃料燃烧气嘴燃烧，产生高热的CO2和H2O；
3热解产生的不凝气体经过燃烧产生的高热CO2和H2O气流引入到炭化活化炉a，这时反应气带入的热能可以加热炭化活化炉，不完全燃烧产生的炭黑可以作为新的附加原料，炭化活化炉的反应温度维持在700～950℃，反应时间为1～20小时，根据反应温度进行调整，活化反应后期也可补充水蒸气加强活化深度，炭化活化炉可以是回转炉，也可以是流动床反应器。
4活化反应结束后，将高热CO2和H2O气流切换到炭化活化炉b，将炭化活化炉a隔绝空气降低到100℃以下即可出炉获得活性炭产品。
5炭化活化炉a再装料，两台炉子交替运行。
实例1
1废旧轮胎(整条)经过机械方式送入到热解炉。
2热解炉中温度为380℃，进行热解反应，
2.1热解产生的炭渣经过除铁、除杂，破碎后送入炭化活化炉a；
2.2热解产生的气体经过冷凝器获得油品后，采用常规方法通过压气机将不凝气体送入到储气罐，再通入燃烧炉，经过烃类燃料燃烧气嘴燃烧，产生高热的CO2和H2O；
3热解产生的不凝气体经过燃烧产生的高热CO2和H2O气流引入到炭化活化炉a，使炭化活化炉的反应温度维持在700℃，反应时间为20小时；
4活化反应结束后，切换高热CO2和H2O气流，隔绝空气降低到100℃以下可获得活性炭，获得的产品的性能如下表：
| 碘吸附值(mg/g) | 亚甲基蓝吸附值(mg/g) | 比表面积(m2/g) | 总孔容积(cm2/g) |
| 270 | 50 | 150 | 0.37 |
实例2
1废旧轮胎(破碎)经过机械方式送入到热解炉。
2热解炉中温度为380℃，进行热解反应，
2.1热解产生的炭渣经过除铁、除杂，破碎后送入炭化活化炉a；
2.2热解产生的气体经过冷凝器获得油品后，采用常规方法通过压气机将不凝气体送入到储气罐，再通入燃烧炉，经过烃类燃料燃烧气嘴燃烧，产生高热的CO2和H2O；
3热解产生的不凝气体经过燃烧产生的高热CO2和H2O气流引入到炭化活化炉a，使炭化活化炉的反应温度维持在950℃，反应时间为1小时；
4活化反应结束后，切换高热CO2和H2O气流，隔绝空气降低到100℃以下可获得活性炭，获得的产品的性能如下表：
| 碘吸附值(mg/g) | 亚甲基蓝吸附值(mg/g) | 比表面积(m2/g) | 总孔容积(cm2/g) |
| 670 | 153 | 650 | 0.57 |
实例3
1废旧轮胎(整条)经过机械方式送入到热解炉。
2热解炉中温度为500℃，进行热解反应，
2.1热解产生的炭渣经过除铁、除杂，破碎后送入炭化活化炉a；
2.2热解产生的气体经过冷凝器获得油品后，采用常规方法通过压气机将不凝气体送入到储气罐，再通入燃烧炉，经过烃类燃料燃烧气嘴燃烧，产生高热的CO2和H2O；
3热解产生的不凝气体经过燃烧产生的高热CO2和H2O气流引入到炭化活化炉a，使炭化活化炉的反应温度维持在700℃，反应时间为10小时；
4活化反应结束后，切换高热CO2和H2O气流，隔绝空气降低到100℃以下可获得活性炭，获得的产品的性能如下表：
| 碘吸附值(mg/g) | 亚甲基蓝吸附值(mg/g) | 比表面积(m2/g) | 总孔容积(cm2/g) |
| 370 | 90 | 390 | 0.49 |
实例4
1废旧轮胎(破碎)经过机械方式送入到热解炉。
2热解炉中温度为550℃，进行热解反应，
2.1热解产生的炭渣经过除铁、除杂，破碎后送入炭化活化炉b；
2.2热解产生的气体经过冷凝器获得油品后，采用常规方法通过压气机将不凝气体送入到储气罐，再通入燃烧炉，经过烃类燃料燃烧气嘴燃烧，产生高热的CO2和H2O。
3热解产生的不凝气体经过燃烧产生的高热CO2和H2O气流引入到炭化活化炉b，使炭化活化炉的反应温度维持在850℃，反应时间为4小时。
4活化反应结束后，切换高热CO2和H2O气流，隔绝空气降低到100℃以下可获得活性炭，获得的产品的性能如下表。
| 碘吸附值(mg/g) | 亚甲基蓝吸附值(mg/g) | 比表面积(m2/g) | 总孔容积(cm2/g) |
| 600 | 130 | 530 | 0.54 |
本发明利用热解废旧轮胎回收油品产生的副产物不凝裂解气燃烧产生的高热CO2和H2O来活化副产物热解炭渣，得到低品质的活性炭，活化反应过程中不需加入外部热源和活化剂。提高了废旧轮胎的综合利用效率，能耗低，获得的活性炭成本低，是用作生活污水或者工业废水处理的理想材料，可以直接利用其吸附特性对废水进行深度处理，有效去除废水中各种无机和有机污染物，或者将粉状活性炭投放到生物处理池中增强生物处理效果。可以广泛应用于生活污水或者工业废水处理。
Claims (4)
1、利用废轮胎制备废水处理用活性炭的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)废旧轮胎送入到热解炉；
(2)热解炉温度380～550℃，进行热解反应；
(2.1)热解产生热解炭渣经过除铁、除杂，破碎后送入炭化活化炉a，或加入粘结剂经过造粒后再送入炭化活化炉a；
(2.2)热解产生热解气体经过冷凝器获得油品，将不凝气体通过压气机送入到储气罐，通过储气罐再通入燃烧炉里，经过烃类燃料燃烧气嘴燃烧，产生高热的CO2和H2O；
(3)步骤(2.2)反应产生的高热的CO2和H2O气流引入到炭化活化炉a，这时反应气带入的热能加热炭化活化炉，不完全燃烧产生的炭黑作为新的附加原料，炭化活化炉的反应温度维持在700～950℃，反应时间为1～20小时；
(4)步骤(3)反应结束后，将高热CO2和H2O气流切换到炭化活化炉b，将炭化活化炉a隔绝空气降低到100℃以下出炉即获得活性炭产品；
(5)炭化活化炉a再装料，两台炉子交替运行。
2、根据权利要求1所述的利用废轮胎制备废水处理用活性炭的方法，其特征在于，步骤(3)炭化活化炉活化反应后期补充水蒸气加强活化深度。
3、根据权利要求1或2所述的利用废轮胎制备废水处理用活性炭的方法，其特征在于，所述粘结剂为树脂或沥青。
4、根据权利要求1或2所述的利用废轮胎制备废水处理用活性炭的方法，其特征在于，所述炭化活化炉是回转炉或流动床反应器。
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