CN1038187C - 旁热型活性炭再生装置及再生方法 - Google Patents

Abstract

一种旁热型活性炭再生装置及再生方法，由活化附加器、出料斗、摄像机、提炭罐、排气装置、控制柜、热电偶、加热片、炉堂、台板、台架、震荡器、机架、真空提炭装置、翻转传动装置和外壳组成。加热片由高电阻合金制成、活化附加器是一由进出口装置的耐压罐，加热片装在炉堂内，炉堂为耐热850℃以上的绝热材料。加热片的加热是通过二端接低电压大电流进行，活化温度在850-1000℃之间，具有对粉末炭也能再生，再生时间短，炭损少等优点。

Description

本发明是对用过的粉末状与颗粒状活性炭进行再生处理，恢复吸附性能的活性炭再生装置及再生方法。

经有关资料检索，目前还没有与本发明结构相同的旁热型活性炭再生装置及再生方法，目前对用过的活性炭再生，恢复其吸附能力主要有下述五种方法：

1、药剂洗脱的化学法。

2、利用生物作用的生物法。

3、加压至30-70kg/cm²，并在200-250℃温度下使吸附的有机物氧化分解的湿式氧化法。

4、用电解产生的氧使吸附物氧化分解的电化学法。

5、加热800-900℃高温下进行活化的加热法。

上述五种方法中，其中以加热法再生效果最佳，几乎对所有的有机物分解都有效，加热再生装置有许多种形式，目前国内外使用较多的有多层式、回转式、流化式、移动床式，这些炉型都燃烧煤气或石油气，间接或直接加热活性炭，并通入水蒸汽活化，且需在密闭条件下控制氧量，因而再生时间长，一般为1-6小时，炉体高达9-12米，再生中炭的损耗量为5-12％。

日本1980年3月发表的特许公报11606号介结中尾康三朗于1976年研制成功的“直接通电式活性炭再生装置”，美国1981年4月发表的4261857号专利说明书介绍了日本NaKao于1978年研制成功的“活性炭再生技术及设备”都是较先进的，其不足之处是该装置体型高大，构造复杂，再生时间长，能耗大，再生损失偏大，对粉末状的活性炭都无法再生。

我国CN85100619“用过的活性炭强制放电再生方法及装置”专利，该专利技术已由启东市活性炭设备厂实施，虽然能耗是目前活性炭再生设备中能耗较低的一种，再生炭损失率也较低，但其最大的不足之处是对40目以上的颗粒炭和粉末炭不能再生。

本发明的目的是克服目前活性炭再生设备的不足之处，提供一种对颗粒状活性炭能再生，对100目以上的粉末炭也能再生的旁热型活性炭再生装置及再生方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，旁热型活性炭再生装置由活化附加器、出料斗、摄像机、提炭罐、排气装置、控制柜、热电偶、加热片、炉堂、台板、台架、震荡器、机架、真空提炭装置、减速翻转传动装置及外壳组成，加热片由高电阻合金组成，如镍铬合金、铁铬铝合金；活化附加器是一有进口和出口装置的耐压罐。加热片装在炉堂内，炉堂为耐热850℃以上的绝热材料。用旁热型活性炭再生装置进行再生时加热片的加热是通过对加热片的二端接低电压大电流进行，活性炭在炉堂中得到干燥、焙烧、活化。活化温度为850-1000℃，当活性炭颗粒细度在100目以上时，活性炭的加热在真空状态下进行，当活性炭颗粒细度在100目以下时，活性炭的加热在不需与空气隔离状态下进行，也可在真空状态下进行加热。活化附架器装在外壳的壳架脚上，并与出料口相联，摄像机装在外壳壳顶的斜面上，提炭罐装在外壳壳顶的中间，真空提炭装置装在机架脚上，并用管路和提炭罐相联，排气装置装在外壳壳顶的另一斜面上，热电偶和加热片相联，并一起装在炉堂内，通过热电偶使炉堂内的温度控制在850-1000℃范围内，炉堂装在台板上面，震荡器装在台报下面的中央部位，台板通过弹簧支承装在台架上，台架通过转动轴(该转动轴和减速翻转传动装置相联)装在机架上，机架装在外壳内。控制柜通过线路与真空提炭装置、减速翻转传动装置、热电偶、震荡器及摄像机相联。

本发明与目前所用的活性炭再生设备相比，具有不仅对颗粒炭能再生，而且对颗粒细度100目以上的粉末炭也能再生，构造简单，体积小巧，再生效率高，炭损失少，操作及维修方便，基建费用低，节能显著，运行费用少。主要技术特性：①干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成；②再生时间4-10分钟；③再生温度850-1000℃；④再生捐耗率粉末炭小于5％，颗粒炭小于2％；⑤吸附恢复率为97-110％(以碘值计)；⑥能耗干炭(干基含水率为10％)耗电量0.18度电/公斤炭，湿炭(干基含水率为70％)耗电量0.7-0.8度电/公斤炭；⑦可随时起动或停炉；⑧不需要通入水蒸汽等括化气体；⑨再生操作全过程可实现自动控制。

附图是本发明的原理图和结构示意图，图1为本发明的工作原理图，图2为本发明的结构示意图。图1中T₁-T₃为晶闸管，L_B为大电流变压器，PA、PB、PC为加热片，M₁为真空提炭机构，F为活化附加器。I₇-I₉为电磁震荡器，HC为加热片温度自动调节器。图2中；1—活化附加器；2—出料斗；3—摄像机；4提炭罐； 5—排气装置；6—控制柜；7—热电偶；8—加热片；9—炉堂；10—台板；11—台架；12—震荡器；13—机架；14—真空提炭装置；15—减速翻转传动装置；16—外壳。

下面结合附图说明本发明的工作原理和工作情况。本发明的工作原理如下：如图1所示，三相电源经晶闸管T₁-T₃调整后送入大电流变压器L_B，转换成低压大电流，把该低压大电流接在加热片PA、PB、PC……升温并达到活化温度850-1000℃，用过的活性炭由真空提炭机构M₁提升进入料仓(即图2中的提炭罐4)，随后进入炉堂得到干燥、焙烧、活化，最后进入活化附加器进一步活化，全面恢复各种性能。

本发明的工作情况如下：如图2所示，先起动真空提炭装置14，把料箱内用过的活性炭提升进入提炭罐4，当提炭罐4中的进炭量达到炉堂内一次再生的炭量时自动将真空提炭装置14停机，然后将提炭罐4中的炭放入炉堂9内，这时对加热片8接通低电压大电流，使加热片8加热而温度升高，通过热电偶7测温并在控制柜的温度显示器上显示达850-1000℃范围内时，自动切断加热片8上的电源，(到底显示850-1000℃中那一温度时切断电源，视不同的活性炭，如果壳活性炭，木质活性炭，煤质活性炭再生所需的温度来进行调节)，然后起动减速翻转传动装置，将炉堂9旋转，使加热后的活性炭倒入出料斗2，并进入活化附加器1内，当加热的活性炭全部进入括化附加器1内时，把活化附加器1的进出口全部关闭，再通入一定量的水，由于活化附加器内的炭的温度很高，所以当水放入时马上汽化变成水蒸汽，由于活化附加器的进出口已关闭，所以其内部的压力较高，这时活性炭在该高压蒸汽下得到进一步活化，然后找开活化附加器的出口，将再生好的活性炭出料包装。

本发明在实施中活性炭再生时间的长短，与加热片8与活性炭的接触面积大小有关，为增加加热片8与活性炭的接触面积，可将加热片8做成盘形或其它曲线形状，要使一次再生的活性炭多些，可用多根加热片并联的方法来加大一次活性炭的再生量，加热片的材料用镍铬合金为好。

本发明所述的低电压大电流对加热片8加热，对于电阻值一定的加热片而言，其低电压大电流直接影响再生时间的长短，如我们在试验中，一加热片的电阻值为0.026欧姆，其电压为26V，当电流为1000A时，其再生时间为5分钟；电流为1100A时，其再生时间为4.5分钟，电流为1200A时，再生时间为4分钟。

在另一试验中，一加热片的电阻为0.035欧姆，其电压为30V，当电流为850A时，其再生时间为5分钟，当电流为900A时，其再生时间为4.7分钟，当电流为950A时，其再生时间为4.5分钟。当一加热片的电阻为0.018欧姆时，其电压为22V，当电流为1180A时，其再生时间为5分钟，电流为1250A时，其再生单为4.5分钟，电流为1300A时，其再生时间为4分钟。

本发明利用低电压大电流通过高电阻合金制成的加热片产生高温来焙烧活性炭，使其恢复吸附能力，其焦耳热与炭本身的导电性无关，在再生过程中利用活性炭焙烧后本身的余热使进入活化附加器1内的清水迅速汽化产生高压蒸汽，使活性炭进一步活化处理，而不直接通入水蒸汽，从而比通入水蒸汽节能，是目前理想的活性炭再生装置。

Claims (4)

1.一种旁热型活性炭再生装置，其特征在于包括：活化附加器、出料斗、摄像机、提炭罐、排气装置、控制柜、热电偶、加热片、炉堂、台板、台架、震荡器、机架、真空提炭装置、减速翻转传动装置及外壳，其中活化附加器装在外壳的壳架脚上，与出料斗的出料口相联，该活化附加器是有进口和出口装置的耐压罐，摄像机装在外壳壳顶的斜面上，提炭罐装在外壳壳顶的中间，真空提炭装置装在机架脚上，并用管路与提炭罐相联，排气装置装在外壳壳顶的另一个斜面上，热电偶和加热片相联，并一起装在炉堂内，加热片用高电阻合金制成，炉堂用耐热850℃以上的绝热材料制成，炉堂装在台板上面，震荡器装在台板下面的中央部位，台板通过弹簧支承在台架上，台架通过转动轴装在机架上，该转动轴和减速传动装置相联，机架装在外壳内，控制柜通过控制电路与真空提炭装置、减速传动装置、热电偶、震荡器及摄像机相联。

2.根据权利要求1所述的旁热型活性炭再生装置，其特征在于加热片由镍铬合金或铁铬铝合金制成。

2.一种采用权利要求1或2所述的旁热型活性炭再生装置的再生方法，其特征在于：起动真空提炭装置，把用过的活性炭从料箱提升进入提炭罐中，当提炭罐中的活性炭量达到炉堂内一次再生的炭量时，真空提炭装置停机，把提炭罐中的炭放入炉堂内，然后把加热片接通低电压大电流，对活性炭加热干燥、焙烧和活化，用与加热片相联的热电偶测温，当温度达850-1000℃时，自动切断加热片的电源，然后起动减速传动装置，将炉堂旋转，把加热后的活性炭倒入出料斗，并进入活化附加器内，当全部进入活化附加器时，把活化附加器的进出口全部关闭，再往其中通入一定量的水，该水气化成高压蒸汽，将活性炭在高压蒸汽下进一步活化，最后打开活化附加器出口，即得再生好的活性炭。

4.根据权利要求3所述的旁热型活性炭再生装置的再生方法，其特征在于：当活性炭颗粒的细度在100目以上时，活性炭的加热在真空状态下进行，当活性炭的细度在100目以下时，活性炭的加热可在不需与空气隔离的状态下进行，也可在真空状态下进行。

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