CN105289563A - 一种废活性炭再生处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废活性炭再生处理方法，它包括储存，预处理，热力制取，焙烧，后处理及包装，和预热处理等步骤。本发明通过大量实验筛选出最佳的活性炭再生处理工艺步骤。本发明生产出的再生活性炭，其吸附性能要达到原活性炭的95％～110％，强度基本不变，再生率可保持在90％以上，且在整个再生活化过程中，运用生物质颗粒燃烧炉设备，通过燃烧生物质燃料，为隧道窑炉中部的高温活化区提供充足的热力，有利于保证再生活性炭的产品质量，可极大地减少原材料损耗，经济效益和生态效益好。同时，该工艺科学合理、技术成熟、安全环保，且对环境不造成二次污染，变废为宝，可减少资源浪费和环境污染，具有重要的经济价值和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于资源利用技术领域，具体涉及一种废活性炭再生处理方法。
背景技术
活性炭因具有高度发达的孔隙结构和合适的比表面积，无毒无味，对有机物质有色分子具有很强的吸附能力，常被作为一种优良的吸附剂，广泛应用于医药、冶金、食品、化工、军事和环境保护等各个领域。近年来，随着人们社会环保意识的提高，活性炭在环境保护方面的需求量日益增多，被大量应用于城市供水净化、有害气体吸附、饮用水提纯和工业废水深度处理之中。然而，由于活性炭价格偏高，生产资源越来越紧缺，若将使用后的废活性炭采取焚烧、填埋等方式处理掉，势必会造成资源的严重浪费，同时也给环境带来一定的影响，极大地限制了活性炭的应用范围。因此，废活性炭的再生具有良好的发展趋势。所谓活性炭的再生，是指用运物理、化学或生物化学等方法在不破坏活性炭原有结构的前提下，对吸附饱和后失去活性的炭进行处理，恢复其吸附性能，达到重复使用的目的。
目前，国内外对颗粒活性炭和部分粉状活性炭的再生方法主要有加热再生法、化学药剂再生法、生物再生法、湿式催化氧化再生法、微波辐射再生法、电化学再生法等，其中，热再生法是应用最为广泛，工业上最成熟的一种再生方法。中国专利号为201310132176.8的发明专利公开了一种再生活性炭生产方法，该再生活性炭生产方法的再生活性炭活化阶段主要在高温焖烧炉内完成，自动化程度高，节约了人工成本。该生产方法虽然能够保证生产出的再生活性炭的杂质含量少，质量好，但也存在着不足之处，就整个再生过程而言，采用高温焖烧炉活化法对原材料的消耗量大，尤其是对燃料的消耗，通常要比使用多管炉活化法大近十倍，资源利用率不高，而且焖烧炉操作属高温作业，工人劳动强度大，炉内的强光对眼睛损害大。为此，由申请人向国家知识产权局专利局申请的专利号为201110063776.4的发明专利公开了一种稻麦秸秆及废弃物一体化环保节能活性炭炉(已授权)，在废活性炭再生处理方法流程中，采用该一体化环保节能活性炭炉(以下均称为“隧道窑炉”)代替焖烧炉，能极大地降低工人劳动强度，保证产品质量，提高再生效率，达到节能减排的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服以上不足，提供一种废活性炭再生处理方法，该再生处理方法是采用加热再生的原理来实现的，属物理法活化再生范畴，区别于中国专利号为201310132176.8的发明专利公开的一种再生活性炭生产方法，本工艺的再生活化阶段主要是在隧道窑炉内完成，利用隧道窑炉代替高温焖烧炉，能极大地减少原材料与燃料的消耗，有利于资源的充分利用，且通过外接显像电子设备对炉内的情况进行实时监测与控制，避免了工人直接通过肉眼观察炉内火光，而对眼睛造成损害等问题。该工艺科学合理、技术成熟、安全环保，且对环境不造成二次污染，具有重要的经济价值和社会价值。
技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
一种废活性炭再生处理方法，其包括以下步骤：
(1)储存
将袋装的废活性炭料放入标准原料仓库内进行密闭储存，放置时间为2～3周；所述标准原料仓库通过抽真空机抽出库内的气体使仓库内呈微负压；在标准原料仓库的上方设有吸风口与抽风机，由抽风机将库内散发的废气经吸风口抽至废气收集仓；在标准原料仓库的底部设有导液沟与渗滤液收集池；
(2)预处理
将经过上述步骤(1)储存放置后的袋装废活性炭料移入微负压预处理仓库，开袋后将废活性炭填入燃烧罐，并将填好后的燃烧罐有序叠码在窑车上；所述燃烧罐由耐火材料烧制而成；预处理仓库的上方设有吸风口与抽风机，由抽风机将库内散发的废气经吸风口抽至废气收集仓；
(3)热力制取
选用生物质燃料，通过燃烧设备分段为隧道窑炉高温活化区提供热力供源；
(4)焙烧
将上述步骤(2)中载满原料罐的窑车推入隧道窑炉，进入焙烧处理；所述窑炉两端设有密闭门，当窑车推进或推出后自动密闭炉门；整个焙烧阶段包括干燥阶段、炭化阶段、活化阶段和冷却阶段；
干燥阶段：将窑车推至隧道窑炉前部的低、中温区，控制温度在300～700℃，干燥时间为5～7小时；
炭化阶段：干燥阶段完成后，将窑车向前推送至隧道窑炉中部的高温区，由上述步骤(3)所提高的热力供源，持续升温，控制炉内温度在800～1100℃，炭化时间为6～10小时；
活化阶段：炭化阶段完成后，将窑车向前推送至隧道窑炉中部点燃段，仍采用步骤(3)所提供的热力供源，使隧道窑炉内温度保持在1200～1300℃，活化时间为8～10小时；
冷却阶段：活化阶段完成后，将窑车向前推送至隧道窑炉尾部的冷却区，冷却时间为3～5小时，使耐火燃烧罐内的活性炭逐渐降温，并按序推送至窑炉尾部出口，准备出炉；
(5)后处理及包装
将上述步骤(4)出炉冷却后的活性炭通过窑车输送至装卸平台，倒罐卸料，经送风系统送入容器内混合，并进行过磅分装制备得到再生活性炭成品。
作为优选方案，以上所述的废活性炭再生处理方法，步骤(1)和步骤(2)收集仓中的废气和步骤(4)隧道窑炉中部高温区产生的烟气引入到隧道窑炉中部的点燃段，可以节省燃料，综合利用能源，节能环保。
作为优选方案，以上所述的废活性炭再生处理方法，步骤(4)隧道窑炉尾部冷却区产生的烟气全部引入燃烧室充分燃烧，然后将燃烬后的烟气送入冷却器中，由冷却器夹套中的水吸收烟气热量，使烟气冷却，再将冷却后的烟气送入粉末活性炭吸附装置中，对烟气中的余量有机物进行混合吸附，将吸附饱和后的活性炭进行回收，并用于二次再生，烟气被混合吸附后再次经水幕除尘，同时通过酸碱处理，待各项指标参数达标后，通过烟囱排放。
作为优选方案，以上所述的废活性炭再生处理方法，步骤(3)中所述的燃烧设备为生物质颗粒燃烧炉。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明通过大量实验筛选出最佳的活性炭再生处理工艺步骤。本发明生产出的再生活性炭，其吸附性能要达到原活性炭的95％～110％，强度基本不变，再生率可保持在90％以上，且在整个再生活化过程中，运用生物质颗粒燃烧炉设备，通过燃烧生物质燃料，为隧道窑炉中部的高温活化区提供充足的热力，有利于保证再生活性炭的产品质量，可极大地减少原材料损耗，经济效益和生态效益好。同时，该工艺科学合理、技术成熟、安全环保，且对环境不造成二次污染，具有重要的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明所述的废活性炭再生工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
如图1所示。本实施例所述的一种废活性炭再生工艺，依次包括以下步骤：
(1)储存
通过可移动式输送带或人工搬运的方式将袋装的废活性炭料放入标准原料仓库内进行密闭储存，放置时间为3周；所述标准原料仓库通过抽真空机抽出库内的气体使仓库内呈微负压；在标准原料仓库的上方设有吸风口与抽风机，由抽风机将库内散发的废气经吸风口抽至废气收集仓；在标准原料仓库的底部设有一定斜度的导液沟与渗滤液收集池；
(2)预处理
将经过上述步骤(1)储存放置后的袋装废活性炭料移入微负压预处理仓库，人工开袋后将废活性炭填入燃烧罐，并将填好后的原料罐有序叠码在窑车上，所述燃烧罐由耐火材料烧制而成；在预处理仓库的上方也也设有吸风口与抽风机，由抽风机将库内散发的废气经吸风口抽至废气收集仓；
(3)热力制取
燃料选用生物质燃料，通过生物质颗粒燃烧炉分段为焚烧炉及隧道窑炉高温活化区提供热力供源；
(4)焙烧
将上述步骤(2)中载满原料罐的窑车推入隧道窑炉，进入焙烧处理；所述窑炉两端设有密闭门，当窑车推进或推出后自动密闭炉门；整个焙烧阶段包括干燥阶段、炭化阶段、活化阶段和冷却阶段；
干燥阶段：将窑车推至窑炉前部的低、中温区，控制温度在650～700℃，干燥时间为6小时；主要目的：将废活性炭的孔隙打开，使炭粒内吸附的水分蒸发和部分低沸点的有机物挥发；
炭化阶段：干燥阶段完成后，将窑车向前推送至窑炉中部的高温区，由上述步骤(3)所提高的热力供源，持续升温，控制炉内温度在1050～1100℃，炭化时间为8小时；主要目的：将炭粒内的高沸点的不同有机物分别以挥发、分解、炭化、氧化等形式从活性炭的基质上消除；
活化阶段：炭化阶段完成后，将窑车向前推送至窑炉中部点燃段，仍采用步骤(3)所提供的热力供源，使炉内温度保持在1200℃，活化时间为9小时；主要目的：使活性炭的微孔、中孔和大孔全部打开，恢复其吸附性能；
冷却阶段：活化阶段完成后，将窑车向前推送至窑炉尾部的冷却区，让耐火燃烧罐内的活性炭逐渐降温，并按序推送至窑炉尾部出口，等待出炉，冷却时间为4小时；
(5)后处理及包装
将上述步骤(4)出炉冷却后的活性炭通过窑车进入装卸平台，倒罐卸料，经风送系统送入容器内混合，并进行过磅分装制备得到再生活性炭成品。
(6)尾气处理与粉末混合吸附
步骤(1)和步骤(2)收集仓中的废气和步骤(4)隧道窑炉中部高温区产生的烟气引入到隧道窑炉中部的点燃段，可以节省燃料，综合利用能源，节能环保。
将步骤(4)隧道窑炉尾部冷却区产生的烟气全部引入燃烧室充分燃烧，然后将燃烬后的烟气送入冷却器中，由冷却器夹套中的水吸收烟气热量，使烟气冷却，再将冷却后的烟气送入粉末活性炭吸附装置中，对烟气中的余量有机物进行混合吸附，将吸附饱和后的活性炭进行回收，并用于二次再生，烟气被混合吸附后再次经水幕除尘，同时通过酸碱处理，待各项指标参数达标后，通过烟囱排放。
本发明提供的废活性炭再生工艺，步骤(4)为再生工艺中最关键的环节，本发明通过大量实验筛选干燥、炭化、活化、冷却四个阶段的最佳工艺参数，在优选的条件下经过干燥、炭化、活化、冷却四个阶段所活化再生的活性炭吸附性能最佳，性能检测结果表明，其吸附能力可达到原活性炭的105％以上，同时能够保证合理的能耗，具有重要的经济价值和环境保护意义。
实施例2：
本实施例所述的一种废活性炭再生工艺，依次包括以下步骤：
(1)储存
通过可移动式输送带或人工搬运的方式将袋装的废活性炭料放入标准原料仓库内进行密闭储存，放置时间为3周；所述标准原料仓库通过抽真空机抽出库内的气体使仓库内呈微负压；在标准原料仓库的上方设有吸风口与抽风机，由抽风机将库内散发的废气经吸风口抽至废气收集仓；在标准原料仓库的底部设有一定斜度的导液沟与渗滤液收集池；
(2)预处理
将经过上述步骤(1)储存放置后的袋装废活性炭料移入微负压预处理仓库，人工开袋后将废活性炭填入燃烧罐，并将填好后的原料罐有序叠码在窑车上，所述燃烧罐由耐火材料烧制而成；在预处理仓库的上方也也设有吸风口与抽风机，由抽风机将库内散发的废气经吸风口抽至废气收集仓；
(3)热力制取
燃料选用生物质燃料，通过生物质颗粒燃烧炉分段为焚烧炉及隧道窑炉高温活化区提供热力供源；
(4)焙烧
将上述步骤(2)中载满原料罐的窑车推入隧道窑炉，进入焙烧处理；所述窑炉两端设有密闭门，当窑车推进或推出后自动密闭炉门；整个焙烧阶段包括干燥阶段、炭化阶段、活化阶段和冷却阶段；
干燥阶段：将窑车推至窑炉前部的低、中温区，控制温度在450～650℃，干燥时间为5小时；主要目的：将废活性炭的孔隙打开，使炭粒内吸附的水分蒸发和部分低沸点的有机物挥发；
炭化阶段：干燥阶段完成后，将窑车向前推送至窑炉中部的高温区，由上述步骤(3)所提高的热力供源，持续升温，控制炉内温度在900～1050℃，炭化时间为6小时；主要目的：将炭粒内的高沸点的不同有机物分别以挥发、分解、炭化、氧化等形式从活性炭的基质上消除；
活化阶段：炭化阶段完成后，将窑车向前推送至窑炉中部点燃段，仍采用步骤(3)所提供的热力供源，使炉内温度保持在1180℃，活化时间为8小时；主要目的：使活性炭的微孔、中孔和大孔全部打开，恢复其吸附性能；
冷却阶段：活化阶段完成后，将窑车向前推送至窑炉尾部的冷却区，让耐火燃烧罐内的活性炭逐渐降温，并按序推送至窑炉尾部出口，等待出炉，冷却时间为3小时；
(5)后处理及包装
将上述步骤(4)出炉冷却后的活性炭通过窑车进入装卸平台，倒罐卸料，经风送系统送入容器内混合，并进行过磅分装；制备得到再生活性炭成品；
(6)尾气处理与粉末混合吸附
将步骤(1)和步骤(2)收集仓中的废气和步骤(4)隧道窑炉中部高温区产生的烟气引入到隧道窑炉中部的点燃段，可以节省燃料，综合利用能源，节能环保。
将步骤(4)隧道窑炉尾部冷却区产生的烟气全部引入燃烧室充分燃烧，然后将燃烬后的烟气送入冷却器中，由冷却器夹套中的水吸收烟气热量，使烟气冷却，再将冷却后的烟气送入粉末活性炭吸附装置中，对烟气中的余量有机物进行混合吸附，将吸附饱和后的活性炭进行回收，并用于二次再生，烟气被混合吸附后再次经水幕除尘，同时通过酸碱处理，待各项指标参数达标后，通过烟囱排放。
本实施例生产得到的再生活性炭，性能检测结果表明，其吸附性能为原活性炭的96％左右，但能耗最低。当对所需活性炭质量要求不高时采用该再生工艺，能最大限度地降低原材料与燃料的消耗，节约生产成本。
实施例3
本实施例所述的一种废活性炭再生工艺，依次包括以下步骤：
(1)储存
通过可移动式输送带或人工搬运的方式将袋装的废活性炭料放入标准原料仓库内进行密闭储存，放置时间为2周；所述标准原料仓库通过抽真空机抽出库内的气体使仓库内呈微负压；在标准原料仓库的上方设有吸风口与抽风机，由抽风机将库内散发的废气经吸风口抽至废气收集仓；在标准原料仓库的底部设有一定斜度的导液沟与渗滤液收集池；
(2)预处理
将经过上述步骤(1)储存放置后的袋装废活性炭料移入微负压预处理仓库，人工开袋后将废活性炭填入燃烧罐，并将填好后的原料罐有序叠码在窑车上，所述燃烧罐由耐火材料烧制而成；在预处理仓库的上方也也设有吸风口与抽风机，由抽风机将库内散发的废气经吸风口抽至废气收集仓；
(3)热力制取
燃料选用生物质燃料，通过生物质颗粒燃烧炉分段为焚烧炉及隧道窑炉高温活化区提供热力供源；
(4)焙烧
将上述步骤(2)中载满原料罐的窑车推入隧道窑炉，进入焙烧处理；所述窑炉两端设有密闭门，当窑车推进或推出后都会自动密闭炉门；整个焙烧阶段包括干燥阶段、炭化阶段、活化阶段和冷却阶段；
干燥阶段：将窑车推至窑炉前部的低、中温区，控制温度在350～550℃，干燥时间为7小时；主要目的：将废活性炭的孔隙打开，使炭粒内吸附的水分蒸发和部分低沸点的有机物挥发；
炭化阶段：干燥阶段完成后，将窑车向前推送至窑炉中部的高温区，由上述步骤(3)所提高的热力供源，持续升温，控制炉内温度在850～1020℃，炭化时间为10小时；主要目的：将炭粒内的高沸点的不同有机物分别以挥发、分解、炭化、氧化等形式从活性炭的基质上消除；
活化阶段：炭化阶段完成后，将窑车向前推送至窑炉中部点燃段，仍采用步骤(3)所提供的热力供源，使炉内温度保持在1250℃，活化时间为10小时；主要目的：使活性炭的微孔、中孔和大孔全部打开，恢复其吸附性能；
冷却阶段：活化阶段完成后，将窑车向前推送至窑炉尾部的冷却区，让耐火燃烧罐内的活性炭逐渐降温，并按序推送至窑炉尾部出口，等待出炉，冷却时间为5小时；
(5)后处理及包装
将上述步骤(4)出炉冷却后的活性炭通过窑车进入装卸平台，倒罐卸料，经风送系统送入容器内混合，并进行过磅分装；制备得到再生活性炭成品；
(6)尾气处理与粉末混合吸附
将上述步骤(1)、(2)抽至废气收集仓中的废气、步骤(4)由隧道窑炉中部高温区产生的烟气一并引入焚烧炉处理；将步骤(4)由隧道窑炉尾部冷却区产生的烟气全部引入燃烧室充分燃烧，然后将燃烬后的烟气送入冷却器中，由冷却器夹套中的水吸收烟气热量，使烟气冷却，再将冷却后的烟气送入粉末活性炭吸附装置中，对烟气中的余量有机物进行混合吸附，吸附饱和后的活性炭进行回收并用于二次再生，烟气被混合吸附后再次经水幕除尘，同时通过酸碱处理，待各项指标参数达标后，方可通过烟囱排放。
本实施例生产得到的再生活性炭产品质量最好，性能检测结果表明，其吸附性能高，能达到为原活性炭的110％左右，但能耗稍高，当对所需活性炭质量要求较高时采用该再生工艺。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种废活性炭再生处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)储存
将袋装的废活性炭料放入标准原料仓库内进行密闭储存，放置时间为2～3周；所述标准原料仓库通过抽真空机抽出库内的气体使仓库内呈微负压；在标准原料仓库的上方设有吸风口与抽风机，由抽风机将库内散发的废气经吸风口抽至废气收集仓；在标准原料仓库的底部设有导液沟与渗滤液收集池；
(2)预处理
将经过上述步骤(1)储存放置后的袋装废活性炭料移入微负压预处理仓库，开袋后将废活性炭填入燃烧罐，并将填好后的燃烧罐有序叠码在窑车上；所述燃烧罐由耐火材料烧制而成；预处理仓库的上方设有吸风口与抽风机，由抽风机将库内散发的废气经吸风口抽至废气收集仓；
(3)热力制取
选用生物质燃料，通过燃烧设备分段为隧道窑炉高温活化区提供热力供源；
(4)焙烧
将上述步骤(2)中载满原料罐的窑车推入隧道窑炉，进入焙烧处理；所述窑炉两端设有密闭门，当窑车推进或推出后自动密闭炉门；整个焙烧阶段包括干燥阶段、炭化阶段、活化阶段和冷却阶段；
干燥阶段：将窑车推至隧道窑炉前部的低、中温区，控制温度在300～700℃，干燥时间为5～7小时；
炭化阶段：干燥阶段完成后，将窑车向前推送至隧道窑炉中部的高温区，由上述步骤(3)所提高的热力供源，持续升温，控制炉内温度在800～1100℃，炭化时间为6～10小时；
活化阶段：炭化阶段完成后，将窑车向前推送至隧道窑炉中部点燃段，仍采用步骤(3)所提供的热力供源，使隧道窑炉内温度保持在1200～1300℃，活化时间为8～10小时；
冷却阶段：活化阶段完成后，将窑车向前推送至隧道窑炉尾部的冷却区，冷却时间为3～5小时，使耐火燃烧罐内的活性炭逐渐降温，并按序推送至窑炉尾部出口，准备出炉；
(5)后处理及包装
将上述步骤(4)出炉冷却后的活性炭通过窑车输送至装卸平台，倒罐卸料，经送风系统送入容器内混合，并进行过磅分装制备得到再生活性炭成品。
2.根据权利要求1所述的废活性炭再生处理方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)收集仓中的废气和步骤(4)隧道窑炉中部高温区产生的烟气引入到隧道窑炉中部的点燃段。
3.根据权利要求1所述的废活性炭再生处理方法，其特征在于：步骤(4)隧道窑炉尾部冷却区产生的烟气全部引入燃烧室充分燃烧，然后将燃烬后的烟气送入冷却器中，由冷却器夹套中的水吸收烟气热量，使烟气冷却，再将冷却后的烟气送入粉末活性炭吸附装置中，对烟气中的余量有机物进行混合吸附，将吸附饱和后的活性炭进行回收，并用于二次再生，烟气被混合吸附后再次经水幕除尘，同时通过酸碱处理，待各项指标参数达标后，通过烟囱排放。
4.根据权利要求1所述的废活性炭再生处理方法，其特征在于：步骤(3)中所述的燃烧设备为生物质颗粒燃烧炉。
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2015
- 2015-12-02 CN CN201510872575.7A patent/CN105289563B8/zh not_active Expired - Fee Related
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