CN106178820A - 活性炭再生系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种活性炭再生系统。所述活性炭再生系统包括：气体产生器，用于产生解吸气体；加热装置，用于加热所述解吸气体；第一管路，所述第一管路依次串联所述气体产生器和所述加热装置并在其末端具有第一连接口；第二管路，所述第二管路在其始端具有第二连接口；气体处理装置，所述气体处理装置位于所述第二管路上；移动平台，所述气体产生器、所述加热装置以及所述气体处理装置均安装在所述移动平台上。根据本发明的活性炭再生系统，对位置固定的活性炭罐进行现场再生，省去更换作为危险废物的达到使用寿命的活性炭的过程，降低了安全风险，进而免去了运输该危险废物的运输风险，同时更环保。

Description

活性炭再生系统
技术领域
本发明涉及环保领域，更具体地，涉及一种活性炭再生系统。
背景技术
挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOC)对人体健康具有很大的危害，其可以刺激人的眼睛和呼吸道，使皮肤过敏，使人产生头痛、咽痛与乏力，其中还包含了很多致癌物质。
目前用来处理VOC排放的一次性活性炭技术，大量应用于喷涂、医药、印刷等行业。现有的一次性活性炭技术在活性炭达到使用寿命后需要更换并装填新炭。根据新的环保法规的要求使用后的活性炭属于危险废物，其运输处理均需要监管，并且使用后的活性炭在取出和运行过程中均存在安全风险。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种活性炭再生系统，用于对已经达到使用寿命的活性炭进行再生。
根据本发明提供的一种活性炭再生系统，包括：
气体产生器，用于产生解吸气体；
加热装置，用于加热所述解吸气体；
第一管路，所述第一管路依次串联所述气体产生器和所述加热装置并在其末端具有第一连接口；
第二管路，所述第二管路在其始端具有第二连接口；
气体处理装置，所述气体处理装置位于所述第二管路上；
移动平台，所述气体产生器、所述加热装置以及所述气体处理装置均安装在所述移动平台上。
优选地，所述活性炭再生系统还包括：
待再生的第一活性炭罐，所述第一活性炭罐位置固定，
所述第一活性炭罐的一端与所述第一连接口连接，另一端与所述第二连接口连接。
优选地，所述活性炭再生系统还包括：
风机，所述风机设置在所述第一管路上，并且位于所述气体产生器与所述加热装置之间。
优选地，所述气体发生器为氮气发生器，所述解吸气体为氮气。
优选地，所述第一活性炭罐为处理挥发性有机物(VOC)的活性炭罐，所述氮气通过所述第一管路进入所述第一活性炭罐，解吸后变为含VOC气体通过所述第二管路进入所述气体处理装置。
优选地，所述加热装置包括：
换热器，所述换热器位于所述第一管路上，所述氮气经过所述换热器；
焚烧炉，所述焚烧炉产生热介质；
热介质管路，所述热介质管路一端与所述焚烧炉连接，另一端与所述换热器连接，所述热介质通过所述热介质管路到达所述换热器；
排气管路，所述排气管路一端与所述换热器连接，另一端与空气连接；
其中，所述热介质在所述换热器内加热经过所述换热器的所述氮气，完成加热后的所述热介质通过所述排气管路排到空气中。
优选地，所述加热装置还包括：
燃料储罐，所述燃料储罐内储有燃料；
燃料管路，所述燃料管路一端与所述燃料储罐连接，另一端与所述焚烧炉连接，所述燃料通过所述燃油管路到达所述焚烧炉。
优选地，所述加热装置还包括：
热旁路管路，所述热旁路管路一端与所述热介质管路连通，另一端与所述排气管路连接。
优选地，所述气体处理装置包括：
冷凝器，所述冷凝器位于所述第二管路上，所述含VOC气体在所述冷凝器中分为含VOC液体和氮气；
储液罐，所述储液罐与所述冷凝器相连，所述含VOC液体进入所述储液罐中；
液体管路，所述液体管路一端与所述储液槽连接，另一端与所述焚烧炉连接，所述含VOC液体通过所述液体管路到达所述焚烧炉内供给燃烧；
回收管路，所述回收管路一端与所述冷凝器连接，另一端连接于所述第一管路上且位于所述风机的上游，所述冷凝器中的氮气通过所述回收管路进入所述第一管路。
优选地，所述气体处理装置还包括：
第二活性炭罐，所述第二活性炭罐与所述储液罐相连，用于吸收所述储液罐工作产生的呼吸气中的VOC。
优选地，所述活性炭再生系统还包括：
排氧管路，所述排氧管路的一端与所述回收管路连接，另一端与所述排气管路连接；
氧含量检测装置，所述氧含量检测装置设置在所述排氧管路上；
阀门，所述阀门设置在所述排氧管路上。
优选地，所述活性炭再生系统还包括：
电加热器，所述电加热器设置在所述第一管路上，并且位于所述风机下游。
优选地，所述活性炭再生系统还包括：
发电机，所述发电机安装在所述移动平台上，并且所述发电机为所述氮气发生器、所述风机、所述电加热器、所述焚烧炉以及所述冷凝器提供电力。
优选地，所述活性炭再生系统还包括：
发电回收模块，所述发电回收模块设置在所述排气管路上。
优选地，所述移动平台为运输车。
根据本发明的活性炭再生系统，对位置固定的活性炭罐进行现场再生，省去更换作为危险废物的达到使用寿命的活性炭的过程，降低了安全风险，进而免去了运输该危险废物的运输风险，同时更环保。整个活性炭再生系统无需其他配套设备，自发电，且包括发电回收模块，更节能。整个系统在活性炭再生的过程中无二次污染的出现，真正实现了VOC的零排放。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出根据本发明具体实施例的活性炭再生系统的工艺流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“A直接在B上面”或“A在B上面并与之邻接”的表述方式。在本申请中，“A直接位于B中”表示A位于B中，并且A与B直接邻接。
本发明提供了一种活性炭再生系统，其包括：气体产生器，用于产生解吸气体；加热装置，用于加热所述解吸气体；第一管路，所述第一管路依次串联所述气体产生器和所述加热装置并在其末端具有第一连接口；第二管路，所述第二管路在其始端具有第二连接口；气体处理装置，所述气体处理装置位于所述第二管路上；移动平台，所述气体产生器、所述加热装置以及所述气体处理装置均安装在所述移动平台上。根据本发明的活性炭再生系统，对位置固定的活性炭罐进行现场再生，省去更换作为危险废物的达到使用寿命的活性炭的过程，降低了安全风险，进而免去了运输该危险废物的运输风险，同时更环保。
图1示出根据本发明具体实施例的活性炭再生系统的工艺流程图。本实施例中的活性炭再生系统包括：第一管路101、第二管路102、气体产生器103、加热装置、气体处理装置以及移动平台(未绘示)。所述气体产生器103用于产生解吸气体，所述加热装置用于加热所述解吸气体，所述第一管路101依次串联所述气体产生器103和所述加热装置并在其末端具有第一连接口，所述第二管路102在其始端具有第二连接口，所述气体处理装置位于所述第二管路102上，所述气体产生器103、所述加热装置以及所述气体处理装置均安装在所述移动平台上。
移动平台可以是运输车，气体产生器103、所述加热装置、所述气体处理装置等都设置在所述运输车上，使得所述活性炭再生系统为移动式，可以对处在不同位置的含待再生活性炭设备进行再生。
本实施例中的活性炭再生系统还包括：待再生的第一活性炭罐201，所述第一活性炭罐201可以是固定在化工生产现场的，所述第一活性炭罐201的一端与所述第一管路101的所述第一连接口连接，另一端与所述第二管路102的所述第二连接口连接。
气体发生器103可以是氮气发生器，所述氮气发生器使用膜分离技术对空气中的氮气进行提纯，提纯后的气体即解吸气体的氮气含量达到95％以上，解吸气体的主要成分为氮气，下文中将所述解吸气体称为氮气。所述第一活性炭罐201可以是处理挥发性有机物(VOC)的活性炭罐，其位置固定，活性炭再生系统还可以包括：尾气管路202，第一阀门203、紫外灯系统204、达标排放管路205、以及第二阀门206，所述第一阀门203设置在所述尾气管路202上，所述第二阀门206设置在所述达标排放管路205上，尾气管路202中的含VOC尾气进入所述第一活性炭罐201，所述第一活性炭罐201中具有的活性炭为多孔固体，所述含VOC尾气与所述多孔固体接触时，其中的VOC在所述多孔固体的表面积蓄，从而实现所述第一活性炭罐201对所述含VOC尾气中的VOC的吸附，经过吸附的所述含VOC尾气变为达标尾气，通过所述紫外灯系统203检验达标后从所述排放管路204排出。所述活性炭再生系统对所述第一活性炭罐201再生时，所述氮气通过所述第一管路101进入所述第一活性炭罐201，将所述活性炭上的VOC解吸后变为含VOC气体通过所述第二管路102进入所述气体处理装置。可以理解的是，所述气体发生器103不限于是氮气发生器，相应地，所述解吸气体不限于氮气，还可以是其他不与活性炭以及VOC发生化学反应的气体。
所述活性炭再生系统还包括：风机104，所述风机104设置在所述第一管路101上，并且位于所述气体产生器103的下游、所述加热装置的上游。本领域技术人员可以理解，所述风机104也可以替换为其他气体输送装置。
本实施例中，所述加热装置包括：换热器105、焚烧炉106、热介质管路109、排气管路111，所述换热器105位于所述第一管路101上，所述氮气经过所述换热器105，所述焚烧炉106产生热介质，所述热介质管路109的一端与所述焚烧炉106连接，另一端与所述换热器105连接，所述热介质通过所述热介质管路109到达所述换热器105，所述排气管路111的一端与所述换热器105连接，另一端与空气连接，所述热介质在所述换热器105内加热经过所述换热器105的所述氮气，完成加热后的所述热介质为洁净气体，通过所述排气管路111排到空气中。
本实施例中，所述加热装置还包括：燃料储罐107、燃料管路108、热旁路管路110，所述燃料储罐107内储有燃料，所述燃料可以是本实施例活性炭再生系统自带的压缩天然气(Compressed Natural Gas，CNG)、柴油、或者其他公知的燃料，所述燃料管路108一端与所述燃料储罐107连接，另一端与所述焚烧炉106连接，所述燃料储罐107内的燃料可以通过所述燃油管路107到达所述焚烧炉106供给燃烧，所述热旁路管路110的一端与所述热介质管路109连通，另一端与所述排气管路111连接，其作用是通过设置从而将所述换热器105内加热氮气的温度稳定在预定值。
本实施例中，所述气体处理装置包括：冷凝器112、储液罐113、液体管路114、回收管路115，所述冷凝器112位于所述第二管路上，所述冷凝器112可以是制冷压缩机、散热器、冷却器或其他公知的冷凝器，所述含VOC气体在所述冷凝器中经过冷却，分为含VOC液体和氮气(指主要成分为氮气)，所述储液罐113与所述冷凝器112相连，所述含VOC液体进入所述储液罐113中，所述液体管路114的一端与所述储液槽113连接，另一端与所述焚烧炉106连接，所述含VOC液体通过所述液体管路114到达所述焚烧炉106内供给燃烧，所述回收管路115的一端与所述冷凝器112连接，另一端连接于所述第一管路101上且位于所述风机104的上游、所述气体产生器103的下游，所述冷凝器112中的氮气通过所述回收管路115进入所述第一管路101。
本实施例中，所述气体处理装置还包括：第二活性炭罐116，所述第二活性炭罐116与所述储液罐113相连，用于吸收所述储液罐113工作产生的呼吸气中的VOC，防止VOC排放到空气中造成二次污染。所述第二活性炭罐116通常为容积小于所述第一活性炭罐201的小型车载活性炭罐，使得其运输方便，但可以理解的是，其大小不受限此，可以根据实际需要设计任意大小的所述第二活性炭罐116。
进一步地，本实施例的活性炭再生系统还包括：排氧管路117、氧含量检测装置118、第三阀门119，所述排氧管路117的一端与所述回收管路115连接，另一端与所述排气管路111连接，所述氧含量检测装置118以及所述第三阀门119设置在所述排氧管路111上。所述第三阀门119打开时，所述回收管路115通过所述排氧管路117与所述排气管路111连通，反之，所述第三阀门119关闭时，所述回收管路115与所述排气管路111之间断开连接。
本实施例的活性炭再生系统还包括：电加热器120，所述电加热器120设置在所述第一管路101上，并且位于所述风机104下游，其用于防止温度波动，使得加热的所述氮气的温度更加稳定。
本实施例的活性炭再生系统还包括：发电机121，所述发电机121安装在所述运输车上，即车载发电机，并且所述发电机121为所述氮气发生器103、所述风机104、所述电加热器120、所述焚烧炉106以及所述冷凝器112提供电力。进一步地，所述活性炭再生系统还包括：发电回收模块122，所述发电回收模块122设置在所述排气管路111上，利用经过所述换热器105并完成对所述氮气加热的所述热介质的余热进行回收发电。图1中，电连接关系通过虚线示出。
下面将详述本实施例的活性炭再生系统对待再生的所述第一活性炭罐201的再生过程。
图1中，为清楚说明，采用点划线框将所述活性炭再生系统划分为两个部分：移动部分100和固定部分200，所述移动部分100包括的设备位于所述运输车上，所述固定部分200包括的设备位于化工生产现场，其位置固定，所述移动部分100可以随着运输车移动，从而方便对不同位置的所述固定部分200包括的所述第一活性炭罐201进行再生。所述第一活性炭罐201中的活性炭在吸附一定量VOC达到使用寿命后，关闭所述尾气管路202上的所述第一阀门203以及所述达标排放管路205上的所述第二阀门206，同时，将所述第一活性炭罐201的一端与所述第一管路101的所述第一连接口连接，另一端与所述第二管路102的所述第二连接口连接。首先利用常温的氮气对所述第一活性炭罐201进行除氧，打开所述排氧管路117上的所述第三阀门119，所述氮气产生器103产生的氮气利用风机104提供的动力经过换热器105进入所述第一活性炭罐201，此时不对所述氮气加热，所述氮气携带所述第一活性炭罐201内的氧气依次经过所述第二管路102、所述冷凝器112、所述回收管路115、所述排氧管路117以及所述排气管路111排放到空气中，所述排氧管路117上设置的所述氧含量检测装置118对经过的气体进行检测，当氧含量低于8％时，关闭所述第三阀门，排氧完成。接着，所述焚烧炉106燃烧产生的热介质通过所述热介质管路109到达所述换热器105，在所述换热器105内与氮气换热从而加热所述氮气，同时设置所述热旁路管路110使得所述氮气的温度被加热至预定温度，例如220摄氏度。加热的所述氮气进入所述第一活性炭罐201内将吸附在活性炭上的VOC解吸并携带走，变为含VOC气体，所述含VOC气体通过所述第二管路102进入所述冷凝器112，设置冷却温度为预定值，例如0到5摄氏度，所述含VOC气体变为含VOC液体和氮气，其中氮气通过所述回收管路115进入所述第一管路101继续使用，含VOC液体进入所述储液罐113，所述储液罐113工作中产生呼吸气，所述第二活性炭罐116对所述储液罐113呼吸气中的VOC进行吸附，防止二次污染，所述储液罐113中的含VOC液体通过所述液体管路114进入所述焚烧炉106供给燃烧，其燃烧后生成二氧化碳和水通过所述排气管路111排出。设置在所述第一管路101上的电加热器120用于保证加热所述氮气的温度的稳定性。设置在所述排气管路111上的发电回收模块204利用完成换热的所述热介质的余热进行回收发电。所述发电机121为所述氮气发生器103、所述风机104、所述电加热器120、所述焚烧炉106以及所述冷凝器112提供电力。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (15)

1.一种活性炭再生系统，其特征在于，包括：
气体产生器，用于产生解吸气体；
加热装置，用于加热所述解吸气体；
第一管路，所述第一管路依次串联所述气体产生器和所述加热装置并在其末端具有第一连接口；
第二管路，所述第二管路在其始端具有第二连接口；
气体处理装置，所述气体处理装置位于所述第二管路上；
移动平台，所述气体产生器、所述加热装置以及所述气体处理装置均安装在所述移动平台上。
2.根据权利要求1所述的活性炭再生系统，其特征在于，还包括：
待再生的第一活性炭罐，所述第一活性炭罐位置固定，
所述第一活性炭罐的一端与所述第一连接口连接，另一端与所述第二连接口连接。
3.根据权利要求2所述的活性炭再生系统，其特征在于，还包括：
风机，所述风机设置在所述第一管路上，并且位于所述气体产生器与所述加热装置之间。
4.根据权利要求3所述的活性炭再生系统，其特征在于，所述气体发生器为氮气发生器，所述解吸气体为氮气。
5.根据权利要求4所述的活性炭再生系统，其特征在于，所述第一活性炭罐为处理挥发性有机物(VOC)的活性炭罐，所述氮气通过所述第一管路进入所述第一活性炭罐，解吸后变为含VOC气体通过所述第二管路进入所述气体处理装置。
6.根据权利要求5所述的活性炭再生系统，其特征在于，所述加热装置包括：
换热器，所述换热器位于所述第一管路上，所述氮气经过所述换热器；
焚烧炉，所述焚烧炉产生热介质；
热介质管路，所述热介质管路一端与所述焚烧炉连接，另一端与所述换热器连接，所述热介质通过所述热介质管路到达所述换热器；
排气管路，所述排气管路一端与所述换热器连接，另一端与空气连接；
其中，所述热介质在所述换热器内加热经过所述换热器的所述氮气，完成加热后的所述热介质通过所述排气管路排到空气中。
7.根据权利要求6所述的活性炭再生系统，其特征在于，所述加热装置还包括：
燃料储罐，所述燃料储罐内储有燃料；
燃料管路，所述燃料管路一端与所述燃料储罐连接，另一端与所述焚烧炉连接，所述燃料通过所述燃油管路到达所述焚烧炉。
8.根据权利要求7所述的活性炭再生系统，其特征在于，所述加热装置还包括：
热旁路管路，所述热旁路管路一端与所述热介质管路连通，另一端与所述排气管路连接。
9.根据权利要求8所述的活性炭再生系统，其特征在于，所述气体处理装置包括：
冷凝器，所述冷凝器位于所述第二管路上，所述含VOC气体在所述冷凝器中分为含VOC液体和氮气；
储液罐，所述储液罐与所述冷凝器相连，所述含VOC液体进入所述储液罐中；
液体管路，所述液体管路一端与所述储液槽连接，另一端与所述焚烧炉连接，所述含VOC液体通过所述液体管路到达所述焚烧炉内供给燃烧；
回收管路，所述回收管路一端与所述冷凝器连接，另一端连接于所述第一管路上且位于所述风机的上游，所述冷凝器中的氮气通过所述回收管路进入所述第一管路。
10.根据权利要求9所述的活性炭再生系统，其特征在于，所述气体处理装置还包括：
第二活性炭罐，所述第二活性炭罐与所述储液罐相连，用于吸收所述储液罐工作产生的呼吸气中的VOC。
11.根据权利要求10所述的活性炭再生系统，其特征在于，还包括：
排氧管路，所述排氧管路的一端与所述回收管路连接，另一端与所述排气管路连接；
氧含量检测装置，所述氧含量检测装置设置在所述排氧管路上；
阀门，所述阀门设置在所述排氧管路上。
12.根据权利要求11所述的活性炭再生系统，其特征在于，还包括：
电加热器，所述电加热器设置在所述第一管路上，并且位于所述风机下游。
13.根据权利要求12所述的活性炭再生系统，其特征在于，还包括：
发电机，所述发电机安装在所述移动平台上，并且所述发电机为所述氮气发生器、所述风机、所述电加热器、所述焚烧炉以及所述冷凝器提供电力。
14.根据权利要求13所述的活性炭再生系统，其特征在于，还包括：
发电回收模块，所述发电回收模块设置在所述排气管路上。
15.根据权利要求14所述的活性炭再生系统，其特征在于，所述移动平台为运输车。
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