CN108455605A - 一种废活性炭活化再生处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废活性炭活化再生处理工艺，它包括急冷塔、旋风除尘、袋式除尘、碱液吸收、蓄热式热氧化炉焚烧（RTO炉焚烧）、高压静电除雾、防腐风机、排气筒等单元组成。其特征在于吸附了各类污染物的废活性炭再生时，干燥废气经多级碱液吸收后直接接入蓄热式热氧化炉高温焚烧处理，活化废气经余热回收、急冷、旋风除尘、布袋除尘预处理后，再与干燥废气混合接入蓄热式热氧化炉高温焚烧处理，最大限度的回收热能，减少运行成本。本发明适用于吸附了各类有机物的废活性炭活化再生场合，废气中二噁英、一氧化碳、各挥发性有机物(VOCs)排放浓度更低，可确保满足日益严格的排放标准，同时具有更高的安全性、经济性。

Description

一种废活性炭活化再生处理工艺
技术领域
本发明专利属于废气处理工程领域，具体涉及一种废活性炭活化再生处理工艺。
背景技术
活性炭是一种非常优良的吸附剂，具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色精制、污染物吸收、产品提纯等目的。其具有价格低廉、原料易得、使用便捷等优点，目前在化工、电子、涂装等领域正得到越来越广泛的应用，但活性炭在吸附使用一定周期后常因吸附饱和、微孔堵塞，活性炭破损等一系列的原因无法继续使用，因此需对其进行活化再生。
目前随着国内的化工、环保等产业的迅速发展，活性炭的使用量、排放量将越来越大，现有的危废处理工艺主要采用焚烧法、填埋法对活性炭进行处理，相关工艺均无法对活性炭进行资源再生，因此对废活性炭进行活化再生将有着极其广泛的需求。
由于废活性炭的种类繁多，所吸附的污染物、杂质性质各异，因此废活性炭在活化再生过程如何对各类二次污染物进行有效处理一直制约着此类再生技术的发展，活性炭在干燥过程排放大量污染物，活化过程虽然温度较高，但属于贫氧体系（氧含量过高将大大增加活性炭自身消耗），导致污染物燃烧处理并不充分，且极易生成CO、二噁英等二次污染物，因此随着各类污染物的排放标准越来越严格，废活性炭在活化再生过程必须配备经济、有效的废气净化设施，否则将难以满足日益严格的环保排放标准。
发明内容
针对废活性炭活化再生过程废气二次污染问题，本发明的目的在于提供一种经济、成熟、稳定、可靠的净化处理工艺，确保废气中粉尘、二噁英、非甲烷总烃、NOx、臭气浓度等污染因子满足相关排放标准。
为实现上述目的，本发明专利所采用的技术方案为：
一种废活性炭活化再生处理工艺，其特征在于该处理工艺包括以下步骤：一、废活性炭活化，利用高温加热使废活性炭活化；二、活化废气处理，活化过程产生的活化废气首先经多级碱洗设备进行预处理，再经过除雾设备除雾，最后经蓄热式热氧化设备高温焚烧处理；三、焚烧废气处理，对焚烧过程产生的焚烧废气继续接入碱洗设备洗涤，并采用除雾设备进行除雾。所述步骤一中的废活性炭活化步骤，活化温度为1000℃以上。所述步骤二中的活化废气处理步骤，废活性炭活化过程产生的CO、二噁英、粉尘等污染物首先经过急冷装置冷却至100℃-200℃，再经过布袋除尘处理，剩余的CO和未完全燃烧的污染物则与废活性炭干燥过程废气合并，经多级碱液吸收、蓄热式热氧化炉、多级碱液吸收、高压静电除雾等工艺进一步加以处理。
所述的碱洗塔包括但不限于空塔、填料塔、旋流板塔、泡罩塔、文丘里塔，材质包括但不限于不锈钢、聚丙烯、玻璃钢、聚氯乙烯。
所述的除雾器可包括但不限于丝网除雾器、旋风除雾器、高压静电除雾器、填料除雾、折板除雾中的一种或多种。
所述的蓄热式氧化炉包括但不限于两床式、三床式、多床式、旋转式，采用的加热燃料包括但不限于天然气、柴油、废甲醇、废甲苯，正常运行温度800℃-920℃，停留时间≥2s。
本发明的显著优点有：
1）对二噁英的针对性强、净化效率高，废活性炭活化产生的主要污染因子中关注度最高、净化处理难度最大的为二噁英，相关排放标准日益严格，大量固废焚烧处理炉均难以满足达标排放要求，本发明对活化炉排放废气G2采用急冷+旋风&布袋除尘工艺可有效去除活化炉中产生部分二噁英，后级的蓄热式热氧化炉运行温度850℃，对二噁英具有较高的净化效率（705℃开始分解，800℃停留时间2s可完全分解），同时一级碱洗塔对废气中含有的HCl（含氯有机物高温活化过程或活性炭干燥过程均可产生）、粉尘等污染物进行预处理，可有效降低蓄热式热氧化炉腐蚀，降低卤族元素含量，从而减少二噁英生成，二级碱洗塔和末端高压静电除雾装置主要针对蓄热式热氧化炉、活化炉高温焚烧过程中产生的气溶胶状颗粒物（二噁英常温下为固体，常吸附于细颗粒表层），因此上述措施可进一步减少二噁英的排放，确保满足排放标准。
2）技术成熟可靠、运行成本较低：本技术方案采用的各洗涤塔、蓄热式热氧化炉、除雾器均为现有较为成熟的净化处理技术，尤其蓄热式热氧化炉正常进出口温度差不超过70℃，因此运行成本较低，颇受用户好评，目前应用日益广泛。
3）对挥发性有机物、臭气浓度等污染因子净化效率高：废活性炭活化再生废气中通常有大量的挥发性有机物和异味物质，此类污染物处理不彻底极易产生异味扰民事件，本发明采用的蓄热式热氧化炉运行温度800℃-920℃，停留时间超过2s，同时将干燥废气G1与活化废气G2合并收集处理，弥补了活化废气G2氧含量不足的缺陷，上述工艺对挥发性有机物、异味（臭气）有着良好的去除效果。
4）节能减排效果较为明显：制约废活性炭活化再生技术应用主要问题有两点，(一)生产工艺的不完善；(二)生产过程二次污染物的处理不完善。结合实际应用情况，目前生产工艺日趋成熟，但末端二次污染物的处理仍存在较大的不足，活性炭本身非危险固废，但吸附污染物后的活性炭就成为危险固废，因此如何有效处置废活性炭再生后的二次污染物已经成为制约该技术大规模应用的核心因素，本发明的成功实施，可以大大促进废活性炭循环再生，从而减少煤炭消耗和CO2排放，因而有着良好的节能减排效果。
附图说明
图1为本发明所述的一种废活性炭活化再生废气处理设备结构示意图。
其中，1—干燥机，2—料仓，3—活化炉，4—急冷器， 5—旋风除尘器，6—布袋除尘器，7—活化风机，8—干燥风机，9—一级碱洗塔，10—蓄热式氧化炉，11—二级碱洗塔，12—静电除雾器，13—排放风机，14—烟囱。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取技术手段，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
来自电子、涂装、医药、环保等行业的废活性炭，首先经过干燥机1常温气流干燥后（产生干燥废气G1）转至料仓2，再用绞龙按需要使活性炭均匀的送入活化炉3，同时使蒸气进入活化炉3，废活性炭在1100℃高温沸腾活化后（产生活化废气G2）经急冷器4急冷，旋风除尘器5、布袋除尘器6捕集后包装入库。一种废活性炭活化再生废气处理工艺过程主要如下：
1）干燥废气G1经干燥风机8送入一级碱洗塔9进行预处理，去除其中所含HCl、粉尘等污染物，同时一级碱洗塔9应配备除雾装置，减少水汽对蓄热式氧化炉10的不良影响。
2）活化废气G2经急冷器4急冷后进入旋风除尘5、布袋除尘器6回收产品活性炭后，再经活化风机送入一级碱洗塔9预处理。
3）经预处理后的废气G1、G2再接入蓄热式氧化炉10，经850℃高温、停留时间2秒处理后再接入二级碱洗塔11，对废气高温焚烧过程产生的氯化氢、二氧化硫、二噁英、粉尘等二次污染物继续净化处理。
4）鉴于废活性炭组成复杂，经焚烧后的烟气臭气浓度、二噁英存在超标可能，本发明采用玻璃钢湿式高压静电除雾装置12，对蓄热式热氧化炉焚烧后废气再次进行深度处理，最终经排放风机13、烟囱14高空排放。
鉴于污染物组分、浓度不确定性较高，一级碱洗塔9、二级碱洗塔11可增加用多级以提高净化处理效率，或根据所排放污染物性质，将碱洗工艺变更为酸洗工艺，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调整，这些改进和调整也视为本发明的保护范围。
某企业废活性炭处理量34t/d，干燥废气设计流量5500m3/h，活化废气流量2000m3/h，合计流量7500m3/h，一、二级碱洗塔尺寸φ1650*6000，设计空塔气速1m/s，循环吸收液pH值不低于9.0，RTO炉设计处理风量10000m3/h，炉膛尺寸11.1m3，设计停留时间2秒，热回收效率90%，湿式静电除雾正负极电压8万伏特，颗粒物去除效率85%-95%，同时一、二级填料塔安装pH在线监控系统和自动加药系统，排气筒出口设置二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、挥发性有机物在线监控，经上述措施处理后废气排放数据详见表1。
由表1可见，采用本发明工艺处理后，废活性炭活化再生废气污染物排放浓度、排放速率远低于现行标准，可满足达标排放要求，由此可见本净化处理工艺是行之有效的。
表1 实施例1处理效果
检测项目 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 排放标准
废气流量M3/h 6209 6431 6570 7147 6350 -
氧含量% 18.9 18.5 19.6 19.2 19,4 -
颗粒物mg/m3 3.70 3.81 3.47 2.84 2.82 80
氮氧化物 mg/m3 59 47 47 64 64 500
一氧化碳 mg/m3 9 8 6 7 10 80
二噁英(TEQ) ng/m3 0.008 0.017 0.029 0.016 0.014 0.1
氯化氢 mg/m3 3.0 2.76 2.74 3.02 3.17 70
挥发性有机物mg/m3 0.438 0.178 0.102 0.306 0.109 80

Claims (6)

1.一种废活性炭活化再生处理工艺，其特征在于该处理工艺包括以下步骤：一、废活性炭活化，利用高温加热使废活性炭活化；二、活化废气处理，活化过程产生的活化废气首先经多级碱洗设备进行预处理，再经过除雾设备除雾，最后经蓄热式热氧化设备高温焚烧处理；三、焚烧废气处理，对焚烧过程产生的焚烧废气继续接入碱洗设备洗涤，并采用除雾设备进行除雾。
2.根据权利要求1所述的一种废活性炭活化再生处理工艺，其特征在于所述步骤一中的废活性炭活化步骤，活化温度为1000℃以上。
3.根据权利要求1所述的一种废活性炭活化再生处理工艺，其特征在于所述步骤二中的活化废气处理步骤，废活性炭活化过程产生的CO、二噁英、粉尘等污染物首先经过急冷装置冷却至100℃-200℃，再经过布袋除尘处理，剩余的CO和未完全燃烧的污染物则与废活性炭干燥过程废气合并，经多级碱液吸收、蓄热式热氧化炉、多级碱液吸收、高压静电除雾等工艺进一步加以处理。
4.根据权利要求1所述的一种废活性炭活化再生处理工艺，其特征在于所述步骤二、步骤三中的碱洗设备包括但不限于空塔、填料塔、旋流板塔、泡罩塔、文丘里塔，材质包括但不限于不锈钢、聚丙烯、玻璃钢、聚氯乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种废活性炭活化再生处理工艺，其特征在于所述步骤二、步骤三中的除雾设备包括但不限于丝网除雾器、旋风除雾器、高压静电除雾器、填料除雾、折板除雾中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种废活性炭活化再生处理工艺，其特征在于所述步骤二中的蓄热式氧化设备包括但不限于两床式、三床式、多床式、旋转式，采用的加热燃料包括但不限于天然气、柴油、废甲醇、废甲苯，正常运行温度800℃-920℃，停留时间≥2s。
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