CN109205727A - 活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生的工艺及设备 - Google Patents

活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生的工艺及设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生的工艺及设备，包括原水池、过滤池、中间池和出水池，中间池通过管道和管道泵与过滤池连接，过滤池通过管道与出水池连接，出水池的输出端连接达标排放管道；所述过滤池通过提炭管道和提炭泵连接活性炭再生罐的输入端，活性炭再生罐的输出端连接过滤池。活性炭再生罐内预埋脱附再生装置，设有蒸汽喷射系统。脱附再生工艺包括吸附饱和后移送阶段、升温加热挥发阶段、高温保温、高温脱附或高温裂解、碳化脱附阶段、吹扫、活化再生、冷却阶段及移送至过滤池阶段。本发明能够实现活性炭原址移位脱附再生，既能保证良好的脱附再生效果，又能实现吸附与脱附过程的循环。

Description

活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱 附再生的工艺及设备
技术领域
本发明涉及一种活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生的工艺及设备，尤其是一种活性炭（活性炭、活性焦、沸石等）的脱附再生工艺。
背景技术
目前，用于自来水、生活污水及工业污水深度处理环节广泛应用一次性活性炭（如活性炭、活性焦、沸石等等）吸附有机物的工艺。活性炭吸附饱和后需更换新的吸附材料，且吸附饱和后的活性炭通常被作为危废需委托有资质的危废处置单位进行处置或委托有再生资质的企业进行再生处理后重复利用，需要一大笔的处置费用，而且更换和运输都是比较繁琐不容易操作。所以活性炭的再生重复利用是当今活性炭市场应用方面急需的技术。
当前，有效的活性炭（如活性炭、活性焦、沸石等等）的再生技术采用高温炉再生工艺，具体为利用高温将活性炭表面的有机物裂解碳化，如：中国专利申请CN105858652公开了一种再生活性炭活化炉。该工艺活性炭等吸附材料收率约为60%-70%，并且再生后吸附性能变差。即采用该工艺活性炭等吸附材料最多循环使用3~4次，仍需要一定时期进行更换吸附材料。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生的工艺及设备，实现活性炭移位脱附再生，既能保证良好的脱附再生效果，又能实现脱附与吸附过程的循环
按照本发明提供的技术方案，所述活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，其特征是：包括原水池、过滤池、中间池和出水池，中间池通过管道和管道泵与过滤池连接，过滤池通过管道与出水池连接，出水池的输出端连接达标排放管道；所述过滤池通过提炭管道和提炭泵连接活性炭再生罐的输入端，活性炭再生罐的输出端连接过滤池；在所述活性炭再生罐内预埋脱附再生装置，均设有蒸汽喷射系统，包括主蒸汽管道和设置于主蒸汽管道上的若干树枝状次级蒸汽管道，每根次级蒸汽管道均设置蒸汽喷嘴，并由活性炭包埋。
进一步地，所述过滤池采用土建池，土建池中炭层的底部采用斜面设置，炭层底部的斜面由进水端向出水端一侧倾斜。
进一步地，所述过滤池采用普通碳钢材质或不锈钢材质的活性炭过滤罐。
进一步地，所述过滤池采用普通碳钢材质或不锈钢材质的活性炭过滤罐，活性炭过滤罐的底部为平底。
进一步地，所述出水池通过第一反冲洗管道连接过滤池的底部，过滤池的上部通过第二反冲洗管道连接原水池。
进一步地，所述出水池通过第一反冲洗管道连接过滤池的上部，过滤池的下部通过第二反冲洗管道连接原水池。
所述活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生工艺，其特征是，包括以下具体过程：
第一阶段：过滤池内的活性炭吸附饱和后，停止原水池中原水通入过滤池，启动水力喷射器，通过提炭设备和提炭管道，将活性炭携带原水移送至活性炭再生罐，或者将活性炭移送存放在中间池内，再用同样的方式移送到活性炭再生罐内；
第二阶段：排掉再生罐中活性炭所携带原水，炭层内没有余水流出后用压缩空气吹一定时间；吹干后的活性炭在再生罐中均匀布层；
第三阶段：升温加热挥发阶段：启动过热蒸汽发生器，过热水蒸气快速升温至设定温度200~1000℃，随后通过预埋在活性炭层内含蒸汽喷嘴的蒸汽喷射装置向活性炭再生罐内通入过热蒸汽，将过热蒸汽均匀喷射至活性炭再生罐内的活性炭上，对活性炭再生罐内的活性炭加热，活性炭再生罐内的炭床从常温被加热至200℃~800℃范围内的设定温度，设定压力条件为2bar以下；
第四阶段：高温保温、高温脱附或高温裂解、碳化脱附阶段：活性炭再生罐内的炭床温度从常温被加热至200℃~800℃范围间的一个设定温度，持续加热保温0.5小时以上，绝大部分有机物被高温脱附或者被高温裂解碳化并脱附；
第五阶段：吹扫、活化再生、冷却阶段：经持续一定时间的高温保温后，用低于200℃的过热蒸汽进行吹扫，此阶段蒸汽压力设定在0.1~2.0 Bar，吹扫进行为0.2-3.0小时，而后停止蒸汽的通入，关闭蒸汽进口阀，自然冷却；
第六阶段：活性炭再生罐内再生好并冷却后的活性炭活性炭再经输送装置输送至过滤池进行吸附，或者其他活性炭存放装置待用。
进一步地，所述第三阶段至第五阶段过程中的气水混合物，挥发性气体经除雾机处理后接入尾气处理装置，冷凝废水接入冷凝水收集装置进行处理。
本发明所述吸附水体中有机物的活性炭的移位脱附再生设备及工艺，将活性炭从吸附罐输送至再生罐进行活性炭脱附再生，利用200℃~1000℃的过热水蒸气进入到活性炭再生罐内，使活性炭吸附的大部分的有机物被高温裂解碳化脱附；并吹扫去除活性炭孔隙中残留有机物和碳化物，使活性炭活化再生；再生后的活性炭经输送系统输送至过滤池内再次进行吸附。另外，本发明能够实现活性炭吸附溶于水中有机物以及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生，既能保证良好的脱附再生效果，又能实现吸附与脱附过程的循环。
附图说明
图1为本发明所述活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备的第一种实施例的示意图。
图2为本发明所述活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备的第二种实施例的示意图。
图3为本发明所述活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备的第三种实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例所述活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，包括中间池1、过滤池2、出水池3和原水池10，中间池1通过管道和管道泵4与过滤池2连接，过滤池2通过管道与出水池3连接，出水池3的输出端连接达标排放管道5；所述过滤池2通过提炭管道和提炭泵6连接活性炭再生罐7的输入端，活性炭再生罐7的输出端连接过滤池2；在所述活性炭再生罐内预埋脱附再生装置，均设有蒸汽喷射系统，包括主蒸汽管道和设置于主蒸汽管道上的若干树枝状次级蒸汽管道，每根次级蒸汽管道均设置蒸汽喷嘴，并由活性炭包埋。另外，所述出水池3还可以通过第一反冲洗管道8连接过滤池2的底部，过滤池2的上部通过第二反冲洗管道9连接原水池10。
所述过滤池2采用土建池，土建池中炭层的底部采用斜面设置，炭层底部的斜面由进水端向出水端一侧倾斜。该种过滤池2适用于处理量较大（18万吨/天以上），设备投资较小。
实施例2：
如图2所示，本实施例所述活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，包括中间池1、过滤池2、出水池3和原水池10，中间池1通过管道和管道泵4与过滤池2连接，过滤池2通过管道与出水池3连接，出水池3的输出端连接达标排放管道5；所述过滤池2通过提炭管道和提炭泵6连接活性炭再生罐7的输入端，活性炭再生罐7的输出端连接过滤池2；按照本发明提供的技术方案，所述活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，其特征是：包括原水池、中间池、过滤池和出水池，中间池通过管道和管道泵与过滤池连接，过滤池通过管道与出水池连接，出水池的输出端连接达标排放管道；所述过滤池通过提炭管道和提炭泵连接活性炭再生罐的输入端，活性炭再生罐的输出端连接过滤池；在所述活性炭再生罐内预埋脱附再生装置，均设有蒸汽喷射系统，包括主蒸汽管道和设置于主蒸汽管道上的若干树枝状次级蒸汽管道，每根次级蒸汽管道均设置蒸汽喷嘴，并由活性炭包埋。另外，所述出水池3还可以通过第一反冲洗管道8连接过滤池2的底部，过滤池2的上部通过第二反冲洗管道9连接原水池10。
所述过滤池2采用普通碳钢材质或不锈钢材质的活性炭过滤罐，适用于处理量适中，设备投资较小。
实施例3：
如图3所示，本实施例所述活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，包括中间池1、过滤池2、出水池3和原水池10，中间池1通过管道和管道泵4与过滤池2连接，过滤池2通过管道与出水池3连接，出水池3的输出端连接达标排放管道5；所述过滤池2通过提炭管道和提炭泵6连接活性炭再生罐7的输入端，活性炭再生罐7的输出端连接过滤池2；按照本发明提供的技术方案，所述活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，其特征是：包括原水池、中间池、过滤池和出水池，中间池通过管道和管道泵与过滤池连接，过滤池通过管道与出水池连接，出水池的输出端连接达标排放管道；所述过滤池通过提炭管道和提炭泵连接活性炭再生罐的输入端，活性炭再生罐的输出端连接过滤池；在所述活性炭再生罐内预埋脱附再生装置，均设有蒸汽喷射系统，包括主蒸汽管道和设置于主蒸汽管道上的若干树枝状次级蒸汽管道，每根次级蒸汽管道均设置蒸汽喷嘴，并由活性炭包埋。另外，所述出水池3还可以通过第一反冲洗管道8连接过滤池2的上部，过滤池2的下部通过第二反冲洗管道9连接原水池10。
所述过滤池2采用普通碳钢材质或不锈钢材质的活性炭过滤罐，活性炭过滤罐的底部为平底，适用于处理量适中，设备投资较小。

Claims (8)

1.一种活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，其特征是：包括原水池、过滤池、中间池和出水池，中间池通过管道和管道泵与过滤池连接，过滤池通过管道与出水池连接，出水池的输出端连接达标排放管道；所述过滤池通过提炭管道和提炭泵连接活性炭再生罐的输入端，活性炭再生罐的输出端连接过滤池；在所述活性炭再生罐内预埋脱附再生装置，均设有蒸汽喷射系统，包括主蒸汽管道和设置于主蒸汽管道上的若干树枝状次级蒸汽管道，每根次级蒸汽管道均设置蒸汽喷嘴，并由活性炭包埋。
2.如权利要求1所述的活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，其特征是：所述过滤池采用土建池，土建池中炭层的底部采用斜面设置，炭层底部的斜面由进水端向出水端一侧倾斜。
3.如权利要求1所述的活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，其特征是：所述过滤池采用普通碳钢材质或不锈钢材质的活性炭过滤罐。
4.如权利要求1所述的活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，其特征是：所述过滤池采用普通碳钢材质或不锈钢材质的活性炭过滤罐，活性炭过滤罐的底部为平底。
5.如权利要求1所述的活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，其特征是：所述出水池通过第一反冲洗管道连接过滤池的底部，过滤池的上部通过第二反冲洗管道连接原水池。
6.如权利要求1所述的活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生设备，其特征是：所述出水池通过第一反冲洗管道连接过滤池的上部，过滤池的下部通过第二反冲洗管道连接原水池。
7.一种活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生工艺，其特征是，包括以下具体过程：
第一阶段：过滤池内的活性炭吸附饱和后，停止原水池中原水通入过滤池，启动水力喷射器，通过提炭设备和提炭管道，将活性炭携带原水移送至活性炭再生罐，或者将活性炭移送存放在中间池内，再用同样的方式移送到活性炭再生罐内；
第二阶段：排掉再生罐中活性炭所携带原水，炭层内没有余水流出后用压缩空气吹一定时间；吹干后的活性炭在再生罐中均匀布层；
第三阶段：升温加热挥发阶段：启动过热蒸汽发生器，过热水蒸气快速升温至设定温度200~1000℃，随后通过预埋在活性炭层内含蒸汽喷嘴的蒸汽喷射装置向活性炭再生罐内通入过热蒸汽，将过热蒸汽均匀喷射至活性炭再生罐内的活性炭上，对活性炭再生罐内活性炭加热，活性炭再生罐内的炭床从常温被加热至200℃~800℃范围内的设定温度，设定压力条件为2bar以下；
第四阶段：高温保温、高温脱附或高温裂解、碳化脱附阶段：活性炭再生罐内的炭床温度从常温被加热至200℃~800℃范围间的一个设定温度，持续加热保温0.5小时以上，绝大部分有机物被高温脱附或者被高温裂解碳化并脱附；
第五阶段：吹扫、活化再生、冷却阶段：经持续一定时间的高温保温后，用低于200℃的过热蒸汽进行吹扫，此阶段蒸汽压力设定在0.1~2.0 Bar，吹扫进行为0.2-3.0小时，而后停止蒸汽的通入，关闭蒸汽进口阀，自然冷却；
第六阶段：活性炭再生罐内再生好并冷却后的活性炭再经输送装置输送至过滤池进行吸附，或者其他活性炭存放装置待用。
8.如权利要求7所述的活性炭吸附溶于水中有机物及吸附饱和后活性炭原址移位脱附再生工艺，其特征是：所述第三阶段至第五阶段过程中的气水混合物，挥发性气体经除雾机处理后接入尾气处理装置，冷凝废水接入冷凝水收集装置进行处理。
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