CN111346625A - 一种活性炭多收率高效再生装置 - Google Patents

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CN111346625A CN202010215232.4A CN202010215232A CN111346625A CN 111346625 A CN111346625 A CN 111346625A CN 202010215232 A CN202010215232 A CN 202010215232A CN 111346625 A CN111346625 A CN 111346625A
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于淼淼
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Abstract

本发明公开了一种活性炭多收率高效再生装置，包括：再生回转炉；再生回转炉的出料端下部设置有出炭口，再生回转炉的出料端上部设置有烟气出口；烟气活性炭回收系统；烟气活性炭回收系统包括烟气换热器、第一旋风收集器、第二旋风收集器；尾气净化系统；尾气净化系统包括干式脱酸塔、布袋除尘器、碱液喷淋塔组、除雾器、活性炭吸附箱、烟气加热器、排气烟囱，干式脱酸塔的入口与第二旋风收集器的顶部出口相连。本发明中再生回转炉的设置实现了活性炭的高效活化再生，而第一旋风收集器、第二旋风收集器将烟气中的粉状活性炭分离出来并通过出料口排出，即对烟气中含有的粉状活性炭进行了分离收集，从而提高了活性炭的回收率。

Description

一种活性炭多收率高效再生装置
技术领域
本发明属于活性炭再生技术领域，具体涉及一种活性炭多收率高效再生装置。
背景技术
活性炭作为使用广泛的一种吸附剂，其应用范围日趋广泛，但是由于活性炭在使用过程中容易饱和而失去吸附能力，从而必须通过经常更换来达到使用效果。而活性炭价格昂贵，每次更换新炭，就会提升企业的运行成本，所以必须要考虑对饱和活性炭进行再生利用，以达到循环经济的目的。
目前，对活性炭再生恢复其吸附能力主要采用加热至一定高温下活化的加热再生法，采用该方法几乎对所有的有机物分解都有效，广泛应用于活性炭再生的工业生产中。但是现有的这种加热再生方法难以处理在活性炭再生过程中产生的烟气，容易导致烟气排放不达标，造成环境污染；同时现有的加热再生方法针对活性炭再生时，产生的烟气中会携带一部分粉状活性炭，现有方法没有对该部分粉状活性炭进行回收，从而导致活性炭的回收率低。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种活性炭多收率高效再生装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种活性炭多收率高效再生装置，包括：
再生回转炉；所述再生回转炉的底部设置有支撑基础，所述支撑基础上设置有用来控制再生回转炉炉体旋转的旋转机构；所述再生回转炉的进料端至出料端呈由高到低倾斜设置；所述再生回转炉的进料端设置有插入到再生回转炉内部的用来提供蒸汽的第一蒸汽管；所述再生回转炉的出料端上设置有再生炉燃烧机；所述再生回转炉的出料端下部设置有出炭口，所述出炭口与冷炭出料机；所述再生回转炉的出料端上部设置有烟气出口；
烟气活性炭回收系统；所述烟气活性炭回收系统包括烟气换热器、第一旋风收集器、第二旋风收集器；所述烟气换热器的物料入口与烟气出口相连，所述烟气换热器的物料出口与第一旋风收集器的侧壁入口相连，所述第一旋风收集器的顶部出口与第二旋风收集器的侧壁入口相连；所述第一旋风收集器、第二旋风收集器的底部均设置有出料口；
尾气净化系统；所述尾气净化系统包括干式脱酸塔，所述干式脱酸塔的入口与第二旋风收集器的顶部出口相连；所述干式脱酸塔的出口与布袋除尘器的入口相连，所述布袋除尘器的出口与碱液喷淋塔组的入口相连；所述碱液喷淋塔组的出口与除雾器的入口相连，所述除雾器的出口与活性炭吸附箱的入口相连；所述活性炭吸附箱的出口与烟气加热器的入口相连，所述烟气加热器的出口与排气烟囱相连。
优选的，所述再生回转炉进料端至出料端的炉体依次为进料烘干段、焙烧段、活化段、出料段；所述第一蒸汽管插入到活化段。
优选的，所述进料烘干段的温度为25℃～300℃；所述烘焙段的温度为300℃～750℃；所述活化段的温度为750℃～1050℃。
优选的，所述旋转机构包括旋转电机、旋转齿轮、齿圈；所述旋转电机设置在支撑基础上，所述旋转齿轮与旋转电机的转轴进行同轴固定连接；所述齿圈套设于再生回转炉炉体的圆周面上；所述旋转齿轮与齿圈进行外啮合连接。
优选的，所述碱液喷淋塔组包括第一碱液喷淋塔、第二碱液喷淋塔、第三碱液喷淋塔；所述第一碱液喷淋塔的烟气入口与布袋除尘器的出口相连，所述第一碱液喷淋塔的烟气出口与第二碱液喷淋塔的烟气入口相连；所述第二碱液喷淋塔的烟气出口与第三碱液喷淋塔的烟气入口相连；所述第三碱液喷淋塔的烟气出口与除雾器的入口相连。
优选的，所述布袋除尘器的出口与第一碱液喷淋塔之间设置有第一引风机；所述活性炭吸附箱与烟气加热器之间设置有第二引风机。
优选的，所述烟气活性炭回收系统与尾气净化系统之间设置有余热利用系统；
所述余热利用系统包括燃烧沉降室，所述燃烧沉降室的入口与第二旋风收集器的顶部出口相连；所述燃烧沉降室的出口与余热锅炉的烟气入口相连，所述余热锅炉的烟气出口与急冷塔的入口相连；所述急冷塔的出口与干式脱酸塔的入口相连。
优选的，所述余热锅炉采用列管式水冷壁蒸汽锅炉，所述余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽管道分别与第一蒸汽管、烟气加热器相连。
优选的，所述再生回转炉的进料端设置有进料系统，所述进料系统包括干料仓，所述干料仓的底部呈漏斗结构，所述干料仓的底部设置干料螺旋给料机，所述干料螺旋给料机的出口位于再生回转炉的进料端内部。
优选的，所述进料系统的前端设置有烘干系统，所述烘干系统包括将待活化再生物料输送至湿料仓的湿料输送机；所述湿料仓的底部设置湿料螺旋给料机，所述湿料螺旋给料机的出口与桨叶干燥机的入口相连，所述桨叶干燥机的出口与干料仓的入口相连。
本发明的有益效果是：
(1)本发明活性炭多收率高效再生装置中再生回转炉的设置实现了活性炭的高效活化再生，并通过出炭口对颗粒状活性炭进行了收集；而烟气活性炭回收系统中的第一旋风收集器、第二旋风收集器将烟气中的粉状活性炭分离出来并通过出料口排出，即对烟气中含有的粉状活性炭进行了分离收集；因此本申请装置既对活化再生的颗粒状活性炭进行收集，也对烟气中携带的粉状活性炭进行了收集，从而提高了活性炭的回收率。
(2)本发明活性炭多收率高效再生装置中尾气净化系统实现了对烟气的脱酸、除尘、除雾处理，从而能够保证烟气符合排放标准，避免造成环境污染。
(3)本发明活性炭多收率高效再生装置中第二旋风收集器出口的烟气进入燃烧沉降室焚烧后进入余热锅炉充分利用，余热锅炉利用烟气的余热为再生回转炉、烟气加热器提供相应的蒸汽，提高了热量的利用率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明活性炭多收率高效再生装置中再生回转炉的结构示意图；
图2是本发明活性炭多收率高效再生装置中烟气活性炭回收系统、尾气净化系统的结构示意图；
图3是本发明活性炭多收率高效再生装置的流程示意图；
其中：
1-再生回转炉，101-支撑基础，102-第一蒸汽管，103-再生炉燃烧机，104-冷炭出料机，105-烟气出口；
2-烟气活性炭回收系统，201-烟气换热器，202-第一旋风收集器，203-第二旋风收集器；
3-尾气净化系统，301-干式脱酸塔，302-布袋除尘器，303-第一碱液喷淋塔，304-第二碱液喷淋塔，305-第三碱液喷淋塔，306-除雾器，307-活性炭吸附箱，308-烟气加热器，309-排气烟囱，310-第一引风机，311-第二引风机；
4-余热利用系统，401-燃烧沉降室，402-余热锅炉，403-急冷塔；
5-进料系统，501-干料仓，502-干料螺旋给料机；
6-烘干系统，601-湿料输送机，602-湿料仓，603-湿料螺旋给料机，604-桨叶干燥机。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“底”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-2所示，一种活性炭多收率高效再生装置，包括：
再生回转炉1；所述再生回转炉1的底部设置有支撑基础101，所述支撑基础101上设置有用来控制再生回转炉1炉体旋转的旋转机构；所述再生回转炉1的进料端至出料端呈由高到低倾斜设置；所述再生回转炉1的进料端设置有插入到再生回转炉1内部的用来提供蒸汽的第一蒸汽管102；所述再生回转炉1的出料端上设置有再生炉燃烧机103，再生炉燃烧机103用来产生高温烟气；所述再生回转炉1的出料端下部设置有出炭口，所述出炭口与冷炭出料机104，由再生回转炉1活化再生的活性炭由出炭口进入到冷炭出料机104，冷炭出料机104对活化再生的活性炭进行水冷降温，降温之后的活性炭通过气流输送至储料罐，其中出炭口活性炭的成品出料率达到70％；所述再生回转炉1的出料端上部设置有烟气出口105；
烟气活性炭回收系统2；所述烟气活性炭回收系统2包括烟气换热器201、第一旋风收集器202、第二旋风收集器203，其中烟气换热器201将烟气的温度降至200℃左右；所述烟气换热器201的物料入口与烟气出口105相连，所述烟气换热器201的物料出口与第一旋风收集器202的侧壁入口相连，所述第一旋风收集器202的顶部出口与第二旋风收集器203的侧壁入口相连；所述第一旋风收集器202、第二旋风收集器203的底部均设置有出料口；第一旋风收集器202、第二旋风收集器203将烟气中的粉状活性炭分离出来并通过出料口排出，随后通过气流输送至储料罐；因此本申请中烟气活性炭回收系统2对烟气中含有的粉状活性炭进行了分离收集，从而提高了活性炭的回收率；
尾气净化系统3；所述尾气净化系统3包括干式脱酸塔301，所述干式脱酸塔301的入口与第二旋风收集器203的顶部出口相连；所述干式脱酸塔301的出口与布袋除尘器302的入口相连，所述布袋除尘器302的出口与碱液喷淋塔组的入口相连；所述碱液喷淋塔组的出口与除雾器306的入口相连，所述除雾器306的出口与活性炭吸附箱307的入口相连；所述活性炭吸附箱307的出口与烟气加热器308的入口相连，所述烟气加热器308的出口与排气烟囱309相连；
烟气从干式脱酸塔301底部进入，在塔内通过喷入石灰粉进行脱酸处理；石灰粉储存在石灰仓内，通过螺旋给料机、高压风机连续均匀地将石灰粉(Ca(OH)2)喷入干式脱酸塔内，Ca(OH)2和烟气中的SO2、SO3、HCl和HF等发生化学反应，生成CaSO3、CaSO4、CaCl2、CaF2等；同时如果烟气中有CO2存在，还会消耗一部分Ca(OH)2生成CaCO3；
脱酸后的带着较细粒径粉尘的烟气进入布袋除尘器302，烟气由外经过滤袋时，烟气中的粉尘被截留在滤袋外表面，从而得到净化，再经除尘器内文氏管进入上箱体，从出口排出；
由布袋除尘器302出口排出的烟气进入碱液喷淋塔组，其作用是将高温的烟气通过喷水的方式急速降温到水的饱和温度，然后再对酸性气体用湿法处理，可提高处理效果，并减少处理成本；通过对烟气的洗涤除去其中的酸性气体，其中从碱液喷淋塔出来的废水进入洗涤水池，调节PH值后再打入洗涤塔内，进行循环使用；
经过碱液喷淋塔组后的烟气中含有大量的水汽，在经过第二引风机后会在第二引风机中造成积水，并在经过排气烟囱309后形成白烟，对周围的环境造成严重污染；为了解决形成白烟的问题，设置了除雾器306、活性炭吸附箱307、烟气加热器308，将脱酸后大约70℃的烟气升温到大约140℃，解决了烟气中的水汽对第二引风机及排气烟囱309的腐蚀，同时也解决了排气烟囱309冒白烟的问题；经尾气净化系统处理后的烟气中的污染物完全达到排放标准后，通过排气烟囱309外排。
优选的，所述再生回转炉1进料端至出料端的炉体依次为进料烘干段、焙烧段、活化段、出料段；所述第一蒸汽管102插入到活化段。
优选的，所述进料烘干段的温度为25℃～300℃；所述烘焙段的温度为300℃～750℃；所述活化段的温度为750℃～1050℃。
自进料端至出料端，物料从进料端进入到25℃～300℃的进料烘干段把饱和活性炭内吸附的低沸点有机物和水分蒸发出来，然后进入300～750℃的缺氧焙烧段进一步对低沸点物质进行焙烧，随后再进入到750～1050℃的活化段，在此区域再通过第一蒸汽管102喷以水蒸气对活性炭进一步活化扩孔，逐步恢复活性炭的性能。
优选的，所述旋转机构包括旋转电机、旋转齿轮、齿圈；所述旋转电机设置在支撑基础101上，所述旋转齿轮与旋转电机的转轴进行同轴固定连接；所述齿圈套设于再生回转炉1炉体的圆周面上；所述旋转齿轮与齿圈进行外啮合连接。
优选的，所述碱液喷淋塔组包括第一碱液喷淋塔303、第二碱液喷淋塔304、第三碱液喷淋塔305；所述第一碱液喷淋塔303的烟气入口与布袋除尘器302的出口相连，所述第一碱液喷淋塔303的烟气出口与第二碱液喷淋塔304的烟气入口相连；所述第二碱液喷淋塔304的烟气出口与第三碱液喷淋塔305的烟气入口相连；所述第三碱液喷淋塔305的烟气出口与除雾器306的入口相连。
优选的，所述布袋除尘器302的出口与第一碱液喷淋塔303之间设置有第一引风机310；所述活性炭吸附箱307与烟气加热器308之间设置有第二引风机311。
优选的，所述烟气活性炭回收系统2与尾气净化系统3之间设置有余热利用系统4；
所述余热利用系统4包括燃烧沉降室401，所述燃烧沉降室401的入口与第二旋风收集器203的顶部出口相连；所述燃烧沉降室401的出口与余热锅炉402的烟气入口相连，所述余热锅炉402的烟气出口与急冷塔403的入口相连；所述急冷塔403的出口与干式脱酸塔301的入口相连。
具体地，所述余热锅炉402的入口管道上设置有SNCR脱硝装置，以喷入的33％尿素溶液作为还原剂，将NOx还原成N2和H2O。
余热锅炉402进口烟气温度1050℃，出口温度不低于500℃；
急冷塔403采用顺流式喷淋塔，高温烟气从喷淋塔底部进入，经过布气装置使烟气均匀地分布在塔内，喷淋塔顶部喷入双效蒸发冷凝水或自来水，与烟气直接接触使烟气温度急速下降，从500℃骤冷至200℃；烟气在急冷的过程中，除了降温，还有洗涤、除尘的作用。脱除的一部分飞灰从急冷塔底部排出，去后续工艺固化处理。
优选的，所述余热锅炉402采用列管式水冷壁蒸汽锅炉，所述余热锅炉402的蒸汽出口通过蒸汽管道分别与第一蒸汽管102、烟气加热器308相连。
优选的，所述再生回转炉1的进料端设置有进料系统5，所述进料系统5包括干料仓501，所述干料仓501的底部呈漏斗结构，所述干料仓501的底部设置干料螺旋给料机502，所述干料螺旋给料机502的出口位于再生回转炉1的进料端内部。
优选的，所述进料系统5的前端设置有烘干系统6，所述烘干系统6包括将待活化再生物料输送至湿料仓602的湿料输送机601；所述湿料仓602的底部设置湿料螺旋给料机603，所述湿料螺旋给料机603的出口与桨叶干燥机604的入口相连，所述桨叶干燥机604的出口与干料仓501的入口相连；
其中湿料输送机601可以采用皮带输送机、斗提输送机等现有输送设备。
一种活性炭多收率高效再生装置，其具体实施方式如下：
如图3所示，待活化再生的物料经烘干系统6烘干后，由进料系统5进入到再生回转炉1内；
在再生回转炉1内，物料在炉体转动和炉体倾斜的作用下向下缓慢地向出料端移动，高温烟气与物料逆流直接接触将物料进行炭化；具体地，自进料端至出料端，物料从进料端进入到25℃～300℃的进料烘干段把饱和活性炭内吸附的低沸点有机物和水分蒸发出来，然后进入300～750℃的缺氧焙烧段进一步对低沸点物质进行焙烧，随后再进入到750～1050℃的活化段，在此区域再通过第一蒸汽管102喷以水蒸气对活性炭进一步活化扩孔，逐步恢复活性炭的性能；由再生回转炉1活化再生的活性炭由出炭口进入到冷炭出料机104，冷炭出料机104对活化再生的活性炭进行水冷降温，降温之后的活性炭通过气流输送至储料罐，其中由再生回转炉1出炭口输出的活性炭大都为颗粒状活性炭；而其余烟气则通过烟气出口105进入到烟气活性炭回收系统2；
烟气活性炭回收系统2中的第一旋风收集器202、第二旋风收集器203将烟气中的粉状活性炭分离出来并通过出料口排出，随后通过气流输送至储料罐；因此本申请中烟气活性炭回收系统2对烟气中含有的粉状活性炭进行了分离收集，从而提高了活性炭的回收率；
第二旋风收集器203出口的烟气进入燃烧沉降室401焚烧后进入余热锅炉402充分利用后进入后续的尾气净化系统3进行净化；其中在余热利用系统4以及尾气净化系统3内经过“SNCR脱硝+急冷+干式脱酸+布袋除尘+湿式脱酸+水汽分离+活性炭吸附处理+烟气再热”处理后通过排气烟囱309排出。
其中余热锅炉402的蒸汽出口通过蒸汽管道分别与第一蒸汽管102、烟气加热器308相连，从而为再生回转炉1、烟气加热器提供相应的蒸汽，提升了热量的利用率。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种活性炭多收率高效再生装置，其特征是，包括：
再生回转炉；所述再生回转炉的底部设置有支撑基础，所述支撑基础上设置有用来控制再生回转炉炉体旋转的旋转机构；所述再生回转炉的进料端至出料端呈由高到低倾斜设置；所述再生回转炉的进料端设置有插入到再生回转炉内部的用来提供蒸汽的第一蒸汽管；所述再生回转炉的出料端上设置有再生炉燃烧机；所述再生回转炉的出料端下部设置有出炭口，所述出炭口与冷炭出料机；所述再生回转炉的出料端上部设置有烟气出口；
烟气活性炭回收系统；所述烟气活性炭回收系统包括烟气换热器、第一旋风收集器、第二旋风收集器；所述烟气换热器的物料入口与烟气出口相连，所述烟气换热器的物料出口与第一旋风收集器的侧壁入口相连，所述第一旋风收集器的顶部出口与第二旋风收集器的侧壁入口相连；所述第一旋风收集器、第二旋风收集器的底部均设置有出料口；
尾气净化系统；所述尾气净化系统包括干式脱酸塔，所述干式脱酸塔的入口与第二旋风收集器的顶部出口相连；所述干式脱酸塔的出口与布袋除尘器的入口相连，所述布袋除尘器的出口与碱液喷淋塔组的入口相连；所述碱液喷淋塔组的出口与除雾器的入口相连，所述除雾器的出口与活性炭吸附箱的入口相连；所述活性炭吸附箱的出口与烟气加热器的入口相连，所述烟气加热器的出口与排气烟囱相连。
2.如权利要求1所述的活性炭多收率高效再生装置，其特征是，所述再生回转炉进料端至出料端的炉体依次为进料烘干段、焙烧段、活化段、出料段；所述第一蒸汽管插入到活化段。
3.如权利要求2所述的活性炭多收率高效再生装置，其特征是，所述进料烘干段的温度为25℃～300℃；所述烘焙段的温度为300℃～750℃；所述活化段的温度为750℃～1050℃。
4.如权利要求1所述的活性炭多收率高效再生装置，其特征是，所述旋转机构包括旋转电机、旋转齿轮、齿圈；所述旋转电机设置在支撑基础上，所述旋转齿轮与旋转电机的转轴进行同轴固定连接；所述齿圈套设于再生回转炉炉体的圆周面上；所述旋转齿轮与齿圈进行外啮合连接。
5.如权利要求1所述的活性炭多收率高效再生装置，其特征是，所述碱液喷淋塔组包括第一碱液喷淋塔、第二碱液喷淋塔、第三碱液喷淋塔；所述第一碱液喷淋塔的烟气入口与布袋除尘器的出口相连，所述第一碱液喷淋塔的烟气出口与第二碱液喷淋塔的烟气入口相连；所述第二碱液喷淋塔的烟气出口与第三碱液喷淋塔的烟气入口相连；所述第三碱液喷淋塔的烟气出口与除雾器的入口相连。
6.如权利要求5所述的活性炭多收率高效再生装置，其特征是，所述布袋除尘器的出口与第一碱液喷淋塔之间设置有第一引风机；所述活性炭吸附箱与烟气加热器之间设置有第二引风机。
7.如权利要求1所述的活性炭多收率高效再生装置，其特征是，所述烟气活性炭回收系统与尾气净化系统之间设置有余热利用系统；
所述余热利用系统包括燃烧沉降室，所述燃烧沉降室的入口与第二旋风收集器的顶部出口相连；所述燃烧沉降室的出口与余热锅炉的烟气入口相连，所述余热锅炉的烟气出口与急冷塔的入口相连；所述急冷塔的出口与干式脱酸塔的入口相连。
8.如权利要求7所述的活性炭多收率高效再生装置，其特征是，所述余热锅炉采用列管式水冷壁蒸汽锅炉，所述余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽管道分别与第一蒸汽管、烟气加热器相连。
9.如权利要求1所述的活性炭多收率高效再生装置，其特征是，所述再生回转炉的进料端设置有进料系统，所述进料系统包括干料仓，所述干料仓的底部呈漏斗结构，所述干料仓的底部设置干料螺旋给料机，所述干料螺旋给料机的出口位于再生回转炉的进料端内部。
10.如权利要求9所述的活性炭多收率高效再生装置，其特征是，所述进料系统的前端设置有烘干系统，所述烘干系统包括将待活化再生物料输送至湿料仓的湿料输送机；所述湿料仓的底部设置湿料螺旋给料机，所述湿料螺旋给料机的出口与桨叶干燥机的入口相连，所述桨叶干燥机的出口与干料仓的入口相连。
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CN115337918A (zh) * 2022-08-15 2022-11-15 环球润博能源科技(北京)有限公司 一种活性炭再生系统及方法

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