CN111617751A - 一种废粉状活性炭的再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废粉状活性炭的再生方法，充分对废活性炭进行资源化，避免资源浪费和环境污染，符合循环经济原则，具有节能减排的积极作用，采用间接加热碳化和活化两步法，从源头上保证有机物能够被彻底脱除，废活性炭能够得到充分活化而使其品质得到保证，整个生产过程都处于无氧环境，使有机物得到充分碳化，最终形成固定碳粘接在活性炭上，不仅避免有效活性炭被燃烧浪费，同时收集有机物碳化后的固定碳，实现废物的充分利用，同时无氧气氛也规避了粉尘爆炸的风险。
Description
技术领域
本发明涉及活性炭制备技术领域，特别涉及一种废粉状活性炭的再生方法。
背景技术
活性炭是一种优良的吸附剂，短时期内很难出现替代品，随着环保政策及生活水平的日益提高，活性炭的应用范围日趋广泛，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，以达到循环使用的目的。
目前有两种处理工艺如下：
1，直接焚烧法和填埋法：由于活性炭再生装置或设备制造复杂，专业程度高，目前国内市场上尚无成套饱和活性炭再生装置供应，所以很多使用活性炭的企业或单位，都把活性炭作为废弃物处理、焚烧、深埋或长时间堆放在企业里。该种方法一旦处理不好，就会给环境带来二次污染，其中焚烧废活性炭，需要使用大量燃料，不仅严重浪费资源，甚至会在焚烧过程中排除大量的二氧化碳及其有害气体，对大气和环境造成极其恶劣的影响。
2，直接加热一步活化法：该方法直接向炉膛内通入氧气、天然气、水蒸气，天然气燃烧对废粉状活性炭进行直接加热，以脱除废活性炭中的有机物，同时在炉膛中水蒸气和碳反生反应进行活化，最终得到活性炭产品。该种方法在物料干燥结束后采用一步活化法，向活化炉中通过鼓风机提供必要的氧、燃气以及水蒸气，有机物脱除和活化同步进行，但一步活化法往往很难把控有机物脱除完全和活化效果的平衡点，容易造成产品品质问题，同时废粉状活性炭粒度很细，容易扬尘而被直接焚烧，不仅会减少活性炭的有效产量，同时还产生灰分而对活性炭的品质有影响，同时还存在粉尘爆炸的风险，再者直接将有机物燃烧也会减少固定碳的含量，造成不必要的产量浪费。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种废粉状活性炭的再生方法，能够改善和解决上述问题。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种废粉状活性炭的再生方法，包括以下步骤：
（1）在盘式干燥机内，粉状废活性炭与盘式干燥机内的蒸汽进行热交换，粉状废活性炭内水蒸发，同时部分低沸点有机物液随之挥发，干燥产生的气体在风机的拉动下经冷凝后进入尾气处理系统；
（2）向碳化炉通入氮气赶除空气，并通过夹套加热的方式将炉温升至450-750℃，干燥后物料通过密闭式进料方式进入碳化炉，停留时间为10分钟-120分钟，在碳化炉里有机物发生裂解、缩聚反应而得到脱除，产生的裂解废气和少量水蒸气在风机的拉动下经冷凝后进入尾气处理系统；
（3）活化炉温度升到700-950℃后，碳化后物料连续进入活化炉内活化，活化炉通过管道向炉内喷入以重量比水蒸气：活性炭=0.1:1-1:1的水蒸气，并在后续风机的拉动下，粉状活性炭在炉内呈现旋转状态从炉头流向炉尾流动，停留时间为10分钟-120分钟，在高温下炭水蒸气反应，在活性炭上形成微孔；
（4）经过步骤（3）处理后的再生活性炭进入旋风分离器进行高温收料，利用离心力的作用，尘粒沿筒壁旋转下降，进行气固分离，收料后的烟气进入二燃室，分离下来的物料经螺旋输送机边冷却、边混合，再经斗式提升机，送入料仓后进行包装，得到成品粉状再生活性炭；
作为本发明的进一步改进，在盘式干燥机内，粉状废活性炭通过圆盘及以上刮板缓慢从上而下移动，物料在移动过程中与各级圆盘接触，圆盘热源由余热锅炉产生的饱和蒸汽提供，物料与圆盘夹套中的蒸汽进行热交换，粉状废活性炭内水蒸发，同时部分低沸点有机物液随之挥发，干燥产生的气体在风机的拉动下经冷凝后进入尾气处理系统；
作为本发明的进一步改进，所述旋风分离器内壁为耐火材料整体浇注，既能有效去除大颗粒粉尘，又能耐腐蚀，起蓄热作用，增加高温烟气滞留时间。
本发明的有益效果是：本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）该方法采用碳化-活化两步法，碳化和和活化分步进行，在无氧碳化碳化阶段，在合适的温度区间内，有机物反生挥发、裂解、缩聚反应，废活性炭中有机物能够得到彻底分解脱除，解决了有机物脱除不彻底导致的粘结﹑恶臭等问题。
（2）在碳化阶段，由于处于无氧环境，一是不会造成废活性炭直接被燃烧，有回收率高，粉状炭损失低的优势；二是有机物没有被直接焚烧，其碳化后的固定碳继续粘接在废活性炭上，达到提高废活性炭的总体固定碳含量和减少灰分含量的目的，从而增加活性炭的产量和品质；三是避免粉状活性炭在碳化过程中因炉体旋转引起扬尘而导致的粉尘爆炸风险。
（3）在活化阶段，此阶段有机物已经完全脱除，在此阶段只发生活化反应，能够保证活化效果，同时该阶段也处于无氧环境，可杜绝粉尘爆炸的风险。
（5）环保治理设施齐备并保留充分余量，将整个活性炭再生、活化过程的烟气进行合并处理。在稳定生产的基础上，采用该处置模式，既能环保要求，又有效的降低了设备投资和运行成本。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
图1出示了本发明一种废粉状活性炭的再生方法的流程，包括以下步骤：
（1）在盘式干燥机内，粉状废活性炭与盘式干燥机内的蒸汽进行热交换，粉状废活性炭内水蒸发，同时部分低沸点有机物液随之挥发，干燥产生的气体在风机的拉动下经冷凝后进入尾气处理系统；
（2）向碳化炉通入氮气赶除空气，并通过夹套加热的方式将炉温升至450-750℃，干燥后物料通过密闭式进料方式进入碳化炉，停留时间为10分钟-120分钟，在碳化炉里有机物发生裂解、缩聚反应而得到脱除，产生的裂解废气和少量水蒸气在风机的拉动下经冷凝后进入尾气处理系统；
（3）活化炉温度升到700-950℃后，碳化后物料连续进入活化炉内活化，活化炉通过管道向炉内喷入以重量比水蒸气：活性炭=0.1:1-1:1的水蒸气，并在后续风机的拉动下，粉状活性炭在炉内呈现旋转状态从炉头流向炉尾流动，停留时间为10分钟-120分钟，在高温下炭水蒸气反应，在活性炭上形成微孔；
（4）经过步骤（3）处理后的再生活性炭进入旋风分离器进行高温收料，利用离心力的作用，尘粒沿筒壁旋转下降，进行气固分离，收料后的烟气进入二燃室，分离下来的物料经螺旋输送机边冷却、边混合，再经斗式提升机，送入料仓后进行包装，得到成品粉状再生活性炭；
在盘式干燥机内，粉状废活性炭通过圆盘及以上刮板缓慢从上而下移动，物料在移动过程中与各级圆盘接触，圆盘热源由余热锅炉产生的饱和蒸汽提供，物料与圆盘夹套中的蒸汽进行热交换，粉状废活性炭内水蒸发，同时部分低沸点有机物液随之挥发，干燥产生的气体在风机的拉动下经冷凝后进入尾气处理系统。
所述旋风分离器内壁为耐火材料整体浇注。
实例1：
(1)将a类型粉状废活性炭通过圆盘及以上刮板缓慢从上而下移动，物料在移动过程中与各级圆盘接触，圆盘热源由余热锅炉产生的饱和蒸汽提供，物料与圆盘夹套中的蒸汽进行热交换，粉状废活性炭内水蒸发，同时部分低沸点有机物液随之挥发，干燥产生的气体在风机的拉动下经冷凝后进入二燃室。
（2）向碳化炉通入氮气赶除空气，并通过夹套加热的方式将炉温升至650℃，干燥后物料通过密闭式进料方式进入碳化炉，停留时间为60分钟，在碳化炉里有机物发生裂解、缩聚反应而得到脱除，产生的裂解废气和少量水蒸气在风机的拉动下进入二燃室。
（3）活化炉温度升到800℃后，碳化后物料连续进入活化炉内活化，活化炉通过管道向炉内喷入以重量比水蒸气：活性炭=0.6：1的水蒸气，并在后续风机的拉动下，粉状活性炭在炉内呈现旋转状态从炉头流向炉尾流动，停留时间为80分钟。在高温下炭水蒸气反应，在活性炭上形成微孔，活化后的烟气在风机拉动下经旋风分离器收集部分成品，然后进入二燃室。产出的粉状活性炭经过国标检测合格率99.85%以上。
实例2：
(1)将b类型粉状废活性炭通过圆盘及以上刮板缓慢从上而下移动，物料在移动过程中与各级圆盘接触，圆盘热源由余热锅炉产生的饱和蒸汽提供，物料与圆盘夹套中的蒸汽进行热交换，粉状废活性炭内水蒸发，同时部分低沸点有机物液随之挥发，干燥产生的气体在风机的拉动下经冷凝后进入二燃室。
（2）向碳化炉通入氮气赶除空气，并通过夹套加热的方式将炉温升至550℃，干燥后物料通过密闭式进料方式进入碳化炉，停留时间为80分钟，在碳化炉里有机物发生裂解、缩聚反应而得到脱除，产生的裂解废气和少量水蒸气在风机的拉动下进入二燃室。
（3）活化炉温度升到850℃后，碳化后物料连续进入活化炉内活化，活化炉通过管道向炉内喷入以重量比水蒸气：活性炭=0.4：1的水蒸气，并在后续风机的拉动下，粉状活性炭在炉内呈现旋转状态从炉头流向炉尾流动，停留时间为90分钟。在高温下炭水蒸气反应，在活性炭上形成微孔，活化后的烟气在风机拉动下经旋风分离器收集部分成品，然后进入二燃室。产出的粉状活性炭经过国标检测合格率99.95%以上。
本发明的实施例充分对废活性炭进行资源化，避免资源浪费和环境污染，符合循环经济原则，具有节能减排的积极作用，1 吨饱和活性炭如果作为废弃物被焚烧掉，则相当于对大气释放3.3-3.6 吨二氧化碳，制成 1 吨优质活性炭，需要消耗 8 吨木材或者 4吨原煤，还能减少二氧化碳排放。
采用间接加热碳化和活化两步法，从源头上保证有机物能够被彻底脱除，废活性炭能够得到充分活化而使其品质得到保证。整个生产过程都处于无氧环境，使有机物得到充分碳化，最终形成固定碳粘接在活性炭上，不仅避免有效活性炭被燃烧浪费，同时收集有机物碳化后的固定碳，实现废物的充分利用，同时无氧气氛也规避了粉尘爆炸的风险。
Claims (3)
1.一种废粉状活性炭的再生方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在盘式干燥机内，粉状废活性炭与盘式干燥机内的蒸汽进行热交换，粉状废活性炭内水蒸发，同时部分低沸点有机物液随之挥发，干燥产生的气体在风机的拉动下经冷凝后进入尾气处理系统；
（2）向碳化炉通入氮气赶除空气，将炉温升至450-750℃，干燥后物料通过密闭式进料方式进入碳化炉，停留时间为10分钟-120分钟，在碳化炉里有机物发生裂解、缩聚反应而得到脱除，产生的裂解废气和少量水蒸气在风机的拉动下经冷凝后进入尾气处理系统；
（3）活化炉温度升到700-950℃后，碳化后物料连续进入活化炉内活化，活化炉通过管道向炉内喷入以重量比水蒸气：活性炭=0.1:1-1:1的水蒸气，并在后续风机的拉动下，粉状活性炭在炉内呈现旋转状态从炉头流向炉尾流动，停留时间为10分钟-120分钟，在高温下炭水蒸气反应，在活性炭上形成微孔；
（4）经过步骤（3）处理后的再生活性炭进入旋风分离器进行高温收料，利用离心力的作用，尘粒沿筒壁旋转下降，进行气固分离，收料后的烟气经冷凝后进入尾气处理系统，分离下来的物料经螺旋输送机边冷却、边混合，再经斗式提升机，送入料仓后进行包装，得到成品粉状再生活性炭。
2.根据权利要求1所述的一种废粉状活性炭的再生方法，其特征在于：在盘式干燥机内，粉状废活性炭通过圆盘及以上刮板缓慢从上而下移动，物料在移动过程中与各级圆盘接触，圆盘热源由余热锅炉产生的饱和蒸汽提供，物料与圆盘夹套中的蒸汽进行热交换，粉状废活性炭内水蒸发，同时部分低沸点有机物液随之挥发，干燥产生的气体在风机的拉动下经冷凝后进入尾气处理系统。
3.根据权利要求1所述的一种废粉状活性炭的再生方法，其特征在于：所述旋风分离器内壁为耐火材料整体浇注。
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| CN114477356A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-13 | 范俊聪 | 一种工业污水高效处理装置 |
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