CN111634911A - 适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统 - Google Patents
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Abstract
一种适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，包括两个废炭再生单元、尾气处理单元，每一个废炭再生单元包括闪蒸干燥机、旋风除尘器、第二金属膜袋过滤器、动态再生炉、第一金属膜袋过滤器、负压风机，所述尾气处理单元包括缓冲罐，所述缓冲罐包括罐体、隔板，在罐体内设有隔板，所述隔板以将罐体的内腔分割为左缓冲室、右缓冲室，所述罐体包括两个尾气入口，两个尾气入口的一端分别与左缓冲室、右缓冲室连通，两个尾气入口的另一端分别与负压风机的出口连接，两个负压风机排出的尾气分别进入左缓冲室、右缓冲室，然后再并流，相比没有隔板的缓冲罐，可避免两个负压风机排出的尾气对吹而造成排气干涉，影响负压风机排出的尾气排出。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物无害化处理设备技术领域，特别涉及一种适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统。
背景技术
活性炭是一种良好的碳基吸附材料，是用途极广的一种工业吸附剂。活性炭随着吸附量增加会废失去活性，因其含有有害成分而成为危险废物。活性炭的再生是指运用物理、化学或生物化学等方法对吸附废后失去活性的炭进行处理，恢复其吸附性能达到重复使用目的。活性炭再生方法包括热再生、化学药品再生、生物再生以及新兴的超临界流体再生法、电化学再生法、光催化再生法和微波辐射加热法等。加热再生过程是利用吸附废活性炭中的吸附质能够在高温下从活性炭孔隙中解吸的特点从而使活性炭原来被堵塞的孔隙打开，恢复其吸附性能。加热再生由于能够分解多种多样的吸附质而具有通用性，而且再生彻底，一直是再生方法的主流。加热再生装置有许多形式，目前国内使用的主要为回转窑、沸腾炉、流化床，采用回转窑需要使用一次能源或电力等高等级能源作为加热能源，能耗高，采用沸腾炉或流化床，现有的气固分离装置为布袋除尘器，由于布袋除尘器不耐高温，再生的活性炭需要降温后才能进行气固分离，能耗也较高。
发明内容
有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种能耗低的适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统。
一种适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，：包括两个废炭再生单元、尾气处理单元，每一个废炭再生单元包括闪蒸干燥机、旋风除尘器、第二金属膜袋过滤器、动态再生炉、第一金属膜袋过滤器、负压风机，所述闪蒸干燥机包括闪蒸干燥本体，所述闪蒸干燥本体环壁上设有固相入口，所述闪蒸干燥本体底部设有气相入口，所述闪蒸干燥本体顶部设有气相出口，所述闪蒸干燥本体的气相出口与旋风除尘器侧部的气相入口连接，所述旋风除尘器顶部的气相出口与第二金属膜袋过滤器侧部的气相入口连接，所述负压风机的入口与第二金属膜袋过滤器顶部的气相出口连接，所述动态再生炉为“门”字形中空筒体，所述动态再生炉包括碳化段、连接段、活化段，所述旋风除尘器底部的固相出口与碳化段的侧部的固相入口连接，所述第二金属膜袋过滤器底部的固相出口与碳化段的侧部的固相入口连接，在碳化段的下部设有气相入口，碳化段顶部的气相出口与连接段的一端连接，所述连接段的另一端与活化段顶部的气相入口连接，活化段的下部的气相出口与第一金属膜袋过滤器侧部的气相入口连接，所述第一金属膜袋过滤器顶部的气相出口与所述闪蒸干燥本体底部的气相入口连接，所述尾气处理单元包括缓冲罐，所述缓冲罐包括罐体、隔板，所述罐体为一个封闭的中空筒体，在罐体内设有隔板，所述隔板竖直设置，所述隔板的底面与罐体的内侧底面接触，所述隔板的两个侧面与罐体的内侧环壁接触，所述隔板的顶面与罐体的内侧顶面不接触，所述隔板以将罐体的内腔分割为左缓冲室、右缓冲室，所述罐体包括两个尾气入口，两个尾气入口的一端分别与左缓冲室、右缓冲室连通，两个尾气入口的另一端分别与负压风机的出口连接。
优选的，所述闪蒸干燥机为旋转闪蒸干燥机。
优选的，所述第一金属膜袋过滤器、第二金属膜袋过滤器均为金属间化合物非对称膜除尘器。
优选的，所述废炭再生单元还包括塔式冷却床，所述塔式冷却床的入口与第一金属膜袋过滤器底部的固相出口连接。
优选的，所述尾气处理单元还包括二燃室，所述罐体的顶部设有尾气出口，所述尾气出口的一端与罐体的隔板上方的内腔连通，所述尾气出口的另一端与二燃室的入口连接。
优选的，所述尾气处理单元还包括余热锅炉，所述余热锅炉的入口与二燃室的出口连接。
优选的，所述余热锅炉的蒸汽出口通过管道与活化段的内腔连通。
优选的，所述尾气处理单元还包括急冷吸收塔，所述急冷吸收塔的入口与余热锅炉的出口连接。
优选的，所述尾气处理单元还包括布袋除尘器，所述布袋除尘器的入口与急冷吸收塔的出口连接。
优选的，所述尾气处理单元还包括脱硫塔，所述脱硫塔的入口与袋除尘器的出口连接。
本发明的有益效果在于：
（1）再生的活性炭与尾气采用布袋除尘进行气固分离，由于尾气温度高，会烧坏布袋除尘设备，所以需要对活性炭与尾气降温后才能进行气固分离，进而尾气的热能无法利用，而本发明中，第一金属膜袋过滤器耐高温，再生的活性炭与尾气采用第一金属膜袋过滤器直接气固分离，危险废炭干燥充分利用动态活化炉活化尾气余热直接干燥，大大降低了干燥危险废炭的热能消耗。
（2）利用闪蒸干燥机对危险废炭粉进行干燥，干燥后的危险废炭含水量可稳定在10%左右，这部分残留水在活化阶段能与危险废炭中微量残存的有机物反应，这部分残留水含量过高或过低都不利于活化。
（3）第一金属膜袋过滤器的气固分离率在99.99%以上，与尾气一同进入闪蒸干燥机的再生的活性炭微粉微乎其微，避免了大量的再生的活性炭微粉进入闪蒸干燥机后，导致干燥后的危险废炭含水量降低，进而影响活化过程。
（4）第一金属膜袋过滤器在气固分离的过程中，会有活性炭粉粘附在第一金属膜袋过滤器的微孔金属膜滤料上，尾气中的有机气体能被活性炭粉吸收，避免经过闪蒸干燥机后返回动态活化炉，与干燥后的危险废炭的残水反应，间接的降低了干燥后的危险废炭含水量，影响活化过程。
（5）利用闪蒸干燥机对危险废炭进行干燥，危险废炭分散性好，且碳化、活化过程中，危险废炭为稀相气力输送，使得危险废炭活化反应时间短，反应更充分，全程处于封闭状态，危险废炭在碳化、活化过程中的反应热基本可维持整个装置温度，能耗非常低。
（6）利用闪蒸干燥机对危险废炭进行干燥，干燥后的危险废炭粒度可稳定在一个预定的范围内，危险废炭粒度可控，有利于保证动态活化内的危险废炭流化状态稳定，从而使得碳化、活化过程稳定。
（7）缓冲罐的主要作用是稳定尾气的压力，罐体由隔板分割成左缓冲室、右缓冲室，两个负压风机排出的尾气分别进入左缓冲室、右缓冲室，然后再并流，相比没有隔板的缓冲罐，可避免两个负压风机排出的尾气对吹而造成排气干涉，影响负压风机排出的尾气排出。
附图说明
图1为所述适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统的轴测图。
图2为所述缓冲罐局部剖开的轴测图。
图中：废炭再生单元10、闪蒸干燥机11、闪蒸干燥本体111、旋风除尘器12、第二金属膜袋过滤器13、动态再生炉14、碳化段141、连接段142、活化段143、第一金属膜袋过滤器15、负压风机16、塔式冷却床17、尾气处理单元20、缓冲罐21、罐体211、左缓冲室2111、右缓冲室2112、隔板212、二燃室22、余热锅炉23、急冷吸收塔24、布袋除尘器25、脱硫塔26。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参见图1和图2，本发明实施例提供了一种适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，包括两个废炭再生单元10、尾气处理单元20，每一个废炭再生单元10包括闪蒸干燥机11、旋风除尘器12、第二金属膜袋过滤器13、动态再生炉14、第一金属膜袋过滤器15、负压风机16，闪蒸干燥机11包括闪蒸干燥本体111，闪蒸干燥本体111环壁上设有固相入口，闪蒸干燥本体111底部设有气相入口，闪蒸干燥本体111顶部设有气相出口，闪蒸干燥本体111的气相出口与旋风除尘器12侧部的气相入口连接，旋风除尘器12顶部的气相出口与第二金属膜袋过滤器13侧部的气相入口连接，负压风机16的入口与第二金属膜袋过滤器13顶部的气相出口连接，动态再生炉14为“门”字形中空筒体，动态再生炉14包括碳化段141、连接段142、活化段143，旋风除尘器12底部的固相出口与碳化段141的侧部的固相入口连接，第二金属膜袋过滤器13底部的固相出口与碳化段141的侧部的固相入口连接，在碳化段141的下部设有气相入口，碳化段141顶部的气相出口与连接段142的一端连接，连接段142的另一端与活化段143顶部的气相入口连接，活化段143的下部的气相出口与第一金属膜袋过滤器15侧部的气相入口连接，第一金属膜袋过滤器15顶部的气相出口与闪蒸干燥本体111底部的气相入口连接，尾气处理单元20包括缓冲罐21，缓冲罐21包括罐体211、隔板212，罐体211为一个封闭的中空筒体，在罐体211内设有隔板212，隔板212竖直设置，隔板212的底面与罐体211的内侧底面接触，隔板212的两个侧面与罐体211的内侧环壁接触，隔板212的顶面与罐体211的内侧顶面不接触，隔板212以将罐体211的内腔分割为左缓冲室2111、右缓冲室2112，罐体211包括两个尾气入口，两个尾气入口的一端分别与左缓冲室2111、右缓冲室2112连通，两个尾气入口的另一端分别与负压风机16的出口连接。
危险废炭在干燥过程中，主要是蒸发孔隙水，同时吸附的小分子碳氢化合物和芳香族有机物质等易挥发的有机物质被脱附分离进入尾气。
危险废炭中残存的有机物在高温条件下，以挥发、分解、碳化、氧化的形式，从危险废炭的基质上消除，转化成有机气体，进入尾气。
微量残存的有机物在残留水分及补充的水蒸汽等氧化性气体进行活化反应，生成的CO、CO2、H2及氮的氧化物等从危险废炭上分解脱附。
本发明的有益效果在于：
（1）再生的活性炭与尾气采用布袋除尘进行气固分离，由于尾气温度高，会烧坏布袋除尘设备，所以需要对活性炭与尾气降温后才能进行气固分离，进而尾气的热能无法利用，而本发明中，第一金属膜袋过滤器15耐高温，再生的活性炭与尾气采用第一金属膜袋过滤器15直接气固分离，危险废炭干燥充分利用动态活化炉活化尾气余热直接干燥，大大降低了干燥危险废炭的热能消耗。
（2）利用闪蒸干燥机11对危险废炭粉进行干燥，干燥后的危险废炭含水量可稳定在10%左右，这部分残留水在活化阶段能与危险废炭中微量残存的有机物反应，这部分残留水含量过高或过低都不利于活化。
（3）第一金属膜袋过滤器15的气固分离率在99.99%以上，与尾气一同进入闪蒸干燥机11的再生的活性炭微粉微乎其微，避免了大量的再生的活性炭微粉进入闪蒸干燥机11后，导致干燥后的危险废炭含水量降低，进而影响活化过程。
（4）第一金属膜袋过滤器15在气固分离的过程中，会有活性炭粉粘附在第一金属膜袋过滤器15的微孔金属膜滤料上，尾气中的有机气体能被活性炭粉吸收，避免经过闪蒸干燥机11后返回动态活化炉，与干燥后的危险废炭的残水反应，间接的降低了干燥后的危险废炭含水量，影响活化过程。
（5）利用闪蒸干燥机11对危险废炭进行干燥，危险废炭分散性好，且碳化、活化过程中，危险废炭为稀相气力输送，使得危险废炭活化反应时间短，反应更充分，全程处于封闭状态，危险废炭在碳化、活化过程中的反应热基本可维持整个装置温度，能耗非常低。
（6）利用闪蒸干燥机11对危险废炭进行干燥，干燥后的危险废炭粒度可稳定在一个预定的范围内，危险废炭粒度可控，有利于保证动态活化内的危险废炭流化状态稳定，从而使得碳化、活化过程稳定。
（7）缓冲罐21的主要作用是稳定尾气的压力，罐体211由隔板212分割成左缓冲室2111、右缓冲室2112，两个负压风机16排出的尾气分别进入左缓冲室2111、右缓冲室2112，然后再并流，相比没有隔板212的缓冲罐21，可避免两个负压风机16排出的尾气对吹而造成排气干涉，影响负压风机16排出的尾气排出。
参见图1，进一步，闪蒸干燥机11为旋转闪蒸干燥机11。
参见图1，进一步，第一金属膜袋过滤器15、第二金属膜袋过滤器13均为金属间化合物非对称膜除尘器。
参见图1，进一步，废炭再生单元10还包括塔式冷却床17，塔式冷却床17的入口与第一金属膜袋过滤器15底部的固相出口连接。
参见图1，进一步，尾气处理单元20还包括二燃室22，罐体211的顶部设有尾气出口，尾气出口的一端与罐体211的隔板212上方的内腔连通，尾气出口的另一端与二燃室22的入口连接。
参见图1，进一步，尾气处理单元20还包括余热锅炉23，余热锅炉23的入口与二燃室22的出口连接。
参见图1，进一步，余热锅炉23的蒸汽出口通过管道与活化段143的内腔连通。
本实施例中，余热锅炉23的蒸汽作为危险废炭活化过程中补充的水蒸汽，为整个装置维持稳定的温度提供了热量补充，水蒸汽本身对危险废炭具有活化作用且危险废炭中的炭组分不易烧失。
参见图1，进一步，尾气处理单元20还包括急冷吸收塔24，急冷吸收塔24的入口与余热锅炉23的出口连接。
参见图1，进一步，尾气处理单元20还包括布袋除尘器25，布袋除尘器25的入口与急冷吸收塔24的出口连接。
参见图1，进一步，尾气处理单元20还包括脱硫塔26，脱硫塔26的入口与袋除尘器的出口连接。
参见图1，还提供了一种危险废炭活化再生方法，具体步骤如下：
将动态再生炉14加热至预设温度，启动负压风机16，冷空气由碳化段141的下部设有气相入口进入，携带危险废炭粉依次经过动态再生炉14的碳化段141、动态再生炉14的连接段142、动态再生炉14的活化段143、第一金属膜袋过滤器15，危险废炭粉依次被碳化、活化形成活性炭，然后活性炭从第一金属膜袋过滤器15的固相出口排出，热尾气从第一金属膜袋过滤器15的气相出口进入闪蒸干燥本体111，热尾气以闪蒸干燥本体111切线方向从闪蒸干燥本体111的气相入口进入闪蒸干燥本体111底部，形成旋转风场，热尾气携带预定水分含量和粒度的危险废炭粉体从闪蒸干燥本体111的气相出口输出，并依次经过旋风除尘器12、第二金属膜袋过滤器13，尾气从第二金属膜袋过滤器13的气相出口排出，旋风除尘器12、第二金属膜袋过滤器13各自分离出的危险废炭粉一同送入动态再生炉14的碳化段141。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，其特征在于：包括两个废炭再生单元、尾气处理单元，每一个废炭再生单元包括闪蒸干燥机、旋风除尘器、第二金属膜袋过滤器、动态再生炉、第一金属膜袋过滤器、负压风机，所述闪蒸干燥机包括闪蒸干燥本体，所述闪蒸干燥本体环壁上设有固相入口，所述闪蒸干燥本体底部设有气相入口，所述闪蒸干燥本体顶部设有气相出口，所述闪蒸干燥本体的气相出口与旋风除尘器侧部的气相入口连接，所述旋风除尘器顶部的气相出口与第二金属膜袋过滤器侧部的气相入口连接，所述负压风机的入口与第二金属膜袋过滤器顶部的气相出口连接，所述动态再生炉为“门”字形中空筒体，所述动态再生炉包括碳化段、连接段、活化段，所述旋风除尘器底部的固相出口与碳化段的侧部的固相入口连接，所述第二金属膜袋过滤器底部的固相出口与碳化段的侧部的固相入口连接，在碳化段的下部设有气相入口，碳化段顶部的气相出口与连接段的一端连接，所述连接段的另一端与活化段顶部的气相入口连接，活化段的下部的气相出口与第一金属膜袋过滤器侧部的气相入口连接，所述第一金属膜袋过滤器顶部的气相出口与所述闪蒸干燥本体底部的气相入口连接，所述尾气处理单元包括缓冲罐，所述缓冲罐包括罐体、隔板，所述罐体为一个封闭的中空筒体，在罐体内设有隔板，所述隔板竖直设置，所述隔板的底面与罐体的内侧底面接触，所述隔板的两个侧面与罐体的内侧环壁接触，所述隔板的顶面与罐体的内侧顶面不接触，所述隔板以将罐体的内腔分割为左缓冲室、右缓冲室，所述罐体包括两个尾气入口，两个尾气入口的一端分别与左缓冲室、右缓冲室连通，两个尾气入口的另一端分别与负压风机的出口连接。
2.如权利要求1所述的适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，其特征在于：所述闪蒸干燥机为旋转闪蒸干燥机。
3.如权利要求1所述的适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，其特征在于：所述第一金属膜袋过滤器、第二金属膜袋过滤器均为金属间化合物非对称膜除尘器。
4.如权利要求1所述的适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，其特征在于：所述废炭再生单元还包括塔式冷却床，所述塔式冷却床的入口与第一金属膜袋过滤器底部的固相出口连接。
5.如权利要求1所述的适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，其特征在于：所述尾气处理单元还包括二燃室，所述罐体的顶部设有尾气出口，所述尾气出口的一端与罐体的隔板上方的内腔连通，所述尾气出口的另一端与二燃室的入口连接。
6.如权利要求5所述的适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，其特征在于：所述尾气处理单元还包括余热锅炉，所述余热锅炉的入口与二燃室的出口连接。
7.如权利要求6所述的适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，其特征在于：所述余热锅炉的蒸汽出口通过管道与活化段的内腔连通。
8.如权利要求6所述的适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，其特征在于：所述尾气处理单元还包括急冷吸收塔，所述急冷吸收塔的入口与余热锅炉的出口连接。
9.如权利要求8所述的适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，其特征在于：所述尾气处理单元还包括布袋除尘器，所述布袋除尘器的入口与急冷吸收塔的出口连接。
10.如权利要求9所述的适用于多个沸腾炉的危险废炭节能活化再生系统，其特征在于：所述尾气处理单元还包括脱硫塔，所述脱硫塔的入口与袋除尘器的出口连接。
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