CN112619630A - 一种废活性炭再生系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废活性炭再生系统，包括加热炉、双通道活性炭再生炉、高温收集装置、活性炭筛选分离冷却装置，所述加热炉的炉烟气出口和双通道活性炭再生炉的高温烟气进口连通，有机气体出口和高温收集装置的气体入口连通，所述高温收集装置的气体出口和加热炉连通；双通道活性炭再生炉的再生炭出口和活性炭筛选分离冷却装置连通。本发明中双通道活性炭再生炉通过加热炉产生的高温烟气对废炭进行再生，废炭再产生的有机气体及粉炭进入高温收集装置过滤粉炭，被过滤的有机气体返还加热炉燃烧，再生的废炭进入活性炭筛选分离冷却装置筛选出粉炭和颗粒碳，实现热能回收利用，粉炭和颗粒碳分别回收，提升活性炭回收率。
Description
技术领域
本发明涉及环保设备领域，尤其涉及一种废活性炭再生系统。
背景技术
活性炭再生法，活性炭再生是吸附饱满的活性炭通过一定条件处理后再次活化。活性炭在环境保护，工业与民用方面己被大量使用，并且取得了相当的成效，然而活性炭在吸附饱合被更换后，使用活性炭吸附是一个物理过程，因此还可以采用高温蒸汽将使用过的活性炭内之杂质进行脱附，并使其恢复原有之活性，以达到重复使用的目的，具有明显的经济效益。再生后的活性炭其用途仍可连续重复使用及再生。活性炭再生是吸附饱满的活性炭通过一定条件处理后再次活化。
传统的设备为二段转炉，前段为干燥炉、后段炭化炉，转炉采用燃烧器对炉内加热干燥后高温炭化的方式，这种设备能耗大，热交换效率低，无法把脱附的无机物产生的热能加以利用，且传统工艺再生后炭的得率比较低，原因是传统工艺不是厌氧燃烧，而是含氧燃烧，在炭化过程中会消耗部分炭，也无法在气相中收集到粉炭，所以造成炭得率约为25-27%。
发明内容
本发明的目的是提供一种废活性炭再生系统。
本发明的创新点在于釆用这套系统中能同时干燥、炭化、活化，有机废气转化成热能利用，同时在一套系统条件下回收粉炭及颗粒炭。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种废活性炭再生系统，包括加热炉、双通道活性炭再生炉、高温收集装置、活性炭筛选分离冷却装置，所述双通道活性炭再生炉包括卧式布置的外套筒，外套筒内设有内套筒，外套筒两端设有端套，两端套远离外套筒一侧分别设有物料进料仓和物料出料仓，端套为空心结构，内套筒两端伸出端套且两端分别和物料进料仓及物料出料仓连通，内套筒和外套筒之间形成高温烟气通道，高温烟气通道和两端套连通，位于物料出料仓处的端套上设有高温烟气进口，位于物料进料仓处的端套上设有高温烟气出口，所述物料出料仓上还设有有机气体出口，物料出料仓底部设有再生炭出口；物料进料仓上设有废活性炭进口，外套筒、内套筒之间设有若干连接筋，外套筒、内套筒和端套连接处设有密封垫；所述外套筒外设有驱动外驱动外套筒和内套筒同步转动的一号驱动装置；高温收集装置包括高温箱体，所述高温箱体内设有隔离孔板，所述隔离孔板将高温箱体分隔为上部的气体区和下部的收集区，收集区处设有气体入口，气体区处设有气体出口，高温箱体底部设有料仓出口，所述隔离孔板上设有若干通孔，所述隔离孔板上挂设有若干组合式滤芯；所述加热炉的炉烟气出口和双通道活性炭再生炉的高温烟气进口连通，有机气体出口和高温收集装置的气体入口连通，所述高温收集装置的气体出口和加热炉连通；双通道活性炭再生炉的再生炭出口和活性炭筛选分离冷却装置连通。本发明中双通道活性炭再生炉通过加热炉产生的高温烟气对废炭进行再生，废炭再产生的有机气体及粉炭进入高温收集装置过滤粉炭，被过滤的有机气体返还加热炉燃烧，再生的废炭进入活性炭筛选分离冷却装置筛选出粉炭和颗粒碳，实现热能回收利用，粉炭和颗粒碳分别回收，提升活性炭回收率。
进一步地，组合式滤芯顶部设有法兰边，所述法兰边直径略大于通孔直径，所述隔离孔板上设有若干重力式密封压板，所述压板上设有若干和阶梯孔，所述阶梯孔包括大孔径段和小孔径段，大孔径段套在法兰边上，且大孔径段内设有密封垫。通过压板密封组合式滤芯，不使用螺栓螺母固定，避免了由于高温气体使固定元件热胀冷缩，从而使粉尘不被逃脱。
进一步地，活性炭筛选分离冷却装置包括支板，支板上设有两端板，所述两端板之间设有滚筒，所述两端板上设有用于套设滚筒两端的沉孔，所述滚筒一端设有带动滚筒转动的二号驱动装置，支板上设有若干和滚筒匹配的托轮，所述滚筒分为两段分别为滚筒筛网段和旋转冷却筒段，所述其中一端板上设有进料口且该端板上设有将进料口和滚筒连通的进料通道，所述另一端板处设有出料罩且该端板上设有将出料罩和滚筒连通的出料通道，出料罩上设有出料口；所述滚筒筛网段位于进料口处，所述两端板之间设有外箱套，外箱套、支板、端板形成密封箱体，所述滚筒筛网段处的下方设有细粉出料仓，所述支板上设有用于伸出细粉储料仓的伸出孔，所述旋转冷却筒段上方设有冷水喷淋装置，旋转冷却筒段下方设有冷却水收集槽，所述冷水槽收集槽上设有冷却水出水管，所述支板上设有用于伸出冷却水出水管的出水口。通过滚筒旋转，滚筒筛网段将粉状活性炭从颗粒状活性炭里分离出来，筛选分离的颗粒炭进入后段组合的旋转冷却筒，旋转冷却段的颗粒炭由冷水喷淋装置对旋转冷却段进行降温，使旋转冷却筒内部的可粒炭降到设定温度后存储。
进一步地，双通道活性炭再生炉的外套筒内壁设有螺旋导流板。通过螺旋导流板使气流螺旋前进，气流能够与内套筒一圈外壁完全解除，使气流热量能更快更有效率传给内套筒。
进一步地，双通道活性炭再生炉的物料进料仓上还设有再生炉蒸汽进口和惰性气体进口，物料出料仓上设有再生炉蒸汽进口。物料进料仓处的蒸汽对粘附在再生炭孔隙内还含有少量焦油进行蒸汽脱附，物料出料仓少量的蒸汽使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾，汽化脱附，产生大量挥发物，通入惰性气体保持再生炭在厌氧状态下再生。
进一步地，外套筒和内套筒同轴设置，外套筒位于物料出料仓所在的端部略向下倾斜。使废活性炭从废活性炭进口能靠自重缓慢下落，进行活化反应。
进一步地，活性炭筛选分离冷却装置的滚筒倾斜布置，倾斜角度为1~2°，所述旋转冷却筒段位于低端。使颗粒碳能依靠重力沿滚筒缓慢下滑至出料口。
进一步地，活性炭筛选分离冷却装置的进料口所在的端板处设有和滚筒连通的滚筒蒸汽入口。用蒸汽吹颗粒碳的空隙使粉炭更容易掉落。
进一步地，二号驱动装置包括电机、减速机，所述减速机通过中心联轴调节装置和滚筒端部连接，所述中心联轴调节装置包括外联套和内联套，所述外联套内壁设有沿外联套圆周方向等间距布置的凹槽，所述内联套外径小于外联套内径，所述内联套外壁设有若干插入凹槽的凸块，所述凸块和凹槽底部存在间距。外联套和内联套配合，能够使电机能带动滚筒转动，当内联套和外联套分离时，电机无法带动滚筒转动，通过中心联轴调节装置调节滚筒是否转动。
本发明的有益效果是 ：
1、本发明中能同时干燥、炭化、活化，有机废气转化成热能利用，同时在一套系统条件下回收粉炭及颗粒炭，达到在高温裂解炭化活化脱附气氛中不自燃、不气爆，又能确保活性炭的品质，装置能够稳定运行；所用的治理工艺符合低能耗和节能要求，处理效率达到99%以上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为高温收集装置的结构示意图。
图3为隔离孔板处局部放大图。
图4为双通道再生炉的结构示意图。
图5为活性炭筛选分离冷却装置的结构示意图。
图6为中心联轴调节装置的结构示意图结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：如图1、2、3、4、5、6所示一种废活性炭再生系统，包括加热炉1、双通道活性炭再生炉2、高温收集装置3、活性炭筛选分离冷却装置4，双通道活性炭再生炉2包括卧式布置的外套筒2.1，外套筒内壁设有螺旋导流板2.11，外套筒2.1内设有内套筒2.2，外套筒2.1两端设有端套2.7，两端套2.7远离外套筒2.1一侧分别设有物料进料仓2.3和物料出料仓2.4，端套2.7为空心结构，内套筒2.2两端伸出端套2.7且两端分别和物料进料仓2.3及物料出料仓2.4连通，内套筒2.1和外套筒2.2之间形成高温烟气通道2.5，高温烟气通道2.5和两端套2.7连通，位于物料出料仓2.4处的端套上设有高温烟气进口2.51，位于物料进料仓2.3处的端套上设有高温烟气出口2.52，物料进料仓2.3上还设有再生炉蒸汽进口2.32和惰性气体进口2.33，物料出料仓2.4上设有再生炉蒸汽进口2.43，物料出料仓2.4上还设有有机气体出口2.41，物料出料仓2.3底部设有再生炭出口2.42；物料进料仓2.3上设有废活性炭进口2.31，外套筒2.1、内套筒2.2之间设有若干连接筋2.8，外套筒2.1和内套筒2.2同轴设置，外套筒2.1位于物料出料仓2.3所在的端部略向下倾斜，外套筒2.1、内套筒2.2和端套2.7连接处设有密封垫2.9；外套筒2.1外设有驱动外驱动外套筒2.1和内套筒2.2同步转动的一号驱动装置2.6；外套筒2.1和内套筒2.2同轴设置，外套筒2.1位于物料出料仓2.4所在的端部略向下倾斜，高温收集装置3包括高温箱体3.1，高温箱体3.1内设有隔离孔板3.2，隔离孔板3.2将高温箱体3.1分隔为上部的气体区3.3和下部的收集区3.4，收集区3.4处设有气体入口3.41，气体区3.3处设有气体出口3.31，高温箱体3.1底部设有料仓出口3.11，隔离孔板3.2上设有若干通孔3.21，隔离孔板3.2上挂设有若干组合式滤芯3.5；组合式滤芯3.5顶部设有法兰边3.51，法兰边3.51直径略大于通孔3.21直径，隔离孔板3.2上设有若干重力式密封压板3.6，压板3.6上设有若干个阶梯孔3.61，阶梯孔3.61包括大孔径段3.611和小孔径段3.612，大孔径段套3.611在法兰边3.51上，且大孔径段3.611内设有密封垫3.7，加热炉1的炉烟气出口1.1和双通道活性炭再生炉的高温烟气进口2.51连通，有机气体出口2.41和高温收集装置的气体入口3.41连通，高温收集装置的气体出口3.31和加热炉1连通；双通道活性炭再生炉2的再生炭出口2.42和活性炭筛选分离冷却装置4连通。
活性炭筛选分离冷却装置4包括支板4.1，支板4.1上设有两端板4.2，两端板4.2之间设有滚筒4.3，两端板4.2上设有用于套设滚筒4.3两端的沉孔4.21，滚筒4.3一端设有带动滚筒4.3转动的二号驱动装置4.4，支板4.1上设有若干和滚筒4.3匹配的托轮4.5，滚筒4.3分为两段分别为滚筒筛网段4.31和旋转冷却筒段4.32，滚筒4.3倾斜布置，倾斜角度为1~2°，旋转冷却筒段4.32位于低端，其中一端板4.2上设有进料口4.21，且该端板4.2上设有将进料口4.21和滚筒4.3连通的进料通道4.6，进料口4.21所在的端板4.2处设有和滚筒4.3连通的滚筒蒸汽入口4.22，另一端板4.2处设有出料罩4.7且该端板4.2上设有将出料罩4.7和滚筒4.3连通的出料通道4.8，出料罩4.7上设有出料口4.71；滚筒筛网段4.31位于进料口4.21处，两端板4.2之间设有外箱套4.9，外箱套4.9、支板4.1、端板4.2形成密封箱体，滚筒筛网段4.31处的下方设有细粉出料仓4.10，支板4.1上设有用于伸出细粉储料仓的伸出孔4.101，旋转冷却筒段4.31上方设有冷水喷淋装置4.11，旋转冷却筒段4.31下方设有冷却水收集槽4.13，冷水槽收集槽上4.12设有冷却水出水管4.121，支板4.1上设有用于伸出冷却水出水管4.121的出水口4.102，二号驱动装置4.4包括电机4.41、减速机4.42，减速机通过中心联轴调节装置4.43和滚筒4.3端部连接，中心联轴调节装置4.43包括外联套4.431和内联套4.432，外联套4.431内壁设有沿外联套4.432圆周方向等间距布置的凹槽4.433，内联套4.432外径小于外联套4.431内径，内联套4.432外壁设有若干插入凹槽4.433的凸块4.434，凸块4.434和凹槽4.433底部存在间距。
工作时，加热炉1工作，产生高温烟气，高温烟气从高温烟气进口2.51进入双通道活性炭再生炉2，将废炭从废活性炭进口2.31投入双通道活性炭再生炉2，一号驱动装置2.6带动外套筒2.1和内套筒2.2转动，废炭在高温烟气的热能下进行干燥、炭化、活化，再生炭产生的从有机气体出口2.41排出进入高温收集装置3，颗粒碳和粉炭的混合物从再生炭出口2.42排出进入活性炭筛选分离冷却装置4，活性炭冷却装置4通过二号驱动装置4.4带动滚筒4.3转动，再生炭中的粉炭在滚筒筛网段4.31被分离排出，再生炭中的颗粒炭进入旋转冷却筒段4.32，在冷水喷淋装置4.11的作用下冷却降温后排出存储，有机气体在高温收集装置被组合式滤芯3.5过滤粉炭，被过滤的有机气体从气体出口3.31排出回流至加热炉1，过滤出的粉炭从料仓出口3.11排出存储。
干燥区段处内套筒2.2内的再生炭的含水率在50％～60％，由于活性炭吸附的有机物比较复杂须干燥脱附，在该区域先通过热交换干燥脱附，还可利用蒸汽对粘附在再生炭孔隙内的少量焦油进行蒸汽脱附，提高再生炭脱附效率。
炭化区段处高温烟气通道2.5内的温度对再生炭进行炭化，在炭化时主要是氢气和甲烷，继续析出氢气焦质逐渐变硬；一部分有机物发生分解反应，生成小分子烃脱附出来，残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”，为避免活性炭的氧化，一般在缺氧或惰性状态下进行。在炭化区热辐射温度范围350～750℃，不同的有机物随温度升高，分别以挥发、分解、碳化、氧化的形式，从活性炭的基质上消除。通常到此阶段，再生炭的吸附恢复率已达到 60％～85％。
活化区段处活性炭胶质体产生和固化：产生焦油和有机物液体，呈胶质状态；伴随聚缩和合成反应，析出挥发物，可利用少量的蒸汽使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾，汽化脱附，产生大量挥发物，有机物经高温碳化后，有相当部分碳化物残留在活性炭微孔中。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种废活性炭再生系统，其特征在于，包括加热炉、双通道活性炭再生炉、高温收集装置、活性炭筛选分离冷却装置，所述双通道活性炭再生炉包括卧式布置的外套筒，外套筒内设有内套筒，外套筒两端设有端套，两端套远离外套筒一侧分别设有物料进料仓和物料出料仓，端套为空心结构，内套筒两端伸出端套且两端分别和物料进料仓及物料出料仓连通，内套筒和外套筒之间形成高温烟气通道，高温烟气通道和两端套连通，位于物料出料仓处的端套上设有高温烟气进口，位于物料进料仓处的端套上设有高温烟气出口，所述物料出料仓上还设有有机气体出口，物料出料仓底部设有再生炭出口；物料进料仓上设有废活性炭进口，外套筒、内套筒之间设有若干连接筋，外套筒、内套筒和端套连接处设有密封垫；所述外套筒外设有驱动外驱动外套筒和内套筒同步转动的一号驱动装置；高温收集装置包括高温箱体，所述高温箱体内设有隔离孔板，所述隔离孔板将高温箱体分隔为上部的气体区和下部的收集区，收集区处设有气体入口，气体区处设有气体出口，高温箱体底部设有料仓出口，所述隔离孔板上设有若干通孔，所述隔离孔板上挂设有若干组合式滤芯；所述加热炉的炉烟气出口和双通道活性炭再生炉的高温烟气进口连通，有机气体出口和高温收集装置的气体入口连通，所述高温收集装置的气体出口和加热炉连通；双通道活性炭再生炉的再生炭出口和活性炭筛选分离冷却装置连通。
2.根据权利要求1所述的废活性炭再生系统，其特征在于，所述组合式滤芯顶部设有法兰边，所述法兰边直径略大于通孔直径，所述隔离孔板上设有若干重力式密封压板，所述压板上设有若干和阶梯孔，所述阶梯孔包括大孔径段和小孔径段，大孔径段套在法兰边上，且大孔径段内设有密封垫。
3.根据权利要求1所述的废活性炭再生系统，其特征在于，所述活性炭筛选分离冷却装置包括支板，支板上设有两端板，所述两端板之间设有滚筒，所述两端板上设有用于套设滚筒两端的沉孔，所述滚筒一端设有带动滚筒转动的二号驱动装置，支板上设有若干和滚筒匹配的托轮，所述滚筒分为两段分别为滚筒筛网段和旋转冷却筒段，所述其中一端板上设有进料口且该端板上设有将进料口和滚筒连通的进料通道，所述另一端板处设有出料罩且该端板上设有将出料罩和滚筒连通的出料通道，出料罩上设有出料口；所述滚筒筛网段位于进料口处，所述两端板之间设有外箱套，外箱套、支板、端板形成密封箱体，所述滚筒筛网段处的下方设有细粉出料仓，所述支板上设有用于伸出细粉储料仓的伸出孔，所述旋转冷却筒段上方设有冷水喷淋装置，旋转冷却筒段下方设有冷却水收集槽，所述冷水槽收集槽上设有冷却水出水管，所述支板上设有用于伸出冷却水出水管的出水口。
4.根据权利要求1所述的废活性炭再生系统，其特征在于，所述双通道活性炭再生炉的外套筒内壁设有螺旋导流板。
5.根据权利要求1所述的废活性炭再生系统，其特征在于，所述双通道活性炭再生炉的物料进料仓上还设有再生炉蒸汽进口和惰性气体进口，物料出料仓上设有再生炉蒸汽进口。
6.根据权利要求1所述的废活性炭再生系统，其特征在于，所述外套筒和内套筒同轴设置，外套筒位于物料出料仓所在的端部略向下倾斜。
7.根据权利要求2所述的废活性炭再生系统，其特征在于，所述活性炭筛选分离冷却装置的滚筒倾斜布置，倾斜角度为1~2°，所述旋转冷却筒段位于低端。
8.根据权利要求2所述的废活性炭再生系统，其特征在于，所述活性炭筛选分离冷却装置的进料口所在的端板处设有和滚筒连通的滚筒蒸汽入口。
9.根据权利要求2所述的废活性炭再生系统，其特征在于，所述二号驱动装置包括电机、减速机，所述减速机通过中心联轴调节装置和滚筒端部连接，所述中心联轴套接装置包括外联套和内联套，所述外联套内壁设有沿外联套圆周方向等间距布置的凹槽，所述内联套外径小于外联套内径，所述内联套外壁设有若干插入凹槽的凸块，所述凸块和凹槽底部存在间距。
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