CN207576432U - 活性炭的再生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活性炭的再生系统，包括：第一脱水设备，用于将获取的废活性炭脱水到第一预设含水率以下，以获得预脱水废活性炭；第二脱水设备，用于将预脱水废活性炭进行破碎处理以获得破碎废活性炭，并在预设烘干温度下将破碎废活性炭脱水到第二预设含水率以下，以获得脱水后废活性炭；分离设备，包括分离装置及存储仓，分离装置用于对脱水后废活性炭进行杂质初步分离以获得预处理废活性炭，并将预处理废活性炭输送至存储仓；活化设备，用于从存储仓获取预处理废活性炭，并控制预处理废活性炭在预设活化温度范围内及预设活化时间范围内进行活化反应，以获得再生活性炭；及冷却设备，用于对再生活性炭进行冷却以获得成品再生活性炭。

Description

活性炭的再生系统

技术领域

本实用新型涉及工业控制领域，具体涉及一种活性炭的再生系统。

背景技术

活性炭是一种具有发达的孔隙结构、有很大的比表面积和吸附能力的炭。它的性质稳定，一般不溶于水和有机溶剂，能耐酸耐碱，经受水湿、高温和高压的作用。基于其本身的优异性能，活性炭在很多领域都获得了广泛的应用，因此在现代生活中，对活性炭的需求越来越多。

活性炭如果用过一次就舍弃，其吸附的有害物质会引起二次污染，也浪费活性炭资源，增加操作费用。因此废活性炭的再生从经济、环境保护角度来看是很有必要的。

而现有技术中针对活性炭的不同类型、再生(活化)工艺费用和吸附物质的性质，发展出了多种废炭再生技术，然而现有的再生技术往往都具有一定的局限性，比如，单一溶剂的再生法要受特殊的吸附剂的溶解参数的限制；化学再生法需要有合适的化学反应；生物再生法取决于吸附剂挥发性能等，而现有生活中活性炭的应用场景多种多样，因此通过针对不同活性炭或不同吸附物质采用不同的再生方法所需要的实现成本较高，效率较低，不利于企业大规模应用，极大的限制了活性炭行业在现代社会中的发展，因此急需一种可以应用于所有类型的活性炭或所有种类的吸附物质的活性炭的再生技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的活性炭再生技术的局限性较高、实现成本较高、再生效率较低的技术问题，提供了一种活性炭的再生系统，能够在实现成本较低、操作简单的情况下，方便、快速的对所有活性炭进行再生，再生效率高。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种活性炭的再生系统，所述再生系统包括：第一脱水设备，用于将获取的废活性炭脱水到第一预设含水率以下，以获得预脱水废活性炭；第二脱水设备，用于将所述预脱水废活性炭进行破碎处理以获得破碎废活性炭，并在预设烘干温度下将所述破碎废活性炭脱水到第二预设含水率以下，以获得脱水后废活性炭；分离设备，包括分离装置及存储仓，所述分离装置用于对所述脱水后废活性炭进行杂质初步分离，以获得预处理废活性炭，并将所述预处理废活性炭输送至所述存储仓；活化设备，用于从所述存储仓获取所述预处理废活性炭，并控制所述预处理废活性炭在预设活化温度范围内以及预设活化时间范围内进行活化反应，以获得再生活性炭；以及冷却设备，用于对所述再生活性炭进行冷却，以获得成品再生活性炭。

优选地，所述第一脱水设备为离心机或带式过滤机，所述第一预设含水率为40％-60％，进一步优选地，所述第一预设含水率为60％。

优选地，所述第二脱水设备包括双轴螺旋输送机和流态化热气流烘干机，所述双轴螺旋输送机用于将所述预脱水废活性炭破碎为粉末状以获得所述破碎废活性炭，所述流态化热气流烘干机用于在预设烘干温度下对所述破碎废活性炭进行烘干操作以将所述破碎废活性炭脱水到第二预设含水率以下，所述第二预设含水率为5％-15％，进一步优选地，所述第二预设含水率为15％。

优选地，所述分离装置为旋风分离器，所述用于对所述脱水后废活性炭进行杂质初步分离包括：通过在所述旋风分离器内的布风带上将所述脱水后废活性炭与热气流混合来将所述脱水后废活性炭与杂质进行初步分离。

优选地，所述再生系统还包括：调速传输装置，连接在所述存储仓与所述活化设备之间，用于将所述预处理废活性炭从所述存储仓传输至所述活化设备中，所述调速传输装置的传输速度为可调节的。

优选地，所述控制所述预处理废活性炭在预设活化温度范围内以及预设活化时间范围内进行活化反应，包括：检测所述活化设备内的内部温度；基于所述内部温度，通过所述调速传输装置获取与所述内部温度对应量的预处理废活性炭，以及从外部获取与所述内部温度对应量的活化剂；控制所述活化设备内的温度保持在预设活化温度范围内以及控制所述预处理废活性炭在所述活化设备内螺旋前进时间在预设活化时间范围内，以进行活化反应。

优选地，所述冷却设备包括：余热回收装置，用于从所述活化设备获取所述再生活性炭，并从所述再生活性炭中吸收余热，以获得预降温再生活性炭，并产生高温高压水蒸气回用于所述活化设备；以及强制冷却装置，用于通过雾化水颗粒对所述预降温再生活性炭进行强制冷却，以获得所述成品再生活性炭。

通过本实用新型提供的技术方案，本实用新型至少具有如下技术效果：

1、由于活性炭本身在高温环境下就能产生自燃现象，因此通过采用热回收的方式，可利用活性炭本身的燃烧提供额外的热源，并维持活化再生反应的进行，极大的降低了额外辅助能源的消耗，降低了生产成本。

2、通过两步脱水法对回收的废活性炭进行脱水操作，并在脱水过程中将废活性炭粉碎至粉末状，因此一方面极大的提高了脱水的效率，使得脱水后的废活性炭含水率更低，另一方面降低了废活性炭颗粒的大小，从而让更多的活性炭暴露出来，其内吸附的杂质更容易清除，从而保证了在后续工序中产出的再生活性炭具有更高的质量以及更高的产量。

3、通过将脱水后的废活性炭通过布风装置进行活性炭与杂质及不合格废活性炭的分离，使得待处理的废活性炭中合格率更高，成分更均匀，因此在后续工序中，能进一步的保证产出的再生活性炭具有更高的质量以及更高的产量，同时降低了杂质在燃烧过程中产生的有害气体，提高了环保性。

4、通过在存储仓和再生设备之间设置一个调速输送装置，则可以根据再生设备内的当前温度控制输送至再生设备内的预处理废活性炭的量以及活化剂的量，从而更好的辅助控制再生设备中的反应温度，使再生设备内的反应温度保持在最佳范围内，从而进一步的提升了活化再生过程的生产产量以及生产质量。

5、由于活性炭在高温环境下会与水直接发生反应以释放出能量，而水是生活中常见的材料，其成本非常低，因此通过采用水蒸气作为活化剂能在保证活化设备的最佳生产性能的情况下，还能大幅度降低生产成本，为企业提供了更高的效益。

6、在活化过程中，通过控制预处理废活性炭以螺旋的形式前进，使得预处理废活性炭在活化设备中的受热更加均匀，避免因堆积在底部的预处理活性炭被上方的预处理活性炭阻挡所造成的受热不均匀，从而保证活化设备中的每一部分预处理活性炭都得到了充分的反应，提升了活化再生过程的生产产量以及生产质量。

7、在活化再生后，通过余热回收装置对活化再生过程中产生的尾气以及再生活性炭进行余热回收，并将回收的余热回馈到前述工序中，从而进一步节省了生产过程中的能源消耗，降低了企业的生产成本，提高了生产效益。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的活性炭的再生系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的调速传输装置安装示意图；以及

图3是本实用新型实施例提供的冷却设备的结构示意图。

附图标记说明

100第一脱水设备 200第二脱水设备

300分离设备 301分离装置

302存储仓 400活化设备

500冷却设备 501余热回收装置

502强制冷却装置

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种活性炭的再生系统，能够在实现成本较低、操作简单的情况下，方便、快速的对所有活性炭进行再生，再生效率高。

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

本实用新型实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本实用新型实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本实用新型实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

请参见附图1，为本实用新型实施例提供的一种活性炭的再生系统，所述再生系统包括：第一脱水设备100，用于将获取的废活性炭脱水到第一预设含水率以下，以获得预脱水废活性炭；第二脱水设备200，用于将所述预脱水废活性炭进行破碎处理以获得破碎废活性炭，并在预设烘干温度下将所述破碎废活性炭脱水到第二预设含水率以下，以获得脱水后废活性炭；分离设备300，包括分离装置301及存储仓302，分离装置301用于对所述脱水后废活性炭进行杂质初步分离，以获得预处理废活性炭，并将所述预处理废活性炭输送至所述存储仓302；活化设备400，用于从存储仓302获取所述预处理废活性炭，并控制所述预处理废活性炭在预设活化温度范围内以及预设活化时间范围内进行活化反应，以获得再生活性炭；以及冷却设备500，用于对所述再生活性炭进行冷却，以获得成品再生活性炭。

通过采用热回收的方式，能够利用废活性炭本身的属性，在高温环境下让一小部分活性炭进行燃烧以提供活性炭回收所需要的材料及能源消耗，而不需要额外的试剂或材料来保持或实现对废活性炭的回收功能，极大的降低了回收成本；同时，由于通过高温将活性炭中的大部分杂质都燃烧或清除了，因此通过本实用新型实施方式能够对所有类型的废活性炭都进行回收，而不会受到活性炭种类、吸附物种类等的限制，极大地扩大了活性炭的可回收种类，提高了回收效益，突破了现有工业废活性炭回收行业的瓶颈。

在本实用新型实施例中，所述第一脱水设备100为离心机或带式过滤机，所述第一预设含水率为40％-60％，进一步优选地，所述第一预设含水率为60％。

在本实用新型实施例中，所述第二脱水设备200包括双轴螺旋输送机和流态化热气流烘干机，所述双轴螺旋输送机用于将所述预脱水废活性炭破碎为粉末状以获得所述破碎废活性炭，所述流态化热气流烘干机用于在预设烘干温度下对所述破碎废活性炭进行烘干操作以将所述破碎废活性炭脱水到第二预设含水率以下，所述第二预设含水率为5％-15％，进一步优选地，所述第二预设含水率为15％。

在一种可能的实施方式中，活性炭的再生系统在接收到废活性炭后，首先通过带式过滤机对废活性炭进行预脱水，使得废活性炭的含水率达到60％，以获得预脱水废活性炭，然后通过双轴螺旋输送机对预脱水废活性炭进行破碎操作，并将该预脱水废活性炭破碎至粉末状态以获得破碎废活性炭，然后在预设烘干温度(例如100℃)下，将该破碎废活性炭通过流态化热气流烘干机进行烘干操作，从而获得含水率为15％的脱水后废活性炭。

由于在实际的活性炭回收过程中，回收的废活性炭的颗粒大小都是不同的，若直接对大颗粒的废活性炭进行脱水，则其颗粒越大其内部脱水效果会越差，同时大颗粒废活性炭内部吸附的杂质也更加难以清除，将直接导致后续的再生工序中再生活性炭的产出量和产出质量都大大降低，因此在本实用新型实施例中，通过两步脱水的方式，首先将所有废活性炭都脱水到一较优的脱水率后，通过双轴螺旋输送机对预脱水废活性炭进行破碎处理，使得大颗粒的废活性炭的内表面能较多的暴露出来，此时再在预设的高于常温的烘干温度环境下，对预脱水废活性炭进行进一步的烘干脱水操作，从而使得所有脱水废活性炭的含水率都处于非常低的水平，从而保证了在后续工序中可以稳定的获得高质量、高收益的再生活性炭。

在本实用新型实施例中，分离装置301为旋风分离器，所述用于对所述脱水后废活性炭进行杂质初步分离包括：通过在旋风分离器内的布风带上将所述脱水后废活性炭与热气流混合来将所述脱水后废活性炭与杂质进行初步分离。

在一个具体的实施方式中，在旋风分离器上设置有螺旋形的布风带，热气流从旋风分离器的侧方通风口进入旋风分离器，并在布风带里与从另一侧的进料口进入的脱水后废活性炭进行混合，热气流是通过旋风分离器以外的送风装置以预设的送风功率，例如通过引风机以80％的输出功率向旋风分离器输送热气流，使得热气流带动脱水后废活性炭在布风带中浮动，从而将脱水后废活性炭中的杂质以及大颗粒的废活性炭等与合格的脱水后废活性炭进行初步的分离，从而得到预处理废活性炭。

通过旋风分离器对脱水后废活性炭进行进一步的处理，将脱水后废活性炭中的杂质以及未破碎完全的大颗粒废活性炭分离出去，将细小的、符合工业再生要求的废活性炭留下来，以进一步提高剩下的废活性炭的破碎质量，从而进一步保证了在后续工序中再生的活性炭具有更高的质量、以及更稳定的收益率，同时排除掉了杂质以及不合格颗粒废活性炭，能使得工业控制的干扰因素更少，再生过程中产生的废气更少，更加符合环保的要求。

进一步地，如图2所示，在本实用新型实施例中，所述再生系统还包括：调速传输装置600，连接在存储仓301与活化设备400之间，用于将所述预处理废活性炭从存储仓301传输至活化设备400中，调速传输装置600的传输速度为可调节的。

在本实用新型实施例中，所述控制所述预处理废活性炭在预设活化温度范围内以及预设活化时间范围内进行活化反应，包括：检测活化设备400内的内部温度；基于所述内部温度，通过调速传输装置600获取与所述内部温度对应量的预处理废活性炭，以及从外部获取与所述内部温度对应量的活化剂；控制活化设备400内的温度保持在预设活化温度范围内以及控制所述预处理废活性炭在活化设备400内螺旋前进时间在预设活化时间范围内，以进行活化反应。

在将预处理废活性炭输送进活化设备400内进行活化之前，先检测当前活化设备400内部的温度，在活化设备内部进行活化反应时，优选的活化温度是在1000℃-1200℃之间，进一步地，优选的活化温度为1100℃，由于活性炭本身在高温下会产生自燃以释放热量，因此，通过调速传输装置600控制进入活化设备400内的预处理废活性炭的量，以及控制进入活化设备400内部的活化剂的量，又由于在高温环境下水蒸气能够促进活性炭的自燃反应，而水蒸气的成本很低，因此本实用新型实施例中活化剂优选水蒸气，通过上述实施例，可以精确控制活化设备400内部的温度保持在1100℃左右，使得预处理废活性炭在再生活化过程中，能在足够自燃(以提供热源和烧掉杂质)以及不过分自燃(以保证再生活性炭的最大收益率)之间处于最佳的平衡状态。

进一步地，为了让活化设备400内的所有预处理废活性炭都能够进行充分的活化反应，因此通过控制活化设备400内的预处理活性炭以螺旋前进的方式，在活化设备内螺旋前进预设活化时间，优选地，该预设活化时间范围为3-8秒，更优选的，该预设活化时间范围为4-5秒，以使得预处理活性炭能在活化设备400中进行充分的活化反应。

因此，通过本实用新型实施例，能够使得对预处理废活性炭的活化再生达到最优效果。

在一种可能的实施方式中，检测到当前活化设备400内的温度为1060℃，低于最优的活化温度，因此控制调速传输装置600以额定传输量的110％的传输量向活化设备400内输送预处理废活性炭，同时以额定传输量的105％的传输量向活化设备400内输送水蒸气，以控制活化设备400内的温度回到1100℃左右，然后控制活化设备400内的预处理废活性炭螺旋前进5秒时间，从而使得预处理活性炭能够进行充分的活化反应，进而得到再生活性炭。

如图3所示，在本实用新型实施例中，所述冷却设备500包括：余热回收装置501，用于从活化设备400获取所述再生活性炭，并从所述再生活性炭中吸收余热，以获得预降温再生活性炭，并产生高温高压水蒸气回用于活化设备400；以及强制冷却装置502，用于通过雾化水颗粒对所述预降温再生活性炭进行强制冷却，以获得所述成品再生活性炭。

由于在活化设备400中的活化反应是进一步将废活性炭中的杂质进行燃烧清除，因此废活性炭的活化过程将会产生大量高温的废气或有害气体，同时活化生成的再生活性炭也具有较高的温度，若直接将高温气体以及高温再生活性炭进行排出或放置，则不仅会对环境造成污染，也会浪费掉大量的可回收热量，因此通过对活化反应后的再生活性炭进行余热回收以及强制降温等操作，在本发明实施例中，强制冷却装置502通过强制降温能够在1秒钟内将所述预降温再生活性炭以及高温废气冷却至200℃以下，能够对生成的再生活性炭以及废气所包含的大量余热进行回收以降低能源消耗，节约生产成本，同时后续的处理能够进一步保证生成的成品再生活性炭可以直接包装，排出的废气也不会对环境造成影响。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。

Claims (7)

1.一种活性炭的再生系统，其特征在于，所述再生系统包括：

第一脱水设备，用于将获取的废活性炭脱水到第一预设含水率以下，以获得预脱水废活性炭；

第二脱水设备，用于将所述预脱水废活性炭进行破碎处理以获得破碎废活性炭，并在预设烘干温度下将所述破碎废活性炭脱水到第二预设含水率以下，以获得脱水后废活性炭；

分离设备，包括分离装置及存储仓，所述分离装置用于对所述脱水后废活性炭进行杂质初步分离，以获得预处理废活性炭，并将所述预处理废活性炭输送至所述存储仓；

活化设备，用于从所述存储仓获取所述预处理废活性炭，并控制所述预处理废活性炭在预设活化温度范围内以及预设活化时间范围内进行活化反应，以获得再生活性炭；以及

冷却设备，用于对所述再生活性炭进行冷却，以获得成品再生活性炭。

2.根据权利要求1所述的再生系统，其特征在于，所述第一脱水设备为离心机或带式过滤机，所述第一预设含水率为60％。

3.根据权利要求1所述的再生系统，其特征在于，所述第二脱水设备包括双轴螺旋输送机和流态化热气流烘干机，所述双轴螺旋输送机用于将所述预脱水废活性炭破碎为粉末状以获得所述破碎废活性炭，所述流态化热气流烘干机用于在预设烘干温度下对所述破碎废活性炭进行烘干操作以将所述破碎废活性炭脱水到第二预设含水率以下，其中所述第二预设含水率为15％。

4.根据权利要求1所述的再生系统，其特征在于，所述分离装置为旋风分离器，所述用于对所述脱水后废活性炭进行杂质初步分离包括：通过在所述旋风分离器内的布风带上将所述脱水后废活性炭与热气流混合来将所述脱水后废活性炭与杂质进行初步分离。

5.根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的再生系统，其特征在于，所述再生系统还包括：

调速传输装置，连接在所述存储仓与所述活化设备之间，用于将所述预处理废活性炭从所述存储仓传输至所述活化设备中，所述调速传输装置的传输速度为可调节的。

6.根据权利要求5所述的再生系统，其特征在于，所述控制所述预处理废活性炭在预设活化温度范围内以及预设活化时间范围内进行活化反应，包括：

检测所述活化设备内的内部温度；

基于所述内部温度，通过所述调速传输装置获取与所述内部温度对应量的预处理废活性炭，以及从外部获取与所述内部温度对应量的活化剂；

控制所述活化设备内的温度保持在预设活化温度范围内以及控制所述预处理废活性炭在所述活化设备内螺旋前进时间在预设活化时间范围内，以进行活化反应。

7.根据权利要求1所述的再生系统，其特征在于，所述冷却设备包括：

余热回收装置，用于从所述活化设备获取所述再生活性炭，并从所述再生活性炭中吸收余热，以获得预降温再生活性炭，并产生高温高压水蒸气回用于所述活化设备；以及

强制冷却装置，用于通过雾化水颗粒对所述预降温再生活性炭进行强制冷却，以获得所述成品再生活性炭。