CN207735011U - 饱和活性炭吸附现场再生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种饱和活性炭吸附现场再生系统，涉及活性炭应用及再生技术领域，包括内热式回转炉、燃烧室及沉降室。内热式回转炉炉体为圆筒状，炉头接天然气燃烧室，为再生炭出料端；炉尾接沉降室，为饱和炭进料端。炉体内分干燥区、碳化区和活化区。饱和活性炭脱水后含水40％左右。“干燥区”将水分全部蒸发，“碳化区”将吸附的有机物在无氧、高温气氛下分解为固体炭和可燃气体。燃烧室天然气燃烧产生高温CO₂烟气，既可对活性炭加热，又可作为活化剂；再生炉各区设有温度传感器，还设置有氧含量测定仪，天然气用量根据设定的炉头温度自动调节，燃烧机根据天然气用量自动空气量。

Description

饱和活性炭吸附现场再生系统

技术领域

本实用新型涉及活性炭应用及再生技术领域，尤其是涉及一种饱和活性炭吸附现场再生系统。

背景技术

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饱和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。采用何种再生方法，主要取决于活性炭的类型和被吸附物质的性质。

其中，加热再生法是发展历史最长应用最广泛的一种再生方法。加热再生过程是利用吸附饱和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，使吸附质在高温下解吸，从而使活性炭原来被堵的孔隙打开，恢复其吸附性能。施加高温后，分子振动能增加，改变其吸附平衡关系，使吸附质分子脱离活性炭表面进入气相。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。加热再生有再生率高，再生时间短(颗粒炭 30～60min，粉状炭几秒钟)等优点，但也有再生损失大(每次损失约 3％一10％)，运转条件严格等缺点。

加热再生操作中，氧对活性炭的消耗影响很大，因此一般在加热再生炉内对氧必须严格控制。再生炉型有回转炉、多层炉、移动层炉、流态化炉等。回转炉与多层炉适用于大规模再生，设备结构工艺控制都与颗粒活性炭制造工艺中的活化工艺过程相似，而流态化炉再生设备是近年来出现的。

以往只有自来水厂采用活性炭吸附进行深度处理。由于自来水厂活性炭饱和周期长达1－2年，活性炭再生多为取出运至活性炭厂再生，没有在现场再生的先例。大规模污水处理厂采用活性炭吸附深度处理正方兴未艾。由于COD浓度高，活性炭饱和周期一般只有3个月左右，如不现场再生，运行成本将会很高。但现场再生应具备：

(1)再生设备必须简单实用，否则就成活性炭厂或化工厂。

(2)必须配合现场吸附工艺，增加饱和炭的提出、输送、脱水等设备；增加再生炭的输送及投加设备。

(3)现场再生，必须考虑饱和活性炭含水量高的问题。

目前，现场饱和活性炭吸附现场再生系统还很少见，本实用新型就是此项急需的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种饱和活性炭吸附现场再生系统，以缓解现有技术中现有技术中存在的活性炭吸附现场再生系统缺乏的技术问题。

为实现上述目的，提供以下技术方案，

本实用新型提供的饱和活性炭吸附现场再生系统，包括：内热式回转炉、燃烧室及沉降室；

所述内热式回转炉为密闭的圆桶型炉体，所述内热式回转炉一端设置燃烧室、另一端设置沉降室，所述内热式回转炉与所述沉降室连接的一端设置有进料口、另一端设置有出料口，从所述进料口至所述出料口依次为干燥区、碳化区和活化区，所述各区均设置有温度传感器，还设置有氧含量测定仪，所述内热式回转炉的轴线与水平面的夹角为1°－3°，所述内热式回转炉内衬为耐火浇筑料，外部采用陶瓷纤维保温材料及保护彩板；

所述燃烧室一端与所述内热式回转炉间设有所述球铁磨擦密封装置，所述燃烧室设有燃烧机，燃烧机的天燃气通入量根据设定的炉头温度自动调节，空气量根据天然气用量自动调节。

进一步的，所述沉降室与所述内热式回转炉连接的一端设有球铁磨擦密封装置；所述沉降室内设置有进料装置，所述沉降室的进料端设有锁气给料器，可密闭进料；所述进料装置的出料端与所述进料口连接，所述进料端高于所述出料端。

进一步的，所述饱和活性炭吸附现场再生系统还包括洗气塔和引风机，所述洗气塔的下端连接有废气管，所述废气管远离所述洗气塔的一端与所述沉降室的烟气排放口连接；所述洗气塔的上端连接有烟气排出管，所述烟气排出管远离所述洗气塔的一端连接所述引风机的进口。

进一步的，所述引风机为变频电机，运行时，根据设定的沉降室负压值自动调节工作频率。

进一步的，所述内热式回转炉设置在底架上，通过第一传动装置和第一动力装置带动转动，所述第一传动装置包括第一托轮、滚轮、第一齿轮和第二齿轮，在所述底架上固定连接有多个所述第一托轮，所述第一托轮列向排布，所成的列的方向与所述内热式回转炉的轴线方向垂直，所述第一托轮的轴线与所述内热式回转炉的轴线平行，所述第一托轮可绕其轴线转动；

所述滚轮、所述第一齿轮均固定连接在所述内热式回转炉外，且所述滚轮的下端可转动连接在列向排布的多个所述第一托轮上，所述第二齿轮固定连接在所述第一动力装置的传动轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮传动连接。

进一步的，所述第一传动装置和第一动力装置包括：托轮、滚圈、小齿轮、大齿轮、减速机、变频电机等。根据设定的活性炭再生产量，设定湿料仓下料器电机工作频率及回转炉电机的工作频率。

进一步的，所述回转炉内衬为耐火1400℃的耐火浇筑料。炉筒外为陶瓷纤维保温材料和外保护彩板，外保温可节省天然气30％左右。

进一步的，所述饱和活性炭吸附现场再生系统还包括烟囱，所述烟囱与所述引风机的出口相连。

进一步的，所述饱和活性炭吸附现场再生系统还包括冷却机，使再生炭从700℃降到50℃以下。所述冷却机设置在所述燃烧室的下端，所述冷却机的入料口与所述燃烧室的下料口通过一个带水套隔热的连接管连接，所述冷却机冷却水来自用吸附处理水冷却的软水箱。

进一步的所述饱和活性炭吸附现场再生系统还包括再生炭料仓，所述冷却机中冷却后的再生炭通过斗提机输送到再生炭料仓中。

与现有技术相比，本实用新型提供的饱和活性炭吸附现场再生系统，包括内热式回转炉、燃烧室及沉降室，内热式回转炉为密闭的圆桶型炉体，内热式回转炉一端设置燃烧室、另一端设置沉降室，沉降室上设置有进料口，燃烧室上设置有出料口，从进料口至出料口依次为干燥区、碳化区和活化区，因为湿活性炭脱水后还有4O％左右的水分，所以在干燥区进一步脱水干燥，碳化区产生的可燃气体同时在内热炉内燃烧，产生的高温CO2既可对活性炭加热，又可作为活化剂，这些大大简化了再生炉，给活性炭现场再生创造了条件，各区均设置有温度传感器，还设置有氧含量测定仪，可以分别控温，内热式回转炉中还设置有氧含量测定仪，测量内热式回转炉中的氧气量，内热式回转炉的轴线与水平面的夹角为1°－3°，角度太大结构不稳定，且物料流动太快再生不充分，角度太小不利于物料流动，内热式回转炉内衬采用耐火材料制成，内热式回转炉内衬为耐火浇筑料，外部采用陶瓷纤维保温材料及保护彩板，耐火性能好、热量不易散失、节省天然气且安全有保障；燃烧室一端与内热式回转炉间设有球铁磨擦密封装置，燃烧室设有燃烧机，燃烧机的天燃气通入量根据设定的炉头温度自动调节，空气量根据天然气用量自动调节，燃烧室提供天然气燃料和适量的空气，进行燃烧产生高温CO2，此部分高温CO2也可对活性炭加热，又可作为活化剂。

本实用新型的目的之二在于提供一种活性炭吸附及再生系统，以缓解了现有技术中存在的活性炭吸附现场再生系统缺乏的技术问题。

为实现上述目的，提供以下技术方案，

本实用新型提供的活性炭吸附及再生系统，包括工业废水活性炭吸附系统、输送系统和上述技术方案所述的饱和活性炭吸附现场再生系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型实施例提供的饱和活性炭吸附现场再生系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的活性炭吸附再生系统结构示意图。

图标：1－进料口；2－出料口；3－内热式回转炉；4－第一托轮；5－第一传动装置；6－燃烧室；7－沉降室；8－锁气给料器；9－洗气塔；10－引风机；11－烟囱；12－冷却机；13－第二传动装置；14－斗提机；15－再生炭料仓；A－工业废水活性炭吸附系统；B－饱和活性炭输送系统； C－饱和活性炭吸附现场再生系统。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例提供的饱和活性炭吸附现场再生系统C，包括：内热式回转炉3、底架、第一传动装置5、第一动力装置、燃烧室6和沉降室7；内热式回转炉3为密闭的圆桶型炉体，内热式回转炉3一端设置燃烧室6、另一端设置沉降室7，沉降室上设置有进料口1，燃烧室上设置有出料口2，内热式回转炉从进料口 1至出料口2依次为干燥区、碳化区和活化区，干燥区、碳化区和活化区内均设置有信号连接的加热装置及温度传感器，内热式回转炉3 中还设置有氧含量测定仪，内热式回转炉3的设置出料口2的一端高于设置出料口2的一端，且内热式回转炉3的轴线方向与水平方向的夹角范围为1°－3°，内热式回转炉3的内衬为耐火浇筑料，外部采用陶瓷纤维保温材料及保护彩板；所述燃烧室6一端与内热式回转炉 3间设有球铁磨擦密封装置，所述燃烧室设有燃烧机，第一传动装置 5安装在底架上、与内热式回转炉3传动连接，第一动力装置与第一传动装置5传动连接；燃烧室6的一端与内热式回转炉3的设置出料口2的一端密封连通、且底部设置有放料口，燃烧室6内设置有燃烧机及空气通入装置，空气通入装置与氧含量测定仪信号连接。

其中，干燥区、碳化区和活化区三段的温度不同，干燥区温度范围为150－400℃，所述碳化区的温度范围为400－700℃，所述活化区的温度范围为700－850℃，具体地，干燥区的温度可以为150℃、300℃或者400℃，优选300℃，碳化区的温度范围为400℃、550℃或者 700℃，优选550℃，活化区的温度范围为700℃、800℃或者850℃，优选800℃，内热式回转炉3的轴线方向与水平方向的夹角可以为 1°、2°或者3°，优选1°。

内热式回转炉3的转速：n＝1－3r/min。密封形式：内热式回转炉 3两端密封采用轴向与径向球墨铸铁摩擦块密封；内热式回转炉3的保温形式：内热式回转炉3内衬为250mm厚的轻质耐火浇注材料，耐火1100℃。轻质耐火浇注材料内表面设8mm厚的310S不锈钢板。内热式回转炉3外部设陶瓷纤维板，外包0.5mm不锈钢薄板保护。内热式回转炉3外部采用陶瓷纤维保温及不锈钢薄板保护，不仅使外皮温度接近室温，还可节省天然气30％左右。测温共5点：内热式回转炉 3进料口1端一点；三个区各一点；内热式回转炉3出料口2端一点。三个区的测温点采用5×50紫铜环与热电偶连接，将热信号通过仪表转变为数字信号直观显示温度。

燃烧室6内通入的是天然气，天然气用量：＜100m3/t干基活性炭。

物料和燃烧后的高温烟气在内热式回转炉3内逆向通过。

其中，燃烧室6和沉降室7的底板及下部采用轻质耐火浇注材料；侧墙及拱顶采用陶瓷纤维模块。为检修方便，燃烧室6和沉降室7 远离内热式回转炉3的端部各设密封检修门一个。

本实用新型实施例提供的饱和活性炭吸附现场再生系统C，包括内热式回转炉3、底架、第一传动装置5、第一动力装置、燃烧室6 和沉降室7，内热式回转炉3设置有三个区：干燥区、碳化区(热解区)和活化区，因为湿活性炭脱水后还有4O％左右的水分，所以在干燥区进一步脱水干燥，碳化区产生的可燃气体同时在内热炉内燃烧，产生的高温CO₂既可对活性炭加热，又可作为活化剂，这些大大简化了再生炉，给活性炭现场再生创造了条件，三个区内均设置有加热装置及温度传感器，可以分别控温，内热式回转炉3中还设置有氧含量测定仪，测量内热式回转炉3中的氧气量，内热式回转炉3的设置出料口2的一端高于设置出料口2的一端，这样便于物料的流动，且内热式回转炉3的轴线方向与水平方向的夹角范围为1°－3°，角度太大结构不稳定，且物料流动太快再生不充分，角度太小不利于物料流动，内热式回转炉3采用保温耐火材料制成，安全保障且热量不易散失。第一动力装置为内热式回转炉3的转动提供动力，第一传动装置带动内热式回转炉3转动，燃烧室6提供天然气燃料和适量的空气，进行燃烧产生高温CO₂，此部分高温CO₂也可对活性炭加热，又可作为活化剂。燃烧室6内设置有燃烧机及空气通入装置，空气通入装置与氧含量测定仪信号连接，可以自动控制空气通入装置的通气量。

进一步的，沉降室7与内热式回转炉3连接的一端设置有设有球铁磨擦密封装置，沉降室7内设置有进料装置，沉降室7的进料端装锁气给料器8，可密闭进料；进料装置的出料端与内热式回转炉的进料口连接，进料端高于出料端。

进一步的，沉降室7与内热式回转炉3的进料口1之间还密封连接有送料腔，送料腔的两端为通口，送料腔内设置有螺旋输送机，螺旋输送机的输出端伸入内热式回转炉3的进料口1内，料管的远离锁气给料器8的一端位于螺旋输送机的料槽的端口上。

进一步的，饱和活性炭吸附现场再生系统C还包括洗气塔9和引风机10，洗气塔9的下端连接有一吸气管，吸气管远离洗气塔9的一端与烟气排放口连接，洗气塔9的上端连接有烟气排出管，烟气排出管远离洗气塔9的一端连接引风机10的进口。

其中，引风机10采用全不锈钢制备，风压2500Pa，再生炉产生的烟气经喷淋塔及近50米长的风管，形成较大的压力损失，需要引风机10增压保证烟气流动。洗气塔9为筛板洗气塔9，作用是将烟气中的大部水蒸气、粉尘及有害气体去除。洗气塔9中的洗气水来自处理水恒压供水罐，用水量4t/h，出水排入沉淀池。洗气塔9材质为304不锈钢。

进一步的，饱和活性炭吸附现场再生系统C还包括烟囱11，烟囱11与引风机10的出口相连。

进一步的，第一传动装置5包括第一托轮4、滚轮、第一齿轮和第二齿轮，在底架上固定连接有多个第一托轮4，第一托轮4列向排布，所成的列的方向与内热式回转炉3的轴线方向垂直，第一托轮4 的轴线与内热式回转炉3的轴线平行，第一托轮4可绕其轴线转动；滚轮、第一齿轮均固定连接在内热式回转炉3外，且滚轮的下端可转动连接在列向排布的多个第一托轮4上，第二齿轮固定连接在第一动力装置的传动轴上，第一齿轮与第二齿轮传动连接。

其中，第一传动装置和第一动力装置包括：托轮、滚圈、小齿轮、大齿轮、减速机、变频电机等。根据设定的活性炭再生产量，设定湿料仓下料器电机工作频率及回转炉电机的工作频率。

进一步的，饱和活性炭吸附现场再生系统C还包括冷却机12，冷却机12设置在燃烧室6的下端，冷却机12的入料口与燃烧室6 的放料口通过一连接管连接，冷却机12入料口所在的一端高于另一端；冷却机12下面设置有支架，支架的表面方向与冷却机12的轴线方向平行，底架上安装有第二传动装置13，第二传动装置13与冷却机12传动连接，第二传动装置13与第二动力装置传动连接。

具体地，冷却机12下面设置有支架，支架的表面方向与冷却机 12的轴线方向平行，冷却机12外表面设置有第三齿轮，支架上设置有第四齿轮，第四齿轮固定连接在第二动力装置的传动轴上，第三齿轮与第四齿轮传动连接。如果冷却机12体积比较大时，还可以如上述内热式回转炉3一样设置第二托轮和第二滚轮来支撑起冷却机12，再提高第三齿轮和第四齿轮进行转动。

其中，冷却方式采用水冷却，冷却机12内装有循环流流进和流出的软化水，软水来自带冷却盘管的软水箱，软水箱由软水器将自来水软化后自动补水。软水箱水温35℃左右，由软水泵加压送入冷却机12，冷却机12的作用是：利用水与再生炭的间接换热将再生炭温度降低，冷却机12转速：n＝0－15r/min；

进一步的，饱和活性炭吸附现场再生系统C还包括再生炭料仓 15，冷却机12中冷却后的再生炭通过斗提机14运送到再生炭料仓 15中。

本实用新型实施例提供的饱和活性炭吸附现场再生系统C是国内第一个和活性炭吸附联合运行，用于大规模(10万吨/日)污水处理的全自动饱和活性炭吸附现场再生系统，为活性炭吸附用于大规模污水深度处理，降低运行成本，起到了非常重要的作用。以内热回转再生炉为核心的饱和活性炭的气提，气送，微滤机脱水，以及再生炭的水力输送等连接通顺，便于实现自动化。

实施例二

如图2所示，本实用新型实施例提供的活性炭吸附再生系统，包括工业废水活性炭吸附系统A、饱和活性炭输送系统B和实施例一提供的饱和活性炭吸附现场再生系统C。工业废水活性炭吸附系统A、饱和活性炭输送系统B和饱和活性炭吸附现场再生系统C的生产过程，主要机电设备及仪表为中控室监视及操作的全自动连续运行。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种饱和活性炭吸附现场再生系统，其特征在于，包括：内热式回转炉、燃烧室及沉降室；

所述内热式回转炉为密闭的圆桶型炉体，所述内热式回转炉一端设置所述燃烧室、另一端设置所述沉降室，所述内热式回转炉与所述沉降室连接的一端设置有进料口、另一端设置有出料口，从所述进料口至所述出料口依次为干燥区、碳化区和活化区，所述干燥区、碳化区和活化区内均设置有温度传感器，还设置有氧含量测定仪，所述内热式回转炉的轴线与水平面的夹角为1°－3°，所述内热式回转炉的内衬为耐火浇筑料，外部采用陶瓷纤维保温材料及保护彩板；

所述燃烧室一端与所述内热式回转炉间设有球铁磨擦密封装置，所述燃烧室设有燃烧机。

2.根据权利要求1所述的饱和活性炭吸附现场再生系统，其特征在于，所述沉降室与所述内热式回转炉连接的一端设有所述球铁磨擦密封装置；所述沉降室内设置有进料装置，所述沉降室的进料端设有锁气给料器，可密闭进料；所述进料装置的出料端与所述进料口连接，所述进料端高于所述出料端。

3.根据权利要求1－2任一项所述的饱和活性炭吸附现场再生系统，其特征在于，所述饱和活性炭吸附现场再生系统还包括洗气塔和引风机，所述洗气塔的下端连接有废气管，所述废气管远离所述洗气塔的一端与所述沉降室的烟气排放口连接；所述洗气塔的上端连接有烟气排出管，所述烟气排出管远离所述洗气塔的一端连接所述引风机的进口。

4.根据权利要求3所述的饱和活性炭吸附现场再生系统，其特征在于，所述饱和活性炭吸附现场再生系统还包括烟囱，所述烟囱与所述引风机的出口相连。

5.根据权利要求1所述的饱和活性炭吸附现场再生系统，其特征在于，所述饱和活性炭吸附现场再生系统还包括冷却机，所述冷却机设置在所述燃烧室的下端，所述冷却机的入料口与所述燃烧室的下料口通过一个带水套隔热的连接管连接。

6.根据权利要求5所述的饱和活性炭吸附现场再生系统，其特征在于，所述饱和活性炭吸附现场再生系统还包括再生炭料仓，所述冷却机中冷却后的再生炭通过斗提机输送到所述再生炭料仓中。

7.一种活性炭吸附及再生系统，其特征在于，包括工业废水活性炭吸附系统、输送系统以及权利要求的1－6任一项所述的饱和活性炭吸附现场再生系统。