NL8002677A - Werkwijze en inrichting voor het regenereren van aktieve kool. - Google Patents

Description

t- "'Λ

Werkwijze en inrichting voor het regenereren van aktieve kool.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het regeneren van gebruikte aktieve kool.

De zuivering van afvalgassen of afvalwater afkomstig van fabrieken en andere inrichtingen vormt reeds lang een belangrijk probleem en is de laatste tijd een steeds urgenter probleem geworden, dat sterk in de publieke belangstelling staat.

Er zijn vele werkwijzen voor de behandeling van afvalgassen en afvalwater voorgesteld, maar van die werkwijzen wordt vooral een werkwijze waarbij aktieve kool wordt toegepast Op grote schaal 10 gebruikt.

Aktieve kool is een gunstig reagens omdat het een sterk adsorberend vermogen heeft- maar het moet worden geregenereerd om opnieuw te kunnen worden gebruikt, als het bij voortgaande adsorbtie verzadigd raakt met geadsorbeerd materiaal en onwerkzaam ^ wordt. Bij de conventionele werkwijze voor het aktiveren en regenereren van gebruikte aktieve kool, wordt die gebruikte aktieve kool verwarmd, bijvoorbeeld in een met olie gestookte roterende oven op een temperatuur van 800°C of hoger en wordt waterdampt in gelijkstroom ingevoerd om de koolstof te regenereren door middel van het teweeg brengen van een watergasreaktie.

Deze werkwijze vergt echter een lange behandelings-duur bij die hoge temperatuur, en verbruikt bij gevolg een grote hoeveelheid brandstof, terwijl voorts de kosten van de regeneratie-installatie hoog zijn. Bij die werkwijze treedt voorts een aanzien-2<_ lijk verlies aan aktieve kool door verbranding op.

Er is ook een werkwijze waarbij gebruik wordt gemaakt van Joule warmte die wordt ontwikkeld door een elektrische stroom door de aktieve kool te leiden teneinde deze te verwarmen en 800 2 6 77 2 geadsorbeerd materiaal te desorberen of vrij te maken, maar ook die werkwijze vereist een dure installatie, in het bijzonder wat betreft de elektrische apparatuur, omdat bij die werkwijze grote elektrische stroom nodig zijn.

5 In de Japanse octrooiaanvrage 52-6393 en het

Japanse gebruiksmodel no. 52-1^351 wordt een werkwijze en een inrichting beschreven waarbij aktief koolpoeder terwijl er een elektrische stroom doorheen gaat in trilling wordt gebracht teneinde vonkontladingen tussen de deeltjes van de aktieve kool teweeg te 10 brengen, en het geadsorbeerde materiaal zo vrij te maken. Ook deze werkwijze heeft nog verschillende bezwaren. Tussen de koolstof-deeltjes die langere tijd met elkaar in contact zijn treedt plaatselijk ontwikkeling van Joule-warmte op die een groot deel van de stroom verbruikt en dit veroorzaakt een verlaging van de 15 efficiëntie. Hierdoor ontstaan ook moeilijkheden voor het regelen van de temperatuur tijdens het regenereren en wordt het moeilijk om vrijgemaakt of gedesorbeerd materiaal te winnen, zelfs al is het op zichzelf bruikbaar, omdat het bij die door de Joule-warmte ontstane hoge temperaturen dikwijls ontleedt.

2o De uitvinding voorziet hier in een werkwijze waarmee een verbeterde vonk-ontlading voor het aktiveren en regenereren van gebruikte aktieve kool wordt bereid, welke werkwijze wordt gekenmerkt doordat een pulsspanning wordt aangelegd tussen de gebruikte aktieve koolstofdeeltjes om daartussen vonk-ontladingen 25 teweeg te brengen en het geadsorbeerde materiaal te desorberen.

Zo neemt het optreden van vonk-ontladingen tussen de koolstof-deeltjes in sterke mate toe en neemt de ontwikkeling van Joule-warmte af, zodat de desorbtie van het geadsorbeerde materiaal gemakkelijker en efficiënter kan worden uitgevoerd.

30 Een ander voordeel van deze werkwijze is dat het daarmee mogelijk is de temperatuur tijdens de desorbtie te regelen door de breedte van de aangelegde spanningspulsen in te stellen, waardoor, als het geadsorbeerde materiaal nuttig is, dit zonder ontleding kan worden gewonnen, door de desorbtie bij betrekkelijk 35 lage temperatuur uit te voeren. Als het geadsorbeerde materiaal 800 2 6 77 » g 3 daarentegen schadelijk en onbruikbaar is, kan het ter plaatse worden ontleed of verbrand, door de desorbtie bij hoge temperatuur uit te voeren. Voorts kan, door bovendien aan de koolstofdeeltjes een trillende beweging te geven, het optreden van vonkontladingen 5 en bij gevolg de desorbtie van het geadsorbeerde materiaal, worden versneld.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een inrichting voor het regenereren van gebruikte aktieve kool, waarmee continu regeneratie kan plaats vinden en welke inrichting een 10 aantal platen omvat die zijn geplaatst in een bepaald gedeelte van de doorvoer van de in trilling gebrachte aktieve koolstof-deeltjes, waardoor deze deeltjes telkens tijdelijk worden opgevangen en de doorstroming van de koolstofdeeltjes selectief wordt geregeld doordat deeltjes die lichter zijn geworden door desorbtie het 15 eerst overlopen naar de volgende plaat, en zo de desorbtie effektie-ver wordt.

De uitvinding wordt nu nader beschreven aan de hand van de figuren.

Fig. 1 geeft een vooraanzicht weer van een uit-20 voeringsvorm van een inrichting voor het regenereren van aktieve koolstofdeeltjes volgens de uitvinding.

Fig. 2 geeft een zijaanzicht weer van de inrichting volgens fig. 1.

Fig. 3 geeft op vergrote schaal een doorsnede 25 weer volgens de lijn III-III van fig. 1.

Fig. U geeft een schematisch beeld van een uitvoeringsvorm van een inrichting voor het zuiveren van afvalwater waarbij de regeneratie-inrichting volgens de uitvinding wordt toegepast.

30 Fig. 5 geeft een voorbeeld weer van de vorm van de pulsspanning die tijdens de werkwijze volgens de uitvinding kan warden toegepast.

Zoals in de figuren 1-3 is weergegeven omvat de inrichting voor het regenereren van aktieve kool een kastvormige 35 desorbtiebak 1, waarvan de bodem in de lengterichting onder een 800 2 6 77 Η geschikte hoek helt en waarvan het binnenoppervlak is bekleed met een vuurvast materiaal 2 en waarin kanaalvormige doorgangen "a" aanwezig zijn voor het transport van aktieve koolstofdeeltjes. Voor de vuurvaste bekleding 2 kan bijvoorbeeld een vuurvaste 5 mortel, zoals hetPLIBRICO CO. in de handel gebrachte "LIGHT GASTER "PLYCASTER" of een soortgelijk vuurvast materiaal met goed isolerend vermogen, worden toegepast. Plaatvormige koolstof elektroden 3 zijn aangebracht in de inrichting en lopen telkens aan weerszijden van in de lengte-richting*van de doorvoerkanalen "a".

10 Deze dwarsschotten zijn op een geschikte afstand van elkaar geplaatst. De inrichting is voorzien van een dehydratatie-afdeling 5 voor de gebruikte aktieve kool, die is voorzien van een zeef 5’ voor het affiltreren van water. De inrichting is verder voorzien van een uitlaat 6 voor de geregenereerde aktieve kool.

15 Voorts is de inrichting voorzien van een afvoer 7voor het gedesorbeerde gas. 6 is een elektrode-aansluiting. Door middel van legers 12 is het ondereinde van de hellende bodem van de desorbtiebak 1 gemonteerd op een excentrisch asblok 111 van een roterende as 11 die door middel van legers 10 rust op een basis-20 frame 9· De roterende as 11 is verbonden met een motor 16 door middel van een op de as gemonteerde schijf 13, een riem 1U en een kleinere aandrijfschijf 15 op de motor. Het boveneinde van de hellende bodem van de bak 1 is via een veer 17 verbonden met het basisframe 9· De inrichting wordt als volgt gebruikt: 25 Door de motor 16 in werking te stellen-wordt de desorbtiebak 1 in een vertikale en longitudinale trilling gebracht, terwijl elk deel van de bak een cirkelvormge beweging maakt. Gebruikte aktieve koolstofdeeltjes worden dan in de dehydra-tatie-afdeling 5 gebracht waar de natte koolstofdeeltjes worden 30 gedehydrateerd door middel van de zeef 5' en aan het boveneinde van de doorvoerkanalen "a" via een opening 18 in de doorvoerkanalen wordt gebracht. Het koolstofpoeder beweegt omlaag door de hellende doorgangen "a" terwijl deze voortbeweging telkens tijdelijk wordt onderbroken door de dwarsschotten U en het poeder wordt 35 uiteindelijk afgevoerd via de uitlaat 6. Tijdens deze beweging 800 2 6 77 # .J* 5 wordt een pulsspanning met de vorm als weergegeven in fig. 5 aangelegd tussen de elektroden 3. Door het aanleggen van een pulsspanning, of door toepassen van een combinatie van puls-spanning en een trillende beweging van de doorvoerkanalen ”a" 5 worden een groot aantal vonk-ontladingen ontwikkeld tussen de aktieve koolstof deeltjes, zodat de desorbtie wordt versneld en in zeer korte tijd, enkele minuten tot circa 12 a 15 min. wordt bewerkstelligd. Voor het opwekken van een pulsspanning kan bijvoorbeeld een thyristor chopper of een thyristor Leonard systeem 10 worden gebruikt. (In het onderhavige voorbeeld werd een thyristor chopper toegepast).

Sinds wanneer één van de grote voordelen van de werkwijze volgens de uitvinding is dat het daarmee mogelijk is de temperatuur tijdens de desorbtiewerkwijze te regelen door de 15 pulsbreedte "t" in te stellen.

Met een pulsbreedte van 5-10 yus bij een aangelegde spanning van 200-500 V is bijvoorbeeld de temperatuurstijging minimaal, zodat het gebruikte geadsorbeerde materiaal kan worden teruggewonnen daar het wordt gedesorbeerd zonder 20 ontleding. Voorts wordt het verlies van koolstofelektroden verminderd tot circa 1/100 van het elektrodeverlies bij de werkwijze volgens de stand van de techniek. Met een pulsbreedte van 1-10 ms wordt daarentegen binnen enkele minuten een temperatuurstijging bereikt tot 600-T00°C waardoor schadelijke stoffen direkt als 25 ze worden gedesorbeerd kunnen worden ontleed en verbrand. Er kan hetzij een wissel-pulsspanning worden toegepast zoals weergegeven in fig. 5, of een gelijkstroompulsspanning, dat wil zeggen een pulsspanning waarbij geen verandering van polariteit optreedt, worden toegepast. De gebruikte aktieve kool die wordt 30 toegevoerd in de doorvoerkanalen "a" en telkens door elk dvars-schot wordt tegengehouden geeft het geadsorbeerde materiaal af door desorbtie terwijl het voortdurend in een trillende beweging wordt gebracht. Deeltjes die lichter zijn geworden als gevolg van de desorbtie bewegen naar boven en gaan over de tussenschotten 35 i* heen en wordenchn weer opgevangen door het volgende tussenschot, 800 2 6 77 6 waardoor de desorbtie geleidelijk voortgaat en in de laatste trap praktisch volledig geaktiveerde en geregenereerde aktieve kool door de uitlaat 6 komt. De desorbtiebak 1 met dvarsschotten ^ kan ook worden gebruikt voor regeneratieinrichtingen en werkwijzen 5 zoals worden beschreven in de hiervoor genoemde stand van de techniek waarbij een trillende beweging wordt toegepast en een gewone spanning (niet pulserend) wordtaangelegd.

Fig. h toont een voorbeeld van een installatie voor het continu zuiveren van afvalwater, waarbij een regeneratie-10 inrichting volgens de uitvinding wordt toegepast. De installatie volgens fig. U omvat een adsorbtie-bak 19 die aktieve kool 20 als adsorbens bevat. De installatie omvat voorts een droger 21 en een regeneratieinrichting volgens de uitvinding 22. De geregenereerde aktieve kool wordt opgevangen in een voorraadvat 23 15 en geregenereerde aktieve kool wordt vandaaruit naar de absorptie-bak gevoerd door middel van een pomp 2U. In dit geval heeft de droger 21 een soortgelijke constructie als de regeneratieinrichting 22; ze is voorzien van een dehydratatieafdeling 25 aan het boveneinde, maar een droogoven met gebruikelijke verwarmings-20 organen, bijvoorbeeld een droogoven waar hete lucht doorheen wordt geblazen, kan ook worden gebruikt.

Deze installatie werkt als volgt:

Afvalwater stroomt de absorptiebak 19 binnen via een inlaat 26, stroomt door een zeef filter 27 heen en wordt 25 vervolgens door de laag van adsorbens 20 waar schadelijke stoffen uit het afvalwater worden verwijderd, waarna het water via de uitlaat 28 als gezuiverd water wordt afgevoerd. Gebruikte aktieve kool 20 wordt uit de bak 19 afgevoerd via een afvoer 29 die zich aan de bodem van de bak 19 bevindt, door welke afvoer 29 door 30 middel van een automatische regelaar 30 een ongeveer constante hoeveelheid gebruikte aktieve kool per tijdseenheid wordt afgevoerd. De afgevoerde aktieve kool 20 wordt gedehydrateerd in de dehydratatieafdeling 25 en wordt vervolgens gedroogd in de droger 21. Als het poeder 20 is verontreinigd met slib, kan dit laatste 35 in dit stadium worden gecarboniseerd of verbrand. Het gedroogde 800 2 6 77 Λ f v 7 poeder-wordt vervolgens geaktiveerd en geregenereerd in de regeneratieinrichting 22 op de hiervoor beschreven wijze waarna het naar de voorraadbak 23 wordt gevoerd als geregenereerde aktieve kool. Vandaaruit gaat de geregenereerde aktieve kool terug naar 5 de adsorbtiebak 19 door middel van de pomp 2k. Door deze verschillende behandelingen steeds te herhalen kan automatisch en continu, zonder onderbreking zuivering van het afvalwater en regeneratie van de gebruikte aktieve kool worden bewerkstelligd.

Zoals hiervoor werd opgemerkt, wordt bij de 10 uitvinding, door aanleggen van een pulsspanning sterkere vonk-ontlading teweeg gebracht, waardoor desorbtie van geadsorbeerd materiaal gemakkelijker en efficiënter kan geschieden. Een ander voordeel van de uitvinding is dat, door instelling van de puls-breedte het mogelijk is de temperatuur tijdens^Ëe-sorbtie te 15 regelen. Voorts wordt het, bij de continue regeneratieapparatuur door te voorzien in dwarsschotten in de trillende voortbewegings-baan voor de koolstof deeltjes, het mogelijk de aktieve koolstof-deeltjes selectief voort te bewegen overeenkomstig de mate waarin ze gedesorbeerd zijn. Het gevolg hiervan is dat met de werkwijze 20 en inrichting volgens de uitvinding de desorbtie aanzienlijk sneller plaats vindt en in hoge mate gereaktiveerde aktieve kool wordt verkregen in korte tijd. In de hiervoor beschreven gevallen werd de pulsbreedte ingesteld zonder wijziging van het aantal pulsen per tijdseenheid. In deze gevallen werden 50 tot kOO 25 pulsen/s toegepast.

800 2 6 77

Claims (5)

1. Werkwijze voor het regenereren van aktieve kool, met het kenmerk, dat tussen de gebruikte aktieve kool-deeltjes een pulsspanning wordt aangelegd, zodat tussen de 5 aktieve kooldeeltjes een vonkontlading optreedt waardoor geadsorbeerd materiaal wordt gedesorbeerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de pulsbreedte van de aangelegde spanning instelbaar is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, 10 met het kenmerk, dat de deeltjes van aktieve kool tevens in een trillende beweging worden gebracht. U. Inrichting voor het regenereren van aktieve kool, gekenmerkt door een desorbtiebak voor het desorberen van geadsorbeerd materiaal met op de bodem tenminste een doorvoer- 15 kanaal voor aktieve kooldeeltjes, door elektroden voor het aanleggen van een vonkontlading teweeg brengende spanning tussen de deeltjes van aktieve kool in het doorvoerkanaal of de doorvoerkanalen, door een aantal dwarsschotten geplaatst in een geschikt deel van het doorvoerkanaal of de doorvoerkanalen, door tril- 20 organen waarmee de desorbtiebak in trillende beweging kan worden gebracht en door een inrichting voor het opwekken van een pulserende spanning die is verbonden met de elektroden.

5. Inrichting volgens conclusie k, met het kenmerk, dat de inrichting voor het opwekken van een pulserende spanning 25 zo is uitgevoerd dat de breedte van de pulsen kan worden ingesteld.

6. Werkwijzen en/of inrichtingen, in hoofdzaak als beschreven in de beschrijving en/of zoals weergegeven in de figuren. 800 2 6 77