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一种活性炭电热再生工艺及其设备
编辑:北京中航豫泓环保技术有限公司   时间:2020-07-06

技术领域:

本发明属于活性炭再生技术领域,具体涉及一种活性炭电热再生工艺及其 设备。

背景技术:

活性炭具有高度发达的孔隙结构和极大的比表面积,无毒无味,对分子具 有极强的吸附能力,是一种优良的吸附剂,化工、食品、水处理等众多领域有 着广泛应用。活性炭的消耗量迅速增加,截至1997年底,世界活性炭消耗量达 65万吨;而到2004年,已经超过70万吨,并以每年15%的速度递增。在活 性炭的应用过程中产生的大量废炭如不进行处理并回收利用,不仅会造成资源 的浪费,还会对环境造成二次污染。因此,无论从经济效益还是从环保角度考 虑,选择合适的活性炭再生技术都很有必要。

活性炭再生,是指物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下,将 吸附于活性炭微孔的吸附质予以去除,恢复其吸附性能,达到重复使用目的, 又称活化。

目前,工业上使用的活性炭再生工艺主要有以下几种:药剂洗脱的化学法、 生物再生法、湿式氧化法、电解氧化法和加热再生法。

根据活性炭中吸附的有机物在加热过程中分解脱附的温度不同,加热再生发 可分为低温加热再生和高温加热再生。

通常,对水处理过程中产生的需要再生的活性炭,首先要对其进行脱水, 在加热再生全过程中一般需经历干燥、焙烧或称炭化和活化三个阶段。

目前,水处理过程中产生的废炭,再生工艺以加热再生法为主,但是生产 中应用的是一般加热再生法,不仅能耗高,而且损耗率高达5%〜16%。尤其是 能耗高成为活性炭再生方法应用的瓶颈。

加热再生装置有多种类型。目前国内外使用较多的有多层式、回转式、流 化床式、移动床式等。

中国专利CN85100619公开了一种活性炭强制放电再生技术及其装置。该专 利公开的强制放电加热再生装置,是耐火砖或耐热混凝土烧制的的方斗型或槽 型,底部为倒锥体的定型炉体,在底部设置强制激发装置。该装置连续生产能 力有限,底部激发存在激发不充分、炭粒接触面有限的问题,对再生炉电热温 度不易控制。且该专利中没有涉及电热活化炭粒的冷却方法,再生时间也较长。 发明内容:

本发明的目的在于解决活性炭再生过程中损耗高、能耗高、再生时间较长 的问题,提供一种新的活性炭电热再生工艺及设备。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现:

一种活性炭电热再生工艺,其特征在于颗粒状湿炭经脱水、干燥,投入电 热再生炉;炭粒依次通过石墨电极间的炉腔,激发电弧使炭粒导电加热;炉腔 内炭粒温度自上而下逐渐升高,炭粒活化温度在650~850°C;电热活化后炭粒 经炉底连续排放,排放后的炭粒采用氮气缓冷。

所述的活性炭电热再生工艺,经再生炉炉底排放的炭粒在氮气隔氧环境下 缓慢冷却。

所述的活性炭电热再生工艺,湿炭经脱水罐脱水后约含水70%~80%,由真 空提升至提炭罐,而后负压将其吸入沸腾床,在200 - 250°C热风中干燥,使其 含水率降至6%0

所述的活性炭再生电热工艺的再生炉,其特征在于炉体为竖式四面体,石 墨电极板对称设置,另两面为耐火材料砌筑,炉上部设有进料口,炉底部设有 可控出料口。温控装置分别连接设置在炉体上、中、下段的测温点。

所述的活性炭电热再生炉,其特征在于对称设置石墨电极间距与上下相邻 两对石墨电极间距之比为1: 3~3.5。

所述的活性炭电热再生炉,其特征在于可控硅电路与石墨电极连接形成温 控装置。

所述的活性炭电热再生炉,其特征在于炉体中部用耐火材料构筑收缩通道 形成消弧口,改善了电极之间产生弧光短路而引起的活性炭炉内烧结现象。

本发明的再生炉可设计为三段式控温装置,釆用石墨电极作为激发源,炉 腔内移动的炭粒作为导体,炭粒间摩擦接触使得炭粒电阻发生电弧导电而加热 升温。

本发明的具体再生工艺为脱水干燥后的炭粒从炉顶进料口投入再生炉体, 炭粒在炉腔内下移,经历第一、二、三温度段炭粒温度连续地从300°C到600C 到850°C的设定温度,经充分活化反应后,从炉底连续排放,炭粒进入充满氮气 的封闭仓内,隔氧使其自然冷却至室温。

本发明方法利用炭粒间接触电阻发生电弧导电而升温,避免了传统工艺的 高能耗,高损耗等缺点;本发明中的再生炉利用分段式控温技术,解决了传统 工艺中炭粒接触不充分,温度控制不准确的缺点,而且可以根据测温点获得的 数据控制炭粒的流量,进一步提高了生产效率和能源利用率;在产品出炉后, 本发明采用氮气缓慢冷却,避免高温炭粒与空气直接接触,进一步降低了损耗 率。

由该工艺制得的再生活性炭碘值、酚吸附和比表面积等指标均较稳定,其

中碘值回复率达新炭的98%。

附图说明:

图1为活性炭再生工艺流程图

图2为活性炭再生炉的结构示意图

其中:1进料口,2石墨电极板,3温控装置,4可调式出料口,5炉体,6底座, 7炉顶,8测温点

具体实施方式:

下面结合附图来说明本发明的一种具体实施方式:

本实施例中活性炭电热再生工艺生产能力为75Kg/ho

水处理过程中产生的颗粒状湿炭经脱水罐脱水,釆用负压吸入沸腾床,在 200~250°C的热风中干燥,使其含水率降至6%。

将脱水干燥后的炭粒经进料口投入电热再生炉,炭粒依次通过石墨电极间 的炉腔,激发电弧使炭粒导电加热,炉腔内炭粒温度自上而下逐渐升高,炭粒 在炉腔内移动的线速度为5.83m/so

再生炉炉腔设有三对石墨电极板,对称设置石墨电极间距为110mm,上下 相邻两对石墨电极间距为350mm。

外电压为380V,经调压后的角接二次电压为50-70V,电流密度为 170-190A/dm2,通过调整电压与电流密度控制放电频率,从而实现炉腔升温加 热过程的温度控制。自上而下炉腔预设的加热温度分别为300°C~350°C , 600°C~650°C和 850C〜900C。

炭粒经过逐渐地放电加热升温后由炉底可调式出料口排放,通过温控装置 和控制出料速率调节炉内温度,该过程可连续不间断操作。

出料口排放出的炭粒进入冷却封闭仓,在仓内氮气隔氧环境下缓慢自然冷

却。

所述的活性炭电热再生工艺的电热再生炉,炉体为竖式四面体,包括炉体、 进料口、出料口和温控装置。炉体包括石墨电极和耐火砖,石墨电极对称设置, 另两面为耐火砖砌筑;炉顶和底座均为耐热材料浇筑,炉顶设有进口料,炉底 设有可调式出料口,温控装置连接炉体上、中、下分别的测温点,炉体上设有 测温点,测温点设有一个测温的销舞电耦。

再生炉炉腔有效断面积为llOmmxllOmm,有效高度3mm,有效容积0.036 m3,炉内总装炭量20kgo

该活性炭电热再生炉采用可控硅整流电路与石墨电极连接形成温控装置。 该活性炭电热再生炉的炉体中部用耐火材料构筑收缩通道形成消弧口,收缩通 道的断面面积为炉体断面面积的二分之一。

公司主营:防水蜂窝活性炭、耐水蜂窝活性炭、蜂窝状活性炭等产品。