活性炭热再生

发布日期:2016-12-26 22:18:32

活性炭再生技术:

热再生法是目前应用最多、工业上最成熟的颗粒活性炭再生方法。热再生法具有再生效率高、应用范围广的特点, 但应特别提请注意的是:选择适当的、运行平稳的、具有良好“成本/效益性”的再生设备系统,是保障再生炭性能的关键,投资者须综合考虑能源成本, 投资及运行费用,活性炭得率,节能环保等,选择合适的解决方案。

Ÿ           再生系统的组成单元

不论应用于哪个技术领域,我们的再生系统均会包括以下的核心组成单元:

1、与多段耙式炉直接相连的定量给料装置,包括螺旋给料机、气密性进料装置等。

2、多段耙式炉本体,包括:炉筒、耐火材质内衬层、耐火材质自支承式炉床结构及落料孔、尾气引出管道(有耐火材料内衬层)、中轴、耙臂、耙齿及驱动装置、燃烧机及燃气(或燃油)和助燃空气的供应及自控阀门-管道系统、工艺参数在线检测用传感器及仪器仪表系统、卸料及产品/产物强制冷却装置等。

3、后燃烧室,包括:经过计算及精确设计的燃烧腔室结构、燃烧机及燃气(或燃油)和助燃空气的供应及自控阀门-管道系统、事故紧急排空自控系统、工艺参数在线检测用传感器及仪器仪表系统等。

4、余热回收及烟气污染物排放控制系统,包括:余热回收蒸汽锅炉、烟气洗涤净化装置等。

Ÿ           活性炭热再生过程(多段耙式炉系统

排炭槽内的饱和炭洗涤后,通入加压水以形成“炭浆”,炭浆被泵送至再生炉的给料槽(Furnace Feed Tank),饱和炭经螺旋脱水机(Dewatering Screw Feeder)提升并加入多段再生炉进行“再赋活”操作。

Ÿ                活性炭热再生 多段耙式炉构造说明

钢板制圆筒型炉体内衬耐火层,采用特制耐火砖砌筑“自支撑”结构的炉床、并将炉膛区隔为多个炉段,每段炉床分别于炉床外围或近中心位置设置多个“落料孔”,物料由安装于低速运转(0.5-3rpm)中心轴上的耙臂及安装在耙臂上的多组耙齿从炉床的外侧向内侧(“内耙”操作)、及于相邻的下一段炉床从内侧往外侧(“外耙”操作)交替“搅拌”并迁移,固相物料与气相产物在落料孔处对流接触。设置于炉中央的空心中轴及安装在中轴上的空心耙臂由专用的轴冷风机给入冷风进行不间断的强制冷却操作。多段耙式炉的结构示意图如下:

 活性炭再生原理

多段耙式炉粒状活性炭再生方法属于热再生,由下列三个工艺阶段组成:

1)干燥阶段(DRYING):于6段炉中之第1、2段,在100~300℃温度下使活性炭之水分蒸发、干燥。

2)焙干阶段(BAKING):于6段炉中之第3段,在400~600℃温度下将活性炭吸附于细孔内有机物质中之挥发分蒸发、炭化。

3)活化阶段(ACTIVATION):于6段炉中之第4~6段,在800-1000℃高温通入蒸汽,使焙干阶段有机物炭化后残留在活性炭孔隙结构中的“残碳”发生气化反应:C+H2O→CO+H2而得以“清除”,活性炭的孔结构和内表面被“清扫”干净,吸附脱色性能恢复到与新炭接近的程度。

多段耙式炉下方设置有急冷槽,使活性炭急冷脱气。之后由专用EJECTOR装置输送至活性炭补充槽(CARBON CHARGEBTANK)等待下次PULSE操作。

Ÿ           后燃烧炉

由于多段耙式炉要求在氧浓度不高于1%的气氛下运行(目的是降低活性炭的再生损失率)以选择性地清除被吸附在活性炭微孔中的有机物和胶质等杂质成分,而重新赋活反应C+H2O→CO+H2过程中生成CO和H2可燃性气体,以及在焙干阶段从饱和炭中挥发出来的低分子可燃性有机物均必须进行处理后才能达到排放要求。多段耙式炉装置系统中设置的后燃烧炉可使上述可燃物于750℃以上操作温度条件下与助燃空气发生完全燃烧反应,最终被转化为二氧化碳和水蒸气;燃烧过程产生的高温烟气进行废热回收不仅可供自身活化使用,剩余部分还可供给其它制程使用,烟气中含有的低浓度硫化物及粉尘等污染物在洗气器impingement-scrubber中被清除。最终排放的烟气可完全达到环保法规限值要求。

Ÿ           工艺水回用系统

制程中,饱和炭、再生炭及补充新炭均采用水力输送工艺,为节约水资源而在制程中专设了工艺水回收系统。将骤冷引注槽、炭高位罐的溢流水通过溢流水槽引入回收水槽,重新用作活性炭输送系统的工艺水。

 

 

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