一种车载活性炭再生系统的活性炭再生的方法与流程

本发明涉及一种活性炭再生技术领域，特别涉及一种车载活性炭再生系统的活性炭再生的方法再生的方法。

背景技术：

活性炭是一种经过活化处理的多孔炭，具有极强的吸附能力，在军事、化工、环保等领域的应用已有百年的历史。在处理工业废水中.活性炭在一级、二级、三级处理工序中均可使用。对于污染成分复杂的工业废水，多数情况下需要将几种处理工艺组合起来进行处理，活性炭往往在组合工艺中最后的深度处理中应用。

可用于水处理的煤质颗粒炭和粉状炭作用相同，但颗粒炭不易流失，容易再生重复使用，适合用于污染较轻、连续运行的水处理工艺，而粉状炭目前不易回收，一般为一次性使用，吸附饱和后一般作为固体危险废弃物处理，成本很高。所以，目前一些应用活性炭的企业都开始陆续运用颗粒炭来替代粉状炭，通过再生装置以循环使用活性炭来减少成本。

活性炭的再生是指用物理或者化学的方法在不破坏活性炭原有结构的前提下，去除吸附于活性炭微孔中的吸附物质，恢复活性炭的吸附能力，以便对活性炭进行重复的使用。目前在活性炭再生方面主要有如下措施：加热再生法、化学再生法、生物再生法、电化学再生法、超声波再生法和催化湿式氧化再生法几种方法。这些方法各有特点，而且有的还在研究阶段，没有真正的应用到工程实际中去。

加热再生有再生率高，再生时间短等优点，因此成熟的活性炭再生技术在废水深度处理中有实际应用价值和竞争优势。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中颗粒活性炭的再生需求，提供一种车载活性炭再生系统的活性炭再生的方法，实现颗粒活炭的再生回用，并且现场适用性强。

本发明的车载活性炭再生系统，包括安装于移动车箱内的再生炉、后燃烧室、骤冷塔、布袋除尘器和诱引风机，所述再生炉顶部设有进料口，底部设有出料口，出料口下方依次连接有冷却槽和储炭槽；再生炉内从上向下依次分布有若干层炉床，各炉床上分别设有落料通道，各炉床的中心贯穿有中空的中心轴，中心轴对应各炉床上侧设置有使用物料由中心向外周或由外周向中心翻转推移的料耙，各相邻的炉床上的落料通道沿炉床的中心轴和周侧交替设置，中心轴底部伸出再生炉底侧并连接有减速机，各层炉床上侧设有燃烧器，各燃烧器的进口端分别设有燃气供应支路和供风支路，所述供风支路连接有供风机，所述燃气供应支路用于连接处理现场的燃气管路，所述再生炉顶部设有烟气排放口，所述烟气排放口通过排烟管路与后燃烧室连接用于充分燃烧再生炉的排放烟气，所述后燃烧室燃烧后排放的高温烟气经骤冷塔冷却后，再经布袋除尘器除尘处理后排放或进入深度尾气处理系统，所述诱引风机用于再生炉和布袋除尘器的负压抽吸。

为便于活性炭的加热再生，所述活性炭再生炉从上向下分别设有干燥段、焙干段和活化段，每段至少设有一层炉床，各炉床之间均分别设有燃烧器和温度控制系统，各燃烧器连接的燃料供应管路和供风管路上分别连接有燃气控制阀和风量控制阀，所述活化段的炉床上方周向均布有若干蒸汽喷头。

为便于中心轴的冷却，所述中心轴的中空腔内设有冷却通道，中心轴底部设有冷却空气进口，顶部设有冷却空气出口并与诱引风机分支管路连接。

为便于后燃烧室内各组份的充分燃烧，使高温烟气实现无害化处理，所述后燃烧室的进口端连接有助燃器，所述助燃器后侧设有烟气缓冲腔，所述烟气缓冲腔的容量为再生炉的设计最大每秒排烟量的2-5倍。

为便于烟气的充分冷却，所述骤冷塔内设有雾化喷枪用于冷却后燃烧室排放的烟气。

为进一步实现活性炭的再生回收目的，本发明的采用上述车载活性炭再生系统进行活性炭再生的方法：分别包括如下过程：活性炭再生过程、高温烟气后燃烧过程，冷却过程和除尘排放过程；所述活性炭再生过程包括如下步骤：

步骤1：将车载活性炭再生系统的水电气路分别连接至各现场的水电气供应支路上；并启动预热，使再生炉各段以25℃～30℃/小时的速度升温至650℃；

步骤2：向再生炉进料口按额定流量添加饱和活性炭，并开启减速机以0.5～3rpm转速驱动中心轴以驱动料耙；同时启动诱引风机，使再生炉内的维持-100～-200pa微负压，以确保再生炉内氧含量保持在较低的水平，防止活性炭吸氧，同时微负压的环境，便于炉内产生的高温烟气从炉顶的排放口及时排出；

步骤3：调节各燃烧器的进气流量使再生炉内各段的温度为：干燥段温度为300～400℃，可以实现活性炭内含的水份充分蒸发；焙干段温度为500～600℃，可以进一步蒸发或炭化活性炭细孔内的有机物吸附物，活化段温度为850-1000℃，结合活化阶段喷入的蒸汽，使残留在活性炭中的有机成分清除干净以便于恢复活性炭的吸附性能；

步骤4：开启活化段的蒸汽喷头，按与进料口投料与蒸汽重量比1：0.8～1.2喷入蒸汽；活性炭孔隙内内含有一定量残留的炭，活化过程中，与通入的水蒸汽发生c+h2o→co+h2的反应得以清除，并且产物h2进一步燃烧放热，提供炉内部分的加热能量；

步骤5：从再生炉底部第一批出料的活性炭经冷却槽后取样进行碘值检测，判定再生的活性炭的碘值是否恢复至80%以上，符合要求的再生活性炭存放储炭槽暂存，如果活性炭的碘值不符合要求，则将冷却槽的出料返回至再生炉的进料端，同时减小进口端饱和活性炭的进料量和/调低中心轴的转速，重复步骤1至步骤5的过程直至出料的活性炭碘值符合规范的要求。通过此步的循环检测和调试过程，可以确保再生的活性炭的性能，并且调试出符合现场要求的再生工艺。

本发明的活性炭再生方法，将活性炭的加热再生、高温烟气无害化的减排处理系统集成在实验车上，实现活性炭再生回收的同时，也对再生中产生的烟气实现无害化处理和排放，适用性强，可以根据客户的使用要求预先组装连接后，现场连接使用，对使用现场的灵活性强；并且车载活性炭再生系统的高度集成，对使用现场的设备空间需求少，内部管道无需拆卸，送达客户现场后连接必要的水、电、燃料管线后即可开始运行，为客户节省大量的施工安装成本及宝贵的时间；对于使用活性炭总量较小的客户，本发明的车载再生炉系统的活性炭再生方法，可直接运至现场连接使用，节省了设备投资，还能实现废弃饱和炭就地再生回用，以达到循环使用的效果，一举多得，方便快捷；对于有潜在意向投资大型活性炭再生装置的客户，基本于此车载再生炉系统的活性炭再生方法的开展，可在线实现可行性试验，当场了解活性炭的再生效果并获取相关参考数据，为大型再生系统的投资决策项目提供可行性依据，以降低项目投资的风险。

为确保再生活性炭符合再生后的性能要求，步骤2中减速机驱动中心轴的转速的起始值为3rpm，再根据步骤5中再生活性炭的碘值检测结果确定是否降低中心轴转速和减小进料量，若从步骤5的冷却槽出料端检测再生活性炭的碘值不合格，则将中心轴的转速降低0.5rpm，进料量减少五分之一，再次进行步骤1～5的过程，直到再生活性炭碘值合格为止，并按此合格的工艺过程继续进行连续的活性炭再生。

为使高烟温气的有害成分充分燃烧，所述高温烟气后燃烧过程从中再生炉排至后燃烧室，调节助燃器进气量，使高温烟气中的可燃物充分燃烧，同时确保缓冲室内的检测温度为750℃-850℃。

进一步地，所述骤冷塔内调节雾化喷枪的喷气量，使骤冷塔排出口排放的气体温度低于200℃。

附图说明

图1为本发明的车载活性炭再生系统的原理图。

图2为本发明的的车载活性炭再生系统的车内安装平面图。

其中，1再生炉；101进料口；102出料口；103中心轴；104燃烧器；105供风支路；106燃气供应支路；107烟气排放口；2后燃烧室；3骤冷塔；4布袋除尘器；5诱引风机；6供风机。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，为本发明的车载活性炭再生系统，包括安装于移动车箱内的再生炉1、后燃烧室2、骤冷塔3、布袋除尘器4和诱引风机5，再生炉顶部设有进料口101，底部设有出料口102，出料口102下方依次连接冷却槽和储炭槽；再生炉1内从上向下依次分布有若干层炉床，各炉床上分别设有落料通道，各炉床的中心贯穿有中空的中心轴103，中心轴103对应的各炉床上侧设置有使用物料由中心向外周或由外周向中心翻转推移的料耙，料耙随中心轴103转动时，可以翻动炉床上的物料，各相邻的炉床上的落料通道沿炉床的中心轴103和周侧交替设置，中心轴103底部伸出再生炉底侧并连接有减速机，各层炉床上侧设有燃烧器104，各燃烧器104的进口端分别设有燃气供应支路106和供风支路106，供风支路106连接有供风机6，燃气供应支路106用于连接处理现场的燃气管路，再生炉顶部设有烟气排放口107，烟气排放口107通过排烟管路与后燃烧室2连接用于充分燃烧再生炉的排放烟气，后燃烧室2燃烧后排放的高温烟气经骤冷塔3冷却后，再经布袋除尘器除4尘处理后排放或进入深度尾气处理系统，诱引风机5用于再生炉1和布袋除尘器4的负压抽吸。另外，各连接管路的进口和/或出口上设置必要的监测仪器仪表和控制阀门类部件，再生炉内各炉床上方均设有测量探头和显示面板。

为便于活性炭的加热再生，本实施例的再生炉1内从上向下分别设有干燥段、焙干段和活化段，每段至少设有一层炉床，各炉床之间均分别设置燃烧器104和用于控制各层炉床温度的温控系统，各燃烧器104连接的燃气供应管路106和供风管路105上分别连接有燃气控制阀和风量控制阀，用于根据各炉床的温度控制燃气和供风的量，活化段的炉床上方周向均布有若干蒸汽喷头，与现场的蒸汽管路连接，用于提供活性炭活化的水蒸汽，蒸汽管路上设有蒸汽控制阀，用于根据活性炭的处理量控制蒸汽的流量。

为便于中心轴103的冷却，中心轴103的中空腔内设有冷却通道，中心轴103底部设有冷却空气进口，该冷却空气进口与供风支路连接105，顶部设有冷却空气出口并与诱风机分支管路连接。

为便于后燃烧室内各有害组份的充分燃烧，使高温烟气实现无害化处理，后燃烧室2的进口端连接有助燃器201，助燃器201后侧设有烟气缓冲腔，烟气缓冲腔的容量为再生炉的设计最大每秒排烟量的2-5倍，以确保高温烟气在后燃烧室内停留时间2秒以上，实现气体充分的混合和燃烧；另外，为便于烟气的充分冷却，骤冷塔3内设有雾化喷枪用于冷却后燃烧室排放的烟气。

本实施例的上述车载活性炭再生系统，将活性炭的加热再生炉、再生后的高温烟气无害化的减排处理系统集成在实验车上，实现活性炭再生回收的同时，也对再生中产生的烟气实现无害化处理和排放，适用性强，可以根据客户的使用要求预先组装连接后，将实验开车到场连接使用，对使用现场的灵活强；并且车载活性炭再生系统高度集成，对使用现场的设备空间需求少，内部管道无需拆卸，送达客户现场后连接必要的水、电、燃料管线后即可开始运行，为客户节省大量的施工安装成本及宝贵的时间；对于使用活性炭总量较小的客户，本发明的车载再生炉系统，可直接运至现场连接使用，节省了设备投资，还能实现废弃饱和炭就地再生减量，以达到循环使用的效果，一举多得，方便快捷；对于有潜在意向投资大型活性炭吸附再生装置的客户，利用此车载再生炉系统可在线实现可行性试验，当场了解活性炭的再生效果并获取相关参考数据，以实际结果来决策项目可行性，以降低项目投资的风险。

实施例2

本实施例是采用实施例1的车载活性炭再生系统进行活性炭再生方法，具体分别包括如下过程：活性炭再生过程、高温烟气后燃烧过程，冷却过程和除尘排放过程。

首先进行活性炭再生过程包括具体如下步骤：

步骤1：将车载活性炭再生系统的水、电、气路分别连接至各现场的水、电和燃气供应支路上，启动后各仪器仪表显示正常后，开始预热，使再生炉各段以25℃～30℃/小时的速度升温至650℃；

步骤2：在现场通过提升机构提升送料向再生炉进料口按额定流量添加饱和活性炭，开始启动时，先以最大的额定流量进行加料，并开启减速机以3rpm转速驱动中心轴以驱动料耙；同时启动诱引风机，使再生炉内的维持-100~-200pa微负压，以确保再生炉内氧含量保持在较低的水平，防止活性炭吸氧，同时微负压的环境，便于炉内产生的高温烟气从炉顶的排放口及时排出；

步骤3：调节各燃烧器104的进气流量使再生炉内各段的温度为：干燥段温度为300～400℃，可以实现活性炭内含的水份充分蒸发；焙干段温度为500～600℃，可以进一步蒸发或炭化活性炭细孔内的有机物吸附物，活化段温度为850-1000℃，结合活化阶段喷入的蒸汽，使残留在活性炭中的有机成分清除干净以便于恢复活性炭的吸附性能；

步骤4：当物料到达活化段后，开启活化段的蒸汽喷头，按与进料口投料与蒸汽重量比1：0.8～1.2喷入蒸汽；因活性炭孔隙内含有一定量残留的炭，活化过程中，与通入的水蒸汽发生c+h2o→co+h2反应得以清除，并且产物h2进一步燃烧放热，提供炉内部分的加热能量；

步骤5：当开机后的第一批再生活性炭从再生炉底部排出，再经冷却槽后取样进行碘值检测，判定再生的活性炭的碘值是否恢复至80%以上，符合要求的再生活性炭存放储炭槽暂存或通过现场打包装置进行打包；如果活性炭的碘值不符合要求，则将冷却槽的出料返回至再生炉的进料端，同时减小进口端饱和活性炭的进料量/或同时调低中心轴的转速，按每返复一次，转速减小0.5rpm进行递减，进料量每返复循环一次减少五分之一量，重复步骤1至步骤5的过程直至出料的活性炭碘值符合规范的要求。通过此步的循环检测和调试过程，可以确保再生的活性炭的性能符合再生的要求，并且调试出符合现场要求的再生工艺。

高温烟气后燃烧过程中，从再生炉顶部排至后燃烧室的高温烟气，根据烟气出口的排烟量调节助燃器进气量，开始按烟气量、燃气量和空气量按1:1的体积比进行燃气量配比，使高温烟气中的可燃物充分燃烧，同时确保缓冲室内的温度为高750℃-850℃，实现高温烟气中的各类有机物和可燃物充分接触燃烧；后燃烧的排放物经骤冷塔进行冷却，调节雾化喷枪的喷气量，使骤冷塔排出口排放的气体温度低于200℃；冷却后的排放物再经布袋除器进行除尘降排处理，还可以进一步连接现场另配的深度尾气处理系统进行更深层的无害化处理。

本实施例的活性炭再生方法进行现场使用中，具有如下处理优势，

1）燃料消耗低，多段炉再生消耗燃气（以天然气计）150nm3/t炭；

2）小型再生炉每天处理饱和干炭最大量可达为1吨，可以在现场直接投入使用；也可以作为大型活性炭再处理系统前期的试验设备；

3）再生过程中活性炭耗损率不大于8%；

4）再生炭碘值恢复率能达到80%。