活性炭赋活再生炉、以及利用了该活性炭赋活再生炉的气体净化方法和装置的制造方法
【专利说明】活性炭赋活再生炉、以及利用了该活性炭赋活再生炉的气 体净化方法和装置
[0001] 本申请发明是申请号为200980150220. X、发明名称为"活性炭赋活再生炉、以及利 用了该活性炭赋活再生炉的气体净化方法和装置"、申请日为2009年12月1日的申请的分 案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及活性炭赋活再生炉、以及利用该活性炭赋活再生炉的气体净化方法和 装置。特别涉及用于回收排出气体中所含的有机溶剂、和/或除去排出气体中的有害、恶臭 物质的气体净化方法和净化装置，并且涉及用于在气体净化装置中所用的活性炭的吸附能 力降低了时使其吸附能力恢复的活性炭赋活再生方法和赋活再生炉。
【背景技术】
[0003] -直以来，已知借助固体吸附剂粒子吸附除去从工厂等排放的气体中含有的有 害、恶臭物质和/或有机溶剂等溶剂成分，用于在净化气体的同时回收溶剂成分的气体净 化装置（气体处理装置）。
[0004] (专利文献1)公开了如下气体处理装置：向气体处理装置的被处理气体吸附部连 续供给固体吸附剂粒子，接着将在被处理气体吸附部中吸附了溶剂成分的吸附剂粒子送至 吸附剂再生部，使吸附剂粒子再生，将再生后的吸附剂粒子再次供给到被处理气体吸附部， 从而连续地循环使用吸附剂粒子。该气体处理装置，该吸附剂再生部被供给非凝结性气体， 由此使吸附剂粒子所吸附的溶剂成分脱附，使脱附而得的溶剂成分随同非凝结性气体被送 入凝结分离器，从而分离、回收溶剂成分。
[0005] 在现有的装置中通过使溶剂成分脱附来使吸附剂再生而恢复吸附能力，但如果长 期连续使用该装置，则重质化的物质或固体物质慢慢积累在吸附剂的内外而导致不能完全 脱附，其结果造成了吸附剂的吸附能力降低、排出气体中的化学物质的除去率降低的问题。
[0006] 吸附能力降低了的吸附剂需要从装置中取出，在外部赋活再生之后再送回气体处 理装置，或者丢弃并在气体处理装置中补充新的吸附剂。因此，需要安装用于恢复降低了的 吸附剂的吸附能力的赋活再生炉作为气体处理装置的一部分。
[0007] 在使用活性炭作为吸附剂时，吸附能力降低了的活性炭的赋活再生可以通过与制 造活性炭时的赋活处理同样的方法来进行。活性炭赋活再生方法大致有使用氯化锌等药品 的药品赋活法，使用水蒸气、二氧化碳等的气体赋活法。一般来说，药品赋活存在碳材料与 药品的分离、分离后的药品的处理等问题，有成本高这样的缺点。因此，多采用利用水蒸气 等的气体赋活法。作为用于进行水蒸气赋活的装置，使用回转窑、流动赋活炉、多段流化炉 等。但是，在使用回转窑、流动赋活炉时，装置内发生碳材料混合，因此不能连续处理而需要 分批式运行，不适合作为组装到如上所述的现有的连续式气体处理装置中的装置。另外，在 流动赋活炉、多段流化炉中，作为赋活气体通常使用燃烧焦炉煤气、LPG、LNG等氢含量较高 的燃料而得的高温燃烧气体。这些气体是含有10~50%的水分的非氧化性气体，也被用于 碳材料的加热，因此赋活气体的量相对于碳材料的量非常多。在这样的装置中，可装入炉内 的碳材料的量相对于炉的容积为20%以下，非常少，有装置大型化的缺点，这成为赋活再生 炉组装到气体处理装置中的障碍。
[0008] 专利文献1 :日本特开昭52-14580号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的课题
[0010] 鉴于上述现有的状况，本发明的目的是提供容易组装到气体净化装置中的紧凑化 活性炭赋活再生炉（赋活再生方法），另外，本发明的目的是利用该活性炭赋活再生炉，提 供能够长期维持较高值的排出气体中的化学物质的除去率的气体净化方法和装置。
[0011] 用于解决课题的方法
[0012] 本发明者们发现，通过形成活性炭借助重力向下移动的移动层，利用从外部的间 接加热和/或感应加热等将该移动层内加热至赋活温度，相对于向下移动的活性炭对流接 触实质为100%的水蒸气，从而可以将活性炭赋活再生炉紧凑化。另外发现了，在以活性炭 为吸附剂、重复吸附/脱附工序的气体净化装置中，通过从化学物质脱附掉了的活性炭中 取出一定量，用上述活性炭赋活再生炉介由水性气体反应恢复活性炭的吸附能力，再次供 给至吸附工序的构成，可以解决上述课题。即，本发明的活性炭赋活再生方法和赋活再生 炉、以及气体净化方法和装置如下。
[0013] (1). -种活性炭赋活再生方法，该方法具有以下工序：供给吸附能力降低了的活 性炭的活性炭供给工序；所供给的活性炭借助重力向下移动而形成移动层，在该移动层中 使活性炭与水蒸气一边加热一边对流接触，发生水性气体反应，从而使活性炭再生的活性 炭再生工序；将再生后的活性炭冷却的冷却工序；以及，将冷却后的活性炭排出的活性炭 排出工序。
[0014] (2).根据上述⑴所述的活性炭赋活再生方法，其中，对流接触的水蒸气的流量 Wv(kg/h)与活性炭的流量WK(kg/h)的重量比（WV/W K)为0· 05~1. 0。
[0015] (3). -种气体净化方法，该方法具有下述工序：使含化学物质的气体与活性炭接 触，从而使活性炭吸附该化学物质的吸附工序；使吸附了化学物质的活性炭与非凝结性气 体接触，从而使该化学物质脱附的脱附工序；将化学物质脱附掉了的活性炭再次供给至上 述吸附工序的活性炭循环工序；将化学物质脱附掉了的活性炭的一部分取出，取出的活性 炭借助重力向下移动形成移动层，在该移动层中使活性炭与水蒸气一边加热一边对流接 触，发生水性气体反应，从而使活性炭再生的活性炭再生工序；将再生后的活性炭冷却的冷 却工序；以及，将冷却后的活性炭排出再次供给至上述吸附工序的活性炭排出工序。
[0016] (4). -种活性炭赋活再生炉，该炉具备：用于供给吸附能力降低了的活性炭的活 性炭供给部；用于使所供给的活性炭借助重力向下移动形成移动层，在该移动层中使活性 炭与水蒸气一边加热一边对流接触，发生水性气体反应，从而使活性炭再生的活性炭再生 部；用于将再生后的活性炭冷却的冷却部；以及，用于将冷却后的活性炭排出的活性炭排 出部。
[0017] (5).根据上述（4)所述的活性炭赋活再生炉，该炉具备用于在移动层内形成温度 沿重力方向上升的温度梯度的加热部。
[0018] (6).根据上述（5)所述的活性炭赋活再生炉，该炉具备用于形成最大温度差为 200°C以上的温度梯度的加热部。
[0019] (7). -种气体净化装置，该装置具有：使含化学物质的气体与活性炭接触，从而 使活性炭吸附该化学物质的吸附部；使吸附了化学物质的活性炭与非凝结性气体接触，从 而使该化学物质脱附的脱附部；将化学物质脱附掉了的活性炭再次供给至上述吸附部的活 性炭循环部；将化学物质脱附掉了的活性炭的一部分取出，取出的活性炭借助重力向下移 动形成移动层，在该移动层中使活性炭与水蒸气一边加热一边对流接触，发生水性气体反 应，从而使活性炭再生的活性炭再生部；将再生后的活性炭冷却的冷却部；将冷却后的活 性炭排出，再次供给至上述吸附部的活性炭排出部。
[0020] 本说明书包含作为本申请的优先权基础的日本专利申请2008-320180号的说明 书和附图所记载的内容。
[0021] 发明效果
[0022] 根据本发明的活性炭赋活再生方法和赋活再生炉，通过形成活性炭的借助重力向 下移动的移动层，可以抑制活性炭的混合，实现连续的活性炭赋活再生。另外，通过采用借 助重力向下移动的移动层，能够提高活性炭的填充量，从而可以实现赋活再生炉的紧凑化。 而且，活性炭细孔结构发达，因而用少量的100%水蒸汽就能够均匀地进行赋活再生。因此， 向活性炭循环式的连续气体净化装置中组装赋活再生炉变得容易。此外，本发明的活性炭 赋活再生炉优选应用流动性良好的球状活性炭。
[0023] 另外，根据本发明的气体净化方法和净化装置，能够抑制活性炭的吸附能力降低， 将排出气体中的化学物质的除去率长期维持在较高的值。而且，在不需要从装置中取出吸 附能力降低了的活性炭的情况下就能够在气体净化装置的运行中连续地使活性炭赋活再 生。
【附图说明】
[0024] 图1是显示本发明的气体净化装置中的塔体的一种实施方式的图。
[0025] 图2是显示本发明的气体净化装置中的活性炭赋活再生炉的一种实施方式的图。
[0026] 附图标记说明
[0027] A吸附部
[0028] B气体阻止部
[0029] C脱附部
[0030] D气体阻止部
[0031] G 废气
[0032] Ga非凝结性气体
[0033] Gb传送气体
[0034] K活性炭