CN111495347B - 一种活性炭再生***及其再生工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活性炭再生***及其再生工艺，属于环保化工领域，其解决了活性炭吸附饱和后的再生问题，其中，一种活性炭再生***，包括第一再生***和/或第二再生***，所述第一再生***包括：再生炉，所述再生炉包括壳体，壳体包括内壳和外壳，外壳与内壳之间构成一腔体；所述壳体内设置有螺旋输送轴，所述壳体上设置有进料端和出料端；第一驱动装置，其用于驱动所述内壳转动；第二驱动装置，其用于驱动螺旋输送轴转动；所述内壳与所述螺旋输送轴同轴反向转动，该***热交换效果优异，提高了活性炭的脱附效果；本发明还公开了再生***的再生工艺，采用该再生工艺的再生效果好。
Description
技术领域
本发明涉及环保化工领域，具体涉及一种活性炭再生***及其再生工艺。
背景技术
活性炭是一种用途广泛的工业吸附剂，随着经济的发展，活性炭已经在很多领域得到应用，活性炭的吸附性源于其独特的分子构造，活性炭的内部有很多孔隙，正是这种独特的内部构造，使得活性炭具有优异的吸附能力，特别适用于印染、化工等领域的吸附处理领域。长期以来，活性炭都是作为一次性产品使用，吸附完成后将活性炭丢弃，这样产生了极大的浪费。
近年来随着技术的发展，饱和活性炭再生技术得到了较大的发展，通过饱和活性炭再生技术使饱和活性炭重新恢复吸附能力，这样不仅能够使活性炭能够循环使用，降低了成本，而且减少了环境污染。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种活性炭再生***。
本发明的技术解决方案如下：
一种活性炭再生***，包括第一再生***和/或第二再生***，所述第一再生***包括：
再生炉，所述再生炉包括壳体，壳体包括内壳和外壳，外壳与内壳之间构成一腔体；所述壳体内设置有螺旋输送轴，所述壳体上设置有进料端和出料端；
第一驱动装置，其用于驱动所述内壳转动；
第二驱动装置，其用于驱动螺旋输送轴转动；
所述内壳与所述螺旋输送轴同轴反向转动。
优选地，所述壳体内还设置有挡料装置，其上具有一挡料板，挡料板与螺旋输送轴上的螺旋叶片留有一间隙。
优选地，所述挡料装置还包括有一弹性装置，其用于驱动挡料板的往复运动。
优选地，所述螺旋输送轴以及其上的螺旋叶片均为中空且与所述腔体相互连通。
优选地，还包括冷却装置，其与再生炉的出料端连通，所述冷却装置包括一急冷槽和用于往急冷槽内输送水的输水装置。
优选地，还包括有干燥装置，所述干燥装置包括一吹送槽和用于往吹送槽内输送冷风的风机。
优选地，所述第二再生***包括电极槽，电极槽内设置有阴极板和阳极板，阴极板和阳极板之间设置有隔网以将电解槽分隔成若干电极室，电极室内填充含有蛭石的电解液。
优选地，所述电极槽内还设置有曝气装置和/或超声器。
本发明还公开了一种活性炭再生***的再生工艺，包括以下步骤：
将吸附饱和的活性炭加入第一再生***和/或第二再生***中进行再生处理。
优选地，吸附饱和的活性炭进入第一再生***时，首先在再生炉内进行高温脱附，然后将脱附后的活性炭依序进入冷却装置和干燥装置进行冷却干燥；高温脱附包括4个温度阶段依序进行：第一温度阶段：100-300℃；第二温度阶段：300-600℃；第三温度阶段：700-900℃，第四温度阶段：950-1050℃；
吸附饱和的活性炭进入第二再生***时，先将吸附饱和的活性炭放入各电极室内，并在电解液液面以下，阴极板和阳极板分别连接直流电压，然后启动超声器和曝气装置。
本发明至少有以下有益效果之一：
(1)本发明的一种活性炭再生装置***，通过设置的第一再生***和/或第二再生***，一方面可以对吸附饱和的活性炭进行选择性再生；另一方面对第一再生***中内壳和螺旋输送轴同轴反向转动，使得活性炭在脱附时，混合更加均匀，使得每一活性炭颗粒能与热介质充分接触，脱附效果大大增强。
(2)本发明的一种活性炭再生***，通过设置挡料装置，一方面避免在进料端和出料端处扬尘，另一方面，当螺旋输送轴和其上的螺旋叶片上附着较多灰垢时，挡料板还能起到刮垢的作用，而且弹性装置还能起到不刮伤螺旋输送轴及其螺旋叶片。
(3)本发明的一种活性炭再生***，通过在螺旋输送轴和其上的螺旋叶片设置成与腔体连通的中空状，一方面起到隔音的作用，另一方面便于选择热介质或冷介质进入腔体，与活性炭最大面积地进行热交换，再生效果好。
(4)本发明的一种活性炭再生***，通过设置的第二再生***，通过在电极槽内设置隔网，形成的多个电极室，活性炭在电场作用下发生极化，形成微电解单元，再生过程一方面依靠电泳力使活性炭表面有机物脱附，另一方面依靠电解液产生的电解产物包括氯气、次氯酸、羟基自由基等强氧化剂氧化分解吸附质。
(5)本发明的一种活性炭再生***的再生工艺，第一再生***和第二再生***相适应地进行选择进行再生，第二再生***在电解液中添加蛭石，由于蛭石本身也具有多孔结构，结合曝气装置和超声器，提高电解液中的氧浓度，而且多孔结构的蛭石能够容纳部分氧气其他在内，当氧气在电解反应中消耗时，逐步又脱附出来继续进行反应，电解活性炭中有机物高，再生效果好，而且在超声作用下，被活性炭快速向电解液中扩散、溶解，活性炭的吸附位点也更易恢复。
附图说明
图1是本发明优选实施例的再生工艺流程框图一；
图2是本发明优选实施例的再生工艺流程框图二；
图3是本发明优选实施例的再生工艺流程框图三；
图4是本发明优选实施例中第一再生***的结构示意图；
图5是本发明优选实施例中第二再生***的结构示意图；
图中，100-再生炉，101-进料端，102-出料端，103-外壳，104-内壳，105-螺旋输送轴，106-挡料板，107-弹性装置，200-输送装置，300-除尘装置，400-冷却装置，500-干燥装置，600-电极槽，601-阴极板，602-阳极板，603-隔网，604-曝气装置。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1至图5，本发明的优选实施例：
一种活性炭再生***，第一再生***和/或第二再生***，所述第一再生***包括：
再生炉100，所述再生炉100包括壳体，壳体包括内壳104和外壳103，外壳103与内壳104之间构成一腔体；所述壳体内设置有螺旋输送轴105，所述壳体上设置有进料端101和出料端102；
第一驱动装置，其用于驱动所述内壳104转动；
第二驱动装置，其用于驱动螺旋输送轴105转动；
具体地，第一驱动装置和第二驱动装置可以选用电机进行驱动；
所述内壳104与所述螺旋输送轴105同轴反向转动。
本优选实施例通过设置的第一再生***和/或第二再生***，一方面可以对吸附饱和的活性炭进行选择性再生；另一方面对第一再生***中内壳104和螺旋输送轴105同轴反向转动，使得活性炭在脱附时，混合更加均匀，使得每一活性炭颗粒能与热介质充分接触，脱附再生效果大大增强。
作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：
所述壳体内还设置有挡料装置，其上具有一挡料板106，挡料板106与螺旋输送轴105上的螺旋叶片留有一间隙。
所述挡料装置还包括有一弹性装置107，其用于驱动挡料板106的往复运动。具体地，弹性装置可以采用弹簧，便于机械式自动复位；
通过设置挡料装置，一方面避免在进料端101和出料端102处扬尘，另一方面，当螺旋输送轴105和其上的螺旋叶片上附着较多灰垢时，挡料板106还能起到刮垢的作用，而且弹性装置还能起到不刮伤螺旋输送轴105及其螺旋叶片。
所述螺旋输送轴105以及其上的螺旋叶片均为中空且与所述腔体相互连通，具体应用时，腔体连接有热交换介质***，热交换介质***包含低温流体吸热介质(水、导热油或者是空气等流体)、管道/阀门、泵/风机、热量释放单元(例如：炭粉烘干设备中的加热部件)，该设置，一方面能够起到隔音的作用，另一方面便于选择热介质或冷介质进入腔体，与活性炭最大面积地进行热交换，再生效果好，具体地，由于螺旋轴是通过螺旋叶片的切、割、旋转摩擦作用推动活性炭，所以几乎每一颗活性炭颗粒都会与螺旋轴叶片发生直接接触，即使活性炭的热传导效率并不高，但通过螺旋叶片的切、割、摩擦，大部分热交换是通过每一颗炭粉与螺旋叶片直接接触发生的，这一点弥补了活性炭热传导效率不高的缺点；而且螺旋输送机的物料管夹层中空结构，可让低温流体循环流动；螺旋输送轴的螺旋叶片的表面占总热交换面积的90％，螺旋叶片贡献了绝大部分的热交换值，因此大大提高了其交换效果。
还包括冷却装置，其与再生炉100的出料端连通，所述冷却装置包括一急冷槽和用于往急冷槽内输送水的输水装置。具体地，输水装置可以是喷水管，喷水管上设置有水幕式喷头，形成水帘对高温脱附后的活性炭进行降温清洗，也能一定程度上清除有害物质。
还包括有干燥装置500，所述干燥装置包括一吹送槽和用于往吹送槽内输送冷风的风机，对清洗后的活性炭进行干燥。具体应用时，还包括有输送装置200，输送装置可以是皮带或链条传动，带动活性炭进行移动，并移动至相应的工位上。
所述第二再生***包括电极槽600，电极槽600内设置有阴极板601和阳极板602，阴极板601和阳极板602之间设置有隔网603以将电解槽分隔成若干电极室，电极室内填充含有蛭石的电解液，蛭石与活性炭的添加质量比为1:3。通过设置的第二再生***，活性炭在电场作用下发生极化，形成微电解单元，再生过程一方面依靠电泳力使活性炭表面有机物脱附，另一方面依靠电解液产生的电解产物包括氯气、次氯酸、羟基自由基等强氧化剂氧化分解吸附质。
所述电极槽内还设置有曝气装置604和/或超声器。第二再生***在电解液中添加蛭石，由于蛭石本身也具有多孔结构，结合曝气装置和超声器，提高电解液中的氧浓度，而且多孔结构的蛭石能够容纳部分氧气其他在内，当氧气在电解反应中消耗时，逐步又脱附出来继续进行反应，电解活性炭中有机物高，再生效果好，而且在超声作用下，被活性炭快速向电解液中扩散、溶解，活性炭的吸附位点也更易恢复。
还有一些实施例中，一种活性炭再生***的再生工艺，包括以下步骤：
将吸附饱和的活性炭加入第一再生***和/或第二再生***中进行再生处理。
吸附饱和的活性炭进入第一再生***时，首先在再生炉内进行高温脱附，然后将脱附后的活性炭依序进入冷却装置和干燥装置进行冷却干燥；高温脱附包括4个温度阶段依序进行：
第一温度阶段：100-300℃，优选280℃；
第二温度阶段：300-600℃，优选570℃；
第三温度阶段：700-900℃，优选890℃；
第四温度阶段：950-1050℃，优选1000℃；
每一温度段可以让不同挥发点的有机物挥发，同时在第三和第四温度段能够对活性炭进行烧结，机械强度也将进一步提高；
吸附饱和的活性炭进入第二再生***时，先将吸附饱和的活性炭放入各电极室内，并在电解液液面以下，阴极板和阳极板分别连接直流电压，然后启动超声器和曝气装置，具体应用时，电解液为NaCl溶液，氯离子会在阳极被氧化成氯气，氯气进一步与水反应生成次氯酸，HClO和Cl2都是强氧化剂，都可以将吸附在活性炭上的和溶解在电解液中的大部分有机物氧化。阴极通过H2O2和-OH的高级氧化作用，阳极通过HClO和Cl2的强氧化作用，能将吸附在活性炭上的有机物氧化，达到活性炭再生的目的。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如：“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B″表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。
在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种活性炭再生***，其特征在于：包括第一再生***和第二再生***，所述第一再生***包括：
再生炉（100），所述再生炉（100）包括壳体，壳体包括内壳（104）和外壳（103），外壳（103）与内壳（104）之间构成一腔体；所述壳体内设置有螺旋输送轴（105），所述壳体上设置有进料端（101）和出料端（102）；
第一驱动装置，其用于驱动所述内壳（104）转动；
第二驱动装置，其用于驱动螺旋输送轴（105）转动；
所述内壳（104）与所述螺旋输送轴（105）同轴反向转动；
所述第二再生***包括电极槽（600），电极槽（600）内设置有阴极板（601）和阳极板（602），阴极板（601）和阳极板（602）之间设置有隔网（603）以将电解槽分隔成若干电极室，电极室内填充含有蛭石的电解液；
再生***的再生工艺包括以下步骤：
将吸附饱和的活性炭加入第一再生***和第二再生***中进行再生处理；
吸附饱和的活性炭进入第一再生***时，首先在再生炉内进行高温脱附，然后将脱附后的活性炭依序进入冷却装置和干燥装置进行冷却干燥；高温脱附包括4个温度阶段依序进行：第一温度阶段：100-300℃；第二温度阶段：300-600℃；第三温度阶段：700-900℃，第四温度阶段：950-1050℃；
吸附饱和的活性炭进入第二再生***时，先将吸附饱和的活性炭放入各电极室内，并在电解液液面以下，阴极板和阳极板分别连接直流电压，然后启动超声器和曝气装置；所述壳体内还设置有挡料装置，其上具有一挡料板（106），挡料板（106）与螺旋输送轴（105）上的螺旋叶片留有一间隙；所述挡料装置还包括有一弹性装置（107），其用于驱动挡料板（106）的往复运动；
所述电极槽内还设置有曝气装置（604）和超声器。
2.根据权利要求1所述的一种活性炭再生***，其特征在于：所述螺旋输送轴（105）以及其上的螺旋叶片均为中空且与所述腔体相互连通。
3.根据权利要求1所述的一种活性炭再生***，其特征在于：还包括冷却装置，其与再生炉（100）的出料端连通，所述冷却装置包括一急冷槽和用于往急冷槽内输送水的输水装置。
4.根据权利要求1所述的一种活性炭再生***，其特征在于：还包括有干燥装置（500），所述干燥装置包括一吹送槽和用于往吹送槽内输送冷风的风机。
5.一种如权利要求1所述的活性炭再生***的再生工艺，其特征在于：包括以下步骤：
将吸附饱和的活性炭加入第一再生***和/或第二再生***中进行再生处理。
6.根据权利要求5所述的一种活性炭再生***的再生工艺，其特征在于：
吸附饱和的活性炭进入第一再生***时，首先在再生炉内进行高温脱附，然后将脱附后的活性炭依序进入冷却装置和干燥装置进行冷却干燥；高温脱附包括4个温度阶段依序进行：第一温度阶段：100-300℃；第二温度阶段：300-600℃；第三温度阶段：700-900℃，第四温度阶段：950-1050℃；
吸附饱和的活性炭进入第二再生***时，先将吸附饱和的活性炭放入各电极室内，并在电解液液面以下，阴极板和阳极板分别连接直流电压，然后启动超声器和曝气装置。
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