CN1966405A - 利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置与再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置，其特征在于，由废热源、废热源分配炉头、活性炭进料电机、转炉炉头、转炉传动装置、废气管道、废热热管、滚轮装置、转炉筒体、转炉炉尾、废气出气炉尾、出料箱、控制柜、转炉传动电机等组成，其活化和再生方法为：利用工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物，在废热源处燃烧，燃烧后所产生的热量加热废热热管，经加热后转炉筒体内的温度升高，启动活性炭进料电机，把需再生或活化的活性炭原料送入转炉筒体内进行再生和活化，带动需再生和活化的活性炭从炉头处向炉尾处运动，使之得到充分的高温干燥、焙烧、活化，本发明的优点是减少了能源消耗，节约生产运行成本。

Description

利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置与再生方法
技术领域
本发明涉及一种利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置与再生方法，是对用过的活性炭进行再生处理，恢复其吸附性能，同时放宽了再生饱和活性炭的粒度范围，又可以活化炭化料、制造新炭，所需要的热量是利用燃烧废有机物、废溶剂来实现的，属于节能、环保、资源再利用技术领域。
背景技术
目前对用过的活性炭再生，恢复其吸附能力，主要有下述六种方法：
1、药剂洗脱的化学法；
2、利用生物作用的生物法；
3、加压至30-70kg/cm2并在200-250℃温度下使吸附的有机物氧化分解的湿式氧化法；
4、用电解产生的氧使吸附物氧化分解的电化学法；
5、加热至800-900℃高温下进行活化的加热法；
6、旁热型活性炭再生法。
这些方法中以加热法再生效果最佳，几乎对所有的有机物分解都有效。加热再生装置有许多形式，目前国内外使用较多的有多层式、回转式、流动式、移动床式。这些炉型都燃烧煤气或石油气，间接或直接加热活性炭，并通入水蒸汽活化，且需在密闭条件下控制氧量。因而再生时间长，一般为1-6小时。炉体高度达9-12米，再生中炭的损耗量为5-12％。日本1980年3月发表的特许公报11606号介绍中尾康三朗于1976年研制成功的“直接通电式活性炭再生装置”，美国1981年4月发表的4261857号专利说明书介绍了日本NaKao于1978年研制成功的“活性炭再生技术及设备”都是较先进的，其不足之处是该装置体积高大、构造复杂、再生时间长、能耗大、再生炭损失偏大，对粉末状活性炭无法再生。
我国专利号为98111377.X，名称为“旁热型活性炭再生装置及再生方法”的专利，已由上海正海活性炭有限公司实施，虽然设备既能再生颗粒状炭，也能再生粉末状炭，且构造简单、制造成本低、易损件少。但通过这几年来的运行实践证明，该专利虽然优于前二种专利，而其最大的不足之处在于仍然会影响环境，且发热体加热片容易损坏，更换频繁，操作时劳动强度较大。国内制造的加热片材质尚未过关，同时该设备不能用于制造新活性炭。
发明内容
本发明的目的是发明一种适合再生所有质地的活性炭，同时又可以活化炭化料、制造新炭，且构造简单、制造成本低、易损件少的利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置与再生方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置，其特征在于，废热源置于废热源分配炉头前端，废热源分配炉头、转炉炉头、转炉炉尾、废气出气炉尾、转炉传动电机、滚轮底架、滚轮装置通过预埋螺栓依次设于基础上，滚轮设于两个滚轮装置内，两个滚轮装置分别设于滚轮底架之上，转炉筒体的两端分别穿插在转炉炉头和转炉炉尾中间的孔内，并由炉头密封装置和炉尾密封装置加于完全密封，炉头密封装置通过螺栓设于转炉炉头上，炉尾密封装置通过螺栓设于转炉炉尾上，转炉筒体由高向低倾斜设于滚轮里，废热热管设于转炉筒体中，废热热管从废热源出热烟气口接至废气出气炉尾，分别与废热源分配炉头、转炉炉头、转炉炉尾、最后与废气出气炉尾相贯通，进料螺旋置于转炉炉头上端，活性炭进料电机与进料螺旋相连接，出料口与转炉炉尾下端连接，出料冷却器设于出料口下面，出料箱设于出料冷却器下面，转炉传动电机通过转炉传动装置与转炉筒体连接，控制柜设于转炉旁边，活性炭进料电机、转炉传动电机和热电偶测温装置分别通过导线和控制柜相连通，废气管道分别与废热源分配炉头、转炉炉头、转炉炉尾、废气出气炉尾相串通，最后与废气处理***相连通，从蒸汽源接入的水蒸汽管设于废热热管末端内。
所述的废热源是利用燃烧工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物来获得。
一种利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置的再生方法，其特征在于，废热源加热，在再生过程中回转搅拌，来实现再生活化的目的，其方法为：
第一步.启动转炉传动电机，带动转炉筒体转动；
第二步.利用工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物在废热源处燃烧，燃烧后所产生的大量热量加热废热热管，废热热管经过短暂时间的加热后经热辐射使转炉筒体内的温度升高到850℃-1100℃，同时由热电偶测温装置测温；
第三步.启动活性炭进料电机，通入水蒸汽，即可对炭化料进行活化，制造新的活性炭，活性炭进料电机带动进料螺旋把需再生或活化的活性炭原料送入转炉筒体内进行再生和活化，同时向进料螺旋上的料槽内定时补充需再生或活化的活性炭原料，转炉筒体的转动将带动需再生和活化的活性炭从炉头处向炉尾处运动，使之达到充分的高温干燥、焙烧、活化，再生活化时间控制在5分钟-3小时，干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成；
第四步.当经再生活化的活性炭运动到转炉炉尾时，将自动滑入转炉炉尾下端的出料口内，定时开动出料口的阀板，已处理好的热的活性炭自动进入出料冷却器内冷却，冷却后送至出料箱包装入库。
本发明所述的制造活性炭及饱和活性炭的再生活化时，所需要的热量，是通过燃烧工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物所产生的热烟气，经过废热热管吸收，然后辐射到转炉筒体内，来加热制造再生活性炭的，同时尾气又经过废气管道经废气处理***处理后排入大气，所排出的气体是清洁气体，对环境不会产生污染。本发明既可以再生饱和活性炭，又可以使炭化料活化，制造新炭。并且扩大了再生饱和活性炭的颗粒范围，从而实现再生各种不同质地的饱和活性炭。与其它各类活性炭再生活化装置相比，可以节省大量能源，大大降低了运行成本，如废物不够，可以燃烧煤气、石油气、焦碳、煤等作为补充能源来获得热量。
本发明所述的废热热管是采用一种抗氧化性能好的特殊不锈钢材料制成的，可以延长其使用寿命，减少频繁维护保养、维修更换的次数。
本发明的优点是：
1.饱和活性炭再生效率高、炭损少、质量稳定、好控制，装置构造新颖，操作简便，基础设施投入少，设备体积小，设备合理；
2.干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成；
3.再生损耗率小于5％；
4.吸附恢复率为97-115％(以碘值计)；
5.通入水蒸汽等活化气体，即可对炭化料进行活化，制造新的活性炭；
6.整个再生、活化操作过程可实现自动控制；
7.减少了废物对环境的污染，并燃烧了一部分对环境有影响的废有机溶剂。
附图说明
图1为利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，为利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置结构示意图，所述的利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置由废热源1、废热源分配炉头2、活性炭进料电机3、进料螺旋4、转炉炉头5、炉头密封装置6、转炉传动装置7、废气管道8、废热热管9、滚轮10、炉尾密封装置11、转炉筒体12、转炉炉尾13、废气出气炉尾14、热电偶测温装置15、出料口16、出料冷却器17、出料箱18、控制柜19、滚轮底架20、滚轮装置21、基础22、转炉传动电机23组成。
废热源1置于废热源分配炉头2前端，废热源1是利用燃烧工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物来获得，废热源分配炉头2、转炉炉头5、转炉炉尾13、废气出气炉尾14、转炉传动电机23、滚轮底架20、滚轮装置21通过预埋螺栓依次安装在基础22上，滚轮10安装在设于两个滚轮装置21内，两个滚轮装置21分别安装在滚轮底架20之上，转炉筒体12的两端分别穿插在转炉炉头5和转炉炉尾13中间的孔内，并由炉头密封装置6和炉尾密封装置11加于完全密封，炉头密封装置6装在转炉炉头5上，用螺栓固定，转炉筒体炉头5头端密封面与炉头密封装置6密封面用压簧压紧密头，炉尾密封装置11装在转炉炉尾上，用螺栓固定，转炉炉尾13尾端密封面与炉尾密封装置密封压紧密实，转炉筒体12由高向低倾斜安装在滚轮装置10里，废热热管9安装在转炉筒体12中，废热热管9从废热源1出热烟气口接至废气出气炉尾14，分别与废热源分配炉头2、转炉炉头5、转炉炉尾13，最后与废气出气炉尾14相贯通，并分别由密封器件密封各自的相连接部分，进料螺旋4置于转炉炉头5之上，用导管连接到转炉筒体内，方便进料，活性炭进料电机3与进料螺旋4相连接，启动电机可以直接向转炉筒体12内进料。出料口16与转炉炉尾13下端连接，当活性炭运动至炉尾端并滑入炉尾后，拉开阀板可以将已处理好的热的活性炭置入出料冷却器17中冷却，出料冷却器17安装在出料口16下面，口对口对准。出料箱18安放在出料冷却器17的下面，活性炭冷却后放入出料箱18中，然后可以直接包装入库。转炉传动电机23与转炉筒体12之间用链轮、链条副作为转炉传动装置7相连接，开动转炉传动电机23带动转炉筒体12转动，控制柜19安放在转炉旁边，各电机、热电偶测温装置15等用导线和控制柜19相连通，便于综合控制，废气管道8分别与废热源分配炉头2、转炉炉头5、转炉炉尾13、废气出气炉尾14相串通，最后与废气处理***相连通，各路废气管道都安上控制阀门，便于多路控制，废气最后经废气处理***处理后直接排入大气，从蒸汽源接入的水蒸汽管24设于废热热管9末端内。
利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置的再生方法，利用废热源1加热，在再生过程中回转搅拌，来实现再生活化的目的，其方法为：
第一步.启动转炉传动电机23，带动转炉筒体12转动；
第二步.利用工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物在废热源1处燃烧，燃烧后所产生的大量热量加热废热热管9，废热热管9经过短暂时间的加热后经热辐射使转炉筒体12内的温度升高到1000℃，同时由热电偶测温装置15测温；
第三步.启动活性炭进料电机3，通入水蒸汽，即可对炭化料进行活化，制造新的活性炭，活性炭进料电机3带动进料螺旋4把需再生或活化的活性炭原料送入转炉筒体12内进行再生和活化，同时向进料螺旋上的料槽内定时补充需再生或活化的活性炭原料；由于转炉筒体12在安装时给予一个倾斜的角度，转炉筒体12的转动将带动需再生和活化的活性炭从炉头处向炉尾处运动，使之达到充分的高温干燥、焙烧、活化的目的，再生活化时间控制在2小时，干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成；
第四步.当经再生活化的活性炭运动到转炉炉尾13时，将自动滑入转炉炉尾下端的出料口16内，定时开动出料口16的阀板，已处理好的热的活性炭自动进入出料冷却器17内冷却，冷却后送至出料箱18包装入库。
在再生过程中，热电偶15控制温度，温度由装在控制柜19上的数字显示器读出，温度读数用于作为控制转炉转速、活性炭进料量和工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物燃烧量的关键数据，是控制活性炭再生和活化质量指标的主要依据。当温度低于工艺要求所设定的温度时，必须及时增加工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物的燃烧量，减慢转炉筒体12的转动速度，减少活性炭原料的投加量来提高转炉筒体12内的运行温度，从而达到工艺要求所需的温度；反之，当温度超过工艺要求所需要的温度时，为了确保整套装置的运行安全，以及所再生活化活性炭的各项理化指标，必须及时降低转炉筒体12的运行温度，减少工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物的燃烧量，同时增加活性炭原料的投加量，加快转炉筒体12的运转速度，以达到工艺要求所设定的温度。
实施例2
在废热源1旁设有可以燃烧煤气、石油气、焦碳、煤等作为补充能源的热源，如废物不够，可以燃烧煤气、石油气、焦碳、煤等作为补充能源来获得热量，其它与实施例1相同。
总之，本发明利用燃烧工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物来得到再生和活化活性炭的热源，减少了能源消耗，节约了生产运行成本。工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物经燃烧后，所产生的废气经过废气处理***处理后，排入大气，又减少了对大气的污染，减少了废物对环境的二次污染，达到清洁环境、美化家园的目的，对社会创造效益。本发明装置较简单、新颖、运行可靠、操作方便、易损件较少、工艺先进实用，是再生和制造活性炭技术领域里的又一次飞跃。

Claims (4)

1.利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置，其特征在于，废热源(1)置于废热源分配炉头(2)前端，废热源分配炉头(2)、转炉炉头(5)、转炉炉尾(13)、废气出气炉尾(14)、转炉传动电机(23)、滚轮底架(20)、滚轮装置(21)通过预埋螺栓依次设于基础(22)上，滚轮(10)设于两个滚轮装置(21)内，两个滚轮装置(21)分别设于滚轮底架(20)之上，转炉筒体(12)的两端分别穿插在转炉炉头(5)和转炉炉尾(13)中间的孔内，并由炉头密封装置(6)和炉尾密封装置(11)加于完全密封，炉头密封装置(6)通过螺栓设于转炉炉头(5)上，炉尾密封装置(11)通过螺栓设于转炉炉尾(13)上，转炉筒体(12)由高向低倾斜设于滚轮(10)里，废热热管(9)设于转炉筒体(12)中，废热热管(9)从废热源(1)出热烟气口接至废气出气炉尾(14)，分别与废热源分配炉头(2)、转炉炉头(5)、转炉炉尾(13)、最后与废气出气炉尾(14)相贯通，进料螺旋(4)置于转炉炉头(5)上端，活性炭进料电机(3)与进料螺旋(4)相连接，出料口(16)与转炉炉尾(13)下端连接，出料冷却器(17)设于出料口(16)下面，出料箱(18)设于出料冷却器(17)下面，转炉传动电机(23)通过转炉传动装置(7)与转炉筒体(12)连接，控制柜(19)设于转炉旁边，活性炭进料电机(3)、转炉传动电机(23)和热电偶测温装置(15)分别通过导线和控制柜(19)相连通，废气管道(8)分别与废热源分配炉头(2)、转炉炉头(5)、转炉炉尾(13)、废气出气炉尾(14)相串通，最后与废气处理***相连通，从蒸汽源接入的水蒸汽管(24)设于废热热管(9)末端内。
2.根据权利要求1所述的利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置，其特征在于，所述的废热源(1)是利用燃烧工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物来获得。
3.根据权利要求1所述的利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置，其特征在于，所述的废热源(1)旁设有可以燃烧煤气、石油气、焦碳、煤等作为补充能源的热源。
4.一种利用废热制造活性炭及饱和活性炭的再生装置的再生方法，其特征在于，利用废热源(1)加热，在再生过程中回转搅拌，来实现再生活化的目的，其方法为：
第一步.启动转炉传动电机(23)，带动转炉筒体(12)转动；
第二步.利用工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物在废热源(1)处燃烧，燃烧后所产生的大量热量加热废热热管(9)，废热热管(9)经过短暂时间的加热后经热辐射使转炉筒体(12)内的温度升高到850℃-1100℃，同时由热电偶测温装置(15)测温；
第三步.启动活性炭进料电机(3)，通入水蒸汽，即可对炭化料进行活化，制造新的活性炭，活性炭进料电机(3)带动进料螺旋(4)把需再生或活化的活性炭原料送入转炉筒体(12)内进行再生和活化，同时向进料螺旋上的料槽内定时补充需再生或活化的活性炭原料，转炉筒体(12)的转动将带动需再生和活化的活性炭从炉头处向炉尾处运动，使之达到充分的高温干燥、焙烧、活化，再生活化时间控制在5分钟-3小时，干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成；
第四步.当经再生活化的活性炭运动到转炉炉尾(13)时，将自动滑入转炉炉尾下端的出料口(16)内，定时开动出料口(16)的阀板，已处理好的热的活性炭自动进入出料冷却器(17)内冷却，冷却后送至出料箱(18)包装入库。
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