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活性炭再生

对吸附饱和的活性炭进行热再生,有效恢复活性炭,为企业节省大量换炭成本。

活性炭热再生及制造过程(多段耙式炉装置系统)
 再生炉构造说明
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。
再生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*活性炭补充槽(CARBON CHARGEBTANK)等待下次PULSE操作。
工艺流程(PROCESS)说明如下:
活性炭饱和之后,用水力将饱和活性炭吹送入再生炉上方之饱和活性炭进料槽,饱和炭经由脱水螺旋机按设定好的进料速度输送*再生炉(MHF)中,在再生炉中通过燃烧机精确控制再生所需的温度,通过我公司特有的蒸汽活化技术系统将蒸汽均匀的、适量的作用在活性炭表面上,以求达到*佳的活化效果。
经多膛再生炉处理过的活性炭,由再生炉下方出料后随即落入急冷槽中,急冷槽中大量的冷却水将再生活性炭出料降*可操作温度后送*吹送槽,再利用水力输送将再生炭吹送*活性炭吸附塔上方的脱色塔给炭槽,同时再补充新的活性炭已补充再生过程中损失的活性碳量。
 活性炭热再生用的多膛耙式炉设备运行原理
再生炉为直立式钢板制圆筒型,壳体内衬耐火材料,内部以耐火砖砌筑,由上而下区隔为六段炉床,每段炉床分别于炉床周围及中央设置有排出口,活性炭在炉床内之移动与搅拌,系由低转速中心轴带动,设于各层搅拌臂下方搅拌齿,由第1段炉床外侧移动*内侧排出口,落入第2段炉床内侧,第2段搅拌齿将活性炭,自炉床内侧移动*外侧排出口,落入第3段炉床内侧,如此交互运动*第6段排出。由于搅拌齿的作用,活性炭在炉内与燃烧机高温烟气换热,并与再生用蒸汽发生高度对流-平流式多切变方式接触并发生传质和化学反应过程。设置于炉中央之中心轴及搅拌臂均为空气夹层设计,并由专用轴冷风车强制冷却以保护中轴和耙臂结构的材质和运行稳定性。
再生炉第6段出口下方设置急冷槽(用于在线式热再生技术系统)/强制夹套式冷却机(用于在线或离线式热再生技术系统),使再生活性炭冷却并脱气,之后进行直接回用。

4.3、热再生炉的排气净化(环保)与热能回收利用(节能降耗)
多膛炉是控制在氧气含量在1%以下运行的,故活性炭热再生炉排气含高浓度的CO与H2,须设置后燃烧室再加温*800℃-850℃以上,使废气完全氧化为CO2与H2O。后燃烧室排出的高温烟气具有热回收价值,通常采用废热锅炉回收烟气余热并生产再生过程所需的工艺蒸汽,依照我司的操作经验每日再生一吨活性炭每小时可回收约150kg的蒸汽。
中轴冷却风经过中轴时会产生升温,将该部分加热后的风作为助燃风的一部分可升高助燃风的温度,节约燃气用量。
 烟尘(Dust)
本系统的烟尘防治是利用布袋除尘及湿式洗涤塔双重除尘设计,选择适合的布袋基本上可有效去除99.9%的粉尘污染物,目前布袋除尘也是**被证实可有效去除PM2.5的设备,布袋除尘后的湿式洗涤塔也可将烟尘利用水对烟尘的吸着力将小粒子聚集成大粒子洗到循环水中排出。
烟囱设计高度20m.(同时应满足高出烟囱半径200m内建筑物3m以上,适用标准GB 50051-2002烟囱设计规范)。

 酸性气体(Acid Gas)
本系统的酸性气体是利用湿式洗涤塔以碱液喷淋的方式在洗涤塔中进行酸碱中和反应使烟气中的氯化氢从烟气中脱除,湿式洗涤塔的去除效率可达95%以上,同时可去除氯化氢、二氧化硫等多种酸性气体,废水成分含亚硫酸氢钠、亚硫酸钠的酸性盐分的混合液,废水排放*业主污水处理厂源头。
 氮氧化物(NOx)
燃烧过程中所产生的氮氧化物主要分成3种,燃料氮氧化物(Fuel NOx)来源是燃料中的氮组分燃烧生成,瞬式氮氧化物(Prompt NOx)火焰中的CO及含氮有机气体离子作用生成以及热式氮氧化物(Thermal NOx)是在超过1500C的高温环境下空气中的氮气与氧气自身作用生成,在本项目中由于采取的是**阶段缺氧再生第二阶段燃烧的清洁焚烧方式,因此氮氧化物的生成很少,再者二次炉的温度仅800C-850C远不及1500C,因此热式氮氧化物生成量也不高,在本项目中我们还选择了低氮氧化物燃烧器(Low NOx Burner),经美国原厂证实仅有85 mg/Nm3的氮氧化物发生量,因此本系统无需设置脱销系统即可达到氮氧化物达标排放。
 二恶英(Dioxin)
本系统在多段热解炉后端设计一后燃室与余热锅炉,再生产气自热解炉排出后随即进入后燃室,在后燃室中通入足量空气及辅助燃料将再生产生气加热*高800℃-850℃使合成气在其中混合燃烧并令其停留2秒以上,使有机物完全转化为无害的CO2及H2O,并充分破坏可能产生的二恶英与二恶英前驱物。
后燃室出口的高温烟气随即进入余热锅炉中进行热回收,经热回收的烟气再进行喷水急冷降温,降温后的烟气在进入到布袋除尘之前在烟道中直接喷注活性碳粉,在烟气中定期喷入粉末活性炭使活性炭在布袋表面形成碳粉层,利用此碳粉层可有效吸附二恶英,理论上在烟气二次炉中处于800℃-850℃高温状态下停留时间2秒以上,二恶英已被破坏,为完全无二恶英排放活性炭粉配合布袋除尘将确保无二恶英排放。系统为保证完善仍然设计有活性炭吸附工艺吸附二恶英。


 

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