一種用于粉末活性炭再生的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于粉末活性炭再生的裝置及方法，裝置包括爐體，爐體設置有可開合的爐門，爐體內部為內空型爐膛，在爐膛的四壁及頂部周圍設置有保溫層，保溫層上均鑲嵌有電熱絲；其特征在于：裝置還包括抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)、進氣閥、支架結構、抽屜型盒體和出氣閥；支架結構固定安裝在爐膛內，抽屜型盒體可拆卸地安裝在支架結構上；抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)固定安裝在爐體頂部，進氣閥固定安裝在爐體頂部，出氣閥固定安裝在爐體底部。相對與現(xiàn)有技術，本發(fā)明可以大大提高再生處理效率，節(jié)約能耗和時間，且操作簡單易行。
【專利說明】—種用于粉末活性炭再生的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)設備及工藝領域，涉及一種用于粉末活性炭再生的裝置及方法，具體涉及一種用于處理工業(yè)廢水失活后的粉末活性炭再生的裝置及方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]活性炭具有高度發(fā)達的空隙結構和客觀的比表面積，且對多種分子具有極強的吸附能力，是一種優(yōu)良的吸附劑，目前在城市污水、工業(yè)廢水深度處理和污染水源凈化方面的應用非常廣泛。而用過的活性炭若不進行回收不僅是一種資源浪費，并且會對環(huán)境造成二次污染，因此，從經(jīng)濟和環(huán)保的角度考慮，活性炭的再生具有重要意義。
[0004]目前活性炭再生方法主要有超聲波再生法、電化學再生法、超臨流體再生法、溶劑再生法、濕試氧化再生法、熱再生法、生物再生法、旁熱型再生法等。其中以熱再生法效果最佳，幾乎可以分解所有的有機物。目前國內外有多重熱再生方法及裝置，但仍存在的不足之處:活化溫度一般高于800°C，能耗較高；炭損失率較大，在5%~16%之間；再生時產生的尾氣會對環(huán)境造成二次污染；整體運行成本較高，經(jīng)濟效益低；同時，活性炭的再生千篇一律的要求完全活化至全新活性炭的標準，很少有活性炭的再生只針對某一個或幾個應用領域，從而忽略某些活性炭的不重要的評價要求，增加了活性炭再生的運行成本，降低了活性炭實際應用的經(jīng)濟效應。 [0005]所以，市場上迫切需要一種能應用于工業(yè)廢水處理中的、具備良好的再次循環(huán)性、操作簡單易行、再生能耗低、無二次污染、且一次性能進行大量活化的活性炭再生裝置及方法。
[0006]
【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，針對目前熱再生活性炭操作復雜、能耗高等不足之處，提供一種操作簡單易行、再生能耗低、無二次污染、且一次性能進行大量活化的活性炭再生裝置及方法。該裝置及方法再生的活性炭可良好的再次循環(huán)應用于工業(yè)廢水處理中。
[0008]本發(fā)明的設置所采用的技術方案是:一種用于粉末活性炭再生的裝置，包括爐體，所述的爐體設置有可開合的爐門，所述的爐體內部為內空型爐膛，在所述的爐膛的四壁及頂部周圍設置有保溫層，所述的保溫層上均鑲嵌有電熱絲；其特征在于:所述的裝置還包括抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)、進氣閥、支架結構、抽屜型盒體和出氣閥；所述的支架結構固定安裝在所述的爐膛內，所述的抽屜型盒體可拆卸地安裝在所述的支架結構上；所述的抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)固定安裝在所述的爐體頂部，所述的進氣閥固定安裝在所述的爐體頂部，所述的出氣閥固定安裝在所述的爐體底部。
[0009]作為優(yōu)選，所述的支架結構為層級支架結構，固定安裝在所述的爐膛內，所述的抽屜型盒體不只一個，可拆卸地安裝在所述的層級支架結構中的每一層內。
[0010]作為優(yōu)選，所述的抽屜型盒體朝外設置有把手，便于人工裝卸。
[0011]作為優(yōu)選，所述的層級支架結構上下層的間距為50 mm。
[0012]作為優(yōu)選，所述的抽屜型盒體采用導熱性能良好的不銹鋼材質制作而成。
[0013]作為優(yōu)選，所述的抽屜型盒體的占地面積為所述的爐膛平面面積的70%，這樣可以保證活性炭在整個熱再生過程保持受熱均勻，避免出現(xiàn)局部再生不完全的可能性，且利于揮發(fā)性物質的揮發(fā)，且操作簡單可行。
[0014]作為優(yōu)選，所述的用于粉末活性炭再生的裝置還設置有氣體循環(huán)裝置，所述的氣體循環(huán)裝置出氣口與進取口分別于所述的進氣閥和出氣閥連接。
[0015]作為優(yōu)選，所述的氣體循環(huán)裝置設置有水冷凝管路。
[0016]作為優(yōu)選，所述的抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)內部設置有導氣管路、水冷凝管路、液態(tài)水收集器、氣體收集器和點火裝置。
[0017]本發(fā)明的方法所采用的技術方案是:一種利用用于粉末活性炭再生的裝置進行粉末活性炭再生的方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟1:將處理完工業(yè)廢水后的粉末活性炭進行過濾，使活性炭的含水率在60%以下； 步驟2:將過濾后的活性炭進行干燥；
步驟3:將干燥后的活性炭平鋪于所述的抽屜型盒體內，安裝在所述的支架結構上，進行首次加熱，達到預定溫度后進行保溫處理；在保溫過程中，揮發(fā)物質以水分為主，揮發(fā)物質通過所述的抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)的導氣管進入冷凝水管路，將揮發(fā)物質中的水蒸氣冷凝成液態(tài)，液態(tài)水流入液態(tài)水收集器中，其他未冷凝的有機氣體沿導氣管進入氣體收集器中，所述的氣體收集器中的氣體到一定壓力后，壓送至點火裝置處，同時點火裝置開始點火，有機氣體在此處進行燃燒，避免了有害氣體排入至環(huán)境中；
步驟4:將首次加熱后的活性炭再次加熱，該過程產生的揮發(fā)物質以有機氣體為主，有機氣體將在所述的抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)中完全被燃燒；
步驟5:活性炭熱再生完成后，通過所述的氣體循環(huán)裝置向再所述的爐體內充入氮氣，再所述的爐體內溫度冷卻至200°C以下即可打開再所述的爐體，待所述的爐體內溫度冷卻至室溫，取出活性炭，取出后的活性炭即可重復應用于城市污水或工業(yè)廢水的處理。
[0018]作為優(yōu)選，步驟I中所述的將處理完工業(yè)廢水后的粉末活性炭進行過濾，采用的是板框壓濾機。
[0019]作為優(yōu)選，步驟2中所述的將過濾后的活性炭進行干燥，采用的是回轉式烘干機，干燥時間為4h。
[0020]作為優(yōu)選，步驟3中所述的將干燥后的活性炭平鋪于所述的抽屜型盒體內，活性炭厚度為10mm。
[0021]作為優(yōu)選，步驟3中所述的首次加熱到達的預定溫度為250°C，保溫時間為4 h。
[0022]作為優(yōu)選，步驟4中所述的將首次加熱后的活性炭再次加熱，其升溫至600°C，保溫時間為4 ho
[0023]由于污水處理過程中，低污染的污水采用加藥和高級氧化方法處理成本高，運行控制要求高，而采用活性炭物理吸附，具有較高的污染物去除效率及脫色效率，但吸附飽和的活性炭采用傳統(tǒng)再生方法，需要溫度高800°C以上，再生時間2天，尾氣排放對環(huán)境造成二次污染，相對與現(xiàn)有技術，本發(fā)明可以大大提高再生處理效率，節(jié)約能耗和時間，且操作簡單易行、且一次性能進行大量活性炭的活化。
[0024]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1:本發(fā)明具體實施例的裝置結構圖。
[0026]
【具體實施方式】
[0027]以下經(jīng)結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的說明。
[0028]請見圖1，本發(fā)明的裝置所采用的技術方案是:一種用于粉末活性炭再生的裝置，包括爐體5，爐體5設置有可開合的爐門，爐體5內部為內空型爐膛，在爐膛的四壁及頂部周圍設置有保溫層，保溫層上均鑲嵌有電熱絲；裝置還包括抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)
1、進氣閥2、支架結構3、抽屜型盒體4和出氣閥6 ;用于粉末活性炭再生的裝置還設置有氣體循環(huán)裝置，氣體循環(huán)裝置出氣口與進取口分別于進氣閥2和出氣閥6連接，氣體循環(huán)裝置設置有水冷凝管路；抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)I內部設置有導氣管路、水冷凝管路、液態(tài)水收集器、氣體收集器和點火裝置；支架結構3固定安裝在爐膛內，支架結構3為層級支架結構，層級支架結構上下層的間距為50 mm，固定安裝在爐膛內，抽屜型盒體4不只一個，抽屜型盒體4采用導熱性能良好的不銹鋼材質制作而成，抽屜型盒體4的占地面積為爐膛平面面積的70%，可拆卸地安裝在層級支架結構中的每一層內；抽屜型盒體4朝外設置有把手，便于人工裝卸；抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)I固定安裝在爐體5頂部，進氣閥2固定安裝在爐體5頂部，出氣閥6固定安裝在爐體5底部。
[0029]本實施例中的抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)1，用于及時排出爐體I中產生的揮發(fā)性氣體，尾端排出氣體直接點火燃燒，防止某些有害氣體直接排放至大氣中。爐體I上裝有一個進氣閥和一個出氣閥，便于氣體的充入及循環(huán)，其外部循環(huán)管路用水冷凝。
[0030]本發(fā)明的方法所采用的技術方案是:一種利用用于粉末活性炭再生的裝置進行粉末活性炭再生的方法，包括以下步驟:
步驟1:采用的是板框壓濾機，將處理完工業(yè)廢水后的粉末活性炭進行過濾，使活性炭的含水率在60%以下；
步驟2:采用是回轉式烘干機，將過濾后的活性炭進行干燥，干燥時間為4h ；
步驟3:將干燥后的活性炭平鋪于抽屜型盒體4內，活性炭厚度保持為10_，安裝在支架結構3上，進行首次加熱，達到預定溫度后進行保溫處理，預定溫度為250°C，保溫時間為4 h ;在保溫過程中，揮發(fā)物質以水分為主，揮發(fā)物質通過抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)I的導氣管進入冷凝水管路，將揮發(fā)物質中的水蒸氣冷凝成液態(tài)，液態(tài)水流入液態(tài)水收集器中，其他未冷凝的有機氣體沿導氣管進入氣體收集器中，氣體收集器中的氣體到一定壓力后，壓送至點火裝置處，同時點火裝置開始點火，有機氣體在此處進行燃燒，避免了有害氣體排入至環(huán)境中；
步驟4:將首次加熱后的活性炭再次加熱，升溫至600°C，保溫時間為4 h，該過程產生的揮發(fā)物質以有機氣體為主，有機氣體將在抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)I中完全被燃燒；
步驟5:活性炭熱再生完成后，通過氣體循環(huán)裝置向再爐體5內充入氮氣，再爐體5內溫度冷卻至200°C以下即可打開再爐體5，待爐體5內溫度冷卻至室溫，取出活性炭，取出后的活性炭即可重復應用于城市污水或工業(yè)廢水的處理。
[0031 ] 本實施例取浙江某印染污水處理廠中水車間二沉池出水進行活性炭處理，將吸附飽和的活性炭采用板框壓濾機進行過濾，使活性炭的含水率在60%以下。再將活性炭置于回轉式烘干機中，進行干燥，時間4h。將干燥后的活性炭置于本裝置中，升溫至300°C，保溫4 h ;再繼續(xù)升溫至600°C，保溫4 h。最后充入氮氣冷卻至200°C以下打開工業(yè)電爐，冷卻至室溫，此時活性炭的已完成再生。
[0032]本實施例仍然取浙江某印染污水處理廠中水車間二沉池出水，將再生活性炭與新活性炭進行廢水處理效果的對比試驗。結果見表1:
表1再生活性炭處理廢水的效果對比
【權利要求】
1.一種用于粉末活性炭再生的裝置，包括爐體(5)，所述的爐體(5)設置有可開合的爐門，所述的爐體(5)內部為內空型爐膛，在所述的爐膛的四壁及頂部周圍設置有保溫層，所述的保溫層上均鑲嵌有電熱絲；其特征在于:所述的裝置還包括抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)(I)、進氣閥(2)、支架結構(3)、抽屜型盒體(4)和出氣閥(6)； 所述的支架結構(3)固定安裝在所述的爐膛內，所述的抽屜型盒體(4)可拆卸地安裝在所述的支架結構(3)上； 所述的抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)(I)固定安裝在所述的爐體(5)頂部，所述的進氣閥(2)固定安裝在所述的爐體(5)頂部，所述的出氣閥(6)固定安裝在所述的爐體(5)底部。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:所述的支架結構(3)為層級支架結構，固定安裝在所述的爐膛內，所述的抽屜型盒體(4)不只一個，可拆卸地安裝在所述的層級支架結構中的每一層內。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:所述的抽屜型盒體(4)朝外設置有把手，便于人工裝卸。
4.根據(jù)權利要求2所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:所述的層級支架結構上下層的間距為50 mm。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:所述的抽屜型盒體(4)采用導熱性能良好的不銹鋼材質制作而成。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:所述的抽屜型盒體(4)的占地面積為所述的爐膛平面面積的70%。
7.根據(jù)權利要求1所述的用于`粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:所述的用于粉末活性炭再生的裝置還設置有氣體循環(huán)裝置，所述的氣體循環(huán)裝置出氣口與進取口分別于所述的進氣閥(2)和出氣閥(6)連接。
8.根據(jù)權利要求7所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:所述的氣體循環(huán)裝置設置有水冷凝管路。
9.根據(jù)權利要求1所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:所述的抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)(I)內部設置有導氣管路、水冷凝管路、液態(tài)水收集器、氣體收集器和點火裝置。
10.一種利用權利要求1所述的用于粉末活性炭再生的裝置進行粉末活性炭再生的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:將處理完工業(yè)廢水后的粉末活性炭進行過濾，使活性炭的含水率在60%以下； 步驟2:將過濾后的活性炭進行干燥； 步驟3:將干燥后的活性炭平鋪于所述的抽屜型盒體(4)內，安裝在所述的支架結構(3)上，進行首次加熱，達到預定溫度后進行保溫處理；在保溫過程中，揮發(fā)物質以水分為主，揮發(fā)物質通過所述的抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)(I)的導氣管進入冷凝水管路，將揮發(fā)物質中的水蒸氣冷凝成液態(tài)，液態(tài)水流入液態(tài)水收集器中，其他未冷凝的有機氣體沿導氣管進入氣體收集器中，所述的氣體收集器中的氣體到一定壓力后，壓送至點火裝置處，同時點火裝置開始點火，有機氣體在此處進行燃燒，避免了有害氣體排入至環(huán)境中； 步驟4:將首次加熱后的活性炭再次加熱，該過程產生的揮發(fā)物質以有機氣體為主，有機氣體將在所述的抽風排氣及尾氣燃燒處理系統(tǒng)(I)中完全被燃燒； 步驟5:活性炭熱再生完成后，通過所述的氣體循環(huán)裝置向再所述的爐體(5)內充入氮氣，再所述的爐體(5)內溫度冷卻至200°C以下即可打開再所述的爐體(5)，待所述的爐體(5)內溫度冷卻至室溫，取出活性炭，取出后的活性炭即可重復應用于城市污水或工業(yè)廢水的處理。
11.根據(jù)權利要求9所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:步驟I中所述的將處理完工業(yè)廢水后的粉末活性炭進行過濾，采用的是板框壓濾機。
12.根據(jù)權利要求9所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:步驟2中所述的將過濾后的活性炭進行干燥，采用的是回轉式烘干機，干燥時間為4h。
13.根據(jù)權利要求9所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:步驟3中所述的將干燥后的活性炭平鋪于所述的抽屜型盒體(4)內，活性炭厚度為10_。
14.根據(jù)權利要求9所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:步驟3中所述的首次加熱到達的預定溫度為250°C，保溫時間為4 h。
15.根據(jù)權利要求9所述的用于粉末活性炭再生的裝置，其特征在于:步驟4中所述的將首次加熱后的活 性炭再次加熱，其升溫至600°C，保溫時間為4 h。
【文檔編號】B01J20/20GK103752296SQ201410028816
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權日:2014年1月22日
【發(fā)明者】吳良俊, 許榕, 劉魯建, 聶忠文, 董俊, 明勇, 鄧樂 申請人:湖北君集水處理有限公司