技術領域

本發(fā)明涉及活性炭制備領域，具體涉及一種利用過熱蒸汽熱再生活性炭的方法。

背景技術：

隨著活性炭制造業(yè)的發(fā)展及其應用領域的擴大，無論從經(jīng)濟效益還是從環(huán)保角度考慮，進行活性炭的再生都是很必要的，這己成為活性炭生產(chǎn)和使用技術中的重要組成部分?；钚蕴渴褂靡淮魏笫莵G棄還是再生后循環(huán)利用不僅是反映活性炭產(chǎn)業(yè)技術水平重要標志，也是活性炭使用企業(yè)需要面臨選擇問題。近年來，國內(nèi)對活性炭再生的研究、開發(fā)、實施己有一定的成效，其中活性炭再生比較成型的技法有熱再生法、萃取再生法、氧化再生法、生物再生法等。當然，現(xiàn)階段工業(yè)上常用的多用的仍然是熱再生法。

傳統(tǒng)高溫熱再生法包括多層爐法、管式爐法、流化床爐法、燜燒爐法、盤式爐法、流動輸送爐法等。高溫熱再生一般采用的介質(zhì)為水蒸汽、煙道氣、二氧化碳等氣體。高溫熱再生法的優(yōu)點是：再生效率高，再生時間短，對吸附質(zhì)基本無選擇性。

高溫熱再生法的不足是：熱再生過程中炭的損失較大，一般在5-10％，再生炭機械強度下降，炭表面化學結(jié)構發(fā)生變化；另外，熱再生所需設備較為復雜，運轉(zhuǎn)費用較高，不易小型化。

為了保持并發(fā)揚高溫熱再生法的長處，克服高溫熱再生法的不足，公開號如下的中國發(fā)明專利：CN101992079A、CN102553554A等，對廢粉狀活性炭采用連續(xù)循環(huán)再生方法，盡管其主要干燥和活化設備及工藝有所不同，但其結(jié)果都取得較理想的成效。其利用空氣和燃氣燃燒產(chǎn)生的高溫氣體對活性炭進行再生，該高溫氣體中含有部分氧氣，在高溫條件下會使活性炭氧化燒失，效率不高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種利用過熱水蒸汽將廢粉活性炭料再生成具有高吸附性能活性炭的活性炭再生裝置及再生方法。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

提供一種活性炭再生裝置，該裝置包括通過管道依次連接的上料系統(tǒng)、干燥集炭料系統(tǒng)、活化系統(tǒng)和活化料收集及爐氣循環(huán)系統(tǒng)；

所述干燥集炭料系統(tǒng)包括通過管道依次連接的烘干轉(zhuǎn)爐、旋風分離器、收塵器和高壓風機，所述烘干轉(zhuǎn)爐與上料系統(tǒng)管道連接；

所述活化系統(tǒng)包括通過管道依次連接的第二料斗、第二電振給料機和沸騰活化爐，所述第二料斗接收旋風分離器和收塵器落下的干炭粉，所述沸騰活化爐與第二電振給料機連接，所述沸騰活化爐還與高壓風機管道連接；

所述活化料收集及爐氣循環(huán)系統(tǒng)包括通過管道依次連接的過熱蒸汽加熱器、一二級旋風分離器、水冷卻螺旋加料機和包裝機，所述過熱蒸汽加熱器與沸騰活化爐管道連接。

本發(fā)明的另一技術方案為提供一種上述的活性炭再生裝置進行活性炭再生的方法，包括如下步驟：

1)沸騰活化爐預熱后，經(jīng)皮帶輸送機將廢粉活性炭料送入第一料斗中，再經(jīng)第一電振給料機往烘干轉(zhuǎn)爐傳送，經(jīng)烘干轉(zhuǎn)爐干燥得干炭粉，干炭粉從烘干轉(zhuǎn)爐輸出端依次送進旋風分離器和收塵器；

2)活化：使步驟1)旋風分離器收集到的干炭粉落入第二料斗，再經(jīng)第二電振送料器送入沸騰活化爐，控制沸騰活化爐內(nèi)溫度為800-850℃，經(jīng)過5-10秒得廢粉活性炭的活化料和爐氣混合物；

3)集炭：所述步驟2)的廢粉活性炭的活化料和爐氣混合物經(jīng)過過熱蒸汽加熱器，再依次進入一二級旋風分離器，所述爐氣混合物通入過熱蒸汽加熱器并將外供的水蒸汽加熱成過熱蒸汽通入沸騰活化爐，其中的廢粉活性炭的活化料被分離收集到集料斗中，通過集料斗下部鎖料器進入帶有水冷卻的螺旋加料機中，出料。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的技術方案通過烘干轉(zhuǎn)爐將濕的廢粉狀活性炭加熱干燥，再將粉狀活性炭收集并送入沸騰活化爐進行活化，通過一、二級旋風分離設備，并經(jīng)過冷卻降溫后進行出料，從而使很濕的廢粉狀活性炭獲得再生，得到高性能的活化料，得到碘吸附值1000mg/g以上粉狀活性炭。本發(fā)明的方法是采用過熱水蒸汽對活性炭進行干燥和活化，過熱水蒸汽不僅能提供再生所需的熱量，而且水蒸汽本身對活性炭具有活化作用且活性炭不易燒失，具有更好的活化再生效果及更高的得率。本發(fā)明技術方案活性炭再生成本低、再生質(zhì)量好、所配置的活性炭干燥與過熱蒸汽沸騰活化設備系統(tǒng)一體化設計合理，運行簡單，環(huán)境友好，能源循環(huán)利用，節(jié)約生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了大規(guī)?？勺詣踊钚蕴吭偕a(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中的活性炭再生裝置的結(jié)構示意圖；

標號說明：1、皮帶輸送機；2、第一料斗；3、第一電振給料機；4、烘干轉(zhuǎn)爐；5、旋風分離器；6、收塵器；7、高壓風機；8、第二料斗；9、第二電振給料機；10、沸騰活化爐；11、過熱蒸汽加熱器；12、包裝機；13、水冷卻螺旋加料機；14、一二級旋風分離器；15、氣溫調(diào)節(jié)器。

具體實施方式

為詳細說明本發(fā)明的技術內(nèi)容、構造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。

本發(fā)明最關鍵的構思在于：活性炭干燥與過熱蒸汽沸騰活化設備系統(tǒng)一體化設計，加入高壓風機使爐氣循環(huán)利用，能源循環(huán)利用，節(jié)約生產(chǎn)成本。

請參閱圖1，本發(fā)明提供一種活性炭再生裝置，該裝置包括通過管道依次連接的上料系統(tǒng)、干燥集炭料系統(tǒng)、活化系統(tǒng)和活化料收集及爐氣循環(huán)系統(tǒng)；

所述干燥集炭料系統(tǒng)包括通過管道依次連接的烘干轉(zhuǎn)爐4、旋風分離器5、收塵器6和高壓風機7，所述烘干轉(zhuǎn)爐4與上料系統(tǒng)管道連接；該系統(tǒng)負責濕粉炭干燥并輸送干燥爐氣及炭粉。

所述活化系統(tǒng)包括通過管道依次連接的第二料斗8、第二電振給料機9和沸騰活化爐10，所述第二料斗8接收旋風分離器5和收塵器6落下的干炭粉，所述沸騰活化爐10與第二電振給料機9連接，所述沸騰活化爐10還與高壓風機7管道連接；

所述的沸騰活化爐10內(nèi)由耐火磚砌成，中部設有2個天然氣燃燒噴口，相向直線布置，并與爐體圓周線成一定的夾角；爐內(nèi)中下部開有電振送料機進口；沸騰活化爐10底由耐熱不銹鋼板制作倒錐體，錐體底部設置若干個過熱蒸氣和干燥轉(zhuǎn)爐氣噴口，以便將活化爐內(nèi)的粉狀活性炭呈懸浮分散且旋轉(zhuǎn)上升狀態(tài)，瞬時間起活化反應。形成活化料及混合爐氣通過活化爐出氣管道，在活化爐出氣管道中安裝有過熱蒸汽加熱器11。

所述活化料收集及爐氣循環(huán)系統(tǒng)包括通過管道依次連接的過熱蒸汽加熱器11、一二級旋風分離器14、水冷卻螺旋加料機13和包裝機12，所述過熱蒸汽加熱器11與沸騰活化爐10管道連接。

進一步的，上述活性炭再生裝置中，所述上料系統(tǒng)包括皮帶輸送機1、第一料斗2和第一電振給料機3，所述第一電振給料機3與烘干轉(zhuǎn)爐4管道連接。該系統(tǒng)負責實現(xiàn)連續(xù)、定量地將濕炭料送至干燥轉(zhuǎn)爐內(nèi)。

進一步的，上述活性炭再生裝置中，所述一二級旋風分離器包括一級旋風分離器、二級旋風分離器和集料斗，所述一級旋風分離器由兩個旋風分離器組成，所述二級旋風分離器由兩個旋風分離器組成，所述一級旋風分離器和二級旋風分離器分別設置在集料斗上，所述集料斗下部呈倒三角形狀，底部設有鎖料器，所述鎖料器與水冷卻螺旋加料機13連接。

進一步的，上述活性炭再生裝置中，所述活化料收集及爐氣循環(huán)系統(tǒng)還包括與一二級旋風分離器14連接的溫度調(diào)節(jié)器，所述溫度調(diào)節(jié)器與烘干轉(zhuǎn)爐4連接。

本發(fā)明的另一技術方案為提供一種上述的活性炭再生裝置進行活性炭再生的方法，包括如下步驟：

1)沸騰活化爐10預熱后，開始啟動上料系統(tǒng)，經(jīng)皮帶輸送機1將廢粉活性炭料送入第一料斗2中，再經(jīng)第一電振給料機3往烘干轉(zhuǎn)爐4傳送，經(jīng)烘干轉(zhuǎn)爐4干燥得干炭粉，干炭粉從烘干轉(zhuǎn)爐4輸出端依次送進旋風分離器5和收塵器6；

2)活化：使步驟1)旋風分離器5收集到的干炭粉落入第二料斗8，再經(jīng)第二電振送料器送入沸騰活化爐10，控制沸騰活化爐10內(nèi)溫度為800-850℃，經(jīng)過5-10秒得廢粉活性炭的活化料和爐氣混合物；

3)集炭：所述步驟2)的廢粉活性炭的活化料和爐氣混合物經(jīng)過過熱蒸汽加熱器11，再依次進入一二級旋風分離器14，所述爐氣混合物通入過熱蒸汽加熱器11并將外供的水蒸汽加熱成過熱蒸汽通入沸騰活化爐10，其中的廢粉活性炭的活化料被分離收集到集料斗中，通過集料斗下部鎖料器進入帶有水冷卻的螺旋加料機中，出料。

進一步的，上述的活性炭再生的方法中，所述步驟1)中的沸騰活化爐10預熱具體為：使用天然氣通過二個噴嘴對沸騰活化爐10燃燒預熱，使沸騰活化爐10爐內(nèi)溫度升至800—1000℃。

進一步的，上述的活性炭再生的方法中，所述步驟2)中烘干轉(zhuǎn)爐4干燥干炭粉產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐氣使用高壓風機7據(jù)需要排空或返回沸騰活化爐10使用。

進一步的，上述的活性炭再生的方法中，所述步驟4)中的爐氣混合物經(jīng)過過熱蒸汽加熱器11，再依次進入一二級旋風分離器后向烘干轉(zhuǎn)爐4噴氣加熱。

實施例1

本發(fā)明的活性炭再生裝置包括上料系統(tǒng)、干燥和集炭料系統(tǒng)、活化系統(tǒng)以及活化料收集和爐氣循環(huán)系統(tǒng)。具體是由皮帶輸送機1上送濕的廢粉炭料至第一料斗2中，再經(jīng)第一電振給料機3送料至烘干轉(zhuǎn)爐4內(nèi)。干燥物出爐后進入旋風分離器5和收塵器6，干炭粉落入第二料斗8，用第二電振給料機9送入沸騰活化爐10；經(jīng)收塵器后的轉(zhuǎn)爐氣使用高壓風機7，據(jù)需要或排空，或返回沸騰活化爐10使用。干炭粉在高溫的沸騰活化爐10中與從爐底噴上來的過熱蒸汽和部分轉(zhuǎn)爐氣被活化；所形成活化粉料和爐氣通過管道中過熱蒸汽加熱器11。之后較高溫的活化粉料再進入一二級旋風分離器14；第二級的旋風分離器出去的爐氣經(jīng)氣溫調(diào)節(jié)器15再加熱后送住烘干轉(zhuǎn)爐4；所收集的活化炭料經(jīng)水冷卻螺旋加料機13或送到包裝設備12，或送后處理工序。

一二級旋風分離器14由一級和二級各2個旋風分離器組成，4個分離器共同站立在集料斗上，集料斗下部呈倒三角形狀，底部設有鎖炭器，并與水冷卻螺旋加料機13連接。

本發(fā)明所采用的廢粉狀活性炭一體化再生方法包括如下步驟：

1、預熱：使用天然氣通過二個噴嘴對沸騰活化爐10燃燒預熱，同時打開高壓風機7，啟動烘干轉(zhuǎn)爐4仍至整個爐氣循環(huán)系統(tǒng)各個設備(冷卻螺旋加料器、包裝機暫時除外)。

2、上料：沸騰活化爐10爐內(nèi)預熱溫度升至800—1000℃時，開始啟動上料系統(tǒng)，由皮帶輸送機1將很濕的廢粉炭料(合水分質(zhì)量分數(shù)45％-55％左右)送入第一料斗2中，再用第一電振給料機3往烘干轉(zhuǎn)爐4內(nèi)定量、連續(xù)送進濕粉炭料；由于高壓風機7的抽力，干炭粉從烘干轉(zhuǎn)爐4的輸出端將依次送進旋風分離器5和收塵器6，所收集到的干炭粉落入第二料斗8，再經(jīng)第二電振送料器9送入沸騰活化爐10。經(jīng)收塵器后的轉(zhuǎn)爐氣使用高壓風機7，據(jù)需要或排空、或返回沸騰活化爐10使用。

3、活化：落入沸騰活化爐10的炭粉與爐下部上吹的過熱蒸汽及部分循環(huán)爐氣混合、翻轉(zhuǎn)呈沸騰狀況，此時爐內(nèi)溫度應控制在800-850℃，爐溫波動低于下限時，則由天然氣噴燒來調(diào)控；控制爐底部噴氣量，以噴過熱蒸汽為主，調(diào)控炭粉在爐內(nèi)逗留時間，一般達3-10秒，然后形成活化料、爐氣混合物沖出爐體，進入爐氣道，并經(jīng)過過熱蒸汽加熱器11，將外供的水蒸汽加熱成過熱蒸汽(供活化爐用)。

4、集炭：活化料與爐氣混合物經(jīng)過過熱蒸汽加熱器11后，再依次進入一二級旋風分離器14，活化料被分離收集到料斗中，通過料斗下部鎖料器進入帶有水冷卻的螺旋加料機13出料(去后處理)或進入包裝機12，此時活化料溫度在40-100℃。爐氣從第二級旋風分離器上部管道經(jīng)過管道中的氣溫調(diào)節(jié)器15時，當爐溫低于250℃時，即啟動天然氣第二次加熱，加熱強度以爐溫250-400℃為限，之后具有較高溫度的爐氣迫于風機抽力向烘干轉(zhuǎn)爐4內(nèi)噴氣加熱，形成熱能的循環(huán)使用。

綜上所述，本發(fā)明將廢粉活性炭料經(jīng)上料系統(tǒng)進入烘干轉(zhuǎn)爐，再經(jīng)集炭器、收塵器和料斗以及加料器，將烘干后粉送入沸騰活化爐。經(jīng)收塵器后的轉(zhuǎn)爐氣用高壓風機據(jù)需要或排空或回用。廢粉炭在高溫的沸騰活化爐中被活化。所形成活化粉料和爐氣通過管道中過熱蒸汽加熱器，對蒸汽再加熱(回用)；之后較高溫的活化粉料和爐氣再進入旋風分離器；旋風分離器出去的爐氣經(jīng)氣溫調(diào)節(jié)器再加熱后送往烘干轉(zhuǎn)爐，所收集的活化炭料經(jīng)冷卻送料器或送包裝、或送后處理工序。本發(fā)明技術方案活性炭再生成本低、再生質(zhì)量好、所配置的活性炭干燥與過熱蒸汽沸騰活化設備系統(tǒng)一體化設計合理，運行簡單，環(huán)境友好，能源循環(huán)利用，節(jié)約生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了大規(guī)模可自動化活性炭再生產(chǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。