本實用新型屬于資源回收利用領(lǐng)域，涉及一種工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)及再生方法。

背景技術(shù)：

雙氧水又稱過氧化氫，在化學(xué)工業(yè)、制藥工業(yè)、印染工業(yè)、金屬加工、紡織品漂泊、軍工燃料和民用消毒劑等諸多方面都具有廣泛和不可替代的用途。目前我國的雙氧水生產(chǎn)企業(yè)除了極少數(shù)仍在使用電解法和異丙醇法外，絕大多數(shù)都采用比較成熟的2-乙基蒽醌法(也稱為蒽醌法)生產(chǎn)。

蒽醌法工藝是將2-乙基蒽醌與有機溶劑配制成工作液，在3atm、55～65℃和催化劑參與下加氫氫化，再在40～44℃與空氣進行逆流氧化，經(jīng)萃取、再生、精制和濃縮得到過氧化氫水溶液產(chǎn)品。在后處理過程中，需要利用活性氧化鋁小球?qū)ぷ饕哼M行吸附除堿和再生降解物，從而得到可循環(huán)使用的工作液，而活性氧化鋁小球的吸附過程則是不能可逆再生的。氧化鋁小球吸附劑使用一段時間后必須更換，以保證工作液再生的需要。

使用過的氧化鋁小球吸附劑含有2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯和偏三甲苯等工作液成分，同時還可能含有工作液組分的部分降解產(chǎn)物，其顏色為醌類物質(zhì)常見的粉紅→紅色，根據(jù)比重顯示其危廢含量近五分之一，且成分復(fù)雜，再生過程需將其分離處理。目前這些廢棄的氧化鋁小球都是作為有害固廢焚燒高溫焚燒，焚燒后的氧化鋁粉末常常被用來制作陶瓷材料，這使材料中仍然保存的多孔結(jié)構(gòu)被燒結(jié)而損失，且大氣污染嚴重。部分企業(yè)為降低成本，直接將氧化鋁小球偷埋，更造成嚴重持久污染。

CN 101376100A公開了一種過氧化氫工作液再生過程用的活性氧化鋁再生處理方法，具體的為：將過氧化氫生產(chǎn)中工作液再生床中卸出的失效氧化鋁與燃燒惰性的氧化鋁一起從上部進入塔式反應(yīng)器，依靠重力向下移動，含氧氣體從塔式反應(yīng)器的下部進入反應(yīng)器，向上運動，反應(yīng)后的再生氧化鋁與燃燒惰性的氧化鋁，從反應(yīng)器的底部出料裝置排出，反應(yīng)后的尾氣從反應(yīng)器上部的尾氣排放口排出反應(yīng)器；反應(yīng)溫度為360～800℃，固體物料在反應(yīng)器中的停留時間為3～15小時。雖然上述方法避免了傳統(tǒng)再生工藝中因1000℃以上高溫條件造成的Al₂O₃小球性能下降的問題，但其并不能有效的去除Al₂O₃小球中的金屬離子以及蒽醌類物質(zhì)，且再生效率低。

為此，如何找到再生效率高，且雜質(zhì)去除效率高的合適的再生方法是對該類廢棄物實現(xiàn)高附加值重復(fù)利用的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供了一種工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)，所述系統(tǒng)將再生裝置整體分為四部分，逐步將Al₂O₃表面吸附雜質(zhì)梯度解析脫除，防止交叉燒結(jié)固化，封塞堵結(jié)微孔，影響再生效果；同時，對過程中的尾氣進行分段凈化，使系統(tǒng)保持了一個溫度穩(wěn)定的再生環(huán)境，同時又可以避免過程中因產(chǎn)生大量熱解析有機揮發(fā)物，濃度集聚過高，帶來的爆炸危險。

為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

本實用新型提供了一種工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括再生裝置和廢氣凈化模塊，所述再生裝置整體分為四部分，從物料輸入端至物料輸出端依次為低溫烘干區(qū)、中溫激發(fā)區(qū)、高溫再生區(qū)和常溫冷卻區(qū)；所述再生裝置底部的氣體出口與廢氣凈化模塊的氣體入口相連，廢氣凈化模塊的氣體出 口與再生裝置頂部的氣體入口相連。

本實用新型中，再生裝置采用分區(qū)段再生的方式，可逐步將Al₂O₃表面吸附的雜質(zhì)梯度解析脫除，防止接錯燒結(jié)固化，封塞堵結(jié)微孔，影響再生效果；其次，若不分段高溫再生，將會產(chǎn)生大量熱解析有機揮發(fā)物，濃度集聚過高，不利于尾氣處理，且?guī)肀ㄎｋU。

其中，所述低溫烘干區(qū)的操作溫度為80～110℃，中溫激發(fā)區(qū)的操作溫度為300～600℃，高溫再生區(qū)的操作溫度為600～900℃以及常溫冷卻區(qū)的操作溫度為20～30℃。

以下作為本實用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本實用新型提供的技術(shù)方案的限制，通過以下技術(shù)方案，可以更好的達到和實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)目的和有益效果。

作為本實用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，所述再生裝置采用全波段電加熱系統(tǒng)，以全波段高紅外加熱器作為加熱元件。

作為本實用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，所述再生裝置包括傳送裝置，所述傳送裝置貫穿連接整個再生裝置；所述傳送裝置為傳送帶。

本實用新型中，待處理的廢棄Al₂O₃小球置于傳送帶上，通過傳送帶運輸依次經(jīng)過低溫烘干區(qū)、中溫激發(fā)區(qū)、高溫再生區(qū)和常溫冷卻區(qū)進行再生處理。

作為本實用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，所述再生裝置中的常溫冷卻區(qū)設(shè)有氣體外排管道。本實用新型中，常溫冷卻區(qū)排出的空氣復(fù)合排出標(biāo)準(zhǔn)，可以外排。

作為本實用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，所述廢氣凈化模塊由廢氣凈化單元組成，所述廢氣凈化單元包括氣體管道和廢氣凈化裝置。

作為本實用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，所述廢氣凈化裝置底部一側(cè)為氣體入口、底部與氣體入口相對的一側(cè)為氣體出口；廢氣凈化裝置分為上下兩部分，下部 設(shè)有熱交換器，上部豎直設(shè)有隔板將裝置上部分為第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室的頂部連通，第一腔室中填裝催化劑(其中，為保證催化凈化效果，催化劑需布滿第一腔室的橫截面)，第二腔室中設(shè)有加熱管；氣體入口與熱交換器的殼程入口相連，熱交換器的殼程出口與第一腔室相連，第二腔室與熱交換器的管程入口相連，熱交換器的管程出口與氣體出口相連。

其中，第二腔室中設(shè)有加熱管目的是使氣體維持溫度恒定，同時保證了催化溫度，最終使再生裝置中各段溫度維持在所需范圍內(nèi)。入口氣體從熱交換器的殼程入口進入，再從殼程出口進入第一腔室，依次經(jīng)催化凈化和加熱后再從熱交換器的管程出裝置，同樣保證了氣體在進入廢氣凈化裝置和離開廢氣凈化裝置時的溫度相同，進而使再生裝置中各段溫度維持在所需范圍內(nèi)，避免了再生裝置因分段進行氣體凈化而導(dǎo)致的再生裝置中溫度變化過大而無法有效進行再生的問題。

作為本實用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，所述廢氣凈化模塊分為低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊、中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊和高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊，其中，低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊與低溫烘干區(qū)相連，中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊與中溫激發(fā)區(qū)，高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊與高溫再生區(qū)。

其中，所述與低溫烘干區(qū)的氣體出口與低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊的氣體入口相連，低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊的氣體出口與溫烘干區(qū)的氣體入口相連；所述中溫激發(fā)區(qū)的氣體出口與中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊的氣體入口相連，中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊的氣體出口與中溫激發(fā)區(qū)的氣體入口相連；所述高溫再生區(qū)的氣體出口與高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊的氣體入口相連，高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊的氣體出口與高溫再生區(qū)的氣體入口相連。

作為本實用新型優(yōu)選的技術(shù)方案，所述低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊包含≥1個 廢氣凈化單元；所述中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊包含≥1個廢氣凈化單元；所述高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊包含≥1個廢氣凈化單元。

本實用新型中，所述低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊中的廢氣凈化裝置中填裝的催化劑為催化溫度為80～110℃的非金屬基催化劑；中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊中的廢氣凈化裝置中填裝的催化劑為催化溫度為300～600℃的非金屬基催化劑；高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊中的廢氣凈化裝置中填裝的催化劑為催化溫度為600～900℃的非金屬基催化劑。

上述工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)的處理方法如下：

將廢棄Al₂O₃小球送入再生裝置依次經(jīng)低溫烘干區(qū)、中溫激發(fā)區(qū)、高溫再生區(qū)和常溫冷卻區(qū)進行低溫烘干、中溫激發(fā)、高溫再生和常溫冷卻處理，得到再生Al₂O₃小球；同時，分段再生處理過程中產(chǎn)生廢氣分別經(jīng)低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊、中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊和高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊進行凈化處理后再返回再生裝置進行循環(huán)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型通過對Al₂O₃小球進行分段煅燒再生，逐步將Al₂O₃表面吸附雜質(zhì)梯度解析脫除，防止接錯燒結(jié)固化，封塞堵結(jié)微孔，影響再生效果；同時，對過程中的尾氣進行分段凈化，使系統(tǒng)保持了一個溫度穩(wěn)定的再生環(huán)境，同時又可以避免過程中因產(chǎn)生大量熱解析有機揮發(fā)物，濃度集聚過高，帶來的爆炸危險。通過本實用新型所述再生裝置可使小球的再生效率達99％以上，所得Al₂O₃小球的堆密度為0.75～0.85g/cm³，比表面積為200～300m²/g。

附圖說明

圖1是本實用新型所述工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型所述工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本實用新型所述工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)中廢氣凈化模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-低溫烘干區(qū)，2-中溫激發(fā)區(qū)，3-高溫再生區(qū)，4-常溫冷卻區(qū)，5-加熱元件，6-傳送裝置，7-廢氣凈化裝置，8-氣體入口，9-氣體出口，10-熱交換器，11-第一腔室，12-第二腔室，13-低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊，14-中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊，15-高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊，16-加熱管。

具體實施方式

為更好地說明本實用新型，便于理解本實用新型的技術(shù)方案，下面對本實用新型進一步詳細說明。但下述的實施例僅僅是本實用新型的簡易例子，并不代表或限制本實用新型的權(quán)利保護范圍，本實用新型保護范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

實施例1：

如圖1所示，本實施例提供了一種工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括再生裝置和廢氣凈化模塊，所述再生裝置整體分為四部分，從物料輸入端至物料輸出端依次為低溫烘干區(qū)1、中溫激發(fā)區(qū)2、高溫再生區(qū)3和常溫冷卻區(qū)4；所述再生裝置底部的氣體出口與廢氣凈化模塊的氣體入口相連，廢氣凈化模塊的氣體出口與再生裝置頂部的氣體入口相連。

所述再生裝置采用全波段電加熱系統(tǒng)，以全波段高紅外加熱器作為加熱元件5；所述再生裝置包括傳送裝置6，該傳送裝置6為傳送帶，傳送裝置6貫穿連接整個再生裝置；所述再生裝置中的常溫冷卻區(qū)4設(shè)有氣體外排管道。

所述廢氣凈化模塊由廢氣凈化單元組成，所述廢氣凈化單元包括氣體管道和廢氣凈化裝置7，所述廢氣凈化裝置7底部一側(cè)為氣體入口8、底部與氣體入口8相對的一側(cè)為氣體出口9；廢氣凈化裝置分為上下兩部分，下部設(shè)有熱交換 器10，上部豎直設(shè)有隔板將裝置上部分為第一腔室11和第二腔室12，第一腔室11和第二腔室12的頂部連通，第一腔室11中填裝催化劑，第二腔室12中設(shè)有加熱管16；氣體入口8與熱交換器10的殼程入口相連，熱交換器10的殼程出口與第一腔室11相連，第二腔室12與熱交換器10的管程入口相連，熱交換器10的管程出口與氣體出口9相連。

所述廢氣凈化模塊分為低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊13、中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊14和高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊15，其中，低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊13與低溫烘干區(qū)1相連，中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊14與中溫激發(fā)區(qū)2，高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊15與高溫再生區(qū)3；所述低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊13包含2個廢氣凈化單元，中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊14包含2個廢氣凈化單元，高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊15包含4個廢氣凈化單元。

低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊13中廢氣凈化單元內(nèi)的廢氣凈化裝置中7內(nèi)置催化溫度為80～110℃的非金屬基催化劑；中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊14中的廢氣凈化裝置7中填裝的催化劑為催化溫度為300～600℃的非金屬基催化劑；高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊15中的廢氣凈化裝置7中填裝的催化劑為催化溫度為600～900℃的非金屬基催化劑。

實施例2：

本實施例采用實施例1中所述的工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)對工業(yè)廢棄Al₂O₃小球進行再生，所述方法如下：

將廢棄Al₂O₃小球送入再生裝置依次經(jīng)低溫烘干區(qū)1、中溫激發(fā)區(qū)2、高溫再生區(qū)3和常溫冷卻區(qū)4，于95℃下低溫烘干、450℃下中溫激發(fā)、750℃下高溫再生和25℃下常溫冷卻處理，得到再生Al₂O₃小球；同時，低溫烘干過程中產(chǎn)生的廢氣送入低溫烘干區(qū)廢氣凈化模塊13進行處理后返回低溫烘干區(qū)1，中 溫激發(fā)過程中產(chǎn)生的廢氣進入中溫激發(fā)區(qū)廢氣凈化模塊14進行處理后返回中溫激發(fā)區(qū)2，高溫再生過程中產(chǎn)生的廢氣進入高溫再生區(qū)廢氣凈化模塊15進行處理后返回高溫再生區(qū)3。

其中，廢氣在廢氣模塊中依次經(jīng)換熱、催化劑降解和加熱處理后返回進行循環(huán)。

通過本實施例所述方法處理得到的Al₂O₃小球的堆密度為0.85g/cm³，比表面積為208m²/g，再生效率為99.8％。

實施例3：

本實施例采用實施例1中所述的工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)對工業(yè)廢棄Al₂O₃小球進行再生，所述方法除了低溫烘干的溫度為90℃，中溫激發(fā)的溫度為400℃，高溫再生的溫度為700℃，常溫冷卻的溫度為20℃外，其他物料用量與操作過程均與實施例2中相同。

通過本實施例所述方法處理得到的Al₂O₃小球的堆密度為0.75g/cm³，比表面積為293m²/g，再生效率為99.4％。

實施例4：

本實施例采用實施例1中所述的工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)對工業(yè)廢棄Al₂O₃小球進行再生，所述方法除了低溫烘干的溫度為100℃，中溫激發(fā)的溫度為500℃，高溫再生的溫度為800℃，常溫冷卻的溫度為20℃外，其他物料用量與操作過程均與實施例2中相同。

通過本實施例所述方法處理得到的Al₂O₃小球的堆密度為0.83g/cm³，比表面積為247m²/g，再生效率為99.6％。

實施例5：

本實施例采用實施例1中所述的工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)對工業(yè)廢 棄Al₂O₃小球進行再生，所述方法除了低溫烘干的溫度為110℃，中溫激發(fā)的溫度為600℃，高溫再生的溫度為900℃，常溫冷卻的溫度為30℃外，其他物料用量與操作過程均與實施例2中相同。

通過本實施例所述方法處理得到的Al₂O₃小球的堆密度為0.81g/cm³，比表面積為253m²/g，再生效率為99.5％。

實施例6：

本實施例采用實施例1中所述的工業(yè)廢棄Al₂O₃小球分段再生系統(tǒng)對工業(yè)廢棄Al₂O₃小球進行再生，所述方法除了低溫烘干的溫度為80℃，中溫激發(fā)的溫度為300℃，高溫再生的溫度為600℃，常溫冷卻的溫度為20℃外，其他物料用量與操作過程均與實施例2中相同。

通過本實施例所述方法處理得到的Al₂O₃小球的堆密度為0.80g/cm³，比表面積為255m²/g，再生效率為99.6％。

對比例1：

本對比例提供了一種工業(yè)廢棄Al₂O₃小球再生方法，所述方法中廢棄Al₂O₃小球除了再生處理不分段，即只在600～900℃下進行煅燒外，其他物料用量與再生方法均與實施例2中相同。

通過本對比例所述方法處理得到的Al₂O₃小球的堆密度為0.88g/cm³，比表面積為188m²/g，再生效率為87.1％。

綜合實施例1-6和對比例1的結(jié)果可以看出，本實用新型通過對Al₂O₃小球進行分段煅燒再生，逐步將Al₂O₃表面吸附雜質(zhì)梯度解析脫除，防止接錯燒結(jié)固化，封塞堵結(jié)微孔，影響再生效果；同時，對過程中的尾氣進行分段凈化，使系統(tǒng)保持了一個溫度穩(wěn)定的再生環(huán)境，同時又可以避免過程中因產(chǎn)生大量熱解析有機揮發(fā)物，濃度集聚過高，帶來的爆炸危險。通過本實用新型所述再生裝 置可使小球的再生效率達99％以上，所得Al₂O₃小球的堆密度為0.75～0.85g/cm³，比表面積為200～300m²/g。

申請人聲明，本實用新型通過上述實施例來說明本實用新型的詳細方法，但本實用新型并不局限于上述詳細方法，即不意味著本實用新型必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本實用新型的任何改進，對本實用新型產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本實用新型的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。