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都安活性炭的加热再生技术
写作时间:2018/08/07    文章编辑:美高梅官方开户   来源:澳门美高梅注册网址
根据有机物在加热过程中分摆脱附的温度不同,加热再生分为低温加热再生和高温加热再生。 系数首先变大,然后缓慢变小,喷涂料被膨胀

(1)低温加热再生法。对于吸附沸点较低的低分子碳氢化合物和芳香族有机物的饱和炭,一般用 100~200℃蒸汽吹脱使炭再生,再生可在吸附塔内进行。脱附后的有机物蒸汽经冷凝后可回收利用。常用于气体吸附的活性炭再生。蒸汽吹脱方法也用于啤酒、饮料行业工艺用水前级处理的饱和活性炭再生。 

(2)高温加热再生法。在水处理中,活性炭吸附的多为热分解型和难脱附型有机物,且吸附周期长。高温加热再生法通常经过850℃高温加热,使吸附在活性炭上的有机物经碳化、活化后达到再生目的,吸附恢复率高、且再生效果稳定。因此,对用于水处理的活性炭的再生,普遍采用高温加热法。 

经脱水后的活性炭,加热再生全过程一般需经过下述3个阶段。

(1)干燥阶段。将含水率在50%~86%的湿炭,在100-150℃温度下加热,使炭粒内吸附水蒸发,同时部分低沸点有机物也随之挥发。在此阶段内所消耗热量占再生全过程总能耗的50%一 70%。 

(2)焙烧阶段,或称碳化阶段。粒炭被加热升温至150~700℃。不同的有机物随温度升高,分别以挥发、分解、碳化、氧化的形式,从活性炭的基质上消除。通常到此阶段,再生炭的吸附恢复率已达到 60%~85%。 

(3)活化阶段。有机物经高温碳化后,有相当部分碳化物残留在活性炭微孔中。此时碳化物需用水蒸汽、二氧化碳等氧化性气体进行气化反应,使残留碳化物在850℃左右气化成C02,CO等气体。使微孔表面得到清理,恢复其吸附性能。 

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残留碳化物与氧化性气体的反应式如下: 

C + O2 → CO2↑ 

C + H2O → CO↑+H2↑ 

C + CO2 → 2CO↑ 

高温再生过程中,氧对活性炭的基质影响很大,因此必须在微正压条件下运行。过量的氧将使活性炭烧损灰化,而过低的氧量又将影响炉内温度和再生效果。因此,一般的高温加热再生炉内对氧必须严格控制,余氧量小于1%,CO含量为2.5%左右,水蒸汽注入量为0.2-1 kg/kg活性炭(根据炉型确定)。 

活性炭再生设备的优劣主要体现在:吸附恢复率、炭损率、强度、能量消耗、辅料消耗、再生温度、再生时间、对人体和环境的影响、设备及基础投资、操作管理检修的繁简程度。 

此外,任何活性炭高温加热再生装置中都需要妥善解决的是防止炭粒相互粘结、烧结成块并造成局部起火或堵塞通道,甚至导致运行瘫痪的现象。 

2 高温加热再生的几种装置 

高温加热活性炭再生系统,由脱水装置、活性炭输送、高温加热再生装置、活性炭冷却、废气处理、活性炭贮罐组成。此外还有加热所需的热源,如燃油、天然气、煤气或焦炭以及电力、蒸汽锅炉。其中以再生装置为主。 

加热再生装置有多种形式。目前国内外使用较多的有多层式、回转式、流化床式、移动床式等。 

2.1 多层式 

又称立式多段再生炉,或称多层耙式炉。主要用于再生粒状炭,在美国采用较普遍,国内也有引进。适用于大型活性炭再生,一般再生量都大于 2t/d。其特点为:用天然气或油作燃料,水蒸汽活化,由炉顶部供饱和炭,用转动的粑臂将炭推送至下一层,由上至下6层(或8层),见图4。冷却空气 1哪置 

(1)干燥段。第1~3层,停留时间15min,炉温 100~700℃。 

(2)焙烧段。第4层,停留时间5 mln,炉温700 ~800℃ 

(3)活化段。第5~6层,停留时间10min,炉温 800~900℃。此段内通水蒸汽活化。 

再生炭用水槽急冷后排走。再生炭碘值恢复率 86%一95%,炭再生损耗率7%~15%(因为既有烧损又有转耙磨耗)。蒸汽耗量1 kg/kg活性炭,总能耗4 925 kcal/kg活性炭(折合电耗5.72 kW·h/kg 活性炭)。 

2.2 回转式 

又称转炉,有一段式或二段式,有内燃式直接加热或外燃式间接加热。内燃式炭再生损耗较大,外燃式效率较低,活化段须微正压且通水蒸汽活化。图5为二段回转式再生装置,干燥段用内燃式转炉,焙烧、活化段用外燃式转炉。

回转式再生装置操作较简单,一段式转炉炉体长达15m,所以炉体往往要变形,活化段温度升至 750℃后不易再上升,再生恢复率与达到的最高温度有关。停留时间3~4 h,炭再生损耗率5%~ 7%,总能耗7 899 kcal/kg活性炭(折合电耗9.18 kW·h/kg活性炭)。 

2.3 流化床式 

又称流化床再生炉,有内燃式及外燃式两种,有一段或多段。国外用于再生粉末炭及球形炭。 

燃烧重油或煤气,并从炉底通入水蒸汽,使炭呈流化状态。活性炭自上而下流动,完成干燥、焙烧、活化(800~900℃)。图6为二段外燃式流化床再生装置,这种炉型的炉温、水蒸汽投加量与流化状态调节困难,再生损耗率7%~10%,再生时间7~10h,总能耗3 326~11 341 kcal/kg活性炭)(折合电耗 3.87~13.18 kW,h/kg活性

2.4 移动床式 

又称立式移动床再生炉(见图7)。再生部分由两层不锈钢管组成,炭自上而下在两管隔层中移动,内管道水蒸汽在活化段由细孔排至隔层中,与活性炭进行氧化反应。外管与燃烧室接触,将热量传导至活性炭,再生气体由上部通气孔排出至燃烧室处置,尾气由旁置烟囱排除。炉底有盘式出料装置将再生炭排出。这种炉型构造简单、操作管理较方便,由于再生时间长达6h,所以炉体高12m,水蒸汽量为0.2kz/kg活性炭),燃气温度入口1 000℃,出口 70~80℃,再生损耗3%~4%,总能耗约6 950 kcal/kg活性炭(折合电耗8.07 kW·h/kg活性炭),热回收型总能耗3 360 kcal/kg活性炭(折合电耗 3.9kW·h/kg活性炭)。

国内研制的盘式炉也属移动床式。活性炭自上而下,在由中空的料盘叠成的管状通道中移动,再生气体由料盘缝隙排出。以重柴油作燃料,炉膛燃烧室温度达1 110~1 300℃,热量从料盘及料盘缝隙传至活性炭,水蒸汽自炉底通入。活性炭 在炉膛内得到再生。

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