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一種廢炭再生系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610027865.6

申請日:

2016.01.17

公開號:

CN105536705A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B01J 20/20申請日:20160117|||公開
IPC分類號: B01J20/20; B01J20/34; F27B9/00 主分類號: B01J20/20
申請人: 河北德謙環保科技股份有限公司
發明人: 李昊謙
地址: 055250 河北省邢臺市巨鹿縣閻疃鎮邢德路14號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610027865.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2019.03.01|||2016.09.28|||2016.05.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種廢炭再生系統,其包括隧道窯;所述隧道窯順序設置前閘門、隧道干燥段、隧道預熱段、活化再生段及產品冷卻段;所述活化再生段設置若干蒸汽輸入端及若干燃氣加熱端,且所述隧道干燥段設置引風端,形成從所述活化再生段至所述隧道干燥段的氣流降溫通道。采用上述方案,本發明通過隧道窯方式實現對廢舊活性炭進行再生,并且合理設置隧道窯的結構以提高活性炭再生效果,還通過設置前閘門避免了熱量流失,活化再生段從其蒸汽輸入端及燃氣加熱端提供蒸汽及燃氣,隧道干燥段設置引風端形成了從所述活化再生段至所述隧道干燥段的氣流降溫通道,能夠很好地將粉炭復活再生,重復利用。

權利要求書

1.一種廢炭再生系統,其特征在于,包括隧道窯;
所述隧道窯順序設置前閘門、隧道干燥段、隧道預熱段、活化再
生段及產品冷卻段;
所述活化再生段設置若干蒸汽輸入端及若干燃氣加熱端,且所述
隧道干燥段設置引風端,形成從所述活化再生段至所述隧道干燥段的
氣流降溫通道。
2.根據權利要求1所述廢炭再生系統,其特征在于,所述燃
氣加熱端用于加入煤氣或天然氣進行燃燒加熱。
3.根據權利要求1所述廢炭再生系統,其特征在于,還包括
與所述引風端相連的冷凝器。
4.根據權利要求3所述廢炭再生系統,其特征在于,還包括
與所述冷凝器相連的污水處理設備。
5.根據權利要求3所述廢炭再生系統,其特征在于,還包括
與所述冷凝器相連的回轉焚燒爐。
6.根據權利要求5所述廢炭再生系統,其特征在于,還包括
與所述回轉焚燒爐相連的熱交換器。
7.根據權利要求6所述廢炭再生系統,其特征在于,還包括
與所述熱交換器相連的急冷設備。
8.根據權利要求1所述廢炭再生系統,其特征在于,所述活
化再生段設置若干溫度區段,每一所述溫度區段具有一定預設溫度。
9.根據權利要求8所述廢炭再生系統,其特征在于,所述活
化再生段的具有最高溫度的溫度區段位于所述活化再生段的中部。
10.根據權利要求9所述廢炭再生系統,其特征在于,所述活
化再生段的具有最高溫度的溫度區段位于所述活化再生段的中部且
偏向所述產品冷卻段。

說明書

一種廢炭再生系統

技術領域

本發明涉及廢炭再生,尤其涉及的是,一種廢炭再生系統。

背景技術

活性炭又稱活性炭黑,是由含炭為主的物質作原料,經高溫炭化
和活化制得的疏水性吸附劑。活性炭含有大量微孔,具有巨大的比表
面積,能有效地去除色度、臭味,可去除水或空氣中大多數有機污染
物和某些無機物,包含某些有毒的重金屬。影響活性炭吸附的因素有:
活性炭的特性;被吸附物的特性和濃度;廢水的PH值;懸浮固體含
量等特性;接觸系統及運行方式等。例如,活性炭能有效吸附氯代烴、
有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑,還能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙
烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏劑、烷基苯磺酸及許多酯類和芳烴
化合物。

活性炭是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形碳,也有
排列規整的晶體碳。活性炭中除碳元素外,還包含兩類摻和物:一類
是化學結合的元素,主要是氧和氫,這些元素是由于未完全炭化而殘
留在炭中,或者在活化過程中,外來的非碳元素與活性炭表面化學結
合;另一類摻和物是灰分,它是活性炭的無機部分;灰分在活性碳中
易造成二次污染。

活性炭的主要原料幾乎可以是所有富含碳的有機材料,如煤、木
材、果殼、椰殼、核桃殼、杏殼、棗殼等。這些含碳材料在活化爐中,
在高溫和一定壓力下通過熱解作用被轉換成活性炭。在此活化過程中,
巨大的表面積和復雜的孔隙結構逐漸形成,而所謂的吸附過程正是
在這些孔隙中和表面上進行的,活性炭中孔隙的大小對吸附質有選擇
吸附的作用,這是由于大分子不能進入比它孔隙小的活性炭孔徑內的
緣故

例如,從嚴格的理論上講,活性炭所具有的對懸浮物的截留能力
來自活性炭所提供的表面積。流速低時,機組的過濾能力主要地來自
活性炭的篩除作用,而流速快時,過濾能力來自活性炭顆粒表面的吸
附作用,在過濾過程中活性炭所提供的顆粒表面積越大,對水中懸浮
物的附著力越強。

因此,大量的活性炭被廣泛應用于醫藥、化工和食品等行業,以
及污水處理相關領域;但是,如何對廢舊活性炭進行再生,避免焚燒
浪費,是需要解決的問題。

發明內容

本發明提供一種新的廢炭再生系統,所要解決的技術問題是如何
通過隧道窯實現對廢舊活性炭進行再生、如何設置隧道窯的結構、如
何通過前閘門以避免熱量流失、如何設置活化再生段的蒸汽輸入端及
燃氣加熱端、如何形成從所述活化再生段至所述隧道干燥段的氣流降
溫通道等。

本發明的技術方案如下:一種廢炭再生系統,其包括隧道窯;所
述隧道窯順序設置前閘門、隧道干燥段、隧道預熱段、活化再生段及
產品冷卻段;所述活化再生段設置若干蒸汽輸入端及若干燃氣加熱端,
且所述隧道干燥段設置引風端,形成從所述活化再生段至所述隧道干
燥段的氣流降溫通道。

例如,所述隧道窯還設置連接所述產品冷卻段的隧道出料段。

又如,所述隧道干燥段與所述隧道預熱段之間還設置有中閘門。

優選的,所述燃氣加熱端用于加入煤氣或天然氣進行燃燒加熱。

優選的,還包括與所述引風端相連的冷凝器。

優選的,還包括與所述冷凝器相連的污水處理設備。

優選的,還包括與所述冷凝器相連的回轉焚燒爐。

優選的,還包括與所述回轉焚燒爐相連的熱交換器。

優選的,還包括與所述熱交換器相連的急冷設備。

優選的,所述活化再生段設置若干溫度區段,每一所述溫度區段
具有一定預設溫度。

優選的,所述活化再生段的具有最高溫度的溫度區段位于所述活
化再生段的中部。

優選的,所述活化再生段的具有最高溫度的溫度區段位于所述活
化再生段的中部且偏向所述產品冷卻段。

采用上述方案,本發明通過隧道窯方式實現對廢舊活性炭進行再
生,并且合理設置隧道窯的結構以提高活性炭再生效果,還通過設置
前閘門避免了熱量流失,活化再生段從其蒸汽輸入端及燃氣加熱端提
供蒸汽及燃氣,隧道干燥段設置引風端形成了從所述活化再生段至所
述隧道干燥段的氣流降溫通道,能夠很好地將粉炭復活再生,重復利
用。

本發明的其它方案,還將恢復活性和有害物質裂解同時進行,避
免了活性炭再生時有害揮發份二次焚燒處理產生二次污染的可能性。

附圖說明

圖1為本發明的一個實施例的示意圖;

圖2為本發明的另一個實施例的示意圖;

圖3為本發明的另一個實施例的示意圖;

圖4為本發明的一個實施例的粉炭回收用隧道窯物質流向示意
圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明,下面結合附圖和具體實施例,對本發明進
行更詳細的說明。但是,本發明可以采用許多不同的形式來實現,并
不限于本說明書所描述的實施例。需要說明的是,當元件被稱為“固
定于”另一個元件,它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中
的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件,它可以是直接連
接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義,本說明書所使用的所有的技術和科學術語與屬于
本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本說明書中在本
發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不
是用于限制本發明。本說明書所使用的術語“及/或”包括一個或多
個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1所示,本發明的一個實施例是,一種廢炭再生系統,其包
括隧道窯;所述隧道窯順序設置前閘門110、隧道干燥段120、隧道
預熱段130、活化再生段140及產品冷卻段150;所述活化再生段設
置若干蒸汽輸入端及若干燃氣加熱端,且所述隧道干燥段設置引風端
121,形成從所述活化再生段至所述隧道干燥段的氣流降溫通道。例
如,所述活化再生段設置第一蒸汽輸入端141及第二蒸汽輸入端142,
第一燃氣加熱端143及第二燃氣加熱端144。例如,如圖2所示,所
述隧道窯還設置連接所述產品冷卻段150的隧道出料段160,即,所
述隧道窯順序設置前閘門、隧道干燥段、隧道預熱段、活化再生段、
產品冷卻段及隧道出料段。這樣,通過隧道窯方式實現對廢舊活性炭
進行再生,尤其適用于粉炭(即粉狀炭),能夠很好地將粉炭復活再
生,重復利用。

其中,所述前閘門用于在待處理產品進入隧道窯之后封閉隧道窯
的入口。為了便于運輸移動,優選的,所述隧道窯中設置有窯罐車,
其具有若干順序排列的窯罐。例如,待處理產品設置于窯罐車的窯罐
中,通過前閘門進入隧道窯內部。優選的,相鄰所述窯罐之間存在通
風間隙。例如,所述通風間隙為2~5毫米。例如,待處理產品設置于
窯罐車中,前閘門設置感應器,感應窯罐車駛近時自動開啟前閘門,
在窯罐車進入后自動關閉前閘門。這樣,可以避免隧道窯的熱量流失,
有效封閉隧道窯的入口。

其中,所述隧道干燥段用于加熱干燥,去除待處理產品中的多余
水分,及低溫可揮發的有機物氣體,氣體和水蒸汽的混合煙氣從引風
端被引出,經過冷凝段或冷凝器降溫脫除所含有的有害物質的水分,
剩余氣體被吸入至顆粒炭進行蒸汽造孔處理的外熱式回轉焚燒爐的
焚燒室(即高溫腔)以1000-1300℃度高溫焚燒。例如,氣體和水
蒸汽的混合煙氣從引風端被引出到冷凝器。例如,在引風端的作用下,
隧道預熱段的氣體和水蒸汽的混合煙氣被引入到隧道干燥段,使得隧
道干燥段的溫度形成一個由低至高的梯級,靠近隧道預熱段的位置溫
度較高,例如,隧道干燥段的溫度為40~300℃;例如,隧道干燥段
設置第一控溫組件,用于控制隧道預熱段的混合煙氣的通量,使得隧
道干燥段的溫度為40~300℃。優選的,所述隧道干燥段的長度大于
所述隧道預熱段的長度。例如,隧道干燥段的長度為30米,優選的,
還包括與所述引風端相連的冷凝器。優選的,還包括與所述冷凝器相
連的污水處理設備。優選的,還包括與所述冷凝器相連的回轉焚燒爐。
優選的,還包括與所述回轉焚燒爐相連的熱交換器。優選的,還包括
與所述熱交換器相連的急冷設備。

其中,隧道預熱段用于預熱處理,將待處理產品中的中高溫揮發
有機物質隨氣體帶出,排出的混合煙氣經過隧道干燥段,與隧道干燥
段排出的混合煙氣一起混合,從引風端被引出。例如,隧道預熱段的
長度為15米,又如,隧道干燥段與隧道預熱段總長度為45米,采用
待處理產品停留時間長短、以及后段高溫煙氣流量及溫度控制,達到
干燥與預熱的預定效果,例如達到的效果為將廢活性炭中的水分烘干
至10%以下,以及將干原料加熱,使其中的中溫揮發含碳物質熱分解、
非碳物質和雜質揮發,去除固定碳和基本孔隙結構內的吸附雜質,生
成CO2,為活性還原做好準備。又如,如圖3所示,所述隧道干燥段
與所述隧道預熱段之間還設置有中閘門170,用于防止隧道干燥段水
氣進入隧道預熱段影響預熱效果。同樣的,在引風端的作用下,活化
再生段的氣體和水蒸汽的混合煙氣被引入到隧道預熱段,使得隧道預
熱段的溫度形成一個由低至高的梯級,靠近活化再生的位置溫度較高,
例如,隧道預熱段的溫度為300~700℃;又如,隧道預熱段的溫度為
350~650℃;例如,隧道預熱段設置第二控溫組件,用于控制活化再
生段的混合煙氣的通量,使得隧道預熱段的溫度為300~700℃。優選
的,所述隧道預熱段設置至少一所述蒸汽輸入端,用于輸入水蒸汽。
優選的,所述隧道預熱段的所述蒸汽輸入端靠近所述活化再生段設置。

其中,所述活化再生段用于高溫反應去除微孔內的雜質和殘余物,
使活性炭孔徑疏通,擴大、發展,還原或再次形成孔隙發達的微晶結
構的活性炭;優選的,所述活化再生段的長度大于所述隧道干燥段的
長度。優選的,所述活化再生段的長度大于等于所述隧道干燥段的長
度及所述隧道預熱段的長度。又如,所述活化再生段的長度大于等于
所述隧道干燥段的長度及所述隧道預熱段的長度之和。例如,活化再
生段的長度為60米;又如,所述燃氣加熱端用于加入煤氣或天然氣
進行燃燒加熱。例如,活化再生段的溫度為700~950℃;可以達到
1000℃,但為了節能,通常到950℃即可。又如,活化再生段的溫度
為650~950℃;又如,活化再生段的溫度為550~950℃;例如,活化
再生段設置第三控溫組件,用于控制所述燃氣加熱端的工作,使得活
化再生段溫度為550~950℃。

優選的,如圖3所示,所述活化再生段與所述產品冷卻段之間還
設置后閘門180。優選的,所述后閘門設置于所述產品冷卻段。這樣,
利用閘門將高溫的活化再生段與產品冷卻段分開,以達到更好的冷卻
效果。

優選的,所述活化再生段設置若干溫度區段,每一所述溫度區段
具有一定預設溫度;例如,所述活化再生段具有中間高兩邊低的溫度
分布區域。優選的,所述活化再生段的具有最高溫度的溫度區段位于
所述活化再生段的中部。所述活化再生段順序設置四個溫度區段,包
括第一溫度區段、第二溫度區段、第三溫度區段與第四溫度區段,第
一溫度區段靠近所述隧道預熱段,其預設溫度為650~750℃,第二溫
度區段的預設溫度為750~950℃,第三溫度區段的預設溫度為
950~750℃,第四溫度區段靠近所述產品冷卻段,其預設溫度為
750~550℃,這樣,形成了中間高兩邊低的溫度分布區域,例如,第
二溫度區段與第三溫度區段分別設置有燃氣加熱端;優選的,各所述
燃氣加熱端設置于第二溫度區段靠近第三溫度區段的位置、以及第三
溫度區段靠近第二溫度區段的位置,從而在形成第二溫度區段與第三
溫度區段中形成一個溫度峰值。優選的,所述活化再生段的具有最高
溫度的溫度區段位于所述活化再生段的中部且偏向所述產品冷卻段。
這樣,有利于合理調控隧道窯的降溫區域及升溫區域,能夠很好地將
粉炭復活再生,重復利用。

例如,如圖4所示,廢炭經過閘門后進入長度為25米的隧道干
燥段,隧道干燥段設置兩個引風端,例如,引風端包括抽風機及其抽
風口;隧道干燥段設置三個溫度區段,在引風端的作用下,作為熱煙
氣從活化再生段經隧道預熱段進入隧道干燥段,并從引風端排出,形
成降溫區域,隧道干燥段的三個溫度區段的預設溫度分別為40℃、
40~120℃、120~300℃。長度為15米的隧道預熱段鄰接隧道干燥段,
其設置兩個溫度區段,同樣在引風端的作用下,形成降溫區域,隧道
預熱段的兩個溫度區段的預設溫度分別為350℃、350~650℃;隧道
預熱段在其靠近活化再生段的第二個溫度區段設置一個蒸汽輸入端。
長度為40米的活化再生段鄰接隧道預熱段,其設置四個溫度區段,
預設溫度分別為650~750℃、750~950℃、950~750℃、750~550℃,
在其靠近隧道預熱段的第一個溫度區段設置一個蒸汽輸入端,在其第
二個溫度區段及第三溫度區段分別設置一個燃氣加熱端,例如燃氣加
熱端為煤氣加熱端,采用煤氣進行加熱,其第四個溫度區段鄰接總長
度為40米的產品冷卻段和隧道出料段,例如,產品冷卻段的長度為
25米,隧道出料段的長度為15米;產品冷卻段鄰近活化再生段的位
置處還設置一個蒸汽輸入端。并且,引風端還連接冷凝器,冷凝產生
的廢水經污水處理站進行處理,得到的中水利用余熱閃蒸輸出蒸汽到
各蒸汽輸入端,污水處理站的固體廢物外運;冷凝器還連接回轉焚燒
爐,冷凝器的廢氣輸入到回轉焚燒爐進行焚燒處理,以避免二次污染;
回轉焚燒爐還連接熱交換器,通過熱交換器進行余熱閃蒸,以供能實
現污水處理站處理所得到中水的余熱閃蒸輸出蒸汽,整體往復利用效
果較高。熱交換器還連接急冷設備,將熱氣體急冷后進行廢氣處理,
例如通過雙堿脫硫后排放。例如,熱交換器為空氣換熱器。

又如,所述廢炭再生系統還包括回轉焚燒爐;所述回轉焚燒爐設
置有爐體及貫通所述爐體的反應腔;所述爐體內部設置隔熱墻,其將
所述爐體分隔成相連通的高溫腔及加熱腔;所述高溫腔設置混合氣體
輸入端及若干燃氣加熱端;所述加熱腔設置排放煙道;所述反應腔包
括順序設置的廢炭輸入段、反應段及產品輸出段,其中,所述廢炭輸
入段及所述產品輸出段均位于所述爐體外部,所述反應段位于所述加
熱腔中。例如,所述高溫腔設置兩個燃氣加熱端,包括第一燃氣加熱
端及第二燃氣加熱端。例如,所述產品輸出段處還設置有蒸汽輸入端,
例如,通過蒸汽輸入端輸入余熱閃蒸蒸汽。優選的,所述回轉焚燒爐
為外熱式回轉焚燒爐,例如,所述爐體繞所述反應腔旋轉。優選的,
還包括與所述產品輸出段連接的密封式斷氧回轉裝置,用于在待處理
產品經過回轉焚燒爐進行蒸汽造孔處理后,置于所述密封式斷氧回轉
裝置中冷卻至室溫,以增強廢炭再生效果。

例如,所述反應段的長度為15米。優選的,所述反應段順序設
置焚燒干燥段、焚燒預熱段與再生復活段。其中,所述焚燒干燥段與
所述廢炭輸入段連接。和/或,所述再生復活段與所述產品輸出段連
接。例如,焚燒干燥段的溫度為100~200℃,又如,焚燒預熱段的溫
度為200~250℃;例如,再生復活段的溫度為800~959℃,又如,再
生復活段溫度為800~950℃。

優選的,設置一對所述燃氣加熱端。例如,一對所述燃氣加熱端
并排設置。優選的,所述混合氣體輸入端與一對所述燃氣加熱端并排
設置。通過燃氣加熱端加入天然氣或煤氣,在高溫腔中燃燒加熱,以
使所述高溫腔中的溫度達到1000~1300℃。優選的,所述高溫腔中還
設置溫控裝置,用于控制所述混合氣體輸入端與所述燃氣加熱端的通
量,使得高溫腔中的溫度為1000~1300℃。

優選的,所述廢炭輸入段還設置回轉廢氣排出端。優選的,還包
括與所述回轉廢氣排出端相連的冷凝器。優選的,還包括與所述冷凝
器相連的污水處理設備。這樣,廢炭輸入段引出的煙氣經過冷凝去除
水份后進入回轉窯下的焚燒室焚燒處理,可以避免對環境造成二次污
染。

優選的,還包括與所述排放煙道相連的熱交換器。例如,所述熱
交換器為空氣換熱器。優選的,所述空氣換熱器還連接所述混合氣體
輸入端。優選的,還包括與所述熱交換器相連的急冷設備。例如,所
述急冷設備為急冷塔。這樣,可以實現排放煙道的熱能再利用。

優選的,所述廢炭輸入段還連接斗式提升機。斗式提升機即斗提
機,是利用均勻固接于無端牽引構件上的一系列料斗,豎向提升物料
的連續輸送機械。例如,所述斗式提升機包括環鏈式提升機;又如,
所述斗式提升機包括板鏈式提升機;又如,所述斗式提升機包括皮帶
式提升機。例如,將顆粒炭置入回轉焚燒爐的反應腔;例如,預處理
得到的顆粒炭運送到外熱式回轉焚燒爐的反應腔的廢炭輸入段,又如,
預處理得到的顆粒炭運送到外熱式回轉焚燒爐的反應腔的廢炭輸入
段入口位置,采用斗式提升機提升進入廢炭輸入段內部。

又如,所述廢炭再生系統還包括分別連接所述回轉焚燒爐、所述
隧道窯的預處理設備,用于將待處理的廢炭進行預處理,將粉炭置入
隧道窯,并將顆粒炭置入回轉焚燒爐;所述預處理設備設置脫水裝置
及烘干裝置。又如,所述預處理設備設置有待處理區、機械臂、機械
剪、傳送區、棄置區及壓濾區;優選的,機械臂設置振動結構與重量
感應單元。優選的,傳送區設置磁吸結構、第一過篩結構、靜態工作
臺、第二過篩結構;又如,脫水裝置設置有板框式壓濾機。優選的,
壓濾區或烘干裝置還設置水分檢測設備,用于檢測待處理廢炭的水分。

又如,一種廢炭回收再生方法,應用于上述任一實施例所述廢炭
再生系統,其包括以下步驟:對廢炭進行預處理得到粉炭、顆粒炭,
產生的氣體進行焚燒處理;將粉炭置入隧道窯進行再生處理后得到復
活料;將顆粒炭置入回轉焚燒爐進行蒸汽造孔處理得到復活料。例如,
再生處理后得到復活料后,還自然冷卻,例如,在外界空氣冷卻環境
中自然冷卻。例如,蒸汽造孔處理得到復活料后,還密封冷卻,例如,
在回轉環境中密封冷卻;又如,蒸汽造孔處理得到復活料后,還在密
封式斷氧回轉裝置中冷卻至室溫。

又如,所述預處理包括脫水步驟,將廢炭的水份脫除到低于40%。
又如,所述再生處理之前或所述再生處理中,還包括步驟:將粉炭中
的水份烘干至10%以下;同樣的,所述蒸汽造孔處理之前或所述蒸汽
造孔處理中,還包括步驟:將顆粒炭中的水份烘干至10%以下;又如,
所述預處理包括烘干步驟:將廢活性炭中的水份烘干至10%以下。這
樣,可以為后續活化提供原料,做好準備,并脫出部分低溫下分解的
有害物質,例如以氣體形式排放至焚燒爐。優選的,烘干步驟中產生
的氣體,排放至所述回轉焚燒爐。

所述廢炭回收再生方法涉及的干餾裂解及活化反應原理為:




其中,所述再生處理包括在若干溫度區段進行反應,每一所述溫
度區段具有一定預設溫度;同樣的,所述蒸汽造孔處理包括在若干溫
度區段進行反應,每一所述溫度區段具有一定預設溫度。例如,各所
述溫度區段的溫度在300至1000攝氏度之間。例如,所述再生處理
和/或所述蒸汽造孔處理,包括300~700℃溫度區段及700~900℃溫度
區段,在300~700℃溫度區段中,將干原料加熱,使其中的中溫揮發
含碳物質熱分解、非碳物質和雜質揮發,去除固定碳和基本孔隙結構
內的吸附雜質,生成CO2,為活性還原做好準備;在700~900℃溫度
區段中,將活化介質CO2和水蒸汽以一定的流速通過去雜后的活性
炭,侵蝕活性炭表面,經過高溫反應,進一步去除微孔內的雜質和殘
余物,使活性炭孔徑疏通,擴大、發展,還原或再次形成孔隙發達的
微晶結構的活性炭,簡稱復活或再生,使得廢活性炭恢復活性吸附值。

優選的,預處理所產生的氣體在回轉焚燒爐進行焚燒處理。例如,
預處理所產生的有害氣體在回轉焚燒爐進行焚燒處理。優選的,焚燒
處理所產生的廢氣凈化后排放。例如,焚燒處理所產生的廢氣通過處
理水池凈化后排放。又如,預處理所產生的具有惡臭等異味的氣體,
輸入到回轉焚燒爐中,焚燒處理后經過急冷設備,例如急冷塔或急冷
氣體凈化站等,得到的廢水經污水處理后排出,例如經過污水處理站
處理后成為無害水,排出到自然環境中;得到的廢氣經廢氣處理后排
出,例如在廢氣處理后達標排放到自然環境中。這樣,可以確保本發
明相關工藝及產品于環境無害,特別適用于城市降低霧霾的大背景需
求。

通常的,廢活性炭根據國家規定為廢棄危險化學品,其儲存和運
輸應嚴格按照《危險廢物貯存污染控制標準》執行。例如,廢活性炭
進廠時均采用塑膠密閉袋裝,由專用車輛運輸進廠,通過可移動式輸
送帶卸入密閉式標準原料庫內。例如,所述預處理的原料是采用塑膠
密閉袋裝的廢活性炭。例如,廢活性炭在原料庫的原料預處理功能區
由人工開袋后對廢活性炭進行人工篩選,去除里面的雜質如鐵屑、石
塊、塑料等。操作人員按照危險化學品處理規范規定,配有專用工作
服與防毒口罩,與外部環境隔離,保證人身健康。粉狀炭去雜后裝填
入窯罐車送至隧道窯入口備用,顆粒炭裝入填料車的料倉內備用。優
選的,所述預處理包括去除雜質。又如,所述預處理包括步驟:拆封
后人工篩選,以去除塑膠密閉袋裝的廢活性炭中的外包裝及可見雜質
等。又如,所述預處理包括步驟:拆封后機械篩選,所述機械篩選包
括磁吸及過篩。優選的,所述預處理還包括壓濾脫水步驟:采用壓濾
方式將廢炭的水分脫除到低于40%;例如,采用壓濾方式將廢炭的水
分脫除到35%~38%。又如,采用壓濾方式將廢炭的水分脫除到低于
30%。優選的,所述壓濾脫水步驟得到的廢水進行污水處理后排放。
例如,在去除雜質之前,執行所述壓濾脫水步驟;例如,采用雙板進
行壓濾脫水,上面是壓板,下面是濾板。又如,采用板框進行壓濾脫
水,上面是壓板,下面是濾框。

優選的,所述預處理包括以下步驟:S101、將采用塑膠密閉袋裝
的廢活性炭放置于待處理區;S102、機械臂從待處理區中自動逐袋夾
取袋裝的廢活性炭,移送至傳送區;S103、機械剪對被夾取的廢活性
炭進行自動剪袋;S104、機械臂在傳送區上方振動后轉向棄置區并棄
置廢袋于棄置區中,繼續夾取下一袋裝的廢活性炭,例如,機械臂在
傳送區上方振動一定振動時間后轉向棄置區并棄置廢袋于棄置區中,
又如,所述一定振動時間為3~10秒,優選的,機械臂在傳送區上方
振動后根據剩余重量感應確定廢活性炭已經掉落完成則轉向棄置區
并棄置廢袋于棄置區中;S105、在傳送區中先傳輸進入磁吸段進行磁
性吸附以去除其中的鐵屑,然后傳輸進入第一過篩段進行粉炭過篩,
再傳輸進入靜態工作臺段進行人工挑選以去除其中的石塊、塑料等,
再傳輸進入第二過篩段進一步進行粉炭過篩,并棄去鐵屑、石塊、塑
料等雜質,然后推送到壓濾區;例如,第一過篩段進行粉炭過篩時,
采用振動過篩法進行粉炭過篩,優選的,采用共振過篩法實現。又如,
靜態工作臺段包括工作臺及隔離玻璃,隔離玻璃設置有孔洞及翻沿,
翻沿用于固定套住橡膠手套的開口,橡膠手套穿設孔洞,用于由人工
伸入雙手穿過孔洞進入工作臺上方以挑選去除其中的石塊、塑料等,
優選的,靜態工作臺段設置機械手,在靜態工作臺段進行人工挑選采
用人工操作機械手實現;S106、在壓濾區通過壓濾方式將廢炭的水分
脫除到低于40%;例如,采用板框過濾機以壓濾方式將廢炭的水分脫
除到低于40%;例如,S105之后,將除去雜質之后的廢活性炭進行
水分測試,高于40%時,在壓濾區通過壓濾方式將廢炭的水分脫除到
低于40%。例如,在廢活性炭原料庫內,通過板框式壓濾機,將含水
量超過60%的廢活性炭的水分脫除到40%以下。脫出來的水分通過密
閉管道輸送至污水處理站處理至達標后排放,脫水后的廢活性炭送入
裝料車間。S108、將得到的粉炭整理以準備置入隧道窯,將剩余的顆
粒炭整理以準備置入回轉焚燒爐。例如,積累到一定數量時分別置入
隧道窯及回轉焚燒爐。又如,在S106及S108之間,還包括步驟:S107、
低溫烘干;例如,在100或者90攝氏度以下,將廢活性炭中的水分
烘干至10%以下。

例如,將粉炭(即粉狀炭)置入隧道窯進行再生處理得到復活料,
包括以下步驟:

S201、將粉炭裝填入窯罐車的窯罐內,窯罐在窯車上按順序排列,
每個窯罐高1米,相鄰窯罐內有2~5毫米間隙,以便于熱空氣和高溫
氣體穿行。

S202、窯罐車進入隧道窯,在隧道干燥段經過引風機引來的后段
100~300℃熱空氣逐漸加熱干燥,例如在30米的隧道干燥段經過引風
機引來的后段100~300℃熱空氣逐漸加熱干燥,去除多余水分,及低
溫可揮發的有機物氣體,氣體和水蒸汽的混合煙氣經過冷凝段或冷凝
器降溫脫除所含有的有害物質的水分,剩余氣體被吸入至顆粒炭進行
蒸汽造孔處理的外熱式回轉焚燒爐的焚燒室(即高溫腔)以
1000~1300℃度高溫焚燒。例如,氣體和水蒸汽的混合煙氣從引風端
被引出到冷凝器。

S203、干燥后的粉炭隨窯車繼續前行至區間溫度為300~700℃的
隧道預熱段,例如干燥后的粉炭隨窯車繼續前行至15米的區間溫度
為300-700℃的預熱段,將中高溫揮發有機物質隨氣體帶出,排出
的混合煙氣經過隧道干燥段,與隧道干燥段排出的混合煙氣一起混合,
然后進入顆粒炭進行蒸汽造孔處理的外熱式回轉焚燒爐的焚燒室高
溫焚燒處理。例如,隧道干燥段與隧道預熱段總長度為45米,采用
粉炭停留時間長短、以及后段高溫煙氣流量及溫度控制,達到干燥與
預熱的預定效果,例如達到的效果為上述的將廢活性炭中的水分烘干
至10%以下,以及將干原料加熱,使其中的中溫揮發含碳物質熱分解、
非碳物質和雜質揮發,去除固定碳和基本孔隙結構內的吸附雜質,生
成CO2,為活性還原做好準備。優選的,隧道干燥段與隧道預熱段間
有中閘門,防止隧道干燥段水氣進入隧道預熱段影響預熱效果。

S204、粉炭經過隧道預熱段后,隨窯車的移動進入活化再生段(即
復活段),例如,隨窯車的移動進入60米的活化再生段,此段根據物
料的來源及成份,對廢炭停留時間和窯車前進速度進行控制,以完成
最終再生后的產品質量控制。活化再生段的溫度為700~950℃,可以
達到1000℃,但為了節能,通常到950℃即可。活化再生段配有天然
氣噴嘴,為節能,其中的30米段還配有蒸汽噴嘴,將顆粒炭再生的
回轉焚燒爐后的余熱產生的蒸汽和煤氣發生爐煤氣產生的余熱蒸汽
噴入活化再生段重新造孔,同時用蒸汽將炭孔里面的剩質有機物質替
換出來,完成恢復活性的作用。

S205、完成復活后的粉炭隨窯車進入到產品冷卻段降溫。例如,
完成復活后的粉炭隨窯車進入到隧道窯后40米的產品冷卻段降溫。
活化再生段與產品冷卻段裝有后閘門,利用后閘門將高溫的活化再生
段與產品冷卻段分開,以達到冷卻效果,同時活化再生段的后閘門前
有兩排引風管,將活化再生段后部的高溫煙氣引入前段的隧道干燥段,
為隧道干燥段提供干燥熱能。其中,降溫采用自然冷卻,產品冷卻段
的前段加100~150℃蒸汽降溫,還能起到補充活化的作用,產品冷卻
段的后段利用40米的距離控制復活后產品的停留時間,例如,產品
冷卻段的前段利用水蒸汽降溫,產品冷卻段的中后段利用自然空氣溫
度降溫。又如,窯車駛出隧道窯后,還保留15米的外界空氣自然冷
卻段,直至行駛至卸料區。最后在窯罐車的窯罐內得到復活后的復活
料。

例如,將顆粒炭置入回轉焚燒爐進行蒸汽造孔處理得到復活料,
包括以下步驟:

S301、將顆粒炭置入回轉焚燒爐的反應腔;例如,預處理得到的
顆粒炭運送到外熱式回轉焚燒爐的反應腔的廢炭輸入段,又如,預處
理得到的顆粒炭運送到外熱式回轉焚燒爐的反應腔的廢炭輸入段入
口位置,采用斗式提升機提升進入廢炭輸入段內部。例如,回轉焚燒
爐設計為具有反應腔(即回轉窯)結構,即為外熱式回轉窯,廢炭裝
料車間的顆粒炭經過填料車運送到外熱式回轉窯進料口(即廢炭輸入
段),經過斗提機進入回轉窯的反應段。例如,回轉窯的反應段長15
米,根據物料從窯頭至窯尾溫度變化,被分成焚燒干燥段、焚燒預熱
段與再生復活段。焚燒干燥段與焚燒預熱段作用與粉炭的再生處理一
致,廢炭輸入段(爐頭)引出的煙氣經過冷凝去除水分后進入回轉窯
下的焚燒室焚燒處理。

S302、顆粒炭經過回轉窯內的焚燒預熱段后,隨回轉窯的轉動進
入到再生復活段,再生復活段溫度為800~959℃,又如,再生復活段
溫度為800~950℃;產品輸出段還設置有蒸汽輸入端,例如爐尾配有
蒸汽管伸入爐內,對進入到此段的顆粒炭物料進行蒸汽造孔,完成復
活。例如,顆粒炭物料經過再生復活段后,通過卸料區進入產品輸出
段(即爐尾)安裝的密封式斷氧回轉裝置冷卻,然后進入后處理包裝
車間。最后得到復活后的復活料。

這樣,通過利用活性炭自身物理吸附的特點,將回收回來的廢活
性炭(即廢炭),通過脫水、預熱烘干、高溫活化等工藝技術,將其
吸附的有機物或有害物質轉化成氣體,處理后送焚燒車間焚燒,排出
的尾氣凈化達標后排放,在此過程中使廢活性炭恢復活性吸附值,成
為新的再生產品,達到了回收與資源化利用的雙重目的。

進一步地,本發明的實施例還包括,上述各實施例的各技術特征,
相互組合形成的廢炭再生系統。

需要說明的是,上述各技術特征繼續相互組合,形成未在上面列
舉的各種實施例,均視為本發明說明書記載的范圍;并且,對本領域
普通技術人員來說,可以根據上述說明加以改進或變換,而所有這些
改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。

關 鍵 詞:
一種 再生 系統
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