活性炭再生裝置也幾乎都是多層爐。多層爐的特征是可以長時間穩(wěn)定而連續(xù)運轉(zhuǎn),往往可連續(xù)運轉(zhuǎn)一年左右,而且能長時間在25%~的廣范圍負(fù)責(zé)范圍內(nèi)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)*)。一旦多層爐開始運轉(zhuǎn)并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,在運轉(zhuǎn)方面則幾乎不需再另外花費勞動力。雖然為預(yù)防事故、仍需進(jìn)行必要的日常運轉(zhuǎn)管理,例如需定時對溫度、燃燒器的燃燒情況等進(jìn)行監(jiān)測,但是諸如操作閥門及操作燃燒器等調(diào)整工作則幾乎不需進(jìn)行。
活性炭的再生損失是活性炭再生爐必然存在的問題,能夠?qū)r格昂貴的活性發(fā)進(jìn)行、高回收率、的再生是再生爐設(shè)備不斷研制開發(fā)的目標(biāo)和動力,通常引起活性炭再生損失的原因有三種:①活性炭在移送過程中的粉化損失。 委托再生時出現(xiàn)的裝卸搬運損失;③熱再生所造成的燃燒損失,再生損失量的多少決定了每年需要補充活性炭數(shù)量的多少,為盡可能降低再損先,除了考慮設(shè)備及再生條件之外,對再生系統(tǒng)中的活性炭的性質(zhì)也要進(jìn)行充分研究,在再生系統(tǒng)中,包括粉化損失、裝卸搬運損失及炭燒損失在內(nèi)的活性
再生量為活性炭體積的10倍、蘭州鐵道學(xué)院主隊反進(jìn)行了超聲波再生法的試驗,結(jié)果表明磁聲再生具有能耗小、工藝及設(shè)備簡單、活性炭損失小,可回收有用物質(zhì)等特點、用微波輻射法對載硫活性炭進(jìn)行再生實驗,考察了微波功率、載氣量、潔性炭量、再生時間以及再生次數(shù)等因素的影響,實驗結(jié)果表明在微波功率700W、載氣流量0.3L/min條件下,對8g的飽和活性炭進(jìn)行3mn的再生處理后SO:產(chǎn)品氣濃度可達(dá)90%以
工業(yè)性再生裝置種類及其特點
對于吸附飽和的活性炭的再生方法通常有使用酸、堿的藥品再生祛以及在高溫下利用水煤氣進(jìn)行活化反應(yīng)的高溫?zé)嵩偕鷥煞N。藥品再生法曾經(jīng)作為醫(yī)藥品的脫色精制及發(fā)酵液脫色活性炭的再生方法,但由于再生過程中將產(chǎn)生大量廢水,同時增加中和、生物處理等廢水處理裝置,因此這種方法的實施在對排水水質(zhì)要求嚴(yán)格的地區(qū)有一定的困難;在高溫?zé)嵩偕ㄖ校捎谖皆诨钚蕴可系挠袡C物質(zhì)被加熱分解,若直接排放將造成空氣污染,但如果通過使用二次燃燒室等必要的對策,則能夠成為環(huán)保性能的裝置。
化學(xué)法再生一般都在原炭柱內(nèi)進(jìn)行,不需再生設(shè)備,本節(jié)中對工業(yè)上廣泛使用的熱再生裝置進(jìn)行敘述。
20世紀(jì) 70年代中期,對活性炭熱再生裝置的技術(shù)開發(fā)取得了突破性進(jìn)展,多種再生爐在各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)外使用較多的再生爐型有回轉(zhuǎn)爐、多層爐、移動層爐、流態(tài)化爐等,其中回轉(zhuǎn)爐與多層爐適用于大規(guī)模再生處理,其設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝控制都與顆粒活性炭制造工藝中的活化爐相似,而流態(tài)化爐再生設(shè)備是近年來出現(xiàn)的。
1.回轉(zhuǎn)爐
回轉(zhuǎn)爐的大特征是物料容易從爐中全部卸出,因此進(jìn)行活性炭再生的企業(yè)為了承擔(dān)不同種類活性炭的再生作業(yè),大多采用回轉(zhuǎn)設(shè)備爐進(jìn)行再生?;剞D(zhuǎn)爐爐腺有一段式和兩段式兩種形式,加熱方式則有內(nèi)熱式、外熱式和內(nèi)外兼熱式三種。其中內(nèi)熱式雖然可制造大型設(shè)備,一次性處理量大,但其結(jié)構(gòu)不密封,而且難以控制高溫?zé)煹罋饬髁?、溫度等參?shù),使得活性炭的燃燒損失非常大:外熱式回轉(zhuǎn)爐由于是從爐體外側(cè)加熱,為了將熱量傳遞給活性炭,爐體只能采用耐熱金屬板制成,因此制造大型設(shè)備工藝較為困難,但是小型外熱式回轉(zhuǎn)爐完全可以滿足日生產(chǎn)量為300kg這樣小規(guī)模生產(chǎn)的需要。
整個再生系統(tǒng)主要由特殊耐熱不銹鋼筒體、爐體、給料出料裝置、機械傳動部分、保溫部分和控制系統(tǒng)等構(gòu)成。它的優(yōu)點是既可用作再生爐亦可用作活化爐,對物料適應(yīng)性強,設(shè)備故障低,連續(xù)進(jìn)出料的特點使其處理量大,再生
活性炭超臨界流體再生法
超臨界流體(SCF)是指溫度和壓力都處于臨界點以上的液體,很多在常溫常壓下溶解度極低的物質(zhì)在亞臨界或是超臨界溶劑中卻具有根強的溶解力。并且當(dāng)溶劑在超臨界狀態(tài)下時,壓力的微小改變可造成溶解度數(shù)量級的改變)。利用這種性質(zhì),可將超臨界流體作為萃取劑,通過調(diào)節(jié)操作壓力來實現(xiàn)溶質(zhì)的分離,即超臨界流體萃取技術(shù)(SFE),將超臨界流體萃取技術(shù)用于濡性炭的再生是利用SCF作為溶劑將吸附在活性炭上的有機污染物溶解于 SCF之中,根據(jù)流體性質(zhì)對于溫度和壓力的依賴,將有機物與SCF有效分離、達(dá)到再生的目的。這是20世紀(jì)70年代末開始發(fā)展的一項新技術(shù),再生過程可同歇操作也可連續(xù)操作。
通過理論分析與實驗結(jié)果,已證明SCF再生方法在以下幾個方面優(yōu)于傳統(tǒng)的活性炭再生方法(”):①再生溫度較低:②不改變吸附質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和活性炭的原有結(jié)構(gòu),既便于回收吸附質(zhì)又可使活性炭無損耗:③可連續(xù)化操作:④SCF再生設(shè)備占地面積小、操作周期短,并且可以大大節(jié)約能源,但是同樣存在以下問題:①可采用SCF再生的有機物種類十分有限,限制了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用;②由于超臨界流體于CO2,使得活性炭再生過程受到限制:③SCF再生理論研究方面,包括熱力學(xué)和動力學(xué)等尚缺乏必要的數(shù)據(jù)、有待進(jìn)一步深入研究;④SCF再生于實驗研究,中試和工業(yè)規(guī)模研究亟待進(jìn)行,以推進(jìn)該技術(shù)實際應(yīng)用的進(jìn)程。
同濟大學(xué)的陳皓等對工業(yè)廢水中的典型污染物苯進(jìn)行了超臨界CO萃取再生活性炭研究,考察了溫度、壓力、CO:流速、活性炭粒度、循環(huán)再生次數(shù)等因素對再生效率和再生速率的影響。結(jié)果表明超臨界二氧化碳對于活性炭中的苯再生效果良好。
四、微波輻射再生法
微波是指波長在1mm~1m,頻率在300MHz~300GHz范圍內(nèi)的電磁箱射,介于遠(yuǎn)紅外和無線電波之間。微波對被照物有很強的穿透力,可對反應(yīng)物
加熱作用。因此可以利用微波輻射產(chǎn)生高溫使活性炭上的有機污染物脫
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