20世紀(jì)70年代中期,對活性炭加熱再生裝置的技術(shù)開發(fā)取得很大進(jìn)展,各式各樣的再生爐在各個領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。目前國內(nèi)外使用較多的再生爐型有回轉(zhuǎn)爐、多膛爐、斯列普活化爐、移動層爐等。回轉(zhuǎn)爐、多膛爐和斯列普爐在國內(nèi)有生產(chǎn)實踐,適用于工業(yè)化的再生,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工藝過程相似,只是再生工藝根據(jù)活性炭及吸附質(zhì)的不同而有所差異。
回轉(zhuǎn)爐有一段式和兩段式,還分為內(nèi)熱式和外熱式,都可用于活性炭的再生,還可以將內(nèi)熱式及外熱式并用。內(nèi)熱式再生活性炭損耗略大,外熱式轉(zhuǎn)爐盡管再生損失小,但其熱效率低下,設(shè)備需要采用耐高溫(950~1000℃)的不銹鋼。整個再生系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、筒體、爐體、給料出料裝置、機(jī)械傳動部分、保溫部分構(gòu)成?;剞D(zhuǎn)爐再生活性炭,爐體在回轉(zhuǎn)過程中發(fā)生的機(jī)械性故障很少,運(yùn)轉(zhuǎn)管理工作比較簡單。它的特點是:啟停爐方便,自動化程度較高;對原料適應(yīng)性強(qiáng),設(shè)備故障率低;適用于活性炭小規(guī)模的再生。但由于活性炭在爐內(nèi)隨著回轉(zhuǎn)上升,到達(dá)某一位置后落下來,因此,活性炭的粉化損失多,且隨著氣體排出爐體外的數(shù)量也多。回轉(zhuǎn)爐的再生損失率為7%~9%。

圖1-1 內(nèi)熱式轉(zhuǎn)爐再生工藝流程圖
內(nèi)熱式轉(zhuǎn)爐可用于活性炭的炭化及活化過程,其用于再生也逐漸在國內(nèi)推廣。圖1-1列出了內(nèi)熱式轉(zhuǎn)爐的再生工藝流程圖。如圖所示,飽和活性炭物料和高溫?zé)煔庠谕换剞D(zhuǎn)爐內(nèi)逆向通過,出料端緊接燃燒室;進(jìn)料端緊接煙氣出口及粉塵沉降室。爐體采用普通碳鋼制作,內(nèi)襯澆鑄式耐火材料,敷設(shè)耐高溫不銹鋼空氣管道。連續(xù)進(jìn)料,連續(xù)出料,干燥-熱解-活化在爐內(nèi)不同區(qū)段完成,燃燒室產(chǎn)生的高溫二氧化碳煙氣既可用作加熱,又可用作活化,當(dāng)為活性炭再生時可不通蒸汽,利用水處理炭自身吸附的水作為活化劑。炭化時產(chǎn)生的可燃?xì)庀蛲矁?nèi)通少量空氣在爐內(nèi)燃燒,簡單方便。一經(jīng)點火開爐,本來就很少的各種設(shè)備及閥門不需頻繁開關(guān),控制點很少,全自動運(yùn)行,自控簡單。出爐煙氣溫度較低無利用價值,經(jīng)洗氣塔凈化后排放。當(dāng)為活性炭生產(chǎn)時,由于可燃?xì)廨^多,且需蒸汽活化,則需在出氣端另加焚燒室及余熱鍋爐。除回轉(zhuǎn)爐及洗氣塔為非標(biāo)通用設(shè)備需要有針對性的設(shè)計之外,其他余熱鍋爐、冷卻機(jī)、引風(fēng)機(jī)均為通用設(shè)備。
多膛爐是外殼用鋼板焊制成圓筒形狀,內(nèi)襯耐火磚,爐膛被水平耐火磚隔成若干爐膛,用于再生的一般為4~8層。爐膛中心裝有中軸,由電機(jī)及減速裝置帶動旋轉(zhuǎn),中軸中心有冷卻風(fēng)通過。從中軸向每一層爐膛伸出耙臂2~4個,壁上帶有多個耙齒。在活化段設(shè)有燃燒器、蒸汽管和工藝空氣。再生活性炭由爐膛頂部進(jìn)入第一層,活性炭物料可從爐膛的內(nèi)部或者外部落下至下一層。多膛爐用于活性炭的再生具有以下特點:①對于大規(guī)模的活性炭再生,爐體占地面積相對小,但是爐內(nèi)有效空間較大,活性炭在爐內(nèi)停留時間短;②再生溫度、氣氛控制較好,再生質(zhì)量均勻,再生活性炭恢復(fù)率高,一般可達(dá)到95%以上;③爐內(nèi)的燒損率再5%以下。
飽和炭儲罐接收脫糖罐清洗后的飽和炭,再生爐的給料速度由飽和炭儲罐下方給料閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。打開給料閥之后,飽和炭即落入脫水螺旋機(jī)、脫水后送至多膛爐。多膛爐共有六層,內(nèi)襯耐火材并配有可旋轉(zhuǎn)的中軸,每一層的中軸上都帶有耙臂、耙齒,飽和炭在耙齒的帶動下,一層一層往下輸送到多膛爐底層的出料口,爐膛內(nèi)用燃燒機(jī)加熱至800~950℃并注入適量的蒸汽,以提供活化再生的反應(yīng)條件,飽和炭經(jīng)過干燥、炭化、活化三個階段后完成再生,經(jīng)活化的再生炭從多膛爐的底部排入驟冷罐,經(jīng)冷卻水降溫至40℃。驟冷罐底部排料閥由控制器定時控制,排放再生炭至再生炭壓送罐。
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