專利名稱：一種飽和活性焦處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活性焦(炭)再生的方法，具體地說(shuō)涉及一種飽和活性焦(炭)處理方法。
背景技術(shù)：
活性焦是一種內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)的炭質(zhì)材料，可以用來(lái)處理工業(yè)廢水或城市污水等，使廢水、污水處理減少占地面積，降低耗電量，減少處理成本和投資費(fèi)用，提高處理廢水或污水的能力和質(zhì)量?；钚越乖谑褂眠^(guò)程吸附了廢水或污水中的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，這些污染物使活性焦疏水，占據(jù)活性焦的活動(dòng)晶格，有機(jī)物的不斷積累使活性焦的活性逐步降低，影響了活性焦的吸附性能，使活性焦吸附容量、吸附速度大大降低。已吸附有害物質(zhì)的廢活性焦如果不能妥善處理，不僅會(huì)造成環(huán)境的二次污染，而且還會(huì)增加活性焦處理廢水或污水的費(fèi)用。如何將處理廢水、污水后飽和的活性焦進(jìn)行處理和利用，至今尚未見報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種飽和活性焦處理方法。本發(fā)明所指的飽和活性焦是指處理工業(yè)廢水或城市污水后，達(dá)到飽和狀態(tài)的活性焦。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的處理方法其主要步驟為A)將飽和活性焦進(jìn)行脫水處理，使活性焦中的含水率≤20％；B)對(duì)步驟A的產(chǎn)物進(jìn)行干燥，干燥始溫度為120℃～150℃；C)對(duì)步驟B的產(chǎn)物進(jìn)行干餾，干餾條件為以6℃/min速度升溫，終溫為500℃～600℃，恒溫20～40分鐘，使吸附在活性焦表面和孔隙中的易揮發(fā)的有機(jī)物揮發(fā)和炭化；D)對(duì)步驟C的產(chǎn)物進(jìn)行活化，活化條件為以4℃～6℃/min升溫至800℃～950℃后通入蒸汽，蒸汽的通入量為活性焦與蒸汽的重量比＝1∶0.5～1，活化時(shí)間為0.5～1小時(shí)。
所述的飽和活性焦處理方法，其中，經(jīng)步驟A至步驟D多次處理后的活性焦作為燃料。
所述的飽和活性焦處理方法，其中，活性焦作為燃煤鍋爐的燃料。
所述的飽和活性焦處理方法，其中，活性焦作為制作型煤的原料。


圖1為本發(fā)明的飽和活性焦處理工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的飽和活性焦處理方法其工藝流程如圖1所示。
本發(fā)明首先將飽和活性焦用輸送設(shè)備輸送到脫水裝置中進(jìn)行脫水處理，經(jīng)脫水處理后的飽和活性焦含水率≤20％；本發(fā)明所采用的輸送設(shè)備為公知的螺旋輸送機(jī)、斗式提升機(jī)或皮帶輸送機(jī)；脫水裝置為公知的離心式脫水機(jī)或帶式壓濾機(jī)。
將經(jīng)過(guò)脫水處理后的飽和活性焦，輸送到再生、活化設(shè)備中進(jìn)行熱再生和重新活化。本發(fā)明采用的再生、活化設(shè)備為公知的回轉(zhuǎn)式活化爐，也可以采用如公開號(hào)CN1660964(申請(qǐng)?zhí)?00410100439.8)公開的回轉(zhuǎn)式半焦過(guò)濾材料加工機(jī)組。由于處理廢水、廢水或污水后的飽和活性焦粒徑小，活化爐采用回轉(zhuǎn)式活化爐為佳。對(duì)飽和活性焦進(jìn)行再生、活化的過(guò)程中所需要的熱能可以采用電能、天然氣、煤氣、煤等。飽和活性焦經(jīng)過(guò)熱再生和重新活化，將活性焦表面和孔隙中的有機(jī)物除掉，同時(shí)生成一定量的新微孔，恢復(fù)活性焦的吸附能力。
飽和活性焦再生、活化分三個(gè)過(guò)程段干燥段、干餾段和活化段干燥段，首先采用再生活化設(shè)備對(duì)飽和活性焦進(jìn)行干燥，干燥的始溫度為120℃～150℃；干餾段，以6℃/min速度升溫，對(duì)飽和活性焦進(jìn)行干餾，終溫為500℃～600℃，保持恒溫20～40分鐘；活化段，將干餾后的活性焦以4℃～6℃/min升溫至800℃～950℃后通入蒸氣進(jìn)行活化，蒸氣的通入量為活性焦與蒸氣的重量比＝1∶0.5～1，活化時(shí)間為0.5～1小時(shí)。
通過(guò)干燥將飽和活性焦中的水分蒸發(fā)；然后以6℃/min速度升溫，對(duì)飽和活性焦進(jìn)行干餾，干餾段的終溫為500℃～600℃，保持恒溫20～40分鐘，使吸附在活性焦表面和孔隙中的、易揮發(fā)的有機(jī)物揮發(fā)和炭化；將干餾后的活性焦以4℃～6℃/min升溫至800℃～950℃后通入蒸氣進(jìn)行活化，蒸氣的通入量為活性焦與蒸氣的重量比＝1∶0.5～1，活化時(shí)間為0.5～1小時(shí)。在進(jìn)行再生、活化時(shí)，通過(guò)調(diào)整滾筒的轉(zhuǎn)數(shù)、滾筒溫度來(lái)控制再生、活化過(guò)程。
活性焦再生、活化過(guò)程中，水蒸氣、CO等氣體與活性焦反應(yīng)，使活性焦的孔隙得到恢復(fù)，并生成部分新的孔隙。在活化過(guò)程中，水蒸汽、二氧化碳或空氣為氧化氣體，在高溫下與活性焦中的碳質(zhì)起選擇性的氧化，其主要反應(yīng)如下H2O+CX→H2+CO+CX-1(800℃～900℃)CO2+CX→2CO+CX-1(800℃～900℃)O2+CX→2CO+CX-2(800℃～900℃)O2+CX→CO2+CX-1(600℃以下)在再生、活化設(shè)備-回轉(zhuǎn)式活化爐的排氣口安裝有廢氣管道、旋風(fēng)分離器和引風(fēng)機(jī)?；剞D(zhuǎn)式活化爐的排氣口通過(guò)廢氣管道與旋風(fēng)分離器進(jìn)氣口連接，旋風(fēng)分離器出氣口通過(guò)廢氣管道與引風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口連接，引風(fēng)機(jī)出口通過(guò)管道與鍋爐聯(lián)接，在飽和活性焦再生、活化過(guò)程中，將干燥段和活化段產(chǎn)生的含水蒸汽的廢氣通過(guò)排氣管到輸送到燃煤鍋爐的煙氣處理裝置，經(jīng)過(guò)煙氣處理裝置處理后排放；將干餾段產(chǎn)生的含有可燃?xì)怏w的廢氣通過(guò)管道輸送到鍋爐中燃燒利用。
再生、活化過(guò)程中需要將活化爐排出的活性焦進(jìn)行降溫和熱回收。在再生、活化設(shè)備尾部安裝水冷卻器，水冷卻器的構(gòu)造與公知的鍋爐省煤器相同。利用水通過(guò)水冷卻器將再生、活化后的活性焦的溫度降低到100℃～150℃，利用活性焦的高溫加熱鍋爐補(bǔ)水，將再生、活化后的活性焦中所含的熱量回收利用。再生活化過(guò)程中需要將活化爐排出的活性焦進(jìn)行降溫和熱回收。在再生活化設(shè)備尾部安裝水冷卻器，通過(guò)水冷卻器將爐料的溫度降低到100℃～150℃，利用活性的高溫加熱鍋爐補(bǔ)水，將爐料的熱量回收利用。
活性焦經(jīng)過(guò)數(shù)次使用、飽和、再生和活化處理、重新使用、再次飽和后就需要淘汰，將淘汰的活性焦制做成燃煤鍋爐的混合燃料。
將處理工業(yè)廢水或城市污水后淘汰的飽和活性焦輸送到脫水設(shè)備中進(jìn)行脫水使其含水率達(dá)到≤20％。將脫水后的飽和活性焦與鍋爐燃料煤粉按1∶5的比例加入到攪拌裝置中，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢杌旌虾笾瞥苫钚越姑悍刍旌先剂稀；钚越姑悍刍旌先剂系暮蕬?yīng)符合鍋爐對(duì)燃料煤含水率的要求。攪拌裝置為公知的混凝土攪拌機(jī)。
如果將制作的活性焦煤粉混合燃料如果作為循環(huán)流化床鍋爐的燃料，將活性焦煤粉混合燃料由循環(huán)流化床鍋爐的燃料輸送系統(tǒng)，根據(jù)鍋爐負(fù)荷的需要送入循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)燃燒?；钚越姑悍刍旌先剂线M(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)濃相區(qū)，受熱后首先析出水分，接著活性焦中的有機(jī)物和煤中的揮發(fā)份燃燒，然后活性焦和煤中所含的碳燃燒，未燃盡的活性焦煤粉混合燃料顆粒被熱煙氣帶出密相區(qū)，進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)懸浮室繼續(xù)燃燒，在燃燒室出口設(shè)有飛灰分離和回送裝置，被熱煙氣帶出的未燃盡顆粒及其它媒體物料被分離器分離、捕捉，通過(guò)分離器下部設(shè)置的回送裝置，送回燃燒室密相區(qū)，進(jìn)行循環(huán)燃燒?；钚越姑悍刍旌先剂显谘h(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)850～950℃低溫燃燒，有效地抑制了活性焦煤粉混合燃料中的有機(jī)物在燃燒過(guò)程中生成二噁瑛。
如果將制備的活性焦煤粉混合燃料作為層燃鍋爐的燃料，將活性焦煤粉混合燃料輸送到層燃鍋爐的加煤斗中，加煤斗上設(shè)有分層燃燒裝置，煤斗中的活性焦煤粉混合燃料經(jīng)分層裝置篩選落入爐排時(shí)，由于慣性，大顆粒活性焦煤粉混合燃料落在前部，小顆粒的活性焦煤粉混合燃料落在后部，經(jīng)爐排轉(zhuǎn)動(dòng)，大顆粒活性焦煤粉混合燃料在下，小顆粒的活性焦煤粉混合燃料在上，燃料層通風(fēng)好，便于燃燒，提高燃燒效率。以活性焦煤粉混合燃料作為層燃鍋爐的燃料時(shí)，須根據(jù)活性焦煤粉混合燃料的燃燒情況調(diào)整爐排速度和鼓、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。
在使用活性焦煤粉混合燃料的鍋爐排煙系統(tǒng)中采用煙氣處理設(shè)備，煙塵處理采用旋風(fēng)除塵和布袋除塵兩級(jí)除塵器，在布袋除塵器中設(shè)有活性碳裝置，處理和消除煙氣中的有害物質(zhì)和污染物。對(duì)HCl、HF的脫除率達(dá)到96％，重金屬的去除率在95％以上，煙塵去除率達(dá)99.9％，二噁瑛的去除率在95％以上。使用活性焦煤粉混合燃料的鍋爐，安裝上述煙氣處理設(shè)備和除塵設(shè)備后，煙氣排放可達(dá)到下述指標(biāo)

也可將淘汰的不含有害物質(zhì)的飽和活性焦作為制作型煤的原料。
實(shí)施例1活性焦為造紙廠處理廢水或污水采用的活性焦，當(dāng)活性焦達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)即對(duì)其進(jìn)行更換，將更換的飽和活性焦采用螺旋輸送機(jī)輸送到離心式脫水機(jī)中進(jìn)行脫水處理。經(jīng)脫水處理后飽和活性焦含水率≤20％；將經(jīng)過(guò)脫水處理后的飽和活性焦，采用輸送設(shè)備輸送到再生、活化設(shè)備中進(jìn)行熱再生和重新活化。輸送設(shè)備為皮帶輸送機(jī)，再生、活化設(shè)備為回轉(zhuǎn)式活化爐。回轉(zhuǎn)式活化爐處理飽和活性焦能力為50噸/日，對(duì)飽和活性焦進(jìn)行熱再生、活化的過(guò)程中所需要的熱能采用煤氣，耗煤氣量4,000m3/日-5,000m3/日(煤氣的熱值按3,100kcal/m3計(jì)算)，回轉(zhuǎn)式活化爐內(nèi)筒直徑為1,800mm外筒直徑為2,4600mm，滾筒長(zhǎng)度為18,000mm，滾筒的轉(zhuǎn)速為每分鐘3-5轉(zhuǎn)。飽和活性焦經(jīng)過(guò)熱再生和重新活化，將活性焦表面和孔隙中的有機(jī)物除掉，同時(shí)生成一定量的新微孔，恢復(fù)活性焦的吸附能力。
將飽和活性焦再生、活化時(shí)分三個(gè)過(guò)程段干燥段、干餾段和活化段，首先采用再生、活化設(shè)備-回轉(zhuǎn)式活化爐對(duì)飽和活性焦進(jìn)行干燥，干燥的始溫度為120℃～150℃，通過(guò)干燥將飽和活性焦中的水分蒸發(fā)；然后以6℃/min對(duì)飽和活性焦進(jìn)行干餾，干餾段的終溫為510℃～600℃，保持恒溫20～40分鐘，使吸附在活性焦表面和孔隙中的、易揮發(fā)的有機(jī)物揮發(fā)和炭化；將干餾后的活性焦以4℃～6℃/min升溫至800℃～950℃后通入蒸氣進(jìn)行活化，蒸氣的通入量為活性焦與蒸氣的重量比＝1∶0.5～1，活化時(shí)間為0.5～1小時(shí)。蒸汽由該造紙企業(yè)的蒸汽鍋爐提供。在進(jìn)行再生、活化時(shí)，通過(guò)調(diào)整滾筒的轉(zhuǎn)數(shù)、滾筒內(nèi)的溫度和加熱時(shí)間來(lái)控制再生、活化過(guò)程。
在再生、活化設(shè)備-回轉(zhuǎn)式活化爐的排氣口安裝有廢氣管道、旋風(fēng)分離器和引風(fēng)機(jī)?；剞D(zhuǎn)式活化爐的排氣口通過(guò)廢氣管道與旋風(fēng)分離器進(jìn)氣口連接，旋風(fēng)分離器出氣口通過(guò)廢氣管道與引風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口連接，引風(fēng)機(jī)出口通過(guò)管道與鍋爐聯(lián)接，在飽和活性焦再生、活化過(guò)程中，將干燥段和活化段產(chǎn)生的含水蒸汽的廢氣通過(guò)排氣管到輸送到燃煤鍋爐的煙氣處理裝置，經(jīng)過(guò)煙氣處理裝置處理后排放；將干餾段產(chǎn)生的含有可燃?xì)怏w的廢氣通過(guò)管道輸送到鍋爐中燃燒利用。
再生、活化過(guò)程中需要將活化爐排出的活性焦進(jìn)行降溫和熱回收。在再生、活化設(shè)備尾部安裝水冷卻器，水冷卻器的構(gòu)造與公知的鍋爐省煤器相同。利用水通過(guò)水冷卻器將再生、活化后的活性焦的溫度降低到100℃～150℃，利用活性焦的高溫加熱鍋爐補(bǔ)水，將再生、活化后的活性焦中所含的熱量回收利用。
活性焦經(jīng)過(guò)數(shù)次使用、飽和、再生和活化處理、重新使用、再次飽和后就需要淘汰，將淘汰的活性焦制做成燃煤鍋爐的混合燃料。
將處理工業(yè)廢水或城市污水后淘汰的飽和活性焦輸送到脫水設(shè)備中進(jìn)行脫水使其含水率達(dá)到≤20％。將脫水后的飽和活性焦與鍋爐燃料煤粉按1∶5的比例加入到攪拌裝置中，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢杌旌虾笾瞥苫钚越姑悍刍旌先剂稀＿x用的煤粉的含水率為5.1％，循環(huán)流化床鍋爐要求燃料含水率≤15％，活性焦煤粉混合燃料的含水率符合循環(huán)流化床鍋爐對(duì)燃料煤含水率的要求。攪拌裝置為公知的混凝土攪拌機(jī)。
將制作的活性焦煤粉混合燃料如果作為循環(huán)流化床鍋爐的燃料，將活性焦煤粉混合燃料由循環(huán)流化床鍋爐的燃料輸送系統(tǒng)，根據(jù)鍋爐負(fù)荷的需要送入循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)燃燒?；钚越姑悍刍旌先剂线M(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)濃相區(qū)，受熱后首先析出水分，接著活性焦中的有機(jī)物和煤中的揮發(fā)份燃燒，然后活性焦和煤中所含的碳燃燒，未燃盡的活性焦煤粉混合燃料顆粒被熱煙氣帶出密相區(qū)，進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)懸浮室繼續(xù)燃燒，在燃燒室出口設(shè)有飛灰分離和回送裝置，被熱煙氣帶出的未燃盡顆粒及其它媒體物料被分離器分離、捕捉，通過(guò)分離器下部設(shè)置的回送裝置，送回燃燒室密相區(qū)，進(jìn)行循環(huán)燃燒?；钚越姑悍刍旌先剂显谘h(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)850～950℃低溫燃燒，有效地抑制了活性焦煤粉混合燃料中的有機(jī)物在燃燒過(guò)程中生成二噁瑛。
在使用活性焦煤粉混合燃料的循環(huán)流化床鍋爐排煙系統(tǒng)中采用煙氣處理設(shè)備，煙塵處理采用旋風(fēng)除塵和布袋除塵兩級(jí)除塵器，在布袋除塵器中設(shè)有活性碳裝置，處理和消除煙氣中的有害物質(zhì)和污染物。對(duì)HCl、HF的脫除率達(dá)到96％，重金屬的去除率在95％以上，煙塵去除率達(dá)99.9％，二噁瑛的去除率在95％以上。使用活性焦煤粉混合燃料的鍋爐，安裝上述煙氣處理設(shè)備和除塵設(shè)備后，煙氣排放可達(dá)到下述指標(biāo)

權(quán)利要求
1.一種飽和活性焦處理方法，其主要步驟為A)將飽和活性焦進(jìn)行脫水處理，使活性焦中的含水率≤20％；B)對(duì)步驟A的產(chǎn)物進(jìn)行干燥，干燥始溫度為120℃～150℃；C)對(duì)步驟B的產(chǎn)物進(jìn)行干餾，干餾條件為以6℃/min速度升溫，終溫為500℃～600℃，恒溫20～40分鐘，使吸附在活性焦表面和孔隙中的易揮發(fā)的有機(jī)物揮發(fā)和炭化；D)對(duì)步驟C的產(chǎn)物進(jìn)行活化，活化條件為以4℃～6℃/min升溫至800℃～950℃后通入300℃～450℃的蒸汽，蒸汽的通入量為活性焦與蒸汽的重量比＝1∶0.5～1，活化時(shí)間為0.5～1小時(shí)。
2.如權(quán)利要求1所述的飽和活性焦處理方法，其中，經(jīng)步驟A至步驟D多次處理后的活性焦作為燃料。
3.如權(quán)利要求2所述的飽和活性焦處理方法，其中，活性焦作為燃煤鍋爐的燃料。
4.如權(quán)利要求2或3所述的飽和活性焦處理方法，其中，活性焦作為制作型煤的原料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種飽和活性焦處理方法，其主要步驟為A)將飽和活性焦進(jìn)行脫水處理，使活性焦中的含水率≤20％；B)對(duì)步驟A的產(chǎn)物進(jìn)行干燥，干燥始溫度為120℃～150℃；C)對(duì)步驟B的產(chǎn)物進(jìn)行干餾，干餾條件為以6℃/min速度升溫，終溫為500℃～600℃，恒溫20～40分鐘，使吸附在活性焦表面和孔隙中的易揮發(fā)的有機(jī)物揮發(fā)和炭化；D)對(duì)步驟C的產(chǎn)物進(jìn)行活化，活化條件為以4℃～6℃/min升溫至800℃～950℃后通入300℃～450℃的過(guò)熱蒸氣，蒸氣的通入量為活性焦與蒸氣的重量比＝1∶0.5～1，活化時(shí)間為0.5～1小時(shí)。經(jīng)多次處理后的活性焦可作為燃料。
文檔編號(hào)B01J20/20GK101073767SQ20061008061
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者張大偉 申請(qǐng)人:張大偉