專利名稱：一種飽和活性焦處理方法
技術領域：
本發明涉及一種活性焦(炭)再生的方法，具體地說涉及一種飽和活性焦(炭)處理方法。
背景技術：
活性焦是一種內部孔隙結構發達，比表面積大，吸附能力強的炭質材料，可以用來處理工業廢水或城市污水等，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用，提高處理廢水或污水的能力和質量。活性焦在使用過程吸附了廢水或污水中的無機物和有機物，這些污染物使活性焦疏水，占據活性焦的活動晶格，有機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。已吸附有害物質的廢活性焦如果不能妥善處理，不僅會造成環境的二次污染，而且還會增加活性焦處理廢水或污水的費用。如何將處理廢水、污水后飽和的活性焦進行處理和利用，至今尚未見報導。
發明內容
本發明的目的在于提供一種飽和活性焦處理方法。本發明所指的飽和活性焦是指處理工業廢水或城市污水后，達到飽和狀態的活性焦。
為實現上述目的，本發明的處理方法其主要步驟為A)將飽和活性焦進行脫水處理，使活性焦中的含水率≤20％；B)對步驟A的產物進行干燥，干燥始溫度為120℃～150℃；C)對步驟B的產物進行干餾，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的有機物揮發和炭化；D)對步驟C的產物進行活化，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，活化時間為0.5～1小時。
所述的飽和活性焦處理方法，其中，經步驟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為本發明的飽和活性焦處理工藝流程示意圖。
具體實施例方式
本發明的飽和活性焦處理方法其工藝流程如圖1所示。
本發明首先將飽和活性焦用輸送設備輸送到脫水裝置中進行脫水處理，經脫水處理后的飽和活性焦含水率≤20％；本發明所采用的輸送設備為公知的螺旋輸送機、斗式提升機或皮帶輸送機；脫水裝置為公知的離心式脫水機或帶式壓濾機。
將經過脫水處理后的飽和活性焦，輸送到再生、活化設備中進行熱再生和重新活化。本發明采用的再生、活化設備為公知的回轉式活化爐，也可以采用如公開號CN1660964(申請號200410100439.8)公開的回轉式半焦過濾材料加工機組。由于處理廢水、廢水或污水后的飽和活性焦粒徑小，活化爐采用回轉式活化爐為佳。對飽和活性焦進行再生、活化的過程中所需要的熱能可以采用電能、天然氣、煤氣、煤等。飽和活性焦經過熱再生和重新活化，將活性焦表面和孔隙中的有機物除掉，同時生成一定量的新微孔，恢復活性焦的吸附能力。
飽和活性焦再生、活化分三個過程段干燥段、干餾段和活化段干燥段，首先采用再生活化設備對飽和活性焦進行干燥，干燥的始溫度為120℃～150℃；干餾段，以6℃/min速度升溫，對飽和活性焦進行干餾，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，活化時間為0.5～1小時。
通過干燥將飽和活性焦中的水分蒸發；然后以6℃/min速度升溫，對飽和活性焦進行干餾，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、易揮發的有機物揮發和炭化；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，活化時間為0.5～1小時。在進行再生、活化時，通過調整滾筒的轉數、滾筒溫度來控制再生、活化過程。
活性焦再生、活化過程中，水蒸氣、CO等氣體與活性焦反應，使活性焦的孔隙得到恢復，并生成部分新的孔隙。在活化過程中，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起選擇性的氧化，其主要反應如下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、活化設備-回轉式活化爐的排氣口安裝有廢氣管道、旋風分離器和引風機。回轉式活化爐的排氣口通過廢氣管道與旋風分離器進氣口連接，旋風分離器出氣口通過廢氣管道與引風機進風口連接，引風機出口通過管道與鍋爐聯接，在飽和活性焦再生、活化過程中，將干燥段和活化段產生的含水蒸汽的廢氣通過排氣管到輸送到燃煤鍋爐的煙氣處理裝置，經過煙氣處理裝置處理后排放；將干餾段產生的含有可燃氣體的廢氣通過管道輸送到鍋爐中燃燒利用。
再生、活化過程中需要將活化爐排出的活性焦進行降溫和熱回收。在再生、活化設備尾部安裝水冷卻器，水冷卻器的構造與公知的鍋爐省煤器相同。利用水通過水冷卻器將再生、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。再生活化過程中需要將活化爐排出的活性焦進行降溫和熱回收。在再生活化設備尾部安裝水冷卻器，通過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水，將爐料的熱量回收利用。
活性焦經過數次使用、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。
將處理工業廢水或城市污水后淘汰的飽和活性焦輸送到脫水設備中進行脫水使其含水率達到≤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，經過充分攪拌混合后制成活性焦煤粉混合燃料。活性焦煤粉混合燃料的含水率應符合鍋爐對燃料煤含水率的要求。攪拌裝置為公知的混凝土攪拌機。
如果將制作的活性焦煤粉混合燃料如果作為循環流化床鍋爐的燃料，將活性焦煤粉混合燃料由循環流化床鍋爐的燃料輸送系統，根據鍋爐負荷的需要送入循環流化床鍋爐爐膛內燃燒。活性焦煤粉混合燃料進入循環流化床鍋爐爐膛內濃相區，受熱后首先析出水分，接著活性焦中的有機物和煤中的揮發份燃燒，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，進入循環流化床鍋爐爐膛內懸浮室繼續燃燒，在燃燒室出口設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，通過分離器下部設置的回送裝置，送回燃燒室密相區，進行循環燃燒。活性焦煤粉混合燃料在循環流化床鍋爐爐膛內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物在燃燒過程中生成二噁瑛。
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，加煤斗上設有分層燃燒裝置，煤斗中的活性焦煤粉混合燃料經分層裝置篩選落入爐排時，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，經爐排轉動，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，須根據活性焦煤粉混合燃料的燃燒情況調整爐排速度和鼓、引風機的風量。
在使用活性焦煤粉混合燃料的鍋爐排煙系統中采用煙氣處理設備，煙塵處理采用旋風除塵和布袋除塵兩級除塵器，在布袋除塵器中設有活性碳裝置，處理和消除煙氣中的有害物質和污染物。對HCl、HF的脫除率達到96％，重金屬的去除率在95％以上，煙塵去除率達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備和除塵設備后，煙氣排放可達到下述指標
也可將淘汰的不含有害物質的飽和活性焦作為制作型煤的原料。
實施例1活性焦為造紙廠處理廢水或污水采用的活性焦，當活性焦達到飽和狀態時即對其進行更換，將更換的飽和活性焦采用螺旋輸送機輸送到離心式脫水機中進行脫水處理。經脫水處理后飽和活性焦含水率≤20％；將經過脫水處理后的飽和活性焦，采用輸送設備輸送到再生、活化設備中進行熱再生和重新活化。輸送設備為皮帶輸送機，再生、活化設備為回轉式活化爐。回轉式活化爐處理飽和活性焦能力為50噸/日，對飽和活性焦進行熱再生、活化的過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計算)，回轉式活化爐內筒直徑為1,800mm外筒直徑為2,4600mm，滾筒長度為18,000mm，滾筒的轉速為每分鐘3-5轉。飽和活性焦經過熱再生和重新活化，將活性焦表面和孔隙中的有機物除掉，同時生成一定量的新微孔，恢復活性焦的吸附能力。
將飽和活性焦再生、活化時分三個過程段干燥段、干餾段和活化段，首先采用再生、活化設備-回轉式活化爐對飽和活性焦進行干燥，干燥的始溫度為120℃～150℃，通過干燥將飽和活性焦中的水分蒸發；然后以6℃/min對飽和活性焦進行干餾，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、易揮發的有機物揮發和炭化；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，活化時間為0.5～1小時。蒸汽由該造紙企業的蒸汽鍋爐提供。在進行再生、活化時，通過調整滾筒的轉數、滾筒內的溫度和加熱時間來控制再生、活化過程。
在再生、活化設備-回轉式活化爐的排氣口安裝有廢氣管道、旋風分離器和引風機。回轉式活化爐的排氣口通過廢氣管道與旋風分離器進氣口連接，旋風分離器出氣口通過廢氣管道與引風機進風口連接，引風機出口通過管道與鍋爐聯接，在飽和活性焦再生、活化過程中，將干燥段和活化段產生的含水蒸汽的廢氣通過排氣管到輸送到燃煤鍋爐的煙氣處理裝置，經過煙氣處理裝置處理后排放；將干餾段產生的含有可燃氣體的廢氣通過管道輸送到鍋爐中燃燒利用。
再生、活化過程中需要將活化爐排出的活性焦進行降溫和熱回收。在再生、活化設備尾部安裝水冷卻器，水冷卻器的構造與公知的鍋爐省煤器相同。利用水通過水冷卻器將再生、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。
活性焦經過數次使用、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。
將處理工業廢水或城市污水后淘汰的飽和活性焦輸送到脫水設備中進行脫水使其含水率達到≤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，經過充分攪拌混合后制成活性焦煤粉混合燃料。選用的煤粉的含水率為5.1％，循環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流化床鍋爐對燃料煤含水率的要求。攪拌裝置為公知的混凝土攪拌機。
將制作的活性焦煤粉混合燃料如果作為循環流化床鍋爐的燃料，將活性焦煤粉混合燃料由循環流化床鍋爐的燃料輸送系統，根據鍋爐負荷的需要送入循環流化床鍋爐爐膛內燃燒。活性焦煤粉混合燃料進入循環流化床鍋爐爐膛內濃相區，受熱后首先析出水分，接著活性焦中的有機物和煤中的揮發份燃燒，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，進入循環流化床鍋爐爐膛內懸浮室繼續燃燒，在燃燒室出口設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，通過分離器下部設置的回送裝置，送回燃燒室密相區，進行循環燃燒。活性焦煤粉混合燃料在循環流化床鍋爐爐膛內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物在燃燒過程中生成二噁瑛。
在使用活性焦煤粉混合燃料的循環流化床鍋爐排煙系統中采用煙氣處理設備，煙塵處理采用旋風除塵和布袋除塵兩級除塵器，在布袋除塵器中設有活性碳裝置，處理和消除煙氣中的有害物質和污染物。對HCl、HF的脫除率達到96％，重金屬的去除率在95％以上，煙塵去除率達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備和除塵設備后，煙氣排放可達到下述指標
權利要求
1.一種飽和活性焦處理方法，其主要步驟為A)將飽和活性焦進行脫水處理，使活性焦中的含水率≤20％；B)對步驟A的產物進行干燥，干燥始溫度為120℃～150℃；C)對步驟B的產物進行干餾，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的有機物揮發和炭化；D)對步驟C的產物進行活化，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，活化時間為0.5～1小時。
2.如權利要求1所述的飽和活性焦處理方法，其中，經步驟A至步驟D多次處理后的活性焦作為燃料。
3.如權利要求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)將飽和活性焦進行脫水處理，使活性焦中的含水率≤20％；B)對步驟A的產物進行干燥，干燥始溫度為120℃～150℃；C)對步驟B的產物進行干餾，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的有機物揮發和炭化；D)對步驟C的產物進行活化，活化條件為以4℃～6℃/min升溫至800℃～950℃后通入300℃～450℃的過熱蒸氣，蒸氣的通入量為活性焦與蒸氣的重量比＝1∶0.5～1，活化時間為0.5～1小時。經多次處理后的活性焦可作為燃料。
文檔編號B01J20/20GK101073767SQ20061008061
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月19日 優先權日2006年5月19日
發明者張大偉 申請人:張大偉