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活性炭脫附再生裝置[專(zhuān)題介紹]一、 活性炭再生的定義 活性炭再生(即活化),是指用物理或化學(xué)方法在不破壞活性炭原有結(jié)構(gòu)的前提下,將吸附于活性炭上的吸附質(zhì)予以去除,恢復(fù)其吸附性能,從而達(dá)到重復(fù)使用的目的。 1、 活性炭再生能達(dá)到的指標(biāo)和效果 采用的自燃直熱回轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱型制造活性炭裝置可用較低能耗使飽和活性炭再生,該裝置對(duì)活性炭的再生利用率可達(dá)到81%-92%,再生后活性炭的理化指標(biāo)達(dá)到或接近新炭標(biāo)準(zhǔn),在國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平。 2、 對(duì)飽和活性炭再生的技術(shù)先進(jìn)性 (1) 連續(xù)生產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定,好控制,裝置結(jié)構(gòu)新穎,操作簡(jiǎn)便,基礎(chǔ)設(shè)施投入少,設(shè)備體積小,設(shè)計(jì)合理; 。2) 干燥、焙燒、活化三個(gè)階段一次完成; 。3) 可接收活性炭的再生范圍較廣,飽和活性炭的顆粒只要在小于50目以下,都可以再生,對(duì)一些不太導(dǎo)電的飽和活性炭難于用放電加熱的再生方法的就可以在該裝置中進(jìn)行活化再生; 。4) 活化溫度大于800℃設(shè)備正常運(yùn)行后,不需外部補(bǔ)充熱量; 。5) 通入活化氣體即可對(duì)炭化料進(jìn)行活化,制造出新的活性炭,并補(bǔ)充一定量的空氣,來(lái)得到制造活性炭所需要的溫度; 。6) 整個(gè)制造新炭、再生活性炭操作過(guò)程可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制; 3、采用再生方式 根據(jù)多年積累的經(jīng)驗(yàn),首選高溫加熱再生法,高溫加熱再生法的優(yōu)點(diǎn)在于其在再生過(guò)程中能分解多種物質(zhì),再生環(huán)境良好,從而成為主要再生方法。常用的高溫加熱再生方法有:多層活化爐、流動(dòng)層活化爐及回轉(zhuǎn)式活化爐,采用的是擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的回轉(zhuǎn)爐,其特點(diǎn)是能使飽和活性炭在爐堂內(nèi)滾動(dòng)均勻,活化透徹,特別是與其它爐型相比,具有更為穩(wěn)定及可靠的再生質(zhì)量。 三、 活性炭再生的意義 國(guó)家先后發(fā)布了《中華人民共和國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》、《“十二五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》等文件,鼓勵(lì)各行業(yè)重視和加強(qiáng)生產(chǎn)、生活中所產(chǎn)生廢物的再利用;钚蕴孔鳛槭褂脧V泛的一種吸附劑,各類(lèi)行業(yè)年使用量相當(dāng)可觀,再生飽和活性炭再利用具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益,受到國(guó)家政策支持和鼓勵(lì)。 1、 有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì) 活性炭的應(yīng)用范圍日趨廣泛,但是由于活性炭在使用過(guò)程中容易飽和而失去吸附能力,從而必須通過(guò)經(jīng)常更換來(lái)達(dá)到使用效果。而活性炭?jī)r(jià)格昂貴,每次更換新炭,就會(huì)提升企業(yè)的運(yùn)行成本,所以必須要考慮對(duì)飽和活性炭進(jìn)行再生利用,以達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。 2、 有利于節(jié)能減排 1噸飽和活性炭如果作為廢棄物被焚燒掉,則相當(dāng)于對(duì)大氣釋放0.128噸二氧化碳。制成1噸優(yōu)質(zhì)活性炭,需要消耗8噸木材或者8噸原煤,活性炭的再生可以大量減少對(duì)煤資源的消耗,減少大氣污染,降低能源浪費(fèi)。 四、 飽和活性炭再生的方式 活性炭的再生方法有很多種,例如:加熱再生法、生物再生法、濕式氧化法、溶劑再生法、電化學(xué)再生法、催化濕式氧化法等。 。1)加熱再生法 加熱再生法是應(yīng)用最多,工業(yè)上最成熟的活性炭再生方法。處理有機(jī)廢水后的活性炭在再生過(guò)程中,根據(jù)加熱到不同溫度時(shí)有機(jī)物的變化,一般分為干燥、高溫炭化及活化三個(gè)階段。在干燥階段,主要去除活性炭上的可揮發(fā)成分。高溫炭化階段是使活性炭上吸附的一部分有機(jī)物沸騰、汽化脫附,一部分有機(jī)物發(fā)生分解反應(yīng),生成小分子烴脫附出來(lái),殘余成分留在活性炭孔隙內(nèi)成為“固定炭”。在這一階段,溫度將達(dá)到800——900°C,為避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性氣氛下進(jìn)行。接下來(lái)的活化階段中,往反應(yīng)釜內(nèi)通入CO2、CO、H2或水蒸氣等氣體,以清理活性炭微孔,使其恢復(fù)吸附性能,活化階段是整個(gè)再生工藝的關(guān)鍵。熱再生法雖然有再生效率高、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn),但在再生過(guò)程中,須外加能源加熱,投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。 。2)生物再生法 生物再生法是利用經(jīng)馴化過(guò)的細(xì)菌,解析活性炭上吸附的有機(jī)物,并進(jìn)一步消化分解成H2O和CO2的過(guò)程。生物再生法與污水處理中的生物法相類(lèi)似,也有好氧法與厭氧法之分。由于活性炭本身的孔徑很小,有的只有幾納米,微生物不能進(jìn)入這樣的孔隙,通常認(rèn)為在再生過(guò)程中會(huì)發(fā)生細(xì)胞自溶現(xiàn)象,即細(xì)胞酶流至胞外,而活性炭對(duì)酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,從而促進(jìn)污染物分解,達(dá)到再生的目的。生物法簡(jiǎn)單易行,投資和運(yùn)行費(fèi)用較低,但所需時(shí)間較長(zhǎng),受水質(zhì)和溫度的影響很大。 (3)濕式氧化再生法 在高溫高壓的條件下,用氧氣或空氣作為氧化劑,將處于液相狀態(tài)下活性炭上吸附的有機(jī)物氧化分解成小分子的一種處理方法,稱(chēng)為濕式氧化再生法。實(shí)驗(yàn)獲得的活性炭最佳再生條件為:再生溫度230℃,再生時(shí)間1h,充氧PO20.6MPa,加炭量15g,加水量300mL。再生效率達(dá)到(45±5)%,經(jīng)5次循環(huán)再生,其再生效率僅下降3%;钚蕴勘砻嫖⒖椎牟糠盅趸窃偕氏陆档闹饕颉 (4)溶劑再生法 溶劑再生法是利用活性炭、溶劑與被吸附質(zhì)三者之間的相平衡關(guān)系,通過(guò)改變溫度、溶劑的pH值等條件,打破吸附平衡,將吸附質(zhì)從活性炭上脫附下來(lái)。溶劑再生法比較適用于那些可逆吸附,如對(duì)高濃度、低沸點(diǎn)有機(jī)廢水的吸附。它的針對(duì)性較強(qiáng),往往一種溶劑只能脫附某些污染物,而水處理過(guò)程中的污染物種類(lèi)繁多,變化不定,因此一種特定溶劑的應(yīng)用范圍較窄。 。5)電化學(xué)再生法 電化學(xué)再生法是一種正在研究的新型活性炭再生技術(shù)。該方法將活性炭填充在兩個(gè)主電極之間,在電解液中,加以直流電場(chǎng),活性炭在電場(chǎng)作用下極化,一端成陽(yáng)極,另一端呈陰極,形成微電解槽,在活性炭的陰極部位和陽(yáng)極部位可分別發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng),吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解,小部分因電泳力作用發(fā)生脫附。該方法操作方便且效率高、能耗低,其處理對(duì)象所受局限性較小,若處理工藝完善,可以避免二次污染。 。6)催化濕式氧化法 傳統(tǒng)濕式氧化法再生效率不高,能耗較大。再生溫度是影響再生效率的主要原因,但提高再生溫度會(huì)增加活性炭的表面氧化,從而降低再生效率。因此,人們考慮借助高效催化劑,采用催化濕式氧化法再生活性炭。同濟(jì)大學(xué)水環(huán)境控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員正在開(kāi)展此方面的研究。隨著可持續(xù)發(fā)展觀念的深入人心,活性炭再生工藝與技術(shù)日益得到人們的重視。 |