一种颗粒状废活性炭逆流式回转窑热解再生工艺制造技术

一种颗粒状废活性炭逆流式回转窑热解再生工艺，它涉及一种危险废物资源化综合利用工艺。颗粒状废活性炭经预处理、螺旋进料装置进入逆流式回转窑进行再生，在辅助燃烧器加热控温作用下，废活性炭依次经历低温干燥、中低温热解、高温热解和高温气化四个阶段，废活性炭吸附的有机物得以充分去除。废活性炭热解再生过程中，水蒸汽的高温气化作用可以去除残留在活性炭孔隙中的热解半焦，实现活性炭孔隙结构的彻底恢复和部分再造，全面恢复活性炭的吸附性能，降低活性炭基质烧蚀，减轻活性炭强度的下降。本发明专利技术具有普适性强、再生效率高、有机物吸附质去除效率高、再生活性炭吸附性能好及强度高的特点，同时热解再生过程调控强，自动化程度高。程度高。程度高。

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒状废活性炭逆流式回转窑热解再生工艺


[0001]本专利技术涉及废活性炭利用处置
，具体涉及一种颗粒状废活性炭逆流式回转窑热解再生工艺。

技术介绍

[0002]活性炭由于其优异的吸附性能而广泛应用于石化、化工、医药、染料、黄金冶炼、半导体、生物工程、核电、食品、调味品、饮料、自来水净化、废水处理、空气净化、烟气净化、溶剂回收、土壤修复、贵金属碳基催化剂、超级电容器、纳米材料等领域。活性炭使用一段时间后，其孔隙结构被吸附质堵塞，吸附能力显著下降或完全丧失，不再满足其使用工艺要求而成为废活性炭。废活性炭是一种有毒有害物富集体，具有有毒有害、易燃等危险特性，若处理不当极易造成地下水、土壤污染，影响人体健康和生产生活，因此被纳入一般固废或危险废物管理范畴。若将废活性炭直接焚烧填埋，不仅会造成资源的大量浪费，还会造成严重的环境污染。
[0003]废活性炭由于吸附了各种有机物、无机物及重金属等杂质，不能直接回用于原有使用领域，需再生处理后才能循环使用。废活性炭的再生方法很多，常见的有热再生法、微波再生法、超声再生法、生物再生法、化学再生法、溶剂再生法、电化学再生法、芬顿氧化法、湿式氧化法、超临界氧化法、催化氧化法和光催化再生法等。热再生法由于适应性强已成为应用最为广泛的废活性炭再生技术。其他再生方法由于物料普适性差，再生机理不明、工艺技术不完善等原因，并未得到广泛的工业化应用。
[0004]废活性炭热解再生作为热再生法中的一种最为重要的技术，是国内外废活性炭再生工业化应用最广泛、最成熟的主流技术。废活性炭热解再生大多采用回转窑、多膛炉作为热解反应器，多膛炉由于内部机械转动结构复杂、故障率高、活性炭机械磨损大等原因，目前主要应用于大型污水处理厂的生物活性炭再生。回转窑热解炉在国内废活性炭再生应用中得到了一定程度的发展，但多种类废活性炭的综合热解再生反应机理研究薄弱，对回转窑热解再生技术、装备和工程应用的理论支撑不足。国内回转窑热解再生废活性炭在原位再生、集中再生应用实践中，尚存在较多的技术和工程应用缺陷，废活性炭回转窑热解的工艺设计漏项和缺陷多，回转窑热解反应器的结构不合理，回转窑和其他主设备的选型计算不合理，余热回收和烟气净化系统的设计依据和标准引用混乱等，导致再生活性炭的吸附性能下降，再生活性炭的强度低、循环使用次数低，活性炭再生过程炭基质损失大，再生能耗高，装备的实际再生能力小，再生烟气排放超标等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有废活性炭热解再生技术的缺陷和不足，提供一种颗粒状废活性炭逆流式回转窑热解再生工艺，以解决现有颗粒状废活性炭热解再生技术中再生效率低、炭基质损失大、耗能高、强度、碘值达不到相关标准要求，以及难以彻底净化再生烟气等技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案是：一种颗粒状废活性炭逆流式回转窑热解再生工艺，它包含以下步骤：步骤1：对来自不同行业、不同产废企业的废活性炭，按原生活性炭的种类、形态、粒径及废活性炭的产生工艺进行综合分类，如煤质破碎活性炭、颗粒状活性炭、柱状活性炭、挥发性有机物VOC
S
治理活性炭、污水处理生物活性炭、净水活性炭、催化剂载体活性炭等；步骤2：对来自不同产废企业、不同产废工艺工序的颗粒状废活性炭进行化验分析，检测含水量、挥发份、灰份、固定碳、挥发性有机氯含量、硫含量、重金属等项目，建立颗粒状废活性炭的工业分析和污染特性数据库，为后续工艺配伍和再生运行工艺提供基础数据；步骤3：对相同或类似种类、形态、粒径、产废工艺的颗粒状废活性炭进行综合配伍，确定需再生的颗粒状废活性炭的批次和数量，均化废活性炭的热解特性、酸性污染物及重金属含量，初步确定热解再生工艺条件和运行参数，提高废活性炭的再生效果和再生活性炭的品质，便于再生活性炭的定向销售和回用；步骤4：颗粒状废活性炭通过机械筛分设备去除金属、塑料、石块、混凝土等杂物，再经磁选设备进一步去除小颗粒的金属机械杂质；步骤5：启动逆流式回转窑辅助燃烧器（包括辅助燃烧器助燃风机），逆流式回转窑开始升温；当逆流式回转窑窑头温度达到1000℃时，调整辅助燃烧器功率（辅助燃料流量和燃烧器助燃风流量），使窑头温度维持在1000℃；步骤6：启动二燃室辅助燃烧器（包括辅助燃烧器助燃风机），二燃室开始升温；当二燃室温度达到1100℃时，调整二燃室辅助燃烧器功率（辅助燃料流量和燃烧器助燃风流量），使二燃室温度维持在1100℃；步骤7：预处理后的颗粒状废活性炭经螺旋进料装置匀速输送至逆流式回转窑进行热解再生，颗粒状废活性炭在不同的时间和空间上依次经历低温干燥、中低温热解、高温热解和高温气化等四个阶段；干燥阶段主要去除废活性炭吸附的水分；各种性质不同的有机物吸附质在窑内的不同部位和温度区间受热发生中低温热解、高温热解，产生气体小分子有机物、CO2、CO和H2O而形成再生烟气，热解阶段使得废活性炭恢复部分吸附性能；有机物吸附质的热解阶段同时会缩聚产生固体半焦而残留在废活性炭孔隙中，成为影响废活性炭孔隙结构和再生吸附性能的关键因素；废活性炭孔隙中的热解半焦经水蒸气高温气化而去除，实现废活性炭孔隙结构的彻底清理和部分再造；步骤8：启动二燃室助燃风机，调整二燃室助燃风的流量，平衡调整二燃室辅助燃烧器，以维持二燃室温度≥1100℃，二燃室出口烟气的氧含量维持在6%~10%，确保逆流式回转窑热解再生过程产生的烟气在二燃室内完全燃烧，废活性炭热解再生过程无二噁英产生；步骤9：随着逆流式回转窑的转动，颗粒状废活性炭沿回转窑轴线方向不断前进；当废活性炭运动至回转窑中部位置时，启动双流体喷枪向逆流式回转窑内喷入雾化水；雾化水在1000℃高温条件下瞬间汽化成水蒸气，水蒸气与残留在活性炭孔隙中的热解半焦发生气化反应，从而实现热解半焦的彻底去除和活性炭孔隙结构的部分再造，全面恢复活性炭的吸附性能；
步骤10：启动水冷螺旋出料装置，保证再生活性炭及时从逆流式回转窑的窑头罩处排出；步骤11：启动机械筛分装置，再生活性炭按粒径大小进行分类，同步检测再生活性炭的碘值和强度，满足标准后对不同类别的再生活性炭进行分类包装；步骤12：二燃室出口的1100℃高温烟气经余热回收（含SNCR脱硝）、急冷降温、干法脱酸、活性炭吸附、布袋除尘、两级湿法脱酸、GGH烟气换热后，由引风机加压经烟囱排入大气；步骤13：缓慢平稳调整螺旋进料装置的运行频率，提高进料速率，提高逆流式回转窑的再生负荷；同步调整逆流式回转窑的其他工艺参数，使再生过程始终保持在稳定状态；步骤14：根据螺旋进料装置的运行频率（即进料速率），平稳调整逆流式回转窑的辅助燃烧器（辅助燃料流量和燃烧器助燃风流量），使逆流式回转窑的运行温度满足不同种类、来源的活性炭的再生温度要求，使逆流式回转窑的热解再生烟气的氧含量、CO含量和CH4含量分别控制在0.1%~0.5%、5%~12%、1%以内；步骤15：根据螺旋进料装置的运行频率（即进料速率），平稳调整逆流式回转窑的驱动变频电机的运行频率（即调整回转窑转速），满足不同成分、不同热解特性的有机物吸附质的热解时间要求，彻底去除有机吸附质，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颗粒状废活性炭逆流式回转窑热解再生工艺，其特征在于：它包含以下步骤：步骤（1）：对来自不同产废企业的废活性炭，按原生活性炭的种类、形态、粒径及废活性炭的产生工艺进行综合分类，如煤质破碎活性炭、颗粒状活性炭、柱状活性炭、挥发性有机物VOCs治理活性炭、污水处理生物活性炭、净水活性炭、催化剂载体活性炭等；步骤（2）：对来自不同产废企业、不同产废工艺工序的废活性炭进行化验分析，检测含水量、挥发性、灰分、固定碳、挥发性氯含量、硫含量、重金属等项目，建立废活性炭的工业分析和污染特性数据库，为后续配伍和再生运行提供基础数据；步骤（3）：对相同或类似种类、形态、粒径、产废工艺的废活性炭进行综合配伍，确定需再生的颗粒状废活性炭的批次和数量，均化废活性炭的热解特性、酸性污染物及重金属含量，初步确定热解再生工艺条件和运行参数，提高废活性炭的再生效果和再生活性炭的品质，便于再生活性炭的定向销售和回用；步骤（4）：废活性炭通过机械筛分设备去除金属、塑料、石块、混凝土等杂物，再经磁选设备进一步去除小颗粒的金属机械杂质；步骤（5）：启动逆流式回转窑辅助燃烧器（包括燃烧器助燃风机），逆流式回转窑开始升温；当逆流式回转窑窑头温度达到1000℃时，调整辅助燃烧器功率（辅助燃料流量和燃烧器助燃风流量），使窑头温度维持在1000℃；步骤（6）：启动二燃室辅助燃烧器（包括燃烧器助燃风机），二燃室开始升温；当二燃室温度达到1100℃时，调整二燃室辅助燃烧器功率（辅助燃料流量和燃烧器助燃风流量），使二燃室温度维持在1100℃；步骤（7）：预处理后的废活性炭经螺旋进料装置匀速输送至逆流式回转窑进行热解再生，废活性炭在不同的时间和空间上依次经历干燥阶段、中低温热解阶段、高温热解阶段、高温气化阶段；干燥阶段主要去除废活性炭吸附的水分；各种性质不同的有机物吸附质在窑内的不同部位和温度区间受热发生中低温热解、高温热解，产生气体小分子有机物、CO2、CO和H2O而形成再生烟气，热解阶段使得废活性炭恢复部分吸附性能；有机物吸附质的热解阶段同时会缩聚产生固体半焦而残留在活性炭孔隙中，成为影响废活性炭孔隙结构和再生吸附性能的关键因素；废活性炭孔隙中的热解半焦经水蒸气高温气化而去除，实现废活性炭孔隙结构的清理和部分再造；步骤（8）：启动二燃室助燃风机，调整二燃室助燃风的流量，平衡调整二燃室辅助燃烧器，以维持二燃室温度≥1100℃，二燃室出口烟气的氧含量保持在6%~10%，确保逆流式回转窑热解再生过程产生的烟气在二燃室内完全燃烧，废活性炭热解再生过程无二噁英产生；步骤（9）：随着逆流式回转窑的转动，颗粒状废活性炭沿回转窑轴线方向不断前进；当废活性炭运动至回转窑中部位置时，启动双流体喷枪向逆流式回转窑内喷入雾化水；雾化水在1000℃高温条件下瞬间汽化成水蒸气，水蒸气与活性炭孔隙中残留的热解半焦发生气化反应，从而实现热解半焦的彻底去除和活性炭孔隙结构的部分再造，全面恢复活性炭的吸附性能；步骤（10）：启动水冷螺旋出料装置，保证再生活性炭及时从逆流式回转窑的窑头罩处排出；步骤（11）：启动机械筛分装置，再生活性炭按粒径大小进行分类，检测再生活性炭的碘值和强度，对不同粒径的再生活性炭进行分类包装；
步骤（12）：二燃室出口的1100℃烟气经余热回收（含SNCR脱硝）、急冷降温、干法脱酸、活性炭吸附、布袋除尘、两级湿法脱酸、GGH烟气换热后，由引风机加压经烟囱排入大气；步骤（13）：缓慢平稳调整螺旋进料装置的运行频率，提高废活性炭的进料速率，提高逆流式回转窑的再生负荷；同步调整逆流式回转窑热解再生的其他工艺参数，使再生过程始终保持在稳定状态；步骤（14）：根据螺旋进料装置的运行频率（即进料速率），平稳调整逆流式回转窑的辅助燃烧器（辅助燃料流量和燃烧器助燃风流量），使逆流式回转窑的窑头运行温度满足不同种类、来源的活性炭的再生温度要求，使逆流式回转窑热解再生烟气的氧含量、CO含量和CH4含量分别控制在0.1%~0.5%、5%~12%、1%以内；步骤（15）：根据螺旋进料装置的运行频率（即进料速率），平稳调整逆流式回转窑的驱动变频电机的运行频率（即回转窑转速），满足不同成分、不同热解特性的废活性炭（有机物吸附质）的热解时间要求，彻底去除有机吸附质，提高再生活性炭的吸附性能；步骤（16）：根据螺旋进料装置的运行频率（即进料速率），平稳调整逆流式回转窑窑头罩处的双流体喷枪的雾化水流量，确保废活性炭孔隙中残留的热解半焦完全气化去除，同时实现废活性炭孔隙结构的部分再造，从而全面恢复废活性炭的吸附性能；步骤（17）：综合考虑不同种类、来源的废活性炭、有机吸附质的热解特性及废活性炭的挥发份检测数据，优化确定双流体喷枪的雾化水流量，从而平衡废活性炭再生后的吸附性能和再生过程所需的能耗；步骤（18）：根据废活性炭的种类、热解特性、化验分析数据，结合再生活性炭的吸能性能、炭损失及强度等检测数据，不断优化废活性炭的热解再生温度、逆流式回转窑燃烧器的辅助燃料流量、逆流式回转窑燃烧器的助燃风流量、逆流式回转窑驱动电机的运行频率（热解再生时间）、热解再生烟气的氧含量、废活性炭的进料频率（进料速率）、雾化水流量、热解再生烟气的CO含量、热解再生烟气的CH4含量等工艺条件和运行参数，实现再生效率与吸附性能、强度之间的最佳平衡。2.根据权利要求1所述的一种颗粒状废活性炭逆流式回转窑热解再生工艺，其特征在于：所述步骤（3）中的配伍指标为水分~30%、挥发分~15%、固定碳~60%、灰分~10%、有机氯~4%、总硫~4%。3.根据权利要求1所述的一种颗粒状废活性炭逆流式回转窑热解再生工艺，其特征在于：所述步骤（5）中的回转窑辅助燃烧器设置在逆流式回转窑的窑头...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋太波，章鹏兴，
申请(专利权)人：成都环服科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：