利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法

利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法
【专利摘要】一种利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，包括磨粉步骤、混合步骤、造粒步骤、烘干步骤及再生步骤。在磨粉步骤将废炭磨粉，颗粒细度按180至240目筛通过量为98％；在混合步骤按重量比准备废旧活性炭68％至80％、焦油18％至30％与氢氧化钾或氧化镁2％；在造粒步骤将上述炭膏制成颗粒直径2至10mm的颗粒；在烘干步骤烘干上述圆柱状颗粒；在再生步骤将上述废旧活性炭圆柱状颗粒加入一内热式回转炉，隔绝空气加热，温度控制在820摄氏度至900摄氏度，时间30至40分钟，并通入水蒸汽。可以将粉末状废旧活性炭资源化利用，可以经过本工艺处理后循环利用四次以上，最后，灰分过高的炭还可以作为污水处理炭再利用。
【技术领域】
[0001 ]本发明总体来说涉及一种废旧活性炭再生技术，具体而言，涉及一种利用废旧活 性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法。 利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法
【背景技术】
[0002] 现有技术中，用于尾气处理的活性炭吸附设备中，例如钢铁厂烧结或有色冶金的 尾气处理用活性炭吸附设备，会使用大量颗粒状活性炭，这些颗粒状活性炭最终可利用脱 附工艺再生使用。但吸附设备运行中会因为颗粒间摩擦或与相邻设备或物质摩擦，会产生 大量的粉末状废旧活性炭，通常这些粉末状废旧活性炭被当作固体废弃物处理，或者当燃 料烧掉，燃烧热值很低，不到3000大卡，现有回收工艺的回收效益不高。
[0003] 另外，现有技术中，一般新煤制备脱硫脱硝活性炭的方法，包括下列步骤：1)制备 煤粉;2)配制焦油;3)制造炭膏;4)成型造粒;5)炭化;6)活化;7)氧化，以此制成颗粒状脱硫 脱硝活性炭。利用新煤制备活性炭颗粒时，造料工艺后，还需要炭化、活化和氧化三个步骤， 每个步骤还需要消耗大量能源和水。若以现有工艺对粉末状废旧活性炭进行回收，成本可 能还要高于以新煤制备，所以现在用户仍会采用新煤进行制备。因此，有必要改进针对粉末 状废旧活性炭的回收活化工艺，以减少回收成本，使得粉末状废旧活性炭的回收能在工业 上真正实施。
[0004] 在所述【背景技术】部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它 可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

【发明内容】

[0005] 在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进 一步详细说明。本
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特 征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0006] 本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种制备耐 压强度高、耐磨强度高、脱硫效果好的脱硫脱硝活性炭的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活 性炭的方法。
[0007] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] 根据本发明的一个方面，提供了一种利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方 法，包括如下步骤：
[0009] 步骤一:准备活性炭吸附设备运行产生的粉末状废旧活性炭为原料；
[0010] 步骤二:磨粉步骤，将废旧活性炭磨粉，颗粒细度按180至240目筛通过量为98%; [0011] 步骤三:混合步骤，按重量比准备废旧活性炭68 %至80%、焦油18 %至30 %与氢氧 化钾或氧化镁2%，在混合设备中混合为炭膏；
[0012] 步骤四：造粒步骤，以造粒设备将上述炭膏制成颗粒直径2至IOmm的原料状颗粒；
[0013] 步骤五:干燥步骤，烘干或晾干上述原料颗粒；
[0014]步骤六:再生步骤，将上述原料颗粒加入一内热式回转炉，隔绝空气加热，温度控 制在820摄氏度至900摄氏度，时间30至40分钟，并通入水蒸汽;上述原料颗粒在内热式回转 炉依次经进料室、预烘干段、再生活化段、补充活化段及出料室；在再生活化段每间隔5至8 分钟，从内热式回转炉炉壁向反应物料通1至2分钟含有二氧化碳的烟气，烟气流量控制在 总进气量的40至60 %;
[0015]步骤七:筛选包装获得成品。
[0016] 本发明的另一方面，提供另一种利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，包 括如下步骤：
[0017] 步骤一:准备活性炭吸附设备运行产生的粉末状废旧活性炭为原料；
[0018] 步骤二:磨粉步骤，将废旧活性炭磨粉，颗粒细度按180至240目筛通过量为98 % ; [0019] 步骤三:混合步骤，按重量比准备废旧活性炭68 %至80%、焦油18 %至30 %与氢氧 化钾或氧化镁2%，在混合设备中混合为炭膏；
[0020] 步骤四：造粒步骤，以造粒设备将上述炭膏制成颗粒直径2mm至IOmm的原料颗粒； [0021 ]步骤五:干燥步骤，烘干或晾干上述原料颗粒；
[0022]步骤六:再生步骤，将上述原料颗粒加入一鞍式活化炉，隔绝空气加热，原料颗粒 反应温度控制在880摄氏度至960摄氏度，再生活化时间控制为8至12小时;上述原料颗粒在 鞍式活化炉依次经预热带、补充炭化带、再生活化带、及冷却带;每间隔5至8分钟，从补充炭 化带进风口向反应物料通1至2分钟含有二氧化碳的烟气，烟气流量控制在总进气量的40至 60% ；
[0023]步骤七:筛选包装获得成品。
[0024]由上述技术方案可知，本发明的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法的优 点和积极效果在于：
[0025]利用粉末状废旧活性炭，在造粒工艺后，只需在活化设备进行短时间的再生，即可 制备得到脱硫脱硝活性炭产品，能减少炭化和氧化两个工艺，可以大大节约能源和时间的 消耗。该工艺可以将粉末状废旧活性炭资源化利用，粉末状废旧活性炭可以经过本工艺处 理后循环利用4次以上，不仅提高经济效益，还实现危险废弃物减排的效果，做到了环境效 益和社会效益的统一。
[0026]工艺前段脉冲式冲入含有二氧化碳(CO2)的烟气，混合两种气体载体对废旧活性 炭中硫化物进行脱附，可以大大提高粉末状废旧活性炭中硫化物的脱附效率，且加入后并 不会增加整体成本。
【附图说明】
[0027]通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、 特征和优点将变得更加显而易见。
[0028] 图1是根据一示例性实施方式示出的一种利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的 方法的步骤图。
[0029] 图2是根据一示例性实施方式示出的一种鞍式活化炉的结构展开及利用废旧活性 炭制造脱硫脱硝活性炭工艺步骤示意图。
【具体实施方式】
[0030] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形 式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反，提供这些实施方式使得本发明将 全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图 标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0031] 参照图1所示，本发明实施例提供了一种利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的 方法，包括如下步骤：
[0032] 一、准备活性炭吸附设备运行产生的粉末状废旧活性炭SOl为原料；
[0033] 二、磨粉步骤S02，将废旧活性炭磨粉，颗粒细度可控制在按180至240目筛通过量 为 98 %;
[0034] 三、混合步骤S03,按重量比准备废旧活性炭68%至80%、焦油18%至30%与氢氧 化钾或氧化镁2%，在混合设备中混合为炭膏；当然，还可以选择加入以上物料总重量约5-18%的水。
[0035] 四、造粒步骤S04,以造粒设备将上述炭膏制成颗粒直径2至IOmm的原料颗粒；
[0036]五、干燥步骤S05,烘干或晾干上述原料颗粒，选择为烘干时，烘干温度可控制在90 至150摄氏度，烘干1小时；
[0037]六、再生步骤S06,将上述原料颗粒加入一内热式回转炉，隔绝空气加热，温度控制 在820摄氏度至900摄氏度，时间30至40分钟，并通入水蒸汽进行再生;上述原料颗粒在内热 式回转炉依次经进料室、预烘干段、再生活化段、补充活化段及出料室；在再生活化段每间 隔5至8分钟，从内热式回转炉炉壁向反应物料通1至2分钟含有二氧化碳的烟气，烟气流量 控制在总进气量的40至60% ;
[0038] 七、筛选包装获得成品S07。
[0039] 脉冲式冲入含有二氧化碳(CO2)的烟气，混合两种气体载体对废旧活性炭中硫化 物进行脱附，可以大大提高粉末状废旧活性炭中硫化物的脱附效率，且加入后并不会增加 整体成本。
[0040] 采用水蒸汽、烟道气或其混合气体等含氧气体作为活化剂，在高温下与原料颗粒 接触，发生脱附反应同时发生氧化还原反应进行活性再生，生成一氧化碳、二氧化碳、氢气 和其它碳氢化合物气体，通过碳的气化反应达到在碳粒中造孔的目的。其主要化学反应式 如下：
[0041] C+2H20^ 2H2+CO2-18kca 1........................①
[0042] C+H20^H2+C0-31kcal........................②
[0043] C〇2+C^2C〇-41kcal........................③
[0044] 上述三个化学反应均是吸热反应，即随着反应的进行，内热式回转炉的反应区域 温度将逐步下降，如果反应区域的温度低于800°C，上述再生反应就不能正常进行，所以在 内热式回转炉的反应区域需要同时通入部分空气与反映产生的煤气燃烧补充热量，或通过 补充外加热源，以保证反应区域的温度。
[0045] 其中增加氢氧化钾或氧化镁，可以大大提高粉末状废旧活性炭中硫化物、的脱附 效率，且加入后并不会增加整体成本。
[0046] 本发明实施例使用钢铁厂烧结、有色冶金尾气活性炭法治理设备运行产生的粉末 状废旧活性炭，经过二次磨粉、成型、烘干、隔绝空气加热并通入水蒸汽、筛选包装获得成 品。成品具有耐压强度高、耐磨强度高、脱硫效果好的特点。
[0047] 本发明目前发现的主要特点是1、原料区别于现有技术;2、不需要炭化工艺。经过 本工艺制造的活性炭，具有脱硫能力好(大于22mg)，耐压强度好(大于42kg/cm 2)，耐磨强度 好(大于97%)的优点。
[0048] 根据本发明的一实施方式，其中所述造粒步骤中，可选择使用油压机式造粒设备， 该油压机式造粒设备主缸压力可选择控制在80至260Mpa，主缸行程可选择控制在300至 1000cm;造粒进行中，可选择控制以0.05m/s至0.09m/s速度活塞先压三分之一行程，停10至 20秒，活塞退回最高点再二次填料，再以0.05m/s-0.09m/s的速度压到底。
[0049] 根据本发明的一实施方式，其中混合步骤中，混合设备的混合主腔可选择设有夹 套，夹套内通入5至20摄氏度的冷却水。防止物料在模具中堵孔，也可以防止混合机在冬天 结冰。
[0050] 根据本发明的一实施方式，其中在所述混合步骤中，可选择按重量比准备如下物 料:烟煤4-6%、废旧活性炭62-78%、沥青3-7%、焦煤5-8%、焦油8-15%与氢氧化钾或氧化 镁2%，在混合设备中混合为炭膏。
[0051] 根据本发明的一实施方式，其中在所述造粒步骤中，所述造粒设备可选择采用平 模碾压造粒机，加入平模碾压造粒机内的物料经辊轮挤压，被强制从开孔平模挤出，挤出的 圆柱状颗粒在模板出口外被刮刀切断，从而得到圆柱状颗粒，所述平模碾压造粒机成型压 力10至25Mpa，颗粒直径2至10mm，成粒率2 95%。
[0052] 根据本发明的一实施方式，其中所述烘干步骤中，可选择使用解析塔热风炉的热 空气进行强制烘干，并用热风对进入所述内热式回转炉燃烧器的进行空气换热预热。以达 到节能的效果。
[0053]根据本发明的一实施方式，其中所述再生步骤中，用于通入水蒸汽的蒸汽管道，可 选择先经过所述内热式回转炉的燃烧室进行换热，预热加温到800摄氏度以上，再通过旋转 接头从中心轴线进入所述内热式回转炉。
[0054]根据本发明的一实施方式，其中所述内热式回转炉的蒸汽环管上分出多个支管， 每个支管装一个敲击阀门和旁路小管，在敲击阀门作用下，喷头埋入料中时打开敲击阀门， 喷头离开料的时候关闭敲击阀门。
[0055] 如上所述，本发明实施例采用半干法造粒，举例来讲可采用两种方式：
[0056] A.设备可选择采用平模碾压造粒机，加入机内的物料经辊轮挤压，被强制从钢制 开孔平模挤出，挤出的圆柱状颗粒在模板下面被刮刀切断，从而得到圆柱状颗粒，成型压力 10-25Mpa。颗粒直径2-1 Omm，成粒率2 95 %。
[0057] 原材料配比：烟煤：粉末状废旧活性炭：沥青：焦煤：焦油=5 % : 70 % : 5 % : 8 % : 12%〇
[0058] 当然，还可以选择加入以上物料总重量约8 %的水。
[0059] 特点:成型效率高，粘合剂用量少。
[0060] B.使用油压机造粒。油压机是一种通过专用液压油作为工作介质，通过液压工作 站作为动力源，靠工作站中栗的作用力使液压油通过液压管路进入油缸/活塞，挤压造粒机 内部的混合料，实现成型。
[0061] 压力：80-260Mpa
[0062] 行程：300-1000cm
[0063] 工艺：以0.05m/s-0.09m/s速度活塞先压三分之一行程，停10-20秒，活塞退回最高 点再二次填料，再〇. 05m/s-0.09m/s压到底。
[0064] 本发明上述实施例中采用的内热式回转炉的特点：
[0065] 1.蒸汽管道先经过燃烧室进行换热，预热加温到800摄氏度以上，再通过旋转接头 从中心轴线进入炉子，然后分成四路绕到炉外避开炉内高温区域，接到蒸汽环管。炉外蒸汽 管路全部保温。
[0066] 2.蒸汽环管上分出8-14个支管，每个支管装一个敲击阀门和旁路小管，在敲击阀 门作用下，喷头埋入料中时打开敲击阀门，喷头离开料的时候关闭敲击阀门。旁路小管在喷 头离开料后维持较低的蒸汽流量。
[0067] 3.蒸汽喷头使用耐热耐腐蚀铸铁，并在炉外安装，检修方便，使用寿命长。
[0068] 4.炉体内外保温，炉体内部使用耐火浇注料保温，外部使用陶瓷纤维保温，厚度 IOcm以上，达到节能的效果。
[0069] 优点：实现穿透式反应，让蒸汽与物料充分接触，恢复吸附活性时间可以从传统工 艺的1小时降低到30-40分钟，可以节约70%蒸汽，提高活性炭产品得率10%-15%。将蒸汽 管放在炉子外面可以减少热变形，大大延长使用寿命。调节阀门和旁路小管的使用，可以防 止喷头堵塞，延长使用寿命，减小维修工作量。
[0070] 可以模块化。传统活性炭再生设备体积较大，一般放置在活性炭厂，本发明所述设 备可以灵活组合，可以放置在烧结生产线附近。按目前的价格和劳动力生产水平，每吨比传 统工艺生产的产品成本降低20 %以上。
[0071] 使用解析塔热风炉的热空气对造粒后的活性炭进行强制烘干，并用热风和进入燃 烧器的空气换热。
[0072]粉末状废旧活性炭可以循环再生4次以上。4次再生后，灰分较高的活性炭产品还 可以作为水处理炭继续使用。
[0073]以下提供如下三个实施例和一个现有技术对比例，并对应提供相应的性能参数实 验结果进行对比。
[0074] 实施例1:
[0075]本实施例中的脱硫脱硝活性炭，它由粉末状废旧活性炭、焦油和水制成，其重量百 分比为：
[0076]粉末状废旧活性炭70 % ;焦油23 % ;氢氧化钾或氧化镁2 % ;水5 %。这里焦油采用 高温煤焦油。
[0077]上述活性炭的利记博彩app是:它包括下列步骤：
[0078] 1 )、制备原料:研磨成200目的粉末状废旧活性炭；
[0079] 2)、配制焦油：先将焦油温度调整至55°C，而后搅拌均匀，接着将焦油配制成沥青 含量为50%的混合焦油并使其的温度保持在55°C ;
[0080] 3)、制造炭膏：将制备的粉末状废旧活性炭、配制好的焦油、氢氧化钾或氧化镁和 水按上述重量百分比加入混合机中搅拌均匀制成炭膏；
[0081] 4)、成型造粒:将制成的炭膏送入压力为20Mpa的成型机中制成圆柱状条状颗粒； 可选用三普或玉福机械的造粒机。
[0082] 5)、烘干步骤，烘干上述圆柱状颗粒，烘干温度90摄氏度，烘干1小时；
[0083] 6)、再生造孔:将制成的料加入温度为800°C、压力为50Pa的内热式回转炉中，用温 度为840°C的水蒸汽造孔40分钟出炉，制成脱硫脱硝活性炭。在再生活化段每间隔5分钟，从 内热式回转炉炉壁向反应物料通1分钟含有二氧化碳的烟气，烟气流量控制在总进气量的 50% 〇
[0084] 实施例2:
[0085]本实施例中的脱硫脱硝活性炭，它由粉末状废旧活性炭、焦油和水制成，其重量百 分比为：
[0086]粉末状废旧活性炭75%;焦油15%;水8%;氢氧化钾或氧化镁2%。煤焦油采用高 温煤焦油。
[0087]上述活性炭的利记博彩app是:它包括下列步骤：
[0088] 1 )、制备原料:研磨成240目的粉末状废旧活性炭；
[0089] 2)、配制焦油：先将焦油温度调整至50°C，而后搅拌均匀，接着将焦油配制成沥青 含量为60%的混合焦油并使其的温度保持在50°C ;
[0090] 3)、制造炭膏：将制备的粉末状废旧活性炭、配制好的焦油、氢氧化钾或氧化镁和 水按上述重量百分比加入混合机中搅拌均匀制成炭膏；
[0091] 4)、成型造粒:将制成的炭膏送入压力为150Mpa的压机式造粒设备中制成圆柱状 颗粒。
[0092] 5 )、烘干步骤，烘干上述圆柱状颗粒，烘干温度150摄氏度，烘干1小时；
[0093] 6)、再生造孔:将制成的炭膏加入温度为800°C、压力为IOOPa的内热式回转炉，用 温度为970°C的水蒸汽造孔35分钟出炉，制成脱硫脱硝活性炭。在再生活化段每间隔7分钟， 从内热式回转炉炉壁向反应物料通2分钟含有二氧化碳的烟气，烟气流量控制在总进气量 的 55 %。
[0094] 实施例3:
[0095]本实施例中的脱硫脱硝活性炭，它由粉末状废旧活性炭、焦油和水制成，其重量百 分比为：
[0096]烟煤5%、废旧活性炭68%、沥青5%、焦煤8%、氢氧化钾或氧化镁2%与焦油12%。 [0097]采用沁源、襄垣等地焦煤，要求粘结指数75-95;烟煤采用侏罗纪长焰煤，高温煤焦 油，煤质改性沥青。
[0098] 上述活性炭的利记博彩app是:它包括下列步骤：
[0099] 1)、制备原料:首先将烟煤、焦煤分别破碎成小于12mm的煤块，然后将烟煤和焦煤 按上述重量百分比配合后，再与粉末状废旧活性炭共同研磨成220目的粉末；
[0100] 2)、配制焦油：先将焦油温度调整至85°C，而后搅拌均匀，接着将焦油配制成沥青 含量为72%的混合焦油并使其的温度保持在85°C ;
[0101] 3)、制造炭膏：将制备的粉末状废旧活性炭、烟煤、焦煤、氢氧化钾或氧化镁、配制 好的焦油按上述重量百分比加入混合机中搅拌均匀制成炭膏；
[0102] 4)、成型造粒:将制成的炭膏送入压力为16Mpa的成型机中制成条状颗粒;选用三 普或玉福机械的造粒机。
[0103] 5 )、烘干步骤，烘干上述圆柱状颗粒，烘干温度120摄氏度，烘干1小时；
[0104] 6)、再生造孔:将制成的料加入温度为910°C、压力为150Pa的内热式回转炉，用温 度为IlOOtC的水蒸汽造孔30分钟出炉，制成脱硫脱硝活性炭。在再生活化段每间隔8分钟， 从内热式回转炉炉壁向反应物料通2分钟含有二氧化碳的烟气，烟气流量控制在总进气量 的60 % 〇
[0105] 上述实施例中，一般生产条件在于，蒸汽每小时消耗lt-1.8t;天然气每小时消耗 100m3;能耗一般按时间算，如果加工时间短能耗会有降低。
[0106] 对比例：
[0107] 对比例中的脱硫脱硝活性炭，它由煤粉、焦油和水制成，其重量百分比为：
[0108] 煤粉 70%、焦油 25%、水 5%。
[0109]此煤粉由烟煤和焦煤制成，其重量百分比为：
[0110] 烟煤 60%、焦煤 40%。
[0111] 此活性炭的利记博彩app是:它包括下列步骤：
[0112] 1)、制备煤粉:首先将烟煤、焦煤分别破碎成小于12mm的煤块，然后将烟煤和焦煤 按上述重量百分比配合后，再研磨成300目的煤粉；
[0113] 2)、配制焦油：先将焦油温度调整至55°C，而后搅拌均匀，接着将焦油配制成沥青 含量为50%的混合焦油并使其的温度保持在55°C ;
[0114] 3)、制造煤膏:将制备的煤粉、配制好的焦油和水按上述重量百分比加入混合机中 搅拌均匀制成煤膏；
[0115] 4)、成型造粒:将制成的煤膏送入压力为IOMpa的成型机中制成条状颗粒；
[0116] 5)、炭化:将成型的颗粒加入入口温度为300°C的炭化炉中，炭化温度由300°C升至 800°C，炭化3小时出炉，制成炭化料；
[0117] 6)、活化：将制成的炭化料加入温度为700°C、压力为50Pa的活化炉中，用温度为 840 °C的水蒸汽活化3小时出炉，制成赋活料；
[0118] 7)、氧化:将制成的赋活料加入氧化炉中，在炉内氧含量为16%、炉温为400°C时氧 化2小时即制成能脱硫脱硝的活性炭。
[0119]上述实施例中粉末状废旧活性炭做活性炭试验部分数据


[0126] 现有脱硫脱硝活性炭技术参数一般水平如下，脱硫值比较低的15,一般的17-18， 高一些的可以超过20;耐压强度一般要求35以上;耐磨强度96以上就合格了。
[0127] 鞍式活化炉实施例
[0128] 参照图2所示，本发明实施例提供了一种利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的 方法，其中与前述实施例的区别至少在于，在再生步骤S06使用鞍式活化炉进行再生活化。
[0129] 本发明实施例中，鞍式活化炉炉体可选择为长方形体，举例来讲尺寸可为长X宽 X高=14678mmX 1 0594mm X 13202mm，外墙370mm红砖砌成，内衬350mm耐火粘土砖，红墙与 内衬耐火砖之间可选择充填硅酸铝纤维毡40_，隔热保温。
[0130] 图2是根据一示例性实施方式示出的一种鞍式活化炉的结构展开及利用废旧活性 炭制造脱硫脱硝活性炭工艺步骤示意图。如图2所示，鞍式活化炉主要包括：左蓄热室1、左 半炉2、下连烟道3、右半炉4、右蓄热室5、烟道6和烟囱7。炉体炉膛正中间可以选用464mm厚 的耐火粘土砖墙将炉分成左半炉1和右半炉4。全炉可装入原料炭料50吨左右。
[0131] 左半炉2和右半炉4的炉墙和炉膛之间可形成有烟道(一般称为侧烟道），烟道可被 盖板砖分成上近烟道，上远烟道，中部烟道，下远烟道，下近烟道，这些侧烟道可为活化再生 主要反应区，位于炉墙和炉膛之间，高温能很好地保持。
[0132] -种选择是，为保证可燃气体在烟道内充分燃烧，以维持活化炉温度，在上远烟 道、中部烟道、下远烟道上可选择开设有多个空气配风口 24、44，以便从外部通入适量空气。
[0133] 在活化炉下部，左半炉2和右半炉4由下连烟道3(燃烧室）连通，下连烟道3并设有 进风口。两个上连烟道12、52分别将左半炉2和右半炉4与左蓄热室1和右蓄热室5连通，上连 烟道12、52顶部同样设有进风口。
[0134] 为了检修方便，在炉体上设有12个人孔，人孔砌筑在盖板砖上面。在人孔的位置上 设有热电偶和观察孔，在下远烟道上设有测压管。活化炉还可配设有水封，出料器，供风系 统，冷却系统，尾气回收装置等。尾气回收后可用于烘干步骤S05。
[0135] 左半炉2和右半炉4自上而下分可主要为四个带，分别为预热带21、补充炭化带22、 再生活化带23和冷却带25。
[0136] 预热带21，可选择由普通耐火粘土砖砌成，举例来讲尺寸可为高1632mm左右。卸料 容积35m3,可装原料颗粒22吨左右。它的作用:①装入足够的原料颗粒，以便活化炉的定时 加料操作;②预热原料颗粒，使其缓慢升温。
[0137] 补充炭化带22,可选择由特异形耐火砖砌成，举例来讲尺寸可为高1230mm。在这里 原料颗粒与活化剂不直接接触，靠高温气流加热异形砖而将热量辐射给原料颗粒，使其补 充炭化。
[0138] 再生活化带23，可选择由60层特异形耐火粘土砖叠成，举例来讲尺寸可为高6.0m。 在再生活化带23原料颗粒与活化剂直接接触活化，活化剂(这里选择为水蒸汽)通过气道扩 散渗入炭层中，与炭发生一系列化学反应，使炭形成发达的孔隙结构和巨大的比表面积。 [0 139]冷却带25,可选择也是由特异形耐火粘土砖叠成，举例来讲尺寸可为高1330mm。在 冷却带炭颗粒不再与炉气接触而是高温炭材料逐步降温冷却，以免卸出炉外的炭料在高温 下与空气发生燃烧反应而影响炭的质量和活化得率。
[0140] 其中，正向加入活化剂（水蒸汽)进行活化操作，因活化反应过程需要吸热而造成 炉温逐渐下降的半炉称之为冷却半炉；与此同时，正在加入可燃气体和空气以通过可燃气 体燃烧反应、且同时消耗少量固体物料中的碳质(碳的燃烧反应）以使炉温逐渐升高的半炉 称之为加热半炉。
[0141] 以左半炉2进行再生活化操作（即左半炉2为冷却半炉)为例，关闭左半炉2的烟道 闸阀及空气总蝶阀，打开蒸汽阀11，由左蓄热室1底部加入130~150°C的水蒸汽，由下而上， 经左蓄热室1墙体和格子砖，吸收了已储存的热量，到左蓄热室1顶部，水蒸汽过热到1000~ IlOOtC左右，经上连烟道12进入到左半炉2,进行从上到下的活化作用，原料颗粒反应温度 可控制在880°C至960 °C。高温蒸汽进入左半炉2后，遵循下列路线在炉内运行：上连烟道- 上近烟道-上远烟道-中部烟道-下远烟道-右半炉4的下近烟道-下连烟道-下近烟道 -下远烟道-中部烟道-上近烟道-右半炉4的上连烟道(加入二次风使可燃气体燃烧）， 产生的高温混合气流经蓄热室自上而下地与格子砖产生热交换，温度由1000~ll〇〇°C降至 300~400°C，气体由烟道6至烟囱7排走。达到设定的操作间隔时间后进行切换操作，蒸汽的 流经方向与上述方向相反。如此循环、反复多次进行，使原料颗粒受到再生活化。
[0142] 本发明实施例中，因为属于废旧活性炭再生活化，可选择仅使用左半炉2进行再生 活化操作，由于左半炉2为冷却半炉，而且原料颗粒与水蒸汽或烟气为顺流，所以，反应时间 和温度能满足本发明实施例的需要。右半炉4可用于其它材料的活化处理。且本发明实施例 中，每间隔5至8分钟，从补充炭化带进风口向反应物料通1至2分钟含有二氧化碳的烟气，烟 气流量控制在总进气量的40至60%;脉冲式冲入二氧化碳(CO 2)，混合两种气体载体对废旧 活性炭中硫化物进行脱附，可以大大提高粉末状废旧活性炭中硫化物脱附效率，且加入后 并不会增加整体成本。
[0143] 现有鞍式活化炉加料到出料(含预热、补充炭化)平均时间24小时，主活化时间6~ 8小时。
[0144] 本发明实施例中，因为属于废旧活性炭再生活化，故具有速度快的优势，这一点已 经多次试验证实，速度快2~2.5倍，主活化时间可以提速至3-4小时。从加料到出料的时间 能控制在8至12小时。可以大大节约能源和时间的消耗。本发明实施例使用鞍式活化炉时， 制备的产品的碘吸附值可达400~480mg/g。
[0145] 由上述技术方案可知，本发明的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法的优 点和积极效果在于：
[0146] 利用粉末状废旧活性炭，在造粒工艺后，只需在活化设备进行短时间的再生，即可 制备得到脱硫脱硝活性炭产品，能减少炭化和氧化两个工艺，可以大大节约能源和时间的 消耗。该工艺可以将粉末状废旧活性炭资源化利用，粉末状废旧活性炭可以经过本工艺处 理后循环利用4次以上，不仅提高经济效益，还实现危险废弃物减排的效果，做到了环境效 益和社会效益的统一。
[0147] 尽管已经参照某些实施例公开了本发明，但是在不背离本发明的范围和范畴的前 提下，可以对所述的实施例进行多种变型和修改。因此，应该理解本发明并不局限于所阐述 的实施例，其保护范围应当由所附权利要求的内容及其等价的结构和方案限定。
【主权项】
1. 一种利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一:准备活性炭吸附设备运行产生的粉末状废旧活性炭为原料； 步骤二:磨粉步骤，将废旧活性炭磨粉，颗粒细度按180至240目筛通过量为98 % ; 步骤三:混合步骤，按重量比准备废旧活性炭68%至80%、焦油18%至30%与氢氧化钾 或氧化镁2%，在混合设备中混合为炭膏； 步骤四：造粒步骤，以造粒设备将上述炭膏制成颗粒直径2mm至10mm的原料颗粒； 步骤五:干燥步骤，烘干或晾干上述原料颗粒； 步骤六:再生步骤，将上述原料颗粒加入一内热式回转炉，隔绝空气加热，原料颗粒反 应温度控制在820摄氏度至900摄氏度，时间30至40分钟;并通入水蒸汽，上述原料颗粒在内 热式回转炉依次经进料室、预烘干段、再生活化段、补充活化段及出料室;在再生活化段每 间隔5至8分钟，从内热式回转炉炉壁向反应物料通1至2分钟含有二氧化碳的烟气，烟气流 量控制在总进气量的40至60% ; 步骤七:筛选包装获得成品。2. 如权利要求1所述的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，其特征在于，所述 造粒步骤中，使用油压机式造粒设备，该油压机式造粒设备主缸压力在80至260Mpa，主缸行 程在300至1000cm;造粒进行中，以0.05m/s至0.09m/s速度活塞先压三分之一行程，停10至 20秒，活塞退回最高点再二次填料，再以0.05m/s-0.09m/s的速度压到底。3. 如权利要求1所述的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，其特征在于，所述 混合步骤中，所述混合设备的混合主腔设有夹套，夹套内通入5至20摄氏度的冷却水。4. 如权利要求1所述的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，其特征在于，在所 述混合步骤中，按重量比准备如下物料:烟煤4-6%、废旧活性炭62-78%、沥青3-7%、焦煤 5-8%与焦油8-15%与氢氧化钾或氧化镁2%，在混合设备中混合为炭膏。5. 如权利要求4所述的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，其特征在于，在所 述造粒步骤中，所述造粒设备采用平模碾压造粒机，加入平模碾压造粒机内的物料经辊轮 挤压，被强制从开孔平模挤出，挤出的圆柱状颗粒在模板出口外被刮刀切断，从而得到圆柱 状颗粒，所述平模碾压造粒机成型压力10至25Mpa，颗粒直径2至10mm，成粒率2 95%。6. 如权利要求1至5任一项所述的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，其特征 在于，所述干燥步骤中，使用解析塔热风炉的热风进行强制烘干，并用此热风对进入所述内 热式回转炉燃烧器的空气换热预热。7. 如权利要求1至5任一项所述的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，其特征 在于，所述再生步骤中，用于通入水蒸汽的蒸汽管道先经过所述内热式回转炉的燃烧室进 行换热，预热加温到800摄氏度以上，再通过旋转接头从中心轴线进入所述内热式回转炉。8. -种利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一:准备活性炭吸附设备运行产生的粉末状废旧活性炭为原料； 步骤二:磨粉步骤，将废旧活性炭磨粉，颗粒细度按180至240目筛通过量为98 % ; 步骤三:混合步骤，按重量比准备废旧活性炭68%至80%、焦油18%至30%与氢氧化钾 或氧化镁2%，在混合设备中混合为炭膏； 步骤四：造粒步骤，以造粒设备将上述炭膏制成颗粒直径2mm至10mm的原料颗粒； 步骤五:干燥步骤，烘干或晾干上述原料颗粒； 步骤六:再生步骤，将上述原料颗粒加入一鞍式活化炉，隔绝空气加热，原料颗粒反应 温度控制在880摄氏度至960摄氏度，再生活化时间控制为8至12小时;上述原料颗粒在鞍式 活化炉依次经预热带、补充炭化带、再生活化带、及冷却带;每间隔5至8分钟，从补充炭化带 进风口向反应物料通1至2分钟含有二氧化碳的烟气，烟气流量控制在总进气量的40至 60% ； 步骤七:筛选包装获得成品。9. 如权利要求8所述的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，其特征在于，所述 干燥步骤中，使用前述鞍式活化炉尾气进行强制烘干，并用尾气对进入所述鞍式活化炉燃 烧器的空气换热预热。10. 如权利要求8或9所述的利用废旧活性炭制造脱硫脱硝活性炭的方法，其特征在于， 所述鞍式活化炉包括:左蓄热室、左半炉、下连烟道、右半炉、右蓄热室、烟道和烟囱； 所述左半炉和右半炉的炉墙和炉膛之间可形成有侧烟道，所述侧烟道被盖板砖分成上 近烟道、上远烟道、中部烟道、下远烟道和下近烟道，所述侧烟道可为活化再生主要反应区； 在所述活化炉下部，所述左半炉和右半炉由一下连烟道连通，所述下连烟道并设有进 风口；以两个上连烟道分别将所述左半炉和右半炉与左蓄热室和右蓄热室连通，所述上连 烟道顶部设有进风口； 所述左半炉正向加入活化剂进行活化操作，所述左半炉再生活化反应过程炉温逐渐下 降；所述再生步骤仅使用所述左半炉进行再生活化操作，所述原料颗粒与活化剂气体为顺 流。
【文档编号】C01B31/08GK105858650SQ201610190516
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】王岗, 李屹
【申请人】黎城蓝天燃气开发有限公司