耙式炉_多段炉_活性炭吸附_颗粒活性炭吸附_颗粒活性炭再生_活性炭再生-天津市科碳环保工程有限公司

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市政 / 工业污水净化活性炭吸附及资源化再生成套设备

一、吸附塔介绍

（a）采用固定床吸附器设计型式
从传质区角度讲，*理想的“吸附波”形态为一条垂直线（参见图1），但在实际运行过程中，由于吸附器中活性炭颗粒均匀度无法达到理想分布状态、吸附器装填的均匀程度也无法控制到理想程度、加上污染物成分和浓度不可避免地出现波动，吸附器中的传质区势必会逐渐或者突发性地变“平坦”，传质区变长，若选用的是固定床炭吸附器设计型式，如果未饱和炭层厚度已不足时，应会随时出现“吸附穿透”现象，导致出水水质不合格。
（b）采用脉冲床吸附器设计型式
而脉动床吸附器采取的是炭层与流体呈逆向运动方式，饱和炭层间歇式地被移出吸附器并进行再生处理，随后再生炭与补充新炭被重新从塔顶部加入吸附器，理论上污染物成分永远接触的是“新鲜”活性炭（即吸附性能与原炭性能相同）层，此时即便发生污染物成分或浓度剧烈波动、传质区变长，由于整个床层高度均为“新鲜炭层”，也不会发生“吸附穿透”现象，能够确保出水水质仍然处于稳定的达标状态。
与固定床吸附器的出水水质情况相比，采用脉动床设计方案时，出水水质的波动要小得多；采用固定床设计方案时，在正常运行时不需中断供水，可直*整个活性炭吸附塔饱和，然后统一将废炭排出打包，外协再生。

另外，当进水中存在一定浓度的悬浮颗粒物或者夹带有气体成分时，由于脉动床吸附器运行的固有机制，能够有效避免出现床层阻力增大、出现“气阻”等运行故障；而采用固定床时，废水的流向是上进水，下出水。可能会将带入活性炭固定床的颗粒悬浮物拦截在固定床顶部，我们会根据每个固定床进出水的压差，来决定何时进行反冲洗，将拦截到的悬浮颗粒物洗出。
通常，若活性炭的再生方式为在线再生，即在活性炭吸附塔设备附近能够就地再生时，较为合适使用脉冲床吸附器；若活性炭的再生方式为离线再生，即在活性炭饱和之后需将活性炭整体取出统一运输*活性炭再生厂家再生处理，则应该采用固定床吸附塔。

二、耙式炉（多膛炉）介绍

（1）耙式炉构造说明

钢板制圆筒型炉体内衬耐火层，采用特制耐火砖砌筑“自支撑”结构的炉床、并将炉膛区隔为多个炉段，每段炉床分别于炉床外围或近中心位置设置多个“落料孔”，物料由安装于低速运转（0.5-3rpm）中心轴上的耙臂及安装在耙臂上的多组耙齿从炉床的外侧向内侧（“内耙”操作）、及于相邻的下一段炉床从内侧往外侧（“外耙”操作）交替“搅拌”并迁移，固相物料与气相产物在落料孔处对流接触。设置于炉中央的空心中轴及安装在中轴上的空心耙臂由专用的轴冷风机给入冷风进行不间断的强制冷却操作。

（2）活性炭再生原理

多膛炉粒状活性炭再生方法属于热再生，由下列三个工艺阶段组成：

1）干燥阶段(DRYING)：于6段炉中之第1、2段，在100～300℃温度下使活性炭之水分蒸发、干燥。

2）焙干阶段(BAKING)：于6段炉中之第3段，在400～600℃温度下将活性炭吸附于细孔内有机物质中之挥发分蒸发、碳化。

3）活化阶段(ACTIVATION)：于6段炉中之第4～6段，在800-1000℃高温通入蒸汽，使焙干阶段有机物碳化后残留在活性炭孔隙结构中的“残碳”发生气化反应：C+H2O→CO+H2而得以“清除”，活性炭的孔结构和内表面被“清扫”干净，吸附吸附性能恢复到与新炭接近的程度。

（3）工艺流程说明

活性炭饱和之后，采用水力输送将饱和活性炭吹送*再生炉上方的活性炭再生进料槽，饱和活性炭经脱水螺旋按设定好的进料速度输送*再生炉（MHF）中，在再生炉中通过燃烧机精确控制再生所需的温度，通过蒸汽活化技术系统将蒸汽均匀的、适量的作用在活性炭表面上，以求达到*佳的活化效果。

经多膛再生炉处理过的活性炭，由再生炉下方出料后随即落入急冷槽中，急冷槽中大量的冷却水将再生活性炭出料降*可操作温度后送*吹送槽，再利用水力输送将再生炭吹送*活性炭新炭缓存槽，同时再补充新的活性炭以补充再生过程中损失的活性炭量。

（4）热再生炉的排气净化（环保）与热能回收利用（节能降耗）

再生炉是控制在氧气含量在1%以下运行的，故活性炭热再生炉排气含高浓度的CO与H2，须设置后燃烧室再加温*850-1100℃（视尾气排放指标调整），使废气完全氧化为CO2与H2O。后燃烧室排出的高温烟气具有热回收价值，通常采用废热锅炉回收烟气余热并生产再生过程所需的工艺蒸汽，依照我司的操作经验每日再生一吨活性炭每小时可回收约150kg的蒸汽。

中轴冷却风经过中轴时会产生升温，将该部分加热后的风作为助燃风的一部分可升高助燃风的温度，节约燃气用量。

烟尘(Dust)

系统烟尘防治是利用布袋除尘及湿式洗涤塔双重除尘设计，选择适合的布袋基本上可有效去除99.9%的粉尘污染物，目前布袋除尘也是**被证实可有效去除PM2.5的设备，布袋除尘后的湿式洗涤塔也可将烟尘利用水对烟尘的吸着力将小粒子聚集成大粒子洗到循环水中排出。

酸性气体(Acid Gas)

系统的酸性气体是利用湿式洗涤塔以碱液喷淋的方式在洗涤塔中进行酸碱中和反应使烟气中的氯化氢从烟气中脱除，湿式洗涤塔的去除效率可达95%以上，同时可去除氯化氢、二氧化硫等多种酸性气体，废水成分含亚硫酸氢钠、亚硫酸钠的酸性盐分的混合液，废水排放*业主污水处理厂源头。

氮氧化物(NOx)

燃烧过程中所产生的氮氧化物主要分成3种，燃料氮氧化物(Fuel NOx)来源是燃料中的氮组分燃烧生成，瞬式氮氧化物(Prompt NOx)火焰中的CO及含氮有机气体离子作用生成以及热式氮氧化物(Thermal NOx)是在超过1500℃的高温环境下空气中的氮气与氧气自身作用生成，在本项目中由于采取的是**阶段缺氧再生第二阶段燃烧的清洁焚烧方式，因此氮氧化物的生成很少，再者二燃室的温度850℃-1100℃不及1500℃，因此热式氮氧化物生成量也不高，在本项目中我们还选择了低氮氧化物燃烧器。

根据不同项目中饱和活性炭所吸附物质种类及含量，实际运行过程中需要设置SNCR或者SCR脱硝装置，以减小后续烟气处理负荷，从而使烟气排放达到环保要求。因此本项目设置SNCR脱硝装置，在二燃室出口处增加喷枪，喷射尿素溶液，以降低烟气中NOx含量。

l 二噁英(Dioxin)

二噁英通常指具有相似结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物，属氯代含氧三环芳烃类化合物，包括75 种多氯代二苯并一对一二噁英和135种多氯代二苯并呋哺，缩写为PCDD/Fs。如果吸附物中含氯较多时需要考虑二噁英的产生。本系统在多段热解炉后端设计一后燃室与余热锅炉，再生产气自热解炉排出后随即进入后燃室，在后燃室中通入足量空气及辅助燃料将再生产生气加热*高850-1100℃以上使合成气在其中混合燃烧并令其停留2秒以上，使有机物完全转化为无害的CO₂及H₂O，并充分破坏可能产生的二噁英与二噁英前驱物。

后燃室出口的高温烟气随即进入余热锅炉中进行热回收，经热回收的烟气再进行喷水急冷降温*300度以下防止二噁英二次合成，降温后的烟气在进入到布袋除尘之前在烟道中直接喷注活性炭粉，在烟气中定期喷入粉末活性炭使活性炭在布袋表面形成碳粉层，利用此碳粉层可有效吸附二恶英，理论上在烟气二燃室中处于850-1100℃高温状态下停留时间2秒以上，二恶英已被破坏，为完全无二恶英排放活性炭粉配合布袋除尘将确保无二恶英排放。系统可根据被吸附物介质中的氯含量来分析是否设置二噁英消除装置。

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