[发明专利]一种颗粒活性炭吸附及再生集成处理方法

权利要求书

1.一种颗粒活性炭吸附及再生集成处理方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)吸附过程：

废水进入母液池经板框压滤机，去除原有母液中类似絮状物及焦油相关物质，进入到预处理进料罐；

在进料罐出口处安装进料泵，分别将预处理后废液从脉动吸附塔底部输送至吸附塔内，经颗粒活性炭吸附废水中有机物及其他成分后，由吸附塔上排口排出；

吸附塔底部环形布置有6台布水器，以保证废液能够匀速稳定的进入到吸附塔里；吸附塔顶部出水口均匀环形布置有8个出料口，出料口设有8个筛管过滤器，筛管过滤器的作用主要是防止颗粒活性炭随着经过过滤的水一同排出吸附塔；

为保证废水达到标准，废水在吸附塔中停留时间为0.5h～4h；

定期对一脱出水或二脱出水进行指标检测，主要检测废水COD及色度指标，该指标根据废水需要达到的指标设定；若检测到处理过的液体未达到处理标准则将处理液排入到母液池中重新处理，并更换脉动床下部饱和颗粒活性炭；

该脉动吸附塔的主要原理为从底部进水，上部排水，从顶部加炭，底部出炭，在整个吸附运行的过程中，吸附塔中下部的颗粒活性炭首先达到饱和，这时需要对吸附塔中下部的颗粒活性炭进行更换以保证对废液的处理效果；这时需要关闭废液进口阀门，打开脉动吸附塔底部的卸料阀，首先用溢流水反冲洗整个颗粒活性炭吸附塔，使水碳混合物含水量增加，加大其流动性；

当补入水量足够后，打开脉动床与吹脱罐连通的阀门，由于脉动床顶部与大气相连通，吸附塔中颗粒活性炭具有较大的流动性，在重力作用下，颗粒活性炭会落入到吹脱罐中，待饱和的颗粒活性炭排入到吹脱罐后关闭阀门；在吹脱罐排碳过程中，需要首先利用压缩空气将废碳里的酸液吹出，再用水对废炭冲洗三次，冲洗废水被排入母液池中重新进行吸附处理，再利用水将碳输送到废碳储槽中；

废碳槽中的废碳需要排出送入再生装置时，利用同样的机理先对废碳槽中的废碳进行反冲洗以增加废碳的流动性后依靠重力作用将废碳送入吹送槽，将反冲洗过程中过量的液体送入到溢流槽中；吹送槽与再生部分的加料系统螺旋去水机相连，实现颗粒活性炭吸附与再生的衔接，当吹送槽中废碳达到一定量后，利用水将其输送到废碳缓存槽中；

将吸附塔中的饱和颗粒活性炭排出后，需要对吸附塔进行补充新碳，补充新碳是由新碳槽经吹送槽输送到各个吸附塔中，而补充新碳的过程与吸附塔排碳过程类似，所不同的是利用吸附成品水作为新碳槽反冲洗用水和吹送槽输送碳用水，新碳槽中新碳的补充来源于再生部分经过处理过的再生碳，以实现整个系统颗粒活性炭的循环利用；

根据高浓度废水的不同类，对吸附柱进行多级串联设计，以达到废水更高排放标准；同时根据废水处理的目的不同，对废水进行一脱、二脱多级处理；排出的液体，根据废水的不同，一脱后达到回用标准的，直接废水回用；达到纳管标准的，排入污水处理厂纳管；其他废水如果一脱后，还需要进行资源化利用的，将废水进行中和其他反应，然后对该水体进行二次吸附脱除，以去除中和反应后产生的颜色或有机物相关物质；然后二脱后的水进行资源化提取利用；

(2)活化炉颗粒活性炭再生处理：

①、原理分析：

钢板制圆筒型炉体内衬耐火层，采用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，运转速度为0.5-3rpm，中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、及于相邻的下一段炉床从内侧往外侧交替搅拌并迁移，这里所述的侧向内侧称为“内耙”操作、从内侧往外侧称为“外耙”操作；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；

再生炉为直立式钢板制圆筒型，壳体内衬耐火材料，内部以耐火砖砌筑，由上而下区隔为六～十段炉床，每段炉床分别于炉床周围及中央设置有排出口，颗粒活性炭在炉床内之移动与搅拌，系由低转速中心轴带动，设于各层搅拌臂下方搅拌齿，由第1段炉床外侧移动至内侧排出口，落入第2段炉床内侧，第2段搅拌齿将颗粒活性炭，自炉床内侧移动至外侧排出口，落入第3段炉床内侧，如此交互运动至最底部炉床排出，由于搅拌齿的作用，颗粒活性炭在炉内与燃烧机高温烟气换热，并与再生用蒸汽发生高度对流-平流式多切变方式接触并发生传质和化学反应过程，设置于炉中央之中心轴及搅拌臂均为空气夹层设计，并由专用轴冷风机强制冷却以保护中轴和耙臂结构的材质和运行稳定性；

再生炉最底层出口下方设置急冷槽/强制夹套式冷却机，急冷槽用于在线式热再生技术系统，强制夹套式冷却机用于在线或离线式热再生技术系统；使再生颗粒活性炭冷却并脱气，之后进行直接回用；

②、处理阶段：

活化炉颗粒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10段炉中之第1、2、3段，在100～300℃温度下使颗粒活性炭之水分蒸发、干燥；

2)焙干阶段(BAKING)：于10段炉中之第4、5段，在400～600℃温度下将颗粒活性炭吸附于细孔内有机物质蒸发、炭化；

3)活化阶段(ACTIVATION)：于10段炉中之第6、7、8、9、10段，在800-1000℃高温通入蒸汽，使焙干阶段有机物炭化后残留在颗粒活性炭孔隙结构中的“残碳”发生水煤气反应：C+H₂O→CO+H₂而得以“清除”，其中该反应中所需的蒸汽由系统自产补给；颗粒活性炭的孔结构和内表面被“清扫”干净，吸附脱色性能恢复到与新炭接近的程度；

再生炉下方设置有急冷槽,再生后颗粒活性炭落入其中，实现急冷脱气，之后输送至颗粒活性炭补新炭槽等待下次连续操作；

工艺流程说明如下：

颗粒活性炭饱和之后，用水力将饱和颗粒活性炭经吹送槽吹送入再生炉上方之饱和颗粒活性炭废炭槽，饱和炭经由去水螺旋机按设定好的进料速度输送至再生炉中，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、适量的作用在颗粒活性炭表面上，以求达到最佳的活化效果；

经多段再生炉处理过的颗粒活性炭，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颗粒活性炭出料降至100℃以下可操作温度后送至吹送槽，再利用水力输送将再生炭吹送至补新炭槽，同时再补充新的颗粒活性炭已补充再生过程中损失的活性碳量；

(3)热再生炉的排气净化与热能回收利用：

多膛炉是控制在氧气含量在1％以下运行的，故颗粒活性炭热再生炉排气含高浓度的CO与H₂，须设置二燃室再加温至1100℃以上，使废气完全氧化为CO₂与H₂O，同时在二燃室顶部设置SNCR炉内脱硝装置，实现氮氧化物达标排放；后燃烧室排出的高温烟气具有热回收价值，通常采用余热锅炉回收烟气余热并生产再生过程所需的工艺蒸汽；

经废热回收排出之低温烟气中含有粉尘，这里所述的低温指温度低于280℃，粉尘为少量炭粉；硫化物相关污染物，这里所述硫化物指采用了含硫燃油、或者颗粒活性炭中的吸附质含有硫化物，在多膛炉再生装置系统中设有洗涤塔烟气净化设备；烟气净化流程为：余热利用后烟气，经过急冷塔，防止二噁英产生，后烟气进入圆形布袋除尘器，经布袋除尘后烟气进入湿法脱硫系统，对烟气中的氮氧化物、酸性气体进行吸收处理，然后烟气进入脱白除雾器，进一步对烟气中的粉尘有害物质降级50％，并实现无烟排放。