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下载文档送完整 纸， 14951605 或 1304139763 下载论文送 纸， 14951605 或 1304139763 河 北 建 筑 工 程 学 院 本科毕业设计（论文） 题 目 400 型 直热式 式 活性炭 再生炉设计 学 科 专 业 机械设计制造及自动化 班 级 机 092 姓 名 黄一剑 指 导 教 师 王占英 任玉灿 辅 导 教 师 下载文档送完整 纸， 14951605 或 1304139763 下载论文送 纸， 14951605 或 1304139763 摘要 活性炭 是一 种无毒无味，具有发达细孔结构和巨大比表面积的优良吸附剂。因此，活性炭 可以 重新恢复吸附活性，重复使用，具有重要的意义。 活性炭 再生炉的功能是除去吸附的杂质，使 活性炭 重新恢复吸附活性。 国内 活性炭 再生设备随着市场的需求向能耗低、效率高、 活性炭 损失少、再生效果好、性能参数可调、自动化程度高、规格种类较齐全的方向发展。 直热式 活性炭 再生炉的主要组成有再生炉体、 进料装置 、 出 料 装置 、支架和辅助机构等。 进料装置和出料装置的核心机构都是螺旋输送机。它控制着进料和出料的速度。由于本设计的难题之一是协调进料的速度和出料的速度两 者之间的关系，而由两个同种型号的螺旋输送机控制速度就为解决这个问题提供了很大的方便。 活性炭 高温热再生方法是通过加热对 活性炭 进行热处理，使 活性炭 吸附的有机物在高温下 活性炭 化分解，最终成为气体逸出，从而使活性炭 得到再生。高温加热再生在除去 活性炭 吸附有机物的同时，还可以除去沉积在 活性炭 表面的无机盐，而且使 活性炭 的新微孔生成，使 活性炭 的活性得到根本的恢复。 直热式是利用 活性炭 的导电性和电阻性直接对 活性炭 进行加热升温，使杂质进行脱附。 本次设计主要是使活化前的 活性炭 能通过螺旋输送装置和料槽按既定的速度进入炉体，炉体通过 支架能够固定和易于拆装和活化后的 活性炭 通过叶片均匀的进入冷却装置。 关键词： 活性炭 再生 再生炉 直热式 下载文档送完整 纸， 14951605 或 1304139763 下载论文送 纸， 14951605 或 1304139763 is a of of It of is of to to of is of is of It is of is a It of is of of of by of of a to is by to of of in so of in of of at on of on of is is to to to is to of to be by to of by 载文档送完整 纸， 14951605 或 1304139763 下载论文送 纸， 14951605 或 1304139763 目录 第 1 章 前言 1 第 2 章 活性炭 2 性炭 的概念 2 性炭 的 分类 2 性炭 的应用 4 第 3 章 活性炭 的再生 6 性炭 再生的意义 6 性炭 再生的方法 7 温加热再生的几种装置 10 洗 23 第 4 章 直热式 活性炭 再生炉设计 25 体设计 25 料部分设计 27 料系统设计 34 架部 35 助系统和操作 36 第 5 章 活性炭再生评价 36 生效果 36 生次数 37 第 6 章 设计小 结 38 参考文献 42 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 1 设计项目 计算与说明 结果 第 1 章 前言 活性炭 由于具有吸附、催化和一定的化学反应性能，同时又具有物理、化学的相对稳定性 ，广泛应用于所有国名经济。从 13世纪欧洲人用 活性炭 精制糖液开始，到目前为止，在我国和许多发展中国家中，所有的甜味剂、调味品、食用 油脂、饮料、原料药和西药都使用 活性炭 进行脱色精制。在环保事业中 正发挥着不可替代的作用。而正因为 活性炭 的大量使用，所以它的需求量也快速地增加。现在，仅仅依靠生产出来的 活性炭 已远远不能满足人们的日益增长的需求。并且， 活 性炭 的原料主要是木材、煤和石油。大肆砍伐树木会对环境造成巨大的破坏：而煤和石油的价格又太高，用它们制备 活性炭 ，会导致 活性炭 的成本过高。因此， 活性炭 的再生装置的出现成了必然。 活性炭 再生炉是 活性炭 再生的一种重要的设备。 它的形式有很多，回转式 活性炭 再生炉、自生电热式活性炭 再生炉和直热式 活性炭 再生炉 等 都是属于此类。而本文设计的对象就是直热式 活性炭 再生炉。 直热式就是利用 活性炭 的导电性和电阻性直接对 活性炭 进行加热升温，使杂质进行脱附。 该设备处理能力为 1200，以无烟煤或焦 活性炭 为燃料，采用自动监视 和调节控制再生的温度、给料量、转筒转速、氧含量和炉内压力等工艺参数，真正做到随时监视、使再生始终处于最佳的工艺参数控制下。 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 2 设计项目 计算与说明 结果 原料来源分 制造方法分 第 2章 活性炭 性炭 是什么 活性炭 是以含 活性炭 量较高的物质，如煤、果壳、木材、骨、石油残渣等为原料烧制而成的 活性炭 化物，经专业的活化处理，形成丰富的微孔，使其比表面积及吸附能力达到一定的要求，这就是 活性炭 。 活性炭可分为脱色 活性炭 、水净化 活性炭 、空气净化 活性炭 、重金属回收 活性炭 等。用途广泛，是优质的吸附材料。 性炭 的分类 由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同 ,活性炭 品种不下千种。 按原料来源分 ,活性炭 可分为木质 活性炭 (如椰壳 活性 炭 、杏壳 活性炭 、木质粉 活性炭 等 )、 矿物质原料 活性炭 (各种煤和石油及其加工产物为原料制成的 活性炭 )、其它原料制成的 活性炭 (如废橡胶、废塑料等制成的 活性炭 )。 性炭 将含碳原料与某些化学药品混合后进行热处理，制取 活性炭 的方法叫化学法。用化学法生产的 活性炭又称为化学法 活性炭 或化学 活性炭 。 可以作为化学法的化学药品又称作活化剂，活化剂有氯化锌、氯化钙、碳酸钾、磷酸、磷酸二氢钾、硫化钾、硫酸、氢氧化钾、氢氧化钠、硼酸等，总 而言 之 ， 许多酸、碱、盐都可以用作活化剂，主要从 活性炭 的性能和经济性来考虑采用何 种活化剂。 一般说来，化学 活性炭 的孔隙中次微孔、中孔（即孔直径或孔宽大于 米的孔隙）较发达，主要用于液相吸附精制和溶剂回收的气相（蒸汽）吸附场合。 化学法制造 活性炭 由于加入了化学药品在制造过程中应当极其重视环境保护以及产品中可能存在河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 3 设计项目 计算与说明 结果 外观形状分 微量 的不是 原料 的物质 带入的元素的影响问题 。 性炭 以 活性炭 为原料用水蒸汽、二氧化碳、空气（主要是氧）或它们的混合物（烟道气）为活化介质，在高温下（ 600 1000 ）进行活化制取 活性炭 的方法叫物理法。物理法制造的 活性炭 叫物理法 活性炭 ，也称作物理 活性炭 。 一般说来物理 活性炭 的微孔（米的孔隙）发达，主要用于气相吸附场合或小分子液相吸附场合。 1 粉状 活性炭 一般将 90%以上通过 80 活性炭 通称粉状 活性炭 或粉状 活性炭 。粉状 活性炭 在使用时有吸附速度较快，吸附能力使用充分等优点，但需专有的分离方法。随着分离技术的进步和某些应用要求的出现，粉状 活性炭 的粒度有越来越细化的倾向，有的场合已达到微米甚至纳米级。 2 颗粒 活性炭 通常把粒度大于 活性炭 称作颗料 活性炭 。 颗粒 活性炭 通常分为 不定型颗粒 活性炭 、圆 柱形活性 活性炭 和球形 活性炭 3 不定型颗粒 活性炭 不定型颗料 活性炭 一般 是 由 颗 粒 状 的 活性炭 原料经 活性炭 化、活化，然后破碎筛分至需要粒度制成，也可以用粉状 活性炭 加入适当的粘结剂 再 经适当加工而成 。 4 圆柱形 活性炭 圆 柱形 活性炭 又称柱状 活性炭 ，一般由粉状原料和粘结剂 再 经混捏、挤压成型再经 活性炭 化、活化等工序制成。也可以用粉状 活性炭 加粘结剂挤压成型。而 柱状 活性炭 也 有实心 的 和中空 的 之分，中空柱状 活性炭 是 活性炭 内有人 为加工 的一个或若干个有规则河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 4 设计项目 计算与说明 结果 其应用场合分 空气领域的应用 的小孔 。 5 球形 活性炭 顾 名思义 ， 球形 活性炭 就 是 圆 球形的 活性炭 ，它的制取方法 与柱状 活性炭 类似，但有成球过程。也可以用液态含碳原料经喷雾造粒、氧化、 活性炭 化、活化制成，还可以用粉状 活性炭 加粘结剂成球加工而成。球形 活性炭 也有实心 的 和空心 的 球形 活性炭 之分。 前已述及 活性炭 广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的日常生活，正因为如此，按 活性炭 应用场合进行分类是很困难的，问题在于同一种 活性炭 可以应用于多 种场合，而某种场合又可以用多种 活性炭达到相同的目的。人们往往是通过它的 应用来获得对活性炭 的认识的，所以往往在 活性炭 词语前冠 以 活性炭 也作为的定俗成的 活性炭 的模糊分类方法。如糖用 活性炭 、针剂 活 性炭 、味精 活性炭 、净水 活性炭 等等。 性炭 的应用 活性炭 由于具有吸附、催化和一定的化学反应性能，同时又具有物理、化学的相对稳定性。广泛应用于几乎所有国民经济部门和人们的目常生活。 活性炭 在气（汽）相吸附中的大规模应用是从第一次世界大战中的毒气防护开始的。此后，逐渐向其他领域扩展，归纳起来其主要应用如下。 防毒面具、口罩和防护服 就 是 活性炭 应用的典型代表 。 ）体的净化、精制和分离 空气净化、空气的氮、氧吸附分离和纯化；工业氢的 高 压吸附分离和提纯；溶剂回收；烟气中去除二氧 化硫和氮氧化合物；空调；航天和深海潜艇的工作环境的气体净化等部离不开 活性炭 。 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 5 设计项目 计算与说明 结果 液体领域的应用 环境保护中的应用 活性炭 最早的应用是从欧洲人精制糖液 才 开始的。现在 活性炭 在液相吸附中的应用乙遍及许多工业部门和人们的日常生活 。 所有甜味剂、调味品、食用油脂、饮料都使用 活性炭 进行脱色精制。到目前为止，这方面的应用仍然是 活性炭 最广阔的市场之一，特别是正在实现工业化的我国和许多发展中国家。 所有人工合面和生物制药的原料药，尤其是西药都采用 活性炭 进行脱色精制。 活性炭 吸附的主要作用是去除杂质、提高纯度和去除致热源。 这是 活性炭 又一广大市场之一。 3 化学工业和其它工业中的应用 活性炭 在石化工业中的油品精制、脱硫、脱臭、催化剂载体；无机化工中的含用和医药 的 制品的精制提纯； 冶金 工业中特别是湿法冶金中的金、铂等贵金属的提取以及染织工业中的染料、媒染剂等都逐渐使用 活性炭 ，是近几十年来 活性炭 新开发的市场。 活性炭 在石化工 业中的油品精制、脱硫、脱臭、催化剂载体；无机化工中的含用和医药的 制品的精制提纯； 冶金 工业中特别是湿法冶金中的金、铂等贵金属的提取以及染织工业中的染料、媒染剂等都逐渐使用 活性炭 ，是近几十年来 活性炭 新开发的市场。 活 性炭 的应用中，从上世纪六、七十年代起环境保护逐渐成为 活性炭 最大的消费领域，包括气、液相吸附的环保用 活性炭 往往占发达国家总用量的 60%以上。环保中的气相处理是各种工业生活废气的净化和回收有用溶剂。环保中的液相 的吸 附处理中主要用于人们生活的上、下水和工业废水的处理上。发达国家的人们的饮用水、城市生活废水、工业废水基本上都采用包括 活性炭 处理在内的三级净化，发达国家用河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 6 设计项目 计算与说明 结果 高新技术领域中的应用进展 于水处理的 活性炭 约占其总用量的 40 50%。我国开始重视环境问题，预期不远将来， 活性炭 在我国水处理中将获得跃式的发展。 近二十年来高新技术已成 世界各国 在 经济发展中， 竞技 最激烈的领域 。科技的迅速发展促进了 活性炭 的发高比表面、高孔容、高吸附容量的高性 能 活性炭 、超细 活性炭 、 活性炭 各种各样的制品不断涌现。而这些 活性炭 新品系在高新电子电极、新型催化剂截体、电能和高能量密度物质（如压缩或液化氢气、天然气等）和贮存。电动汽车、功能性绿色环保等诸多领域的应用都屡见有关文献，不少已投放市场。我国的 活性炭 工作者也在不懈努力，有些方面已取得突破，可以预期在新世纪里我国 活性炭 在高新技术领域将占有一席之地 。 第 3 章 活性炭 的再生 性炭 为什么要再生 活性炭 作为一种吸附剂在历 史上已广为人知，从古印度人用木 活性炭 过滤水、到 纪食糖溶液的提纯，直至 纪末人们发现 活性炭 对气体的吸附能力及水溶液的脱色能力 活性炭 得到了广泛的应用。随之 活性炭 的生产得到了很大发展，仅 仅依靠单独 的生产是远远不够的。作为 活性炭 的主要原材料，煤和木材并不是可以无限地开采下去；同时，废活性炭 也对生态环境造成了严重的负担 。 活性炭 对于毒素、有害有机物质、重金属、色素的优异吸附作用及使用中安全、可靠、经济已被公认为“没有任何其他药剂能取代”早在制药、化工、食品、电子等工业得到广泛应用当前“环境保护和生产安全 ” 已将 活性炭 吸附工艺作为控制污染的主要手段。并应用于饮用水深度净化，有毒废水废气无害化和废水回用等处理中。然而 活性炭 价格昂贵，再生难度大，特别在环境保护事业中， 活性炭 的再生已成为其能量广泛应用的关键 。 活性炭 在环保、电力、制药及黄金生产等行业的河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 7 设计项目 计算与说明 结果 剂洗脱的化学法 生产活动中都要大量地使用，而根据其性质，在生产过程中 活性炭 在使用一段时间后活性下降，从而造成生产工艺指标的降低。因此必须对其进行活化再生处理以恢复其活性，从而达到节能减排和增大企业经济效益的目的。 性炭 的再生方法 活性炭 在水处理运行中存在使用量大、价高的问题 ，其费用往往占运行成本 30 用过的 活性炭 不经处理即行废弃，不仅对资源是很大的浪费，还将造成二次污染。因此，将用过的饱和 活性炭 进行再生具有显著的经济价值。 活性炭 再生 (或称活化 )，是指用物理或化学方法在不破坏 活性炭 原有结构的前提下，将吸附于 活性炭 微孔的吸附质子以去除，恢复其吸附性能，达到重复使用目的。 对于高浓度、低沸点的有机物吸附质，应首先考虑化学法再生。 采用药剂洗脱的化学再生法，有时可从再生液中回收有用的物质，再生操作可在吸附塔内进行， 活性炭 损耗较小，但再生不太彻底，微孔易堵塞，影响吸附性能的恢复 率，多次再生后吸附性能明显降低。 1 无机药剂再生 无机药剂再生 是指用无机酸 (硫酸、盐酸 ) 或碱(氢氧化钠 )等药剂使吸附质脱除，又称酸碱再生法。例如吸附高浓度 的 酚的 活性炭 ，用氢氧化钠溶液洗涤，脱附的酚以酚钠盐形式被回收，。吸附废水中重金属的 活性炭 也可用此法再生，这时再生药剂使用。 2 有机药剂再生 用苯、丙酮及甲醇等有机溶利，萃取吸附在 活性炭 上的吸附质。例如吸附高浓度酚的 活性炭 也可用有机溶剂再生。焦化厂煤气洗涤废水用 活性炭 处理后的饱和 活性炭 也可用有机溶剂再生。 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 8 设计项目 计算与说明 结果 物再生法 式氧化法 解氧化法 热再生法 利用经过驯化培养的菌种处理失效的 活性 炭 ，使吸附在 活性炭 上的有机物降解并氧化分解成 复其吸附性能，这种利用微生物再生饱和 活性炭 的方法，仅适用于吸附易被微生物分解的有机物的饱和 活性炭 ，而且分解反应必须彻底，即有机物最终被分解为 则有被 活性炭 再吸附的可能。如果处理水中含有生物难降解或难脱附的有机物，则生物再生效果将受影响。 近年来利用 活性炭 对水中有机物及溶解氧的强吸附特性，以及 活性炭 表面作为微生物聚集繁殖生长的良好载体，在适宜条件下，同时发挥 活性炭 的吸附作用和微生物的生物降解作用，这种协同作用的水处理技术称为生物 活 性炭 (这种方法可使 活性炭 使用周期比通常的吸附周期延长多倍，但使用一定时期后，被 活性炭 吸附而难生物降解的那部分物质仍将影响出水水质。因此在饮用水深度处理运行中，过长的 活性炭 吸附周期将难以保证出水水质，定期更换 活性炭 是必须的。 这种再生法通常用于再生粉末 活性炭 ，如为提高曝气池处理能力投加的粉末 活性炭 。将吸附饱和的 活性炭 浆升温至 200 250 ，通入空气加压至 (300700) 反应塔内被 活性炭 吸附的有机物在高温高压下氧化分解，使 活性 炭 得到再生。再生后的活性炭 经热交换器冷却后，送入储 活性炭 槽再回用。有机物碳化后的灰分在反应器底部集积后定期排放。 利用电解时产生的新生态 O， 强氧化剂，使 活性炭 吸附的有机物氧化分解。但在实际运行中，存在金属电极腐蚀、钝化、絮凝物堵塞等问题。而不溶性电极 阻高、耗电大等缺点，因此尚未见在实践中应用。 根据有机物在加热过程中分解脱附的温度不同，加热再生分为低温加热再生和高温加热再生。 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 9 设计项目 计算与说明 结果 对于吸附沸点较低的低分子碳氢化合物和芳香族有机物的饱和 活性炭 ，一般用 100 200 水 蒸汽吹脱使 活性炭 再生，再生可在吸附塔内进行。脱附后的有机物蒸汽经冷凝后可回收利用。常用于气体吸附的 活性炭 再生。蒸汽吹脱方法也用于啤酒、饮料行业工艺用水前级处理的饱和 活性炭 再生 。 在水处理中， 活性炭 吸附的多为热分解型和难脱附型有机物，且吸附周期长。高温加热再生法通常经过 850 高温加热，使吸附在 活性炭 上的有机物经碳化、活化后达到再生目的，吸附恢复率高、且再生效果稳定。因此，对用于水处理的 活性炭 的再生，普遍采用高温加热法。经脱水后的 活性炭 ，加热再生全过程一般需经过下述 3 个阶段。 干燥阶段。将含水率在 50 86的湿 活性炭 ，在 100温度下加热，使 活性炭 粒内吸附水蒸发，同时部分低沸点有机物也随之挥发。在此阶段内所消耗热量占再生全过程总能耗的 50 70 。 焙烧阶段，或称碳化阶段。粒 活性炭 被加热升温至 150 700 。不同的有机物随温度升高，分别以挥发、分解、碳化、氧化的形式，从 活性炭 的基质上消除。通常到此阶段，再生 活性炭 的吸附恢复率已达到 60 85。 活化阶段。有机物经高温碳化后，有相当部分碳化物残留在 活性炭 微孔中。此时碳化物需用水蒸汽、二氧化碳 等氧化性气体进行气化反应，使残留碳化物在 850 左右气化成 气体。使微孔表面得到清理，恢复其吸附性能。 残留碳化物与氧化性气体的反应式如下： C + C + 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 10 设计项目 计算与说明 结果 层式 C + 2 高温再生过程中，氧对 活性炭 的基质影响很大，因此必须在微正压条件下运行。过量的氧将使 活性炭烧损灰化，而过低的氧量又将影响炉内温度和再生效果。因此，一般的高温加热再生炉内对氧必须严格控制，余氧量小于 1 ， 量为 2 5 左右，水蒸汽注入量为 0 2-1 性炭 (根据炉型确定 )。 活性炭 再生设备的优劣主要体现在：吸附恢复率、 活性炭 损率、强度、能量消耗、辅料消耗、再生温度、再生时间、对人体和环境的影响、设备及基础投资、操作管理检修的繁简程度。 此外，任何 活性炭 高温加热再生装置中都需要妥善解决的是防止 活性炭 粒相互粘结、烧结成块并造成局部起火或堵塞通道，甚至导致运行瘫痪的现象。 温加热再生的几种装置 高温加热 活性炭 再生系统，由脱水装置、 活性炭输送、高温加热再生装置、 活性炭 冷却、废气处理、活性炭 贮罐组成。此外还有加热所需的热源，如燃油、天然 气、煤气或焦 活性炭 以及电力、蒸汽锅炉。其中以再生装置为主。 加热再生装置有多种形式。目前国内外使用较多的有多层式、回转式、流化床式、移动床式等。 多层式再生炉 又 被 称 为 立式多段再生炉，或称多层耙式炉。主要用于再生粒状 活性炭 ，在美国采用较普遍，国内也有引进。适用于大型 活性炭 再生，一般再生量都大于 2t d。其特点为：用天然气或油作燃料，水蒸汽活化，由炉顶部供饱和 活性炭 ，用转动的粑臂将活性炭 推送至下一层，由上至下 6 层 (或 8 层 )。 (1)干燥段。第 1 3 层，停留时间 15温 100700 。 (2)焙 烧段。第 4 层，停留时间 5 温河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 11 设计项目 计算与说明 结果 转式 化床式 动床式 700 800 (3)活化段。第 5 6 层，停留时间 10温 800 900 。此段内通水蒸汽活化。再生 活性炭 用水槽急冷后排走。再生 活性炭 碘值恢复率 86一 95 ， 活性炭 再生损耗率 7 15 (因为既有烧损又有转耙磨耗 )。蒸汽耗量 1 性炭 ，总能耗 4 925 性炭 (折合电耗 5 72 kWh 性炭 )。 回转式再生炉 又称转炉，有一段式或二段式，有内燃式直接加热或外燃式间接加热。内燃式 活性炭 再生损耗较大，外燃式效率较低，活化段须微 正压且通水蒸汽活化。干燥段用内燃式转炉，焙烧、活化段用外燃式转炉 、 燃烧 。 回转式再生装置操作较简单，一段式转炉炉体长达 15m，所以炉体往往要变形，活化段温度升至 750 后不易再上升，再生恢复率与达到的最高温度有关。停留时间 3 4 h， 活性炭 再生损耗率 5 7 ，总能耗 7 899 性炭 (折合电耗 9 18 kWh 性炭 )。 流化床式再生炉 又称流化床再生炉，有内燃式及外燃式两种，有一段或多段。国外用于再生粉末 活性炭 及球形 活性炭 。 燃烧重油或煤气，并从炉底通入水蒸汽，使 活性炭 呈流化状态。 活性炭 自上而下流动，完成干燥、焙烧、活化 (800 900 )。这种炉型的炉温、水蒸汽投加量与流化状态调节困难，再生损耗率7 10 ，再生时间 7 10h，总能耗 3 326 11 341 性炭 )(折合电耗 3 87 13 18 h 性炭 )。 移动床式再生炉 又称 立式移动床再生炉。再生部分由两层不锈钢管组成， 活性炭 自上而下在两管隔层中移动，内管道水蒸汽在活化段由细孔排至隔层中，与 活性炭 进行氧化反应。外管与燃烧室接触，将热量河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 12 设计项目 计算与说明 结果 加热再生装置 传导至 活性炭 ，再生气体由上部通气孔排出至燃烧室处置，尾气由旁置烟 囱排除。炉底有盘式出料装置将再生 活性炭 排出。这种炉型构造简单、操作管理较方便，由于再生时间长达 6h，所以炉体高 12m，水蒸汽量为 0 2，燃气温度入口 1 000 ，出口 70 80 ，再生损耗 3 4 ，总能耗约 6 950 折合电耗 8 07 kWh ，热回收型总能耗 3 360 折合电耗 3 9kWh 。 国内研制的盘式炉也属移动床式。 活性炭 自上而下，在由中空的料盘叠成的管状通道中移动，再生气体由料盘缝隙排出。以重柴油作燃 料，炉膛燃烧室温度达 1 110 1 300 ，热量从料盘及料盘缝隙传至 活性炭 ，水蒸汽自炉底通入。 活性炭 在炉膛内得到再生。 以电作能源的高温加热再生装置，有微波炉、远红外炉及直接通电式再生炉。 微波 加热 是由磁控管 (或速调管 )通过电压的周期性变动而产生，使微波吸收体的内部极性分子高速反复运动产生热能。再生炉体为微波谐振膛。用于干燥或加热工艺的微波频率为 970 450 波再生的优点是微波使 活性炭 自身发热，加热速度快，可迅速达到再生要求的高温，装置体积小。缺点是炉膛内加热不 易均匀 (微波能量吸收不均匀 )，有时产生 活性炭 烧结现象。此外，微波辐射需要较好的屏蔽，当漏能功率大于 0 01 w 触时间在 6人体的健康有损害。在微波产生、输送过程中，磁控管本身消耗 30 40 的功率，再生能耗一般为 1 虽然有这些缺点，但是微波加工还是一种实用的再生方法。 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 13 设计项目 计算与说明 结果 远红外线加热，一般用于干燥 活性炭 ，也有用于再生的，其效果取决于被加热物体对各特定波长的红外线的吸收能力。辐射体一般是用碳化硅板加涂料，二者辐射波长的匹配将直接影响加热 效率。当涂料为三氧化二铁和氧化锆组合时，再生能耗约为1 性炭 。 直接通电加热再生装置 是利用 活性炭 自身具有的电阻和 活性炭 颗 粒 之 间 的接触电阻，使 活性炭 产生焦耳热，逐渐达到再生温度，再通入水蒸汽进行活化。在 日本 ， 此类 的 再生炉 分成 间歇式和连续式。图 3活性炭 在炉内停留6h，再生碘值恢复率 94 96 ，再生损耗率 1一3 ，采用蒸汽活化，蒸汽量折合电耗为 0 5kWh 性炭 。脱臭电耗 0 05 kWh 性炭 。再生电耗 1 kWh 性炭 ，总能耗为 1 59kWh 性炭 。 图 3示为国内研制的直接通电加热再生装置，为二段式连续再生装置，再生饮用水深度处理后的饱和 活性炭 。干燥段由电加热室将空气加热至200 ，而后热空气进入流化床干燥器底部，将湿 活性炭 干燥 1 h，使湿 活性炭 含水量 (干基 )由 76 降至图 3续式直接通电再生装置 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 14 设计项目 计算与说明 结果 6 ，耗电 1 55 性炭 ，干 活性炭 再进入有效断面 0 11m，有效高度为 3 0 m 的直接通电加热再生炉，停留时间 14 成焙烧、活化。耗电 0 22 kWh 性炭 ，总耗电量为1 77kWh 性炭 。碘吸附恢复率可达 9698 ，再生总损耗率为 3 1976 年运行至今情况良好。 微波是由磁控管 (或速调管 )通过电压的周期性变动而产生，使微波吸收体的内部极性分子高速反复运动产生热能。再生炉体为微波谐振膛。用于干燥或加热工艺的微波频率为 970 2450 种。微波再生的优点是微波使 活性炭 自身发热，加热速度快，可迅速达到再生要求的高温，装置体积小。缺点是炉膛内加热不易均匀 (微波能量吸收不均 匀 )，有时产生 活性炭 烧结现象。此外，微波辐射需要较好的屏蔽，当漏能功率大于 0 01 w 触时间在 6人体的健康有损害。在微波产生、输送过程中，磁控管本身消耗 30 40的功率，再生能耗一般为 1 46h 性炭 。 碘吸附恢复率可达 96 98 ，再生总损耗率为 3 ， 1976 年运行至今情况良好。 图 3续式直接通电加热再生装置 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 15 设计项目 计算与说明 结果 国内研制成功的 活性炭 强制放电再生方法及装置已应用在黄金矿山、热电厂、啤酒、饮料、化工等行业的 活性炭 再生多年，其原理见图 3生量为100 h 的 强 制 放 电 再 生 炉 平 面 尺 寸 仅 度为 年来放电高温再生方法又有新的创新 频放 电脉动再生装置 (专利号 使放电高温再生装置效率更高，体积更小，再生量为 100l.2 m，高度仅 2.0 m。是一种值得推广的 活性炭 再生装置。放电再生所以具有卓越效果，在于放电过程中有下述功能： (1)高温使吸附的有机物迅速气化、碳化。 (2)放电孤隙中的气体热游离和电锤效应，使 活性炭 吸附物被瞬间电离而分解。 (3)放电形成的紫外线，使 活性炭 粒间空气中的氧有部分产生臭氧 ，图 3段式连续再生装置 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 16 设计项目 计算与说明 结果 对吸附物起放电氧化作用。 (4)吸附水在瞬间成为过热水蒸汽，与碳化物进行水性氧化反应。 溶剂再生法 是利用 活性炭 、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关系，通过改变温度、溶剂的 等条件，打破吸附平衡，将吸附质从 活性炭 上脱附下来。根据所用溶剂的不同可分为无机溶剂再生法和有机溶剂再生法。前者用无机酸 ( )或碱( )作为再生溶剂。厦门大学叶李艺等研究了苯酚和对氯苯酚水溶液在 活性炭 上的吸附平衡关系，同时采用间歇和固定床连续法研究了吸附苯酚后的活性炭 碱再生工艺过程，以及多次 再生对 活性炭 再生效率的影响，探讨了碱性溶剂再生 活性炭 的初步规律。南京化工大学材料科学和工程学院张果金和周永璋等利用一种新型有机再生溶剂对印染废水处理中的 活性炭 进行再生；后者用苯、丙酮及甲醇等有机溶剂，萃取吸附在 活性炭 上的吸附质。溶剂再生法一般比较适用于那些可逆吸附，如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性较强，往往一种溶剂只能脱附某些污染物，而水处理过程中的污染物种类繁多，变化不定，因此，一种特定溶剂的应用范围较窄。 图 3制放电再生装置 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 17 设计项目 计算与说明 结果 对于高浓度、低沸点的有机物吸附质，应首先考虑化学法再生。无机药剂再生，是指用无 机酸 (硫酸、盐酸 ) 或碱 (氢氧化钠 )等药剂使吸附质脱除，又称酸 碱再生法。例如吸附高浓度酚的 活性炭 ，用氢氧化钠溶液洗涤，脱附的酚以酚钠盐形式被回收 ，再生工艺流程见图 3附废水中重金属的 活性炭 也可用此法再生，这时再生药剂使用 。有机溶剂再生 ，用苯、丙酮及甲醇等有机溶利，萃取吸附在 活性炭 上的吸附质。 再生工艺流程见图 3例如吸附高浓度酚的 活性炭 也可用有机溶剂再生 ， 焦化厂煤气洗涤废水用 活性炭 处理后的饱和 活性炭 也可用有机溶剂再生。 采用药剂洗脱的化学再生法，有时可从再生液中回收有用的物质，再生操作可在 吸附塔内进行， 活性炭 损耗较小，但再生不太彻底，微孔易堵塞，影响吸附性能的恢复率，多次再生后吸附性能明显降低 。 近年来利用 活性炭 对水中有机物及溶解氧的强吸附特性，以及 活性炭 表面作为微生物聚集繁殖生长的良好载体，在适宜条件下，同时发挥 活性炭 的吸附作用和微生物的生物降解作用，这种协同作用的水处理技术称为生物 活性炭 (这种方法可使 活性炭 使用周期比通常的吸附周期延长多倍，但使用一定时期后，被 活性炭 吸附 图 3机药剂再生工艺流程 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 18 设计项目 计算与说明 结果 而难 生物降解的那部分物质仍将影响出水水质。 因此在饮用水深度处理运行中，过长的 活性炭 吸附周期将难以保证出水水质，定期更换 活性炭 是必须的 ,电化学再生法是一种正在研究的新型 活性炭 再生技术。该方法将 活性炭 填充在 2 个主电极之间，在电解液中，加以直流电场， 活性炭 在电场作用下极化，一端成阳性，另一端呈阴性，形成微电解槽，在 活性炭 的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应，吸附在 活性炭 上的有机物大部分因此而分解，小部分因电泳力的作用发生脱附。厦门大学化学工程系张会平、傅志鸿等研究了 对苯酚在 活性炭 上的吸附平衡的影响以及 活性炭 在不同电极上的电化学再生效率的 影响。他们结合有关研究结果分析认为， 活性炭 的电化学再生过程机理中包括电脱附， 再生， 学氧化等过程，实验结果表明，电化学再生 活性炭 ，具有较高的再生效率，可达到 90%。此外，对工艺参数的研究表明，再生位置是 活性炭 再生工艺中重要的影响因素，电解质 是较重要的影响因素，再生电流和再生时间对 活性炭 的电化学再生也有一定的影响。该方法操作方便且效率高、能耗低，其处理对象所受局限性较少。若处理工艺完善，可以避免二次污染。 图 3机溶液再生工艺流程 河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：王占英 任玉灿 设计题目： 400 型直热式活性炭再生炉设计 设计人：黄一剑 19 设计项目 计算与说明 结果 活性炭 电化学再生装置包括壳体，在壳体的上、下部分别安装有将壳体自上而下依次 分成出水室，电化学反应室和进水室的第一水力分布板和第二水力分布板，在电化学反应室的内壁装置阴极，中心设置阳极。电化学再生在常温常压下进行，将待再生处理的 活性炭 填充于阴阳两极间，将每升水中含 1解质， 为 2电解液从壳体底部泵入，依次流经进水室，下部水力分布板、电化学反应器，上部水力分布板、出水室至壳体顶部流出，流量控制在 1 活性炭 处于流化状态。本发明通过强化传质使 活性炭 流化，并利用电催化产生的强氧化物质快速高效降解 活性炭 表面的有机污染物，从而提高再生效率。 湿式氧化再生法是指在高温高压的条件下，用氧气或空气作为氧化剂，将处于液相状态下 活性炭 上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法。湿式氧化再生 活性炭 技术是 20世纪 70年代发展起来的一种新工艺，主要在美国和日本研究较多。 对湿式氧化再
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