活性炭在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的滯留時(shí)間可以通過回轉(zhuǎn)速度來調(diào)節(jié)。對(duì)于外熱式回轉(zhuǎn)爐而言,由于耐熱金屬的原因,溫度的調(diào)節(jié)范圍比較窄。對(duì)于內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐,由于受爐內(nèi)再生氣體的組成與流速的限制,通入的水蒸氣量也有一定的限制。因此,關(guān)于活性炭性能的恢復(fù)狀況問題要根據(jù)回轉(zhuǎn)爐的實(shí)際情況,用改變加料量等方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。
為了防止再生尾氣的二次污染,對(duì)尾氣進(jìn)行一定的處理。雖然原則上要根據(jù)活性炭上所吸附的有機(jī)物質(zhì)的種類來決定處理方式,但一般由于尾氣中可能造成大氣污染的主要成分為吸附質(zhì)自身或者是吸附質(zhì)分解所產(chǎn)生的焦油等以及粉化的活性炭,因此采用設(shè)置二次燃燒室的方法即可將這些污染成分除去90%以上。除設(shè)置二次燃燒室以外,也有設(shè)置濕式洗滌器來除去煙塵的方法,但是當(dāng)煙氣中含有某些含氮有機(jī)物的時(shí)候即難以將氣味除去。在對(duì)尾氣的處理中要考慮吸附物質(zhì)分解、燃燒時(shí)生成的SO.及NO,等問題,同時(shí)二次燃燒室應(yīng)具有良好的保溫功能,以便讓煙塵及臭氣達(dá)到完全燃燒。
活性炭再生裝置也幾乎都是多層爐。多層爐的特征是可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定而連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),往往可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一年左右,而且能長(zhǎng)時(shí)間在25%~的廣范圍負(fù)責(zé)范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)*)。一旦多層爐開始運(yùn)轉(zhuǎn)并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,在運(yùn)轉(zhuǎn)方面則幾乎不需再另外花費(fèi)勞動(dòng)力。雖然為預(yù)防事故、仍需進(jìn)行必要的日常運(yùn)轉(zhuǎn)管理,例如需定時(shí)對(duì)溫度、燃燒器的燃燒情況等進(jìn)行監(jiān)測(cè),但是諸如操作閥門及操作燃燒器等調(diào)整工作則幾乎不需進(jìn)行。
活性炭的再生損失是活性炭再生爐必然存在的問題,能夠?qū)r(jià)格昂貴的活性發(fā)進(jìn)行、高回收率、的再生是再生爐設(shè)備不斷研制開發(fā)的目標(biāo)和動(dòng)力,通常引起活性炭再生損失的原因有三種:①活性炭在移送過程中的粉化損失。 委托再生時(shí)出現(xiàn)的裝卸搬運(yùn)損失;③熱再生所造成的燃燒損失,再生損失量的多少?zèng)Q定了每年需要補(bǔ)充活性炭數(shù)量的多少,為盡可能降低再損先,除了考慮設(shè)備及再生條件之外,對(duì)再生系統(tǒng)中的活性炭的性質(zhì)也要進(jìn)行充分研究,在再生系統(tǒng)中,包括粉化損失、裝卸搬運(yùn)損失及炭燒損失在內(nèi)的活性
活性炭超聲波再生法大的優(yōu)點(diǎn)是只在局部施加能量即可達(dá)到再生的目的,
工藝設(shè)備簡(jiǎn)單,炭損耗低、自耗水量少,且可回收有用物質(zhì)。但超聲波對(duì)
不同吸附質(zhì)的解吸率不同,如果用于同時(shí)吸附多種物質(zhì)的活性炭的再生則可能
會(huì)造成某些物質(zhì)的累積,所以此法適用于吸附質(zhì)是單一物質(zhì)的活性炭的再生。
此外,超聲再生不會(huì)改變被吸附物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與形態(tài),因而用于活性炭濃縮、富
集、回收有用物質(zhì)的再生是十分有利的。
研究表明超聲波再生后排出液的溫度僅較再生之前增加2~3℃。每升活性炭采用功率為50W的超聲發(fā)生器處理120min,相當(dāng)于1m活性炭再生時(shí)耗
電100kW·h;每一輪再生處理后活性炭損耗僅為干燥質(zhì)量的0.6~0.8,耗水 化
活性炭超臨界流體再生法
超臨界流體(SCF)是指溫度和壓力都處于臨界點(diǎn)以上的液體,很多在常溫常壓下溶解度極低的物質(zhì)在亞臨界或是超臨界溶劑中卻具有根強(qiáng)的溶解力。并且當(dāng)溶劑在超臨界狀態(tài)下時(shí),壓力的微小改變可造成溶解度數(shù)量級(jí)的改變)。利用這種性質(zhì),可將超臨界流體作為萃取劑,通過調(diào)節(jié)操作壓力來實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的分離,即超臨界流體萃取技術(shù)(SFE),將超臨界流體萃取技術(shù)用于濡性炭的再生是利用SCF作為溶劑將吸附在活性炭上的有機(jī)污染物溶解于 SCF之中,根據(jù)流體性質(zhì)對(duì)于溫度和壓力的依賴,將有機(jī)物與SCF有效分離、達(dá)到再生的目的。這是20世紀(jì)70年代末開始發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù),再生過程可同歇操作也可連續(xù)操作。
通過理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,已證明SCF再生方法在以下幾個(gè)方面優(yōu)于傳統(tǒng)的活性炭再生方法(”):①再生溫度較低:②不改變吸附質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和活性炭的原有結(jié)構(gòu),既便于回收吸附質(zhì)又可使活性炭無損耗:③可連續(xù)化操作:④SCF再生設(shè)備占地面積小、操作周期短,并且可以大大節(jié)約能源,但是同樣存在以下問題:①可采用SCF再生的有機(jī)物種類十分有限,限制了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用;②由于超臨界流體于CO2,使得活性炭再生過程受到限制:③SCF再生理論研究方面,包括熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)等尚缺乏必要的數(shù)據(jù)、有待進(jìn)一步深入研究;④SCF再生于實(shí)驗(yàn)研究,中試和工業(yè)規(guī)模研究亟待進(jìn)行,以推進(jìn)該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的進(jìn)程。
同濟(jì)大學(xué)的陳皓等對(duì)工業(yè)廢水中的典型污染物苯進(jìn)行了超臨界CO萃取再生活性炭研究,考察了溫度、壓力、CO:流速、活性炭粒度、循環(huán)再生次數(shù)等因素對(duì)再生效率和再生速率的影響。結(jié)果表明超臨界二氧化碳對(duì)于活性炭中的苯再生效果良好。
四、微波輻射再生法
微波是指波長(zhǎng)在1mm~1m,頻率在300MHz~300GHz范圍內(nèi)的電磁箱射,介于遠(yuǎn)紅外和無線電波之間。微波對(duì)被照物有很強(qiáng)的穿透力,可對(duì)反應(yīng)物
加熱作用。因此可以利用微波輻射產(chǎn)生高溫使活性炭上的有機(jī)污染物脫
活性炭再生條件干燥和炭化階段也在一定程度上影響了再生效果,特別是炭化階段若開溫速度過快則對(duì)活性炭的活化階段有非常不利的影響,表4-2為實(shí)驗(yàn)室回轉(zhuǎn)再生裝置所得的再生活性炭的性質(zhì)狀態(tài)的變化。
項(xiàng)目 一次使用后的活性炭A 一次使用后的活性炭B
干燥 焙燒 活化 干燥 活化
表觀密度/(g/mL3) 0.616 0.546 0.493 0.584 0532 0.502
真密度 1.88 2.13 215 1.88 207 213
微孔容積/mL 0.473 0.590 0.633 0.484 0578 0613
活性炭開始再生時(shí)間的確定
在一套新的設(shè)備開始運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候,主要通過監(jiān)測(cè)活性炭處理后出水的雜質(zhì)濃度是否穿造來決定何時(shí)開始對(duì)吸附達(dá)飽和的活性炭進(jìn)行再生操作。如果需去除的雜質(zhì)濃度值接近預(yù)定的大值達(dá)一天或兩天的時(shí)間,例如廢水處理工藝中當(dāng)出水化學(xué)需氧量(COD)的濃度達(dá)到10~20mg/L,或者是當(dāng)檸檬酸溶液精制工藝的濾出液中色素濃度達(dá)到5%。這就說明活性炭吸附已達(dá)飽和,應(yīng)該開始再生處理了(4),在上升流式接觸器中,每一再生周期通常從每一格接觸器底部排出5%一10%的炭;在下降流式接觸器中,如果有兩個(gè)床串聯(lián)則將級(jí)接觸器的全部活性炭排出再生,之后再通過變化相應(yīng)的閥門位置使第二級(jí)接想器轉(zhuǎn)移到級(jí)的位置上,此外亦可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行再生時(shí)間的確定,例如可