1.本发明属于活性炭再生技术领域，涉及一种多膛炉活性炭再生系统及方法。
背景技术：
2.活性炭是一种孔隙结构非常发达、比表面积极大、无毒无味的吸附材料，对分子吸附能力极强，已作为吸附脱色剂广泛应用于医药、化工、轻工、食品、环保等众多领域。在环保方面，活性炭吸附广泛应用于污染水源净化和城市污水、工业废水的深度处理，是处理有机废水的重要手段之一。由于活性炭价格较高，饱和活性炭能否重复使用是选择活性炭吸附工业装置时的重要因素，而活性炭的重复使用必须考虑饱和活性炭再生费用是否低廉。废炭再生不仅能实现资源循环利用,也会减轻因焚烧或填埋而造成的环境污染。
3.目前，国外普遍采用的活性炭生产和再生方法是热再生法，炉型有多膛炉、卧式回转炉、流化床炉及斯列普炉，由于多膛炉温控准确、可调节炉内气氛、自动化程度高等诸多优势，多膛炉得以广泛应用。
4.然而，在活性炭再生活化过程中，现有的多膛炉系统需要通入大量的水蒸气来与焦炭进行反应，从而将残留在活性炭孔隙结构中的“残碳”清除掉，以获得较高品质的再生炭，但是，通入大量的水蒸气又会使活性炭再生面临含水率高的问题，为解决这一问题还需要消耗大量燃料来使其干燥，这些客观因素使得多膛炉活性炭再生工艺的能耗较高。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种多膛炉活性炭再生系统及方法，其通过将多膛炉内活性炭干燥阶段烟气引出至活化阶段的烟气再循环、改变炉内气流方向、热解气炉内部分燃烧、中轴风利用、改变燃烧器烧嘴安装角度的方法解决了现有技术存在的问题。循环烟气出口设于耙式炉顶部干燥区，竖直向上出风，再生烟气出口设于热解区，水平切向出风，不仅可将循环烟气与再生烟气尽可能分离，还可降低耙式炉排出的再生烟气中的水蒸气含量及粉尘含量。烟气再循环及改变炉内气流方向不仅能降低活化阶段水蒸气用量，还能增加水蒸气和炭层的接触时间，提高活化效率。改变燃烧器烧嘴安装角度，使火焰切向燃烧，燃烧烟气在耙式炉内切向流动，并与炉内活性炭物料逆流接触，可以提高热效率。上述方法还可以降低活性炭再生系统燃料的消耗量，并进一步降低后续烟气处理的负荷。此外，热解气的部分燃烧不仅可为热解区提供部分热量，还可促进下部活化区水煤气反应的进行，使活性炭活化更充分。
6.本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
7.一种多膛炉活性炭再生系统，包括多膛炉、二燃室及尾气处理装置，所述的多膛炉包括炉体、中轴、料耙及炉床，中轴的上部管口形成中轴风出口，所述中轴外部至炉体内壁之间的区域形成炉腔，所述炉腔由上至下分别为干燥区、热解区、活化区及冷却区，其特征在于：在所述炉腔的顶部设置有进料口，在炉腔的底部远离进料口的一端设置有出料口，在炉腔上对应干燥区、热解区、活化区的位置分别设置有燃烧器，燃烧器烧嘴安装角度为水平
切向安装，在各燃烧器处均设置有助燃风入口及天然气入口，在炉腔上干燥区的顶部设有循环烟气出口，该循环烟气出口为竖直方向，该循环烟气出口通过循环管道连接至设于冷却区处的循环烟气入口处，冷却区循环烟气入口为水平方向，风向和料耙转动方向相反，在循环管道上设有循环风机，对应活化区及冷却区的位置均设置有水平方向的水蒸气入口，在对应热解区的位置分别设置有水平切向再生烟气出口及水平方向补风口；该再生烟气出口通过管道连接至二燃室顶部的烟气入口处，中轴上端的中轴风出口通过管道分别与位于二燃室两侧的二次风入口连接，在二燃室的下端设有烟气出口，该烟气出口与尾气处理装置连接。
8.而且，在所述二燃室的顶部设有上下开口的紧急排放烟气管道，在该紧急烟气排放管道的侧壁上设有烟气入口；在二燃室的室壁上左右两端分别设置有燃烧器，在各燃烧器处均设置有助燃风入口及天然气入口，两个燃烧器均位于二次风入口的上端。
9.而且，所述的料耙由耙臂及耙齿构成，在所述中轴的外壁上固装有横向设置的耙臂，在耙臂的下端面上间隔均布有多个耙齿。
10.而且，还包括输送机、冷却滚筒及成品罐，所述多膛炉的出料口通过输送机与冷却滚筒的进料口相对，冷却滚筒的出料口通过输送机连接至成品罐。
11.一种多膛炉活性炭再生方法，其特征在于：包括以下步骤：
12.步骤1，将废弃颗粒活性炭由输送机送料至多膛炉，多膛炉采用燃烧器加热，燃料采用天然气，设置干燥区的温度为300～500℃，热解区的温度为500～700℃，活化区的温度为800～900℃，废炭中干炭占比为40～60％；
13.步骤2，废弃颗粒活性炭进入炉腔内后，首先在干燥区进行干燥，干燥过程中产生的烟气中含有大量的水蒸气，为了避免水蒸气的浪费，将该部分掺杂水蒸气的烟气自炉腔顶部竖直方向循环烟气出口经循环风机送至炉膛底部冷却区水平方向循环烟气入口进行烟气循环以补给活化区内的水蒸气，炉腔底部冷却区水平方向循环烟气流向和料耙转向相反；
14.随后，干燥后的废弃颗粒活性炭进入热解区进行热解，在热解的过程中会产生热解气，通过向炉腔内热解区补风促进热解气一部分在多膛炉内进行燃烧，未燃烧的部分送入二燃室进行进一步的燃烧；
15.热解后的废弃颗粒活性炭进入活化区，与水平方向进炉腔的水蒸气进行反应，水蒸气流向和和料耙转向相反，以去除残留在活性炭孔隙结构中的残炭；
16.然后，进入冷却区，获得再生活性炭；将所述中轴排出的热交换风送入二燃室的二次风入口处进行助燃；完全燃烧后的烟气由二燃室烟气出口处排出，并经尾气处理装置处理后排放；
17.步骤3，将获得的再生活性炭由输送机送料至冷却滚筒内进行冷却；
18.步骤4，将冷却后的再生活性炭由输送机送料至成品罐内。
19.本发明的优点和有益效果为：
20.本多膛炉活性炭再生系统及方法，不仅解决了传统多膛炉活性炭再生能耗高、多膛炉系统外部需供应大量水蒸汽的问题，还可以降低水蒸气用量、提高活化效率及提高热效率，还进一步降低后续处理的负荷。
21.具体表现为，烟气再循环，干燥区烟气自炉腔顶部循环烟气出口经循环风机引风
至冷却区，冷却区循环烟气入口及活化区水蒸气入口均为水平方向并与料耙转动方向相反，增加了水蒸气与炭层的接触时间，提高活化效率，降低水蒸气用量；
22.干燥区的循环烟气出口设在炉腔顶部竖直方向，再生烟气出口设在热解区水平切向，两股烟气不同的出风方式使再生烟气与干燥烟气尽可能分离开来，提高干燥烟气的利用率，并降低再生烟气中水蒸气及粉尘的含量，有利于降低二燃室热负荷及后续烟气处理系统的运行负荷；
23.通过在热解区设置补风口，使热解气在炉内部分燃烧，促进水煤气反应的进行，使活性炭活化更充分，并降低了天燃气耗量；
24.通过将燃烧器烧嘴安装角度设为水平方向，并与料耙转动方向相反，提高热效率，降低天燃气耗量。
25.整个工艺简单，易操作，能够确保操作的稳定性，实现水蒸气自供，辅助燃料耗量低。
附图说明
26.图1为本发明多膛炉与二燃室连接的结构示意图；
27.图2为图1的a-a向剖视图；
28.图3为本发明多膛炉活性炭再生系统的结构示意图；
29.图4为本发明多膛炉活性炭再生系统与传统多膛炉活性炭再生系统燃气消耗量及烟气产生量情况对比表。
30.附图标记说明：
31.1-进料口、2-燃烧器、3-助燃风入口、4-天然气入口、5-循环烟气出口、6-再生烟气出口、7-中轴、8-耙臂、9-水蒸气入口、10-耙齿、11-炉床、12-循环烟气入口、13-出料口、14-烟气入口、15-紧急排放烟气管道、16-二次风入口、17-烟气出口、18-纵向输送机、19-多膛炉、20-横向输送机、21-冷却滚筒、22-成品罐、23-斜向输送机、24-补风口。
具体实施方式
32.下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
33.一种多膛炉活性炭再生系统，包括多膛炉19、二燃室及尾气处理装置，
34.所述的多膛炉包括炉体、中轴7及料耙，在炉体的中部设有由电机驱动转动的中轴，在中轴上间隔均布有料耙，在中轴的底部设置有鼓风机，鼓风机的作用是将冷却风通入中轴内，为中轴及料耙降温，中轴的上部管口形成中轴风出口，所述中轴外部至炉体内壁之间的区域形成炉腔，所述炉腔由上至下分隔为干燥区、热解区、活化区及冷却区，在炉腔内通过炉床11将其分隔为六层，在每一层的炉床上均间隔设置一圈料耙，炉床用于承托废气颗粒活性炭，并将废弃颗粒活性炭从上往下运输，
35.其创新之处在于：在所述炉腔的顶部设置有进料口1，在炉腔的底部远离进料口的一端设置有出料口13，在炉腔的一端从上至下第二、四、五层上对应干燥区、热解区及活化区的位置分别设置有燃烧器2，燃烧器烧嘴安装角度为水平方向，在各燃烧器处均设置有助燃风入口3及天然气入口4，在炉腔的另一端上部第一层设有循环烟气出口5，该循环烟气出
口为竖直方向，该循环烟气出口通过循环管道连接至设于第六层冷却区处的循环烟气入口12处，冷却区循环烟气入口为水平方向，且在炉壁上靠后的位置设置，这样使得循环烟气进入后，其风向和料耙转动方向相反，在循环管道上设有循环风机，在第四五层上对应活化区及冷却区的位置设置有水蒸气入口9，在第二层上对应热解区的位置设置有水平方向的再生烟气出口6以及位于再生烟气出口下方的补风口24，该补风口为在炉壁上左右相对设置的两个；该再生烟气出口通过管道连接至二燃室顶部的烟气入口14处，中轴上端的中轴风出口通过管道分别与位于二燃室两侧的二次风入口16连接，在二燃室的下端设有烟气出口17，该烟气出口与尾气处理装置连接。
36.尾气处理包括选择性非催化还原(sncr)、余热锅炉热能回收、急冷、活性炭吸附、干法脱酸、布袋除尘、湿法脱酸、烟气脱白等。
37.在所述二燃室的顶部设有上下开口的紧急排放烟气管道15，在该紧急烟气排放管道的侧壁上设有烟气入口；在二燃室的室壁上左右两端分别设置有燃烧器，在各燃烧器处均设置有助燃风入口及天然气入口，两个燃烧器均位于二次风入口的上端。
38.所述的料耙由耙臂8及耙齿10构成，在所述中轴的外壁上固装有横向设置的耙壁，在耙臂的下端面上间隔均布有多个耙齿。
39.还包括纵向输送机18、横向输送机20、冷却滚筒21、斜向输送机23及成品罐22，所述纵向输送机的出料口与多膛炉的进料口相对，多膛炉的出料口与横向输送机的进料口相对，横向输送机的出料口与冷却滚筒的进料口相对，冷却滚筒的出料口通过斜向输送机送料至成品罐。
40.一种多膛炉活性炭再生方法，其创新之处在于：包括以下步骤：
41.步骤1，将60吨/天废弃颗粒活性炭由纵向输送机送料至多膛炉，多膛炉采用燃烧器加热，燃料采用天然气，设置干燥区的温度为300～500℃，热解区的温度为500～700℃，活化区的温度为800～900℃，废炭中干炭占比为40～60％；
42.步骤2，废弃颗粒活性炭进入炉腔内后，首先在干燥区进行干燥，干燥过程中产生的烟气中含有大量的水蒸气，为了避免水蒸气的浪费，将该部分掺杂水蒸气的烟气经循环风机送至循环烟气入口进行烟气循环，以补给活化区内的水蒸气；
43.随后，干燥后的废弃颗粒活性炭进入热解区进行热解，在热解的过程中会产生热解气，该热解气一部分在多膛炉内进行燃烧，未燃烧的部分送入二燃室进行进一步的燃烧；热解气的部分燃烧可促进水煤气反应的进行，使活性炭活化更充分。
44.热解后的废弃颗粒活性炭进入活化区，与水蒸气进行反应，以去除残留在活性炭孔隙结构中的残碳；
45.然后，进入冷却区，最终获得再生活性炭；
46.步骤3，将获得的再生活性炭由横向输送机送料至冷却滚筒内进行冷却；
47.步骤4，将冷却后的再生活性炭由斜向输送机送料至成品罐内。
48.通过鼓风机鼓风对中轴、耙臂及耙齿降温，热量交换后的中轴风通过中轴上端排出送至二燃室的二次风入口处进行助燃；完全燃烧后的烟气由烟气出口处排出，并经尾气处理装置处理后排放或进行热能回收。
49.本发明可实现烟气的循环，以对烟气的热量、以及其中夹带的水蒸气进行利用，活化过程中不足的水蒸气再由水蒸气入口处补入；再次排出的再生烟气输送到二燃室内进行
进一步的燃烧，以去除其中的有害物质，其余热还可被再次回收利用；本发明还可对中轴处经过热交换的热交换风在二燃室处进行再次利用。
50.如图4所示，相比于传统的多膛炉再生工艺，本发明得到再生炭产物实现了多膛炉内水蒸气的自供，整个工艺流程所消耗的天然气量降低约35％，二燃室出口烟气量降低约32％，余热锅炉回收的水蒸气可用于烟气脱白，剩余水蒸气输送至厂区水蒸气管网，无须向多膛炉供给蒸汽，使能源得到充分的利用。
51.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。技术特征：
1.一种多膛炉活性炭再生系统，包括多膛炉、二燃室及尾气处理装置，所述的多膛炉包括炉体、中轴、料耙及炉床，中轴的上部管口形成中轴风出口，所述中轴外部至炉体内壁之间的区域形成炉腔，所述炉腔由上至下分别为干燥区、热解区、活化区及冷却区，其特征在于：在所述炉腔的顶部设置有进料口，在炉腔的底部远离进料口的一端设置有出料口，在炉腔上对应干燥区、热解区、活化区的位置分别设置有燃烧器，在各燃烧器处均设置有助燃风入口及天然气入口，在炉腔上干燥区的顶部设有循环烟气出口，该循环烟气出口通过循环管道连接至设于冷却区处的循环烟气入口处，在循环管道上设有循环风机，对应活化区及冷却区的位置均设置有水蒸气入口，在对应热解区的位置分别设置有再生烟气出口及补风口；该再生烟气出口通过管道连接至二燃室顶部的烟气入口处，中轴上端的中轴风出口通过管道分别与位于二燃室两侧的二次风入口连接，在二燃室的下端设有烟气出口，该烟气出口与尾气处理装置连接。2.根据权利要求1所述的一种多膛炉活性炭再生系统，其特征在于：在所述二燃室的顶部设有上下开口的紧急排放烟气管道，在该紧急烟气排放管道的侧壁上设有烟气入口；在二燃室的室壁上左右两端分别设置有燃烧器，在各燃烧器处均设置有助燃风入口及天然气入口，两个燃烧器均位于二次风入口的上端。3.根据权利要求1所述的一种多膛炉活性炭再生系统，其特征在于：所述的料耙由耙臂及耙齿构成，在所述中轴的外壁上固装有横向设置的耙臂，在耙臂的下端面上间隔均布有多个耙齿。4.根据权利要求1所述的一种多膛炉活性炭再生系统，其特征在于：还包括输送机、冷却滚筒及成品罐，所述多膛炉的出料口通过输送机与冷却滚筒的进料口相对，冷却滚筒的出料口通过输送机连接至成品罐。5.一种根据权利要求1-4任一项所述的多膛炉活性炭再生方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，将废弃颗粒活性炭由输送机送料至多膛炉，多膛炉采用燃烧器加热，燃料采用天然气，设置干燥区的温度为300～500℃，热解区的温度为500～700℃，活化区的温度为800～900℃，废炭中干炭占比为40～60％；步骤2，废弃颗粒活性炭进入炉腔内后，首先在干燥区进行干燥，干燥过程中产生的烟气中含有大量的水蒸气，将该部分掺杂水蒸气的烟气自炉腔顶部的循环烟气出口经循环风机送至炉膛底部的循环烟气入口进行烟气循环，以补给活化区内的水蒸气并对冷却区活性炭起降温作用；随后，干燥后的废弃颗粒活性炭进入热解区进行热解，在热解的过程中会产生热解气，通过向炉腔内热解区补风促进热解气一部分在多膛炉内进行燃烧，为热解区提供部分热量，未燃烧的部分送入二燃室进行进一步的燃烧；热解后的废弃颗粒活性炭进入活化区，与进入炉腔内的水蒸气进行反应，以去除残留在活性炭孔隙结构中的残炭；然后，进入冷却区，获得再生活性炭；将所述中轴排出的热交换风送入二燃室的二次风入口处进行助燃；完全燃烧后的烟气由二燃室烟气出口处排出，并经尾气处理装置处理后排放；步骤3，将获得的再生活性炭由输送机送料至冷却滚筒内进行冷却；
步骤4，将冷却后的再生活性炭由输送机送料至成品罐内。
技术总结
本发明涉及一种多膛炉活性炭再生系统，包括多膛炉、二燃室及尾气处理装置，在炉腔的上部设有循环烟气出口，该循环烟气出口通过循环管道连接至设于冷却区处的循环烟气入口处，对应活化区及冷却区的位置均设置有水蒸气入口，在对应热解区的位置分别设置有再生烟气出口及补风口；该再生烟气出口通过管道连接至二燃室顶部的烟气入口处，中轴上端的中轴风出口通过管道与位于二燃室两侧的二次风入口连接。本发明不仅解决了传统多膛炉活性炭再生能耗高、多膛炉系统外部需供应大量水蒸汽的问题，热解气的部分燃烧及炉内气流方向的改变还可促进水煤气反应的进行，使活性炭活化更充分。使活性炭活化更充分。使活性炭活化更充分。
技术研发人员：郑先强 刘沐之 张业岭 范丽君 毛威 徐恒臻 赵建全 王立宝
受保护的技术使用者：江西爱科道环境科技发展有限公司
技术研发日：2022.02.07
技术公布日：2022/5/31
声明：
“多膛炉活性炭再生系统及方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：江西爱科道环境科技发展有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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