活性炭再生技術(shù)對(duì)比返回
活性炭簡(jiǎn)介及分類
用途:
1、用于自來水、工業(yè)用水、電鍍廢水的凈化,純凈水、醫(yī)藥用水、超純水的制備
2、用于化工產(chǎn)品,油品的脫色去雜,酒類及飲料的凈化除臭及提純
3、環(huán)保工程廢水、生活廢水的凈化、脫色、除臭,有機(jī)廢水處理降COD
4、廢氣凈化和回收,空氣凈化機(jī)除臭
5、用做催化劑或催化劑載體等高要求領(lǐng)域。
活性炭再生原理:
活性炭熱再生方式比較
下表是常見的四種加熱再生法:
分類 |
高溫低壓蒸汽脫附系統(tǒng) |
外熱式轉(zhuǎn)爐 |
多層爐 |
回轉(zhuǎn)爐 |
外形 |
|
|||
系統(tǒng)模式 |
電加熱式熱循環(huán)低壓過熱蒸汽的活性炭再生系統(tǒng) |
電加熱式熱傳導(dǎo)活性炭再生系統(tǒng) |
垂直型耐熱式活性炭再生系統(tǒng) |
圓筒型耐熱式活性炭再生系統(tǒng) |
結(jié)構(gòu) |
圓罐式結(jié)構(gòu)、可按照再生容量變更大小規(guī)格 |
外熱式轉(zhuǎn)爐 |
數(shù)十米的多層結(jié)構(gòu) |
爐體長(zhǎng)度達(dá)到數(shù)十米 |
可安裝于建筑物內(nèi)部及地下 |
長(zhǎng)度較長(zhǎng)占地較大,難以安裝于建筑物地下 |
難以安裝于建筑物內(nèi)部或地下 |
難以安裝于建筑物內(nèi)部或地下 |
|
再生介質(zhì) |
過熱蒸汽 |
高溫?zé)煹罋?/span> |
高溫?zé)煹罋?/span> |
高溫?zé)煹罋?/span> |
再生溫度 |
400 ~ 800℃ |
600 ~ 800℃ |
800 ~ 1000℃ |
700~ 750℃ |
現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境 |
生產(chǎn)過程中活性炭沒有燒蝕和粉化,沒有粉塵引起的爆炸隱患。脫附過程中沒有破碎,脫附結(jié)束后不需要篩分。現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔。脫附過程沒有氣味和煙氣。 |
生產(chǎn)過程中活性炭有燒蝕和粉化,有粉塵引起爆炸的隱患。脫附過程中有滾動(dòng)會(huì)產(chǎn)生破碎,脫附結(jié)束后需要篩分,現(xiàn)場(chǎng)比較臟亂。脫附過程有異味和大量煙氣。 |
生產(chǎn)過程中活性炭有燒蝕和粉化,有粉塵引起爆炸的隱患。脫附過程中有滾動(dòng)會(huì)產(chǎn)生破碎,脫附結(jié)束后需要篩分,現(xiàn)場(chǎng)比較臟亂。脫附過程有異味和大量煙氣。 |
生產(chǎn)過程中活性炭有燒蝕和粉化,有粉塵引起爆炸的隱患。脫附過程中有滾動(dòng)會(huì)產(chǎn)生破碎,脫附結(jié)束后需要篩分,現(xiàn)場(chǎng)比較臟亂。脫附過程有異味和大量煙氣。 |
損失率 (單次) |
<1% |
15~33%左右(再生時(shí)產(chǎn)生過多炭粉) |
6~15%左右(再生時(shí)產(chǎn)生過多炭粉) |
6~15%左右(再生時(shí)產(chǎn)生過多炭粉) |
需要面積 |
中小 (大規(guī)格可向高度發(fā)展) |
大 |
大 |
大 |
特點(diǎn) |
- 若使用工廠排放的廢蒸汽,所以能量損失少 - 通過熱循環(huán)將脫附罐排出的高溫蒸氣再次加熱,利用了水蒸氣的剩余熱量焓值,降低能耗。 - 維護(hù)管理容易,運(yùn)營(yíng)費(fèi)低廉 - 可在建筑物內(nèi)部或地下安裝,有效利用可用空間 - 幾乎不產(chǎn)生活性炭的炭粉,經(jīng)濟(jì)且環(huán)保 |
- 活化反應(yīng)速率快,生產(chǎn)效率較高 - 控溫精準(zhǔn),活性炭品質(zhì)較好 - 加料過程中有空氣進(jìn)入,有燒蝕現(xiàn)象、粉末化較嚴(yán)重 - 持續(xù)的滾動(dòng),粉末化較嚴(yán)重 - 高溫?zé)煔饬枯^多,必須設(shè)置防冒煙設(shè)施 - 難以安裝于建筑物內(nèi)部或地下,發(fā)生投訴的可能性大 |
- 使用許多個(gè)燃燒爐,能量損失大 - 多層爐開閉時(shí)消耗過多能量,需要24小時(shí)啟動(dòng) - 加料過程中有空氣進(jìn)入,有燒蝕現(xiàn)象、粉末化較嚴(yán)重 - 持續(xù)的滾動(dòng),粉末化較嚴(yán)重 - 溫度高令活性炭炭化,必需設(shè)置防冒煙設(shè)施 - 難以安裝于建筑物內(nèi)部或地下,發(fā)生投訴的可能性大 |
-連續(xù)進(jìn)料連續(xù)出料處理能力大,自動(dòng)化程度高,易于控制;再生活性炭質(zhì)量穩(wěn)定 - 加料過程中有空氣進(jìn)入,有燒蝕現(xiàn)象、粉末化較嚴(yán)重 - 持續(xù)的滾動(dòng),粉末化較嚴(yán)重 - 回轉(zhuǎn)爐耗電量大,運(yùn)行及維護(hù)成本高 - 溫度高令活性炭炭化,必需設(shè)置防冒煙設(shè)施 - 難以安裝于建筑物內(nèi)部或地下,發(fā)生投訴的可能性大 |
再生效率 |
利用低壓高焓值過熱蒸汽再生,活性炭的碘值恢復(fù)較好,強(qiáng)度性狀無變化 |
利用多段式加熱爐進(jìn)行氧化、炭化反應(yīng)后碘值恢復(fù)較好,強(qiáng)度下降較多,粉末化非常嚴(yán)重 |
燃燒高溫活性炭引起炭化,引起活性炭的性狀變化,吸附性能變差 |
燃燒高溫活性炭引起炭化,引起活性炭的性狀變化,吸附性能變差 |
再生成本(噸炭) |
700~900元 |
1500~2000元 |
1500~2000元 |
1500~2000元 |
贏特環(huán)境高溫、絕氧、低壓、靜態(tài)的再生方式與其他的再生方式相比主要有以下特點(diǎn):
1、贏特環(huán)境設(shè)備活性炭再生時(shí)為罐內(nèi)靜態(tài)脫附再生,整個(gè)過程中沒有滾動(dòng),所以沒有破碎和粉化,而其他設(shè)備再生時(shí)均有滾動(dòng),活性炭破碎和粉化比較嚴(yán)重;
2、贏特環(huán)境設(shè)備活性炭再生時(shí)在罐內(nèi)的脫附過程都是絕氧的,完全避免了空氣的進(jìn)入而發(fā)生燒蝕,不會(huì)產(chǎn)生粉末化,得率高。其他設(shè)備再生時(shí),加料過程中不可避免有氧氣的進(jìn)入,會(huì)發(fā)生活性炭燒蝕,活性炭粉末化,活性炭的得率相對(duì)較低;
3、綜上1、2點(diǎn),贏特環(huán)境設(shè)備再生過程幾乎沒有損耗,而其它再生設(shè)備再生時(shí)活性炭破碎、粉末化嚴(yán)重,碳損耗相對(duì)較大。所以雖然贏特環(huán)境設(shè)備投資額可能會(huì)高一些,但是綜合考慮再生運(yùn)營(yíng)的費(fèi)用,一段運(yùn)行時(shí)間后贏特環(huán)境設(shè)備運(yùn)行會(huì)更加的經(jīng)濟(jì),更加環(huán)保,優(yōu)勢(shì)非常明顯;
4、贏特環(huán)境設(shè)備再生,活性炭最終冷卻后為濕基狀態(tài),整個(gè)移送過程不會(huì)產(chǎn)生粉塵、氣味等污染。而其他設(shè)備的再生方式由于空氣的燒蝕和脫附過程的滾動(dòng)而產(chǎn)生嚴(yán)重的粉化和破碎,活化結(jié)束后需要篩分,導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境很臟亂,現(xiàn)場(chǎng)有活性炭粉塵,現(xiàn)場(chǎng)氣味較嚴(yán)重;
5、贏特的缺點(diǎn)為再生方式采用電源不能采用天燃?xì)猓?/p>
6、贏特環(huán)境的再生方式能源消耗成本較低,其他再生方式能源消耗成本較高。
贏特環(huán)境的脫附設(shè)備費(fèi)用與其它活性炭脫附方式產(chǎn)生的損耗費(fèi)用比較舉例:
如某污水處理廠每年需要脫附1800噸飽和活性炭,采用贏特環(huán)境的解吸活化設(shè)備需要配置1個(gè)3.6米直徑脫附罐以及配套系統(tǒng)(每次的脫附量為17.5噸,共需要脫附103次,約3.5天/次),設(shè)備以及配套系統(tǒng)投資額約:900萬(wàn)。贏特環(huán)境再生設(shè)備炭損<1%(以下按1%炭損計(jì)算),再生成本700~900元/噸。
如果采用其它的再生設(shè)備(多層爐和回轉(zhuǎn)爐),炭損大概為6~15%左右,再生成本1500~2000元/噸,那么采用贏特環(huán)境設(shè)備再生每年節(jié)約的炭損耗費(fèi)用為:117~327.6萬(wàn)(1800噸*5%*1.3萬(wàn)/噸=117萬(wàn);1800噸*14%*1.3萬(wàn)/噸=327.6萬(wàn));節(jié)約的再生成本費(fèi)用為:108~234萬(wàn)(1800*(0.15-0.09)=108萬(wàn);1800*(0.2-0.07)=234萬(wàn))。每年節(jié)約炭損費(fèi)用和再生成本總額:225~561.6萬(wàn)。
上述再生設(shè)備如果預(yù)估為600萬(wàn)(贏特設(shè)備投資費(fèi)用的2/3)。那么設(shè)備投資額和贏特環(huán)境比較差價(jià)300萬(wàn),選用贏特環(huán)境再生設(shè)備僅需要0.54~1.34年(300/225=1.34;300/561.3=0.54)節(jié)約的炭損額和再生成本就可以彌補(bǔ)。選用贏特再生設(shè)備再生,0.54~1.34年以后的運(yùn)營(yíng),每一年能節(jié)約炭損費(fèi)用和再生成本為225~561.6萬(wàn)。
如果采用外熱式轉(zhuǎn)爐,炭損高達(dá)15~33%,再生成本1500~2000元/噸,那么采用贏特環(huán)境設(shè)備再生每年節(jié)約的炭損耗費(fèi)用為:327.6~748.8萬(wàn)(1800噸*14%*1.3萬(wàn)/噸=327.6萬(wàn);1800噸*32%*1.3萬(wàn)/噸=748.8萬(wàn));節(jié)約的再生成本費(fèi)用為:108~234萬(wàn)(1800*(0.15-0.09)=108萬(wàn);1800*(0.2-0.07)=234萬(wàn))。每年節(jié)約炭損費(fèi)用和再生成本總額:435.6~982.8萬(wàn)。。
外熱式轉(zhuǎn)爐設(shè)備預(yù)估為600萬(wàn)(贏特設(shè)備投資費(fèi)用的2/3)。那么設(shè)備投資額和贏特比較差價(jià)300萬(wàn),選用贏特環(huán)境再生設(shè)備僅需要0.31~0.69年(300/435.6=0.69;300/982.8=0.31)節(jié)約的炭損額和再生成本就可以彌補(bǔ)。選用贏特再生設(shè)備再生,0.31~0.69年以后的運(yùn)營(yíng),每一年能節(jié)約炭損費(fèi)用和再生成本為435.6~982.8萬(wàn)。
關(guān)于飽和顆;钚蕴吭偕昂蟮膿p耗的核算方法
1、活性炭在自來水處理(包含僅吸附工藝、生物活性炭工藝)行業(yè)中、污水處理(包含僅吸附工藝、生物活性炭工藝、臭氧活性炭工藝等)行業(yè)中,由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后會(huì)普遍出現(xiàn)活性炭體積膨脹、重量增加的現(xiàn)象。
2、產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要原因有:
a. 活性炭干基浸泡后的體積膨脹,重量增加;
b. 活性炭吸附大量有機(jī)物使得體積增大,重量增加;
c. 活性炭表面形成水膜,使得粒徑間間隙增加從而體積增大,重量增加;
d. 活性炭長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,尤其表面產(chǎn)生菌類,使得體積增大,重量增加;
以上原因使得活性炭在脫附后重量會(huì)有較大程度的變化。
3、我司針對(duì)新活性炭以及使用了一段時(shí)間的飽和活性炭分別測(cè)試了它們?cè)诿摳角昂蟮母鱾(gè)階段所對(duì)應(yīng)的重量變化、碘值變化(以下實(shí)驗(yàn)是在專用的靜態(tài)、無滾動(dòng)、無氧的再生爐中進(jìn)行的):
a. 活性炭烘干至300℃狀態(tài)下的重量M1、碘值D1;
b. 活性炭無氧加熱至620℃狀態(tài)下的重量M2、碘值D2;
c. 活性炭無氧加熱至620℃狀態(tài)下再進(jìn)行蒸汽活化的重量M3、碘值D3;
新炭的測(cè)試結(jié)果得出:M1與M2接近,M3較小一些;
飽和炭的測(cè)試結(jié)果得出:M1>M2>M3;
通過新炭和飽和炭的反復(fù)試驗(yàn)結(jié)果可以說明:
a. 新炭由于未吸附有機(jī)物,故烘干300℃(完全脫水)和無氧升溫至620℃重量較接近;
b. 飽和炭由于吸附了大量有機(jī)物,故烘干300℃(完全脫水)和無氧升溫至620℃、重量有較大變化,主要為該溫度下部分有機(jī)物被脫附;新炭和飽和炭在無氧620℃狀態(tài)下再進(jìn)行蒸汽活化后重量會(huì)變少,說明新炭的活性炭本體、飽和炭的炭?jī)?nèi)吸附的有機(jī)物被碳化的炭以及活性炭本體會(huì)被消耗,通過檢測(cè)也發(fā)現(xiàn)新炭和飽和炭在蒸汽活化后的碘值進(jìn)一步提高(活化過程使得內(nèi)部造出新孔);
c. 以上實(shí)驗(yàn)的方法由于在沒有氧氣的條件下進(jìn)行排除了氧氣的干擾。
4、某一再生設(shè)備再生炭實(shí)際損耗的核算方法,實(shí)際炭損分二類核算:
① 因?yàn)檫@些設(shè)備連續(xù)加料中氧氣混入導(dǎo)致炭氧化、粉化的損耗;
② 因?yàn)檫@些設(shè)備活性炭再生過程中有滾動(dòng)導(dǎo)致顆粒變小、粉化的損耗。
a. 測(cè)定本批次待再生活性炭的含水率 x%,總重量M5;
b. 取一定重量M4的以上炭在專用再生爐中再生,得到M3重量,用一定目數(shù)篩子篩分后得重量M6;
c. 經(jīng)過再生設(shè)備再生一樣目數(shù)篩選后的活性炭總重量M7(去水分);
d. 計(jì)算理論上沒有破損應(yīng)得到再生后活性炭重量M8,M8=M5×(M6÷M4);
e. 實(shí)際損耗率 y=(M8-M7)/M8 %。