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活性炭再生技術對比返回

 

活性炭簡介及分類

用途 :

1 、用於自來水 、工業用水 、電鍍廢水的淨化 ,純淨水 、醫藥用水 、超純水的製備

2 、用於化工產品 ,油品的脫色去雜 ,酒類及飲料的淨化除臭及提純

3 、環保工程廢水 、生活廢水的淨化 、脫色 、除臭 ,有機廢水處理降COD

4 、廢氣淨化和回收 ,空氣淨化機除臭

5 、用做催化劑或催化劑載體等高要求領域 。

 

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

高溫低壓蒸汽脫附係統

外熱式轉爐

多層爐

回轉爐

外形

係統模式

電加熱式熱循環低壓過熱蒸汽的活性炭再生係統

電加熱式熱傳導活性炭再生係統

垂直型耐熱式活性炭再生係統

圓筒型耐熱式活性炭再生係統

結構

圓罐式結構 、可按照再生容量變更大小規格

外熱式轉爐

數十米的多層結構

爐體長度達到數十米

可安裝於建築物內部及地下

長度較長占地較大 ,難以安裝於建築物地下

難以安裝於建築物內部或地下

難以安裝於建築物內部或地下

再生介質

過熱蒸汽

高溫煙道氣

高溫煙道氣

高溫煙道氣

再生溫度

400 ~ 800

600 ~ 800

800 ~ 1000

700~ 750

現場環境

生產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 ,脫附結束後不需要篩分 。現場幹淨整潔 。脫附過程沒有氣味和煙氣 。

生產過程中活性炭有燒蝕和粉化 ,有粉塵引起爆炸的隱患 。脫附過程中有滾動會產生破碎 ,脫附結束後需要篩分 ,現場比較髒亂 。脫附過程有異味和大量煙氣 。

生產過程中活性炭有燒蝕和粉化 ,有粉塵引起爆炸的隱患 。脫附過程中有滾動會產生破碎 ,脫附結束後需要篩分 ,現場比較髒亂 。脫附過程有異味和大量煙氣。

生產過程中活性炭有燒蝕和粉化 ,有粉塵引起爆炸的隱患 。脫附過程中有滾動會產生破碎 ,脫附結束後需要篩分 ,現場比較髒亂 。脫附過程有異味和大量煙氣 。

損失率

(單次)

<1%

15~33%左右(再生時產生過多炭粉)

6~15%左右(再生時產生過多炭粉)

6~15%左右(再生時產生過多炭粉)

需要麵積

中小 (大規格可向高度發展)

特點

-  若使用工廠排放的廢蒸汽 ,所以能量損失少

- 通過熱循環將脫附罐排出的高溫蒸氣再次加熱 ,利用了水蒸氣的剩餘熱量焓值 ,降低能耗 。

- 維護管理容易 ,運營費低廉

- 可在建築物內部或地下安裝 ,有效利用可用空間

- 幾乎不產生活性炭的炭粉 ,經濟且環保

-  活化反應速率快 ,生產效率較高

- 控溫精準 ,活性炭品質較好

- 加料過程中有空氣進入 ,有燒蝕現象 、粉末化較嚴重

- 持續的滾動 ,粉末化較嚴重

- 高溫煙氣量較多 ,必須設置防冒煙設施

- 難以安裝於建築物內部或地下 ,發生投訴的可能性大

- 使用許多個燃燒爐 ,能量損失大

- 多層爐開閉時消耗過多能量 ,需要24小時啟動

- 加料過程中有空氣進入 ,有燒蝕現象 、粉末化較嚴重

- 持續的滾動 ,粉末化較嚴重

- 溫度高令活性炭炭化 ,必需設置防冒煙設施

- 難以安裝於建築物內部或地下 ,發生投訴的可能性大

-連續進料連續出料處理能力大 ,自動化程度高 ,易於控製 ;再生活性炭質量穩定

- 加料過程中有空氣進入 ,有燒蝕現象 、粉末化較嚴重

- 持續的滾動 ,粉末化較嚴重

- 回轉爐耗電量大 ,運行及維護成本高

- 溫度高令活性炭炭化 ,必需設置防冒煙設施

- 難以安裝於建築物內部或地下 ,發生投訴的可能性大

再生效率

利用低壓高焓值過熱蒸汽再生 ,活性炭的碘值恢複較好 ,強度性狀無變化

利用多段式加熱爐進行氧化 、炭化反應後碘值恢複較好 ,強度下降較多 ,粉末化非常嚴重

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

 


贏特環境高溫 、絕氧 、低壓 、靜態的再生方式與其他的再生方式相比主要有以下特點 :

1 、贏特環境設備活性炭再生時為罐內靜態脫附再生 ,整個過程中沒有滾動 ,所以沒有破碎和粉化 ,而其他設備再生時均有滾動 ,活性炭破碎和粉化比較嚴重 ;

2 、贏特環境設備活性炭再生時在罐內的脫附過程都是絕氧的 ,完全避免了空氣的進入而發生燒蝕 ,不會產生粉末化 ,得率高 。其他設備再生時 ,加料過程中不可避免有氧氣的進入 ,會發生活性炭燒蝕 ,活性炭粉末化 ,活性炭的得率相對較低 ;

3 、綜上1 、2點 ,贏特環境設備再生過程幾乎沒有損耗 ,而其它再生設備再生時活性炭破碎 、粉末化嚴重 ,碳損耗相對較大 。所以雖然贏特環境設備投資額可能會高一些 ,但是綜合考慮再生運營的費用,一段運行時間後贏特環境設備運行會更加的經濟,更加環保 ,優勢非常明顯 ;

4 、贏特環境設備再生 ,活性炭最終冷卻後為濕基狀態 ,整個移送過程不會產生粉塵 、氣味等汙染 。而其他設備的再生方式由於空氣的燒蝕和脫附過程的滾動而產生嚴重的粉化和破碎 ,活化結束後需要篩分 ,導致現場的環境很髒亂 ,現場有活性炭粉塵 ,現場氣味較嚴重 ;

5 、贏特的缺點為再生方式采用電源不能采用天燃氣 ;

6 、贏特環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 。

 

 

 

贏特環境的脫附設備費用與其它活性炭脫附方式產生的損耗費用比較舉例 :

如某汙水處理廠每年需要脫附1800噸飽和活性炭 ,采用贏特環境的解吸活化設備需要配置1個3.6米直徑脫附罐以及配套係統(每次的脫附量為17.5噸 ,共需要脫附103次 ,約3.5天/次) ,設備以及配套係統投資額約 :900萬 。贏特環境再生設備炭損<1%(以下按1%炭損計算) ,再生成本700~900元/噸 。

如果采用其它的再生設備(多層爐和回轉爐) ,炭損大概為6~15%左右 ,再生成本1500~2000元/噸 ,那麽采用贏特環境設備再生每年節約的炭損耗費用為 :117~327.6萬(1800噸*5%*1.3萬/噸=117萬 ;1800噸*14%*1.3萬/噸=327.6萬) ;節約的再生成本費用為 :108~234萬(1800*(0.15-0.09)=108萬 ;1800*(0.2-0.07)=234萬) 。每年節約炭損費用和再生成本總額 :225~561.6萬 。

上述再生設備如果預估為600萬(贏特設備投資費用的2/3) 。那麽設備投資額和贏特環境比較差價300萬 ,選用贏特環境再生設備僅需要0.54~1.34年(300/225=1.34 ;300/561.3=0.54)節約的炭損額和再生成本就可以彌補 。選用贏特再生設備再生 ,0.54~1.34年以後的運營 ,每一年能節約炭損費用和再生成本為225~561.6萬 。

如果采用外熱式轉爐 ,炭損高達15~33% ,再生成本1500~2000元/噸 ,那麽采用贏特環境設備再生每年節約的炭損耗費用為 :327.6~748.8萬(1800噸*14%*1.3萬/噸=327.6萬 ;1800噸*32%*1.3萬/噸=748.8萬) ;節約的再生成本費用為 :108~234萬(1800*(0.15-0.09)=108萬 ;1800*(0.2-0.07)=234萬) 。每年節約炭損費用和再生成本總額 :435.6~982.8萬 。 。

外熱式轉爐設備預估為600萬(贏特設備投資費用的2/3) 。那麽設備投資額和贏特比較差價300萬 ,選用贏特環境再生設備僅需要0.31~0.69年(300/435.6=0.69 ;300/982.8=0.31)節約的炭損額和再生成本就可以彌補 。選用贏特再生設備再生 ,0.31~0.69年以後的運營 ,每一年能節約炭損費用和再生成本為435.6~982.8萬 。

 

 

 

關於飽和顆粒活性炭再生前後的損耗的核算方法

1 、活性炭在自來水處理(包含僅吸附工藝 、生物活性炭工藝)行業中 、汙水處理(包含僅吸附工藝 、生物活性炭工藝 、臭氧活性炭工藝等)行業中 ,由於長時間的運行後會普遍出現活性炭體積膨脹 、重量增加的現象 。

 

2 、產生該現象的主要原因有 :

a. 活性炭幹基浸泡後的體積膨脹 ,重量增加 ;

b. 活性炭吸附大量有機物使得體積增大 ,重量增加 ;

c. 活性炭表麵形成水膜,使得粒徑間間隙增加從而體積增大 ,重量增加 ;

d. 活性炭長時間運行 ,尤其表麵產生菌類 ,使得體積增大 ,重量增加 ;

以上原因使得活性炭在脫附後重量會有較大程度的變化 。

 

3 、我司針對新活性炭以及使用了一段時間的飽和活性炭分別測試了它們在脫附前後的各個階段所對應的重量變化 、碘值變化(以下實驗是在專用的靜態 、無滾動 、無氧的再生爐中進行的) :

a. 活性炭烘幹至300℃狀態下的重量M1 、碘值D1 ;

b. 活性炭無氧加熱至620℃狀態下的重量M2 、碘值D2 ;

c. 活性炭無氧加熱至620℃狀態下再進行蒸汽活化的重量M3 、碘值D3 ;

新炭的測試結果得出 :M1與M2接近 ,M3較小一些 ;

飽和炭的測試結果得出 :M1>M2>M3 ;

 

通過新炭和飽和炭的反複試驗結果可以說明 :

a. 新炭由於未吸附有機物 ,故烘幹300℃(完全脫水)和無氧升溫至620℃重量較接近 ;

b. 飽和炭由於吸附了大量有機物 ,故烘幹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物被脫附 ;新炭和飽和炭在無氧620℃狀態下再進行蒸汽活化後重量會變少 ,說明新炭的活性炭本體 、飽和炭的炭內吸附的有機物被碳化的炭以及活性炭本體會被消耗 ,通過檢測也發現新炭和飽和炭在蒸汽活化後的碘值進一步提高(活化過程使得內部造出新孔) ;

c. 以上實驗的方法由於在沒有氧氣的條件下進行排除了氧氣的幹擾 。

 

4 、某一再生設備再生炭實際損耗的核算方法 ,實際炭損分二類核算 :

① 因為這些設備連續加料中氧氣混入導致炭氧化 、粉化的損耗 ;

② 因為這些設備活性炭再生過程中有滾動導致顆粒變小 、粉化的損耗 。

a. 測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 ,用一定目數篩子篩分後得重量M6 ;

c. 經過再生設備再生一樣目數篩選後的活性炭總重量M7(去水分) ;

d. 計算理論上沒有破損應得到再生後活性炭重量M8 ,M8=M5×(M6÷M4) ;

e. 實際損耗率 y=(M8-M7)/M8 % 。