專利名稱：一種污泥制備活性炭的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種污泥制備活性炭的裝置，尤其涉及一種利用高溫?zé)煔庾鳛闊?源、活化介質(zhì)及保護(hù)氣將含水80%的脫水污泥直接制備活性炭的裝置，以提高能源利用效 率、降低污泥制備活性炭成本。
背景技術(shù)：
伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們對(duì)環(huán)境的日益關(guān)注，污水處理量高速增加，導(dǎo) 致了污泥產(chǎn)量的迅速擴(kuò)大。目前，我國每年排放干污泥約為500萬噸，且在不斷增加，如處 理不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染，同時(shí)污泥處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用巨大，占整個(gè)污水廠投資 及運(yùn)行費(fèi)用的25% 65%，已成為污水處理廠面臨的沉重負(fù)擔(dān)?；钚蕴孔鳛橐环N吸附催化材料，不溶于水和有機(jī)溶劑，易再生，對(duì)氣體、溶液中的 有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)以及膠體顆粒等有很強(qiáng)的吸附能力，具有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性及耐酸、耐堿、 耐熱性，已在石油、化工、食品、輕工、國防、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。污泥中含有 較多的碳，在一定的高溫下以污泥為原料通過改性可以制得含碳吸附劑。制得的吸附劑有 很高的COD去除率，是一種性能優(yōu)良的有機(jī)廢水處理劑，吸附飽和的吸附劑若不能再生，可 以用作燃料在控制尾氣條件下進(jìn)行燃燒，這樣也使原污泥中的有害因子被徹底氧化分解。現(xiàn)有的化學(xué)法污泥制備活性炭工藝中，脫水污泥先干燥洗滌，再浸漬，以高溫惰性 氣體(O)2或隊(duì))為污泥炭化活化提供熱量，并作為保護(hù)氣。如此高溫的惰性氣體一般通過 采用其它燃料間接加熱得到，既增加了設(shè)備投資，又多耗能量，增加了活性炭的制造成本， 工藝復(fù)雜，阻礙了污泥制備活性炭的工業(yè)化應(yīng)用。本實(shí)用新型以含水率為80%左右的脫水污泥為原料，不經(jīng)干燥而直接浸漬，采用 高溫低氧煙道氣為活化介質(zhì)并為污泥炭化活化提供所需的熱量，降低了高品位能源的消 耗，降低了運(yùn)行成本。由于煙氣有一定的含氧量，高溫條件下，微量的氧可達(dá)到預(yù)氧化污泥 的目的，增加污泥表面活性，提升活性炭產(chǎn)品的品質(zhì)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保的一種污泥制備活性炭的裝置，利用高溫低 氧煙氣作為污泥炭化的活化介質(zhì)、保護(hù)氣，為原料的預(yù)氧化提供氧份，并提供炭化活化的熱 源，降低了高品位能源的消耗、工藝的復(fù)雜性及污泥活性炭的制造成本，提高了能源的利用 率及污泥制備活性炭系統(tǒng)的集成性。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種脫水污泥制備活性炭的裝置，包括混合浸漬釜、污泥浸漬后的干燥機(jī)、炭化活 化器、洗滌釜、活性炭干燥機(jī)，在炭化活化器上設(shè)有控氧燃燒的高溫低氧煙氣進(jìn)口和活化后 煙氣出口，在污泥浸漬后干燥機(jī)和活性炭干燥機(jī)上分別設(shè)第1活化后煙氣進(jìn)口、第2活化后 煙氣進(jìn)口和第1干燥后煙氣出口、第2干燥后煙氣出口，炭化活化器的煙氣出口分別與設(shè)在 污泥浸漬后干燥機(jī)和活性炭干燥機(jī)上的第1活化后煙氣進(jìn)口和第2活化后煙氣進(jìn)口相連，污泥浸漬后干燥機(jī)上的第1干燥后煙氣出口排空和活性炭干燥機(jī)上的第2干燥后煙氣出口 排空，混合浸漬釜出口與污泥浸漬后干燥機(jī)進(jìn)口相連、污泥浸漬后干燥機(jī)出口與炭化活化 器進(jìn)口相連、炭化活化器出口與洗滌釜進(jìn)口相連、洗滌釜出口與活性炭干燥機(jī)進(jìn)口相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型在炭化活化器及污泥浸漬后干燥機(jī)和活性炭干燥機(jī)上分別設(shè)有煙 氣進(jìn)、出口，可采用煙氣作為污泥炭化活化的熱源，并有效利用活化后的煙氣余熱作為產(chǎn)品 干化熱源，提高了能源利用率，降低了能源消耗及污泥制備活性炭的成本。2、本實(shí)用新型可采用高溫低含氧量的煙氣作為污泥炭化活化時(shí)的保護(hù)氣、活化 介質(zhì)，省去了純凈氣體的應(yīng)用，簡化了污泥活性炭制造工藝。3、本實(shí)用新型可采用高溫低含氧量的煙氣作為活化介質(zhì)用，煙氣中的氧份可作 為污泥預(yù)氧化氧源，使得污泥顆粒的表面活性增加，活化作用更容易深入到原料顆粒內(nèi)部， 制得活性炭孔隙發(fā)達(dá)。4、本實(shí)用新型直接采用含水率80%左右的脫水污泥制備活性炭，省去以往污泥 制備活性炭時(shí)的干燥環(huán)節(jié)，降低了能源消耗，簡化了污泥活性炭制備工藝，系統(tǒng)高集成化、 操作簡單化。5、本實(shí)用新型充分實(shí)現(xiàn)了以廢治廢，變廢為寶，制備的活性炭安全、穩(wěn)定、無污 染，有效利用了煙氣，并使污泥真正穩(wěn)定化、無害化、資源化。


圖1是本實(shí)用新型的脫水污泥制備活性炭的裝置示意圖。圖1中，1、浸漬釜2、污泥浸漬后干燥機(jī)3、炭化活化器4、洗滌釜5、活性炭 干燥機(jī)。
具體實(shí)施方式
一種實(shí)施上述污泥制備活性炭的裝置，包括混合浸漬釜1、污泥浸漬后的干燥機(jī) 2、炭化活化器3、洗滌釜4、活性炭干燥機(jī)5，在炭化活化器3上設(shè)有控氧燃燒的高溫低氧煙 氣進(jìn)口和活化后煙氣出口，在污泥浸漬后干燥機(jī)2和活性炭干燥機(jī)5上分別設(shè)第1活化后 煙氣進(jìn)口、第2活化后煙氣進(jìn)口和第1干燥后煙氣出口、第2干燥后煙氣出口，炭化活化器 3的煙氣出口分別與設(shè)在污泥浸漬后干燥機(jī)2和活性炭干燥機(jī)5上的第1活化后煙氣進(jìn)口 和第2活化后煙氣進(jìn)口相連，污泥浸漬后干燥機(jī)2上的第1干燥后煙氣出口排空和活性炭 干燥機(jī)5上的第2干燥后煙氣出口排空，混合浸漬釜1出口與污泥浸漬后干燥機(jī)2進(jìn)口相 連、污泥浸漬后干燥機(jī)2出口與炭化活化器3進(jìn)口相連、炭化活化器3出口與洗滌釜4進(jìn)口 相連、洗滌釜4出口與活性炭干燥機(jī)5進(jìn)口相連。下面參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型做出更為詳細(xì)的說明參照?qǐng)D1，一種80%脫水濕污泥直接制備活性炭的裝置，包括混合浸漬釜1、污泥浸 漬后的干燥機(jī)2、炭化活化器3、洗滌釜4、活性炭干燥機(jī)5，在炭化活化器3上設(shè)有控氧燃燒 的高溫低氧煙氣進(jìn)口和活化后煙氣出口，在污泥浸漬后干燥機(jī)2和活性炭干燥機(jī)5上分別 設(shè)第1活化后煙氣進(jìn)口、第2活化后煙氣進(jìn)口和第1干燥后煙氣出口、第2干燥后煙氣出口， 炭化活化器3的煙氣出口分別與設(shè)在污泥浸漬后干燥機(jī)2和活性炭干燥機(jī)5上的第1活化 后煙氣進(jìn)口和第2活化后煙氣進(jìn)口相連，污泥浸漬后干燥機(jī)2上的第1干燥后煙氣出口排
4空和活性炭干燥機(jī)5上的第2干燥后煙氣出口排空，混合浸漬釜1出口與污泥浸漬后干燥 機(jī)2進(jìn)口相連、污泥浸漬后干燥機(jī)2出口與炭化活化器3進(jìn)口相連、炭化活化器3出口與洗 滌釜4進(jìn)口相連、洗滌釜4出口與活性炭干燥機(jī)5進(jìn)口相連。(無氧條件下的活化)將含水率為80%的市政污泥送入浸漬釜1內(nèi)，以ZnCl2為活化 劑，按浸漬比5:1 (濕污泥活化劑)將污泥于浸漬釜1內(nèi)浸漬16小時(shí)，采用部分活化過的 5000C的煙道氣余熱于干燥機(jī)2內(nèi)將浸漬后的污泥烘干，隨后送入炭化活化器3中以氮?dú)庾?為保護(hù)氣，在缺氧條件下進(jìn)行炭化活化，控制污泥活化溫度為550°C，活化時(shí)間為90分鐘。 隨后洗滌、烘干，得到干品活性炭，其比表面積為493. lm2/g，亞甲基藍(lán)吸附值為120. lmg/g。(有氧條件下)將含水率為80%的市政污泥送入浸漬釜1內(nèi)，以SiCl2為活化劑，按 浸漬比5:1 (濕污泥活化劑)將污泥于浸漬釜1內(nèi)浸漬16小時(shí)，采用部分活化過的500°C 的煙道氣余熱于干燥機(jī)2內(nèi)將浸漬后的污泥烘干，隨后送入炭化活化器3中采用氧含量為 2%、溫度為600°C的高溫低氧煙氣進(jìn)行炭化活化，控制污泥活化溫度為550°C，活化時(shí)間為 90分鐘。隨后洗滌，并用活化過的500°C的煙道氣余熱烘干，得到干品活性炭，其比表面積 為516. lm2/g，亞甲基藍(lán)吸附值為129. 8mg/g，孔體積為0. 29cm7g，微孔體積為0. 16cm3/g, 平均孔徑為3. 95nm。將含水率為80%的市政污泥送入浸漬釜1內(nèi)，以SiCl2為活化劑，按浸漬比5 1(濕 污泥活化劑)將污泥于浸漬釜1內(nèi)浸漬16小時(shí)，采用部分活化過的500°C的煙道氣余熱于 干燥機(jī)2內(nèi)將浸漬后的污泥烘干，隨后送入炭化活化器3中采用氧含量為4%、溫度為600°C 的高溫低氧煙氣進(jìn)行炭化活化，控制污泥活化溫度為550°C，活化時(shí)間為90分鐘。隨后洗 滌，并用活化過的500°C的煙道氣余熱烘干，得到干品活性炭，其比表面積為512. 8m2/g，亞 甲基藍(lán)吸附值為129. lmg/g。氧氣能與碳骨架表面基團(tuán)發(fā)生氧化反應(yīng)，促進(jìn)活性炭微孔的形成與發(fā)展。但當(dāng) 氧含量過高時(shí)，氧原子與碳骨架表面基團(tuán)反應(yīng)速度極快，許多氧分子根本來不及擴(kuò)散到炭 顆粒內(nèi)部就已經(jīng)與表面基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，限制了微孔的形成與發(fā)展，同時(shí)，還使已形成的微孔 壁面被燒穿、擴(kuò)寬，活性炭比表面積和微孔體積會(huì)隨氧含量的增大而大幅下降，吸附性能變差。
權(quán)利要求1. 一種污泥制備活性炭的裝置，其特征在于，包括混合浸漬釜(1)、污泥浸漬后的干燥 機(jī)(2)、炭化活化器(3)、洗滌釜(4)、活性炭干燥機(jī)(5)，在炭化活化器(3)上設(shè)有控氧燃燒 的高溫低氧煙氣進(jìn)口和活化后煙氣出口，在污泥浸漬后干燥機(jī)(2)和活性炭干燥機(jī)(5)上 分別設(shè)第1活化后煙氣進(jìn)口、第2活化后煙氣進(jìn)口和第1干燥后煙氣出口、第2干燥后煙氣 出口，炭化活化器(3)的煙氣出口分別與設(shè)在污泥浸漬后干燥機(jī)(2)和活性炭干燥機(jī)(5)上 的第1活化后煙氣進(jìn)口和第2活化后煙氣進(jìn)口相連，污泥浸漬后干燥機(jī)(2)上的第1干燥后 煙氣出口排空和活性炭干燥機(jī)(5)上的第2干燥后煙氣出口排空，混合浸漬釜(1)出口與污 泥浸漬后干燥機(jī)(2)進(jìn)口相連、污泥浸漬后干燥機(jī)(2)出口與炭化活化器(3)進(jìn)口相連、炭 化活化器(3)出口與洗滌釜(4)進(jìn)口相連、洗滌釜(4)出口與活性炭干燥機(jī)(5)進(jìn)口相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種污泥制備活性炭的裝置，包括混合浸漬釜、污泥浸漬后的干燥機(jī)、炭化活化器、洗滌釜、活性炭干燥機(jī)，在炭化活化器上設(shè)有控氧燃燒的高溫低氧煙氣進(jìn)口和活化后煙氣出口，在污泥浸漬后干燥機(jī)和活性炭干燥機(jī)上分別設(shè)第1活化后煙氣進(jìn)口、第2活化后煙氣進(jìn)口和第1干燥后煙氣出口、第2干燥后煙氣出口，炭化活化器的煙氣出口分別與第1活化后煙氣進(jìn)口和第2活化后煙氣進(jìn)口相連，第1干燥后煙氣出口、第2干燥后煙氣出口排空，混合浸漬釜出口與污泥浸漬后干燥機(jī)進(jìn)口相連、污泥浸漬后干燥機(jī)出口與炭化活化器進(jìn)口相連、炭化活化器出口與洗滌釜進(jìn)口相連、洗滌釜出口與活性炭干燥機(jī)進(jìn)口相連。
文檔編號(hào)C01B31/10GK201882915SQ20102064306
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者劉長燕, 葛仕福, 趙培濤 申請(qǐng)人:東南大學(xué)