活性炭賦活再生爐、以及利用了該活性炭賦活再生爐的氣體凈化方法和裝置的制造方法
【專利說明】活性炭賦活再生爐、以及利用了該活性炭賦活再生爐的氣 體凈化方法和裝置
[0001] 本申請發(fā)明是申請?zhí)枮?00980150220. X、發(fā)明名稱為"活性炭賦活再生爐、以及利 用了該活性炭賦活再生爐的氣體凈化方法和裝置"、申請日為2009年12月1日的申請的分 案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及活性炭賦活再生爐、以及利用該活性炭賦活再生爐的氣體凈化方法和 裝置。特別涉及用于回收排出氣體中所含的有機溶劑、和/或除去排出氣體中的有害、惡臭 物質(zhì)的氣體凈化方法和凈化裝置，并且涉及用于在氣體凈化裝置中所用的活性炭的吸附能 力降低了時使其吸附能力恢復(fù)的活性炭賦活再生方法和賦活再生爐。
【背景技術(shù)】
[0003] -直以來，已知借助固體吸附劑粒子吸附除去從工廠等排放的氣體中含有的有 害、惡臭物質(zhì)和/或有機溶劑等溶劑成分，用于在凈化氣體的同時回收溶劑成分的氣體凈 化裝置（氣體處理裝置）。
[0004] (專利文獻1)公開了如下氣體處理裝置：向氣體處理裝置的被處理氣體吸附部連 續(xù)供給固體吸附劑粒子，接著將在被處理氣體吸附部中吸附了溶劑成分的吸附劑粒子送至 吸附劑再生部，使吸附劑粒子再生，將再生后的吸附劑粒子再次供給到被處理氣體吸附部， 從而連續(xù)地循環(huán)使用吸附劑粒子。該氣體處理裝置，該吸附劑再生部被供給非凝結(jié)性氣體， 由此使吸附劑粒子所吸附的溶劑成分脫附，使脫附而得的溶劑成分隨同非凝結(jié)性氣體被送 入凝結(jié)分離器，從而分離、回收溶劑成分。
[0005] 在現(xiàn)有的裝置中通過使溶劑成分脫附來使吸附劑再生而恢復(fù)吸附能力，但如果長 期連續(xù)使用該裝置，則重質(zhì)化的物質(zhì)或固體物質(zhì)慢慢積累在吸附劑的內(nèi)外而導(dǎo)致不能完全 脫附，其結(jié)果造成了吸附劑的吸附能力降低、排出氣體中的化學(xué)物質(zhì)的除去率降低的問題。
[0006] 吸附能力降低了的吸附劑需要從裝置中取出，在外部賦活再生之后再送回氣體處 理裝置，或者丟棄并在氣體處理裝置中補充新的吸附劑。因此，需要安裝用于恢復(fù)降低了的 吸附劑的吸附能力的賦活再生爐作為氣體處理裝置的一部分。
[0007] 在使用活性炭作為吸附劑時，吸附能力降低了的活性炭的賦活再生可以通過與制 造活性炭時的賦活處理同樣的方法來進行?；钚蕴抠x活再生方法大致有使用氯化鋅等藥品 的藥品賦活法，使用水蒸氣、二氧化碳等的氣體賦活法。一般來說，藥品賦活存在碳材料與 藥品的分離、分離后的藥品的處理等問題，有成本高這樣的缺點。因此，多采用利用水蒸氣 等的氣體賦活法。作為用于進行水蒸氣賦活的裝置，使用回轉(zhuǎn)窯、流動賦活爐、多段流化爐 等。但是，在使用回轉(zhuǎn)窯、流動賦活爐時，裝置內(nèi)發(fā)生碳材料混合，因此不能連續(xù)處理而需要 分批式運行，不適合作為組裝到如上所述的現(xiàn)有的連續(xù)式氣體處理裝置中的裝置。另外，在 流動賦活爐、多段流化爐中，作為賦活氣體通常使用燃燒焦爐煤氣、LPG、LNG等氫含量較高 的燃料而得的高溫燃燒氣體。這些氣體是含有10~50%的水分的非氧化性氣體，也被用于 碳材料的加熱，因此賦活氣體的量相對于碳材料的量非常多。在這樣的裝置中，可裝入爐內(nèi) 的碳材料的量相對于爐的容積為20%以下，非常少，有裝置大型化的缺點，這成為賦活再生 爐組裝到氣體處理裝置中的障礙。
[0008] 專利文獻1 :日本特開昭52-14580號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的課題
[0010] 鑒于上述現(xiàn)有的狀況，本發(fā)明的目的是提供容易組裝到氣體凈化裝置中的緊湊化 活性炭賦活再生爐（賦活再生方法），另外，本發(fā)明的目的是利用該活性炭賦活再生爐，提 供能夠長期維持較高值的排出氣體中的化學(xué)物質(zhì)的除去率的氣體凈化方法和裝置。
[0011] 用于解決課題的方法
[0012] 本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，通過形成活性炭借助重力向下移動的移動層，利用從外部的間 接加熱和/或感應(yīng)加熱等將該移動層內(nèi)加熱至賦活溫度，相對于向下移動的活性炭對流接 觸實質(zhì)為100%的水蒸氣，從而可以將活性炭賦活再生爐緊湊化。另外發(fā)現(xiàn)了，在以活性炭 為吸附劑、重復(fù)吸附/脫附工序的氣體凈化裝置中，通過從化學(xué)物質(zhì)脫附掉了的活性炭中 取出一定量，用上述活性炭賦活再生爐介由水性氣體反應(yīng)恢復(fù)活性炭的吸附能力，再次供 給至吸附工序的構(gòu)成，可以解決上述課題。即，本發(fā)明的活性炭賦活再生方法和賦活再生 爐、以及氣體凈化方法和裝置如下。
[0013] (1). -種活性炭賦活再生方法，該方法具有以下工序：供給吸附能力降低了的活 性炭的活性炭供給工序；所供給的活性炭借助重力向下移動而形成移動層，在該移動層中 使活性炭與水蒸氣一邊加熱一邊對流接觸，發(fā)生水性氣體反應(yīng)，從而使活性炭再生的活性 炭再生工序；將再生后的活性炭冷卻的冷卻工序；以及，將冷卻后的活性炭排出的活性炭 排出工序。
[0014] (2).根據(jù)上述⑴所述的活性炭賦活再生方法，其中，對流接觸的水蒸氣的流量 Wv(kg/h)與活性炭的流量WK(kg/h)的重量比（WV/W K)為0· 05~1. 0。
[0015] (3). -種氣體凈化方法，該方法具有下述工序：使含化學(xué)物質(zhì)的氣體與活性炭接 觸，從而使活性炭吸附該化學(xué)物質(zhì)的吸附工序；使吸附了化學(xué)物質(zhì)的活性炭與非凝結(jié)性氣 體接觸，從而使該化學(xué)物質(zhì)脫附的脫附工序；將化學(xué)物質(zhì)脫附掉了的活性炭再次供給至上 述吸附工序的活性炭循環(huán)工序；將化學(xué)物質(zhì)脫附掉了的活性炭的一部分取出，取出的活性 炭借助重力向下移動形成移動層，在該移動層中使活性炭與水蒸氣一邊加熱一邊對流接 觸，發(fā)生水性氣體反應(yīng)，從而使活性炭再生的活性炭再生工序；將再生后的活性炭冷卻的冷 卻工序；以及，將冷卻后的活性炭排出再次供給至上述吸附工序的活性炭排出工序。
[0016] (4). -種活性炭賦活再生爐，該爐具備：用于供給吸附能力降低了的活性炭的活 性炭供給部；用于使所供給的活性炭借助重力向下移動形成移動層，在該移動層中使活性 炭與水蒸氣一邊加熱一邊對流接觸，發(fā)生水性氣體反應(yīng)，從而使活性炭再生的活性炭再生 部；用于將再生后的活性炭冷卻的冷卻部；以及，用于將冷卻后的活性炭排出的活性炭排 出部。
[0017] (5).根據(jù)上述（4)所述的活性炭賦活再生爐，該爐具備用于在移動層內(nèi)形成溫度 沿重力方向上升的溫度梯度的加熱部。
[0018] (6).根據(jù)上述（5)所述的活性炭賦活再生爐，該爐具備用于形成最大溫度差為 200°C以上的溫度梯度的加熱部。
[0019] (7). -種氣體凈化裝置，該裝置具有：使含化學(xué)物質(zhì)的氣體與活性炭接觸，從而 使活性炭吸附該化學(xué)物質(zhì)的吸附部；使吸附了化學(xué)物質(zhì)的活性炭與非凝結(jié)性氣體接觸，從 而使該化學(xué)物質(zhì)脫附的脫附部；將化學(xué)物質(zhì)脫附掉了的活性炭再次供給至上述吸附部的活 性炭循環(huán)部；將化學(xué)物質(zhì)脫附掉了的活性炭的一部分取出，取出的活性炭借助重力向下移 動形成移動層，在該移動層中使活性炭與水蒸氣一邊加熱一邊對流接觸，發(fā)生水性氣體反 應(yīng)，從而使活性炭再生的活性炭再生部；將再生后的活性炭冷卻的冷卻部；將冷卻后的活 性炭排出，再次供給至上述吸附部的活性炭排出部。
[0020] 本說明書包含作為本申請的優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)的日本專利申請2008-320180號的說明 書和附圖所記載的內(nèi)容。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的活性炭賦活再生方法和賦活再生爐，通過形成活性炭的借助重力向 下移動的移動層，可以抑制活性炭的混合，實現(xiàn)連續(xù)的活性炭賦活再生。另外，通過采用借 助重力向下移動的移動層，能夠提高活性炭的填充量，從而可以實現(xiàn)賦活再生爐的緊湊化。 而且，活性炭細孔結(jié)構(gòu)發(fā)達，因而用少量的100%水蒸汽就能夠均勻地進行賦活再生。因此， 向活性炭循環(huán)式的連續(xù)氣體凈化裝置中組裝賦活再生爐變得容易。此外，本發(fā)明的活性炭 賦活再生爐優(yōu)選應(yīng)用流動性良好的球狀活性炭。
[0023] 另外，根據(jù)本發(fā)明的氣體凈化方法和凈化裝置，能夠抑制活性炭的吸附能力降低， 將排出氣體中的化學(xué)物質(zhì)的除去率長期維持在較高的值。而且，在不需要從裝置中取出吸 附能力降低了的活性炭的情況下就能夠在氣體凈化裝置的運行中連續(xù)地使活性炭賦活再 生。
【附圖說明】
[0024] 圖1是顯示本發(fā)明的氣體凈化裝置中的塔體的一種實施方式的圖。
[0025] 圖2是顯示本發(fā)明的氣體凈化裝置中的活性炭賦活再生爐的一種實施方式的圖。
[0026] 附圖標記說明
[0027] A吸附部
[0028] B氣體阻止部
[0029] C脫附部
[0030] D氣體阻止部
[0031] G 廢氣
[0032] Ga非凝結(jié)性氣體
[0033] Gb傳送氣體
[0034] K活性炭