活性炭再生技術—多膛爐
多膛爐起源于美國,前身即為著名的“哈里肖夫(Herreshoff)焙燒爐”。
愛科道(天一愛拓)的多膛爐來自于美國CBE公司。CBE(Chavond-Barry Engineering Corp.)是目前世界上技術實力領先的專業多膛爐設計及技術開發企業,更是業界公認的生產活性炭及其再生設備的技術權威。其創始人Mr. Barry被公認為活性炭再生和污泥焚燒行業的領導者。
2018年6月,愛科道的北美分公司ENVICONN與CBE公司簽訂了技術引進協議,雙方約定將CBE的多膛爐(MHF)技術推廣應用于中國市場。
多膛爐的緣起——CBE公司簡介
1900年,太平洋鑄造公司開始從事礦物焙燒加工用的多膛爐制造業務,多膛爐即“Herreshoff(哈里肖夫)焙燒爐”。
此后位于紐約的Nichols設計及開發公司獲得了Herreshoff專利權轉讓。在二戰期間,兩個公司的合作出現了破裂,并最終于1950年前后,太平洋鑄造公司和Nichols公司都開始獨立承攬多膛爐業務。
后來,太平洋鑄造逐漸沒落,最終核心團隊成立BSP熱能公司;Nichols公司后來分裂成NESA (Nichols Engineering, SA)和Hankin公司生產爐子,其核心技術人員則成立CBE設計公司。
CBE公司從事專業的MHF設計和技術服務,此外還進行污泥流化床的設計和服務,是專業咨詢公司。公司掌門人Louis Barry是創始人,來自業內著名的設計公司Nichols,在行業內知名度很高。
多膛爐構造及系統簡介
多膛爐(MULTIPLE HEARTH FURNACE,MHF)由直立結構的、帶有耐火材料內襯層的圓筒形金屬殼體,以及殼體內平行排列的一 系列水平圓盤形“爐床”組成。
中軸豎直方向貫穿整個爐體,在每層爐床上相應位置的中軸上 安裝有懸臂結構式“耙臂”,耙臂上安裝有“耙齒/攪拌用犁刀”。
中軸的旋轉運動帶動耙 臂和耙齒,使固體物料被機械推動并穿越整個爐子。
部分爐層設有燃燒器、蒸汽、空氣噴射管路。
愛科道(天一愛拓)的MHF設計均采用具有自主版權的美國CBE公司的設計圖紙,所有主材和配套設備也選用美國廠家,力保設備運行的穩定性、有效性、安全性、規范性。
其它生產多膛爐的企業,由于均沒有正式的技術授權,所用圖紙均為安裝工程中使用的部分圖紙拼湊、修改而來,并沒有正規的計算,而且由于他們缺乏污水處理用活性炭再生的經驗,完全照搬糖炭再生,因此所做工程均不同程度出現問題。對比于他們,除了規范的圖紙和計算外,由于我們在工業廢水處理領域經營多年,對于工業廢水,尤其是高鹽化工廢水吸附的活性炭的性能具有充分的了解,因此對于此類活性炭再生工藝做了很多意義重大的改進,我們也在與美方設計團隊的交流溝通中充分提出了自己的觀點,并得到了認同,這些在最終的設計中均有體現。
多膛爐的應用領域
多膛爐應用于活性炭再生
通過先進的多膛爐活性炭再生技術對各類廢活性炭進行再生處理,實現廢活性炭(包括廢顆粒活性炭、廢粉末活性炭、廢蜂窩炭等)的低損耗高效率再生。相對于傳統的回轉窯再生設備,自動化程度更高,操作環境更安全潔凈,再生炭的損耗率更低。多膛爐活性炭再生技術具有適用性廣(除常規顆粒活性炭的再生外,獨創性地可對粉末活性炭進行再生)、爐體內反應環境可以被精確控制、損失率低、余熱利用率高、再生效果好的特點。
多膛爐活性炭再生技術已廣泛應用于環境治理行業的污水處理、危廢處理等領域,廢活性炭再生的一般工藝流程為:
相對于傳統的回轉窯再生設備,多膛爐有以下優點:
u 立式結構,占地面積小;
u 再生炭品位高,處理量大,使用范圍廣;
u 損失率低、余熱利用率高、再生效果好;
u 除常規顆粒活性碳的再生外,獨創性地可對粉末活性炭進行再生;
u 余熱利用率高,節能減排。
多膛爐應用于活性炭生產
以煤炭、生物質(廢樹枝、秸稈等)或炭化料為原料加工生產高品位活性炭。先進的多膛爐活化技術與傳統的斯列普爐活化技術相比,其最大產能約是斯列普爐的5倍,且機械自動化程度更高,工人勞動負荷更低;密封性好,因此生產環境更安全潔凈,炭損耗率更低;爐體內反應環境(溫度、蒸汽量等參數)可以被精確控制;調整工藝反饋快,啟爐、停爐時間相對較短。
通過調節物料在爐內的活化停留時間、蒸汽噴射量、空氣噴射量以及活化溫度,可生產出滿足不同碘值(800-1000mg/g)要求的活性炭產品。并通過酸洗、水洗等后處理,可生產更高品位活性炭。
多膛爐應用于礦物焙燒
我國引進多膛爐最早是應用于焙燒鎢礦。此后,逐步應用至鉬礦、黃鐵礦、鎳礦、高嶺土、氧化鎂、活性氧化鋁的焙燒,以及后續的活性炭生產與再生、污泥熱解等多個領域。
在多膛爐礦物焙燒方面,隨著國內日益增長的工業固廢資源化市場需求,我們目前形成了多膛爐尾礦提鋰技術、煤矸石與赤泥混合焙燒制磁鐵礦及鋁土礦技術、多膛爐還原焙燒含鐵污泥/鋼渣制磁鐵礦技術、鋁灰資源化至鋁酸鈣技術。
多膛爐具有多層爐床結構,可在每層可設置空氣進入點,通過監測各層含氧量,控制形成不同焙燒氣氛,因此對原料適應性強。可用于礦物原料的氧化焙燒、還原焙燒。
多膛爐每層爐床上具有多個耙臂,在礦物焙燒過程中,伴隨著耙臂旋轉、礦物從爐頂運動到爐底、熱煙氣自下往上流動等過程,使礦物能夠充分流動并與熱煙氣混合,達到熱和質的高效傳遞,使焙燒反應進行的更充分,熱利用效率得到提高,同時還具有、機械化程度高、產品質量優良等特點。
在使用過程中,可根據工藝需要設置不同溫區,焙燒礦物可在中軸-耙臂-耙齒系統的作用下依次通過爐子的干燥預熱區(爐溫100~300℃)、揮發區(350~600℃)、熱解區(或燒結區,850-1300℃),冷卻階段,然后離開爐子進入下一個工段。
多膛爐應用于污泥熱解
金屬表面處理及熱處理加工過程中產生的表面處理污泥、污水處理過程產生的有機污泥及化學污泥均可通過多膛爐熱法處理實現污泥的減量化、資源化。
活性炭吸附再生工程經典案例