【正文】 同時采用間歇和固定床連續(xù)法研究了吸附苯酚后的活性炭堿再生工藝過程，以及多次再生對活性炭再生效率的影響，探討了堿性溶劑再生活性炭的初步規(guī)律。溶劑再生法一般比較適用于那些可逆吸附，如對高濃度、低沸點有機廢水的吸附。 對于高濃度、低沸點的有機物吸附質(zhì)，應(yīng)首先考慮化學法再生。例如吸附高濃度酚的炭，用氫氧化鈉溶液洗滌，脫附的酚以酚鈉鹽形式被回收，再生工藝流程見圖37。有機溶劑再生，用苯、丙酮及甲醇等有機溶利，萃取吸附在活性炭上的吸附質(zhì)。例如吸附高濃度酚的炭也可用有機溶劑再生，焦化廠煤氣洗滌廢水用活性炭處理后的飽和炭也可用有機溶劑再生。圖37 無機藥劑再生工藝流程近年來利用活性炭對水中有機物及溶解氧的強吸附特性，以及活性炭表面作為微生物聚集繁殖生長的良好載體，在適宜條件下，同時發(fā)揮活性炭的吸附作用和微生物的生物降解作用，這種協(xié)同作用的水處理技術(shù)稱為生物活性炭(Biological Activated Carbon，BAC。因此在飲用水深度處理運行中，過長的活性炭吸附周期將難以保證出水水質(zhì)，定期更換活性炭是必須的,電化學再生法是一種正在研究的新型活性炭再生技術(shù)。廈門大學化學工程系張會平、傅志鴻等研究了pH值對苯酚在活性炭上的吸附平衡的影響以及活性炭在不同電極上的電化學再生效率的影響。此外，對工藝參數(shù)的研究表明，再生位置是活性炭再生工藝中重要的影響因素，電解質(zhì)NaCl濃是較重要的影響因素，再生電流和再生時間對活性炭的電化學再生也有一定的影響。若處理工藝完善，可以避免二次污染。電化學再生在常溫常壓下進行，將待再生處理的活性炭填充于陰陽兩極間，將每升水中含115g電解質(zhì)，pH值為25的電解液從殼體底部泵入，依次流經(jīng)進水室，下部水力分布板、電化學反應(yīng)器，上部水力分布板、出水室至殼體頂部流出，水流量控制在15L/min，使活性炭處于流化狀態(tài)。濕式氧化再生法是指在高溫高壓的條件下，用氧氣或空氣作為氧化劑，將處于液相狀態(tài)下活性炭上吸附的有機物氧化分解成小分子的一種處理方法。Gitchel等對濕式氧化再生后的活性炭進行了深入的研究。Mudle等對再生過程中的反應(yīng)步驟及控速步驟進行了詳細的研究。濕式氧化技術(shù)要在高溫高壓的條件下進行，再生條件一般為200250℃，37MPa，再生時間大多60min以內(nèi)。溫度和壓力須根據(jù)吸附質(zhì)的特性而定，因為這直接影響炭的吸附性能恢復(fù)率和炭的損耗。濕式氧化法再生活性炭的過程是：吸附在活性炭表面上的有機污染物在水熱環(huán)境中脫附，然后從活性炭內(nèi)部向外部擴散，進入溶液；而氧從氣相傳輸進入液相，通過產(chǎn)生羥基自由基氧化脫附出來的有機物。同濟大學李光明等人采用動態(tài)吸附法吸附苯酚溶液的方法，模擬活性炭的吸附飽和過程；采用浸漬法制備CuO/Al2O3催化劑，在高壓反應(yīng)釜中對吸附飽和的活性炭進行多相催化濕式氧化，使活性炭得以再生，并氧化分解被脫附析出的有機物。L1。 同其他活性炭再生方法比較，催化濕式氧化法具有快速、能耗低、二次污染小等特點。當微波遇到不同材料時，會產(chǎn)生反射、吸收和穿透現(xiàn)象，這取決于材料的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗系數(shù)、比熱、形狀和含水量等特性。傳統(tǒng)濕式氧化法再生效率不高，能耗較大。因此, 人們考慮借助高效催化劑, 采用催化濕式氧化法再生活性炭。隨著可持續(xù)發(fā)展觀念的深入人心,活性炭再生工藝與技術(shù)日益得到人們的重視。同時新再生技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)。但它們的出現(xiàn)為活性炭的再生帶來了新思路與新探討。東南大學傅大放等以新碳碘值變化為評價標準，研究吸附了十二烷基苯磺酸鈉的活性炭的微波再生條件。昆明理工大學環(huán)境科學與工程學院寧平等人進行了微波輻照再生吸附有甲苯廢氣活性炭的研究，并進行了載硫活性炭微波輻照解吸研究；探討了活性炭在微波輻照條件下脫附率與活性炭量、微波功率、載氣線速度及再生時間等因素的關(guān)系；對影響活性炭損耗的各種因素進行了分析。微波輻照再生活性炭具有再生時間短、耗能低、設(shè)備構(gòu)造簡單、再生效率高及活性炭吸附容量恢復(fù)率高等優(yōu)點，是一種經(jīng)濟可行的再生新技術(shù)。 酸洗 炭上吸附的有機物及無機含量，殘留金屬及其化合物對炭再生也有很大影響。鈣鎂等離子含量較小的情況下，對再生效果影響較小。硅酸鹽的存在，無論多少，對再生效果都無好處，它們直接的害處主要是堵塞孔通路。油類和藥劑類在升溫到700℃左右時，基本上可以脫附和炭化，其影響較小。因此，在炭漿工藝的各環(huán)節(jié)中都要重視除屑。因此，加熱再生前的酸洗必須徹底，盡可能完全的除去堿金屬氧化物。每種溶液浸泡前都需將前面的溶液排盡，然后用23倍炭床體積的水沖洗，除去溶解物，并使炭恢復(fù)中性。也不易過小，否則達不到酸洗的目的。酸洗以浸泡為主，不宜進行強烈攪拌，否則會產(chǎn)生過多細炭，增大炭損失，并使酸洗反應(yīng)變得過于激烈而難以控制。經(jīng)過酸洗后，炭的各有關(guān)性能指標都會得到改善，吸附活性可恢復(fù)到新炭30%～50%，表31是某炭漿廠解吸炭經(jīng)過酸洗后與新炭的對比結(jié)果。第4章 回轉(zhuǎn)爐設(shè)計 轉(zhuǎn)爐及計算回轉(zhuǎn)式活性炭再生爐的主要工作結(jié)構(gòu)是滾筒，并且溫度是再生的重要條件，隨著溫度的升高，活性炭的灰分降低，磨損損失增大，抗磨能力降低，吸附速度加快，活性增加見表41。給炭含水39%。由中部向排料端溫度又逐漸降低。由于滾筒在受熱時會發(fā)生變形，因此其它的零件在設(shè)計時必須考慮到這點，比如滾筒出料端的滾輪架的設(shè)計就考慮到了，同時必須在滾筒處加支撐加強筒的剛度，同時為了加強筒的強度，在筒的外部可以加筋板，這樣就可以很好的彌補了筒的強度問題。然后按50℃的增量緩慢增加溫度，直至最后達到工藝要求的溫度。筒體降溫也按50℃的增量逐步降低。在停車時必須在筒體溫度降到100℃以下方可停止筒體轉(zhuǎn)動。因為滾筒的溫度能升高到900℃，所以由機械設(shè)計手冊查表得：滾筒在900℃的線膨脹系數(shù)為。參考書【1】 材料力學—加入溫度—熱膨脹系數(shù)l—加熱滾筒的長度筒的重量=因滾筒每天的處理量Q=800kg／天，n=4r/min,每天按工作8小時計算，總時間為t=8x60=480min螺距ff==每天料的總行程L=96000mm筒內(nèi)最大含碳量MM=8006000/960000=5kg總重量=+50=如圖41I====圖41滾筒受力簡圖 初選電機YVP132M—8，功率為3kw、轉(zhuǎn)速為36r/min。鏈條長度L理論中心距a=實際中心距鏈速v有效圓周力Fe壓軸力參考書【3】 P888Dr—滾輪直徑mm）f—摩阻系數(shù)(N?mm）； Dr—軸徑mm）；μ—滾動摩擦系數(shù)。=17,i=6,=102,小鏈輪計算分度圓齒頂圓直徑 ==參考書【2】P1483式中 d—分度圓直徑mm） P—鏈節(jié)距mm）； B—滾子直徑mm）。經(jīng)驗算鍵符合要求。符合要求。螺旋輸送機是一種常用的不具有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機械，利用工作構(gòu)件即螺旋的旋轉(zhuǎn)運動，使物料向前運送，是現(xiàn)代化生產(chǎn)和物流運輸不可缺少的重要機械設(shè)備之一。在糧食、輕紡織業(yè)、化工業(yè)、食品等工業(yè)部門，采用螺旋輸送機往往不單純是輸送物料，同時還伴隨進行某些工藝處理等。螺旋輸送機是提供活性炭給回轉(zhuǎn)爐的，并且保證螺旋筒內(nèi)擠滿活性炭，使回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)部不與外界相同，目的也是保證筒體的氣密性。螺旋輸送機旋轉(zhuǎn)軸上焊的螺旋葉片，葉片的面型根據(jù)輸送物料的不同有實體面型、帶式面型、葉片面型等型式。8的鋼筋，把它纏繞在軸上，在軸的旋轉(zhuǎn)下把物料帶入滾筒內(nèi)，這樣可以有效地使磨損降低?？稍跍囟容^高濕度較大有油污腐蝕等惡劣條件下工作。 在使用鏈傳動時潤滑是十分重要的，對高速重載的鏈傳動更為重要。鏈傳動一般布置在鉛垂平面內(nèi)，盡可能避免布置在水平或傾斜平面內(nèi)，如確有需要，則應(yīng)考慮加托板或張緊輪等裝置。水冷可使炭的機械強度有所增加，但活性稍有下降。這是因為目前常用的活性炭再生爐排出的再生炭溫度比較高，一般在750～800℃左右，呈微紅熱狀態(tài)，進入空氣中遇氧產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，從而改變炭的孔隙結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致上述結(jié)果。出料裝置是由進水口、出水口、出料口法蘭，排氣管及支架組成。這主要是由于物料以及物料中的雜質(zhì)象砂子石子，在高溫中混合攪拌，有些熔點低的物質(zhì)開始熔化，把這些物質(zhì)粘結(jié)在一起逐漸形成更大的結(jié)瘤。當然如果操作不當，爐內(nèi)有特大石塊形成時，則只有停爐降溫把石塊取出來。為了有效測量轉(zhuǎn)爐溫度，以便控制轉(zhuǎn)爐在最佳工藝條件下工作，使炭的活化達到最佳效果，在爐前爐中爐尾分別安裝有熱電偶測溫裝置，每個熱電偶的導(dǎo)線由環(huán)繞在筒體的兩條銅帶傳送出來，銅帶的固定與筒體是絕緣的，在轉(zhuǎn)爐外面有炭刷接觸銅帶傳送的信號，信號通過變換最后顯示在儀表上。一方面要盡力保護里面的熱量少損失，這樣可以增加活化得率，另外減少熱量散失，對轉(zhuǎn)爐的工作操作環(huán)境有利。轉(zhuǎn)爐的隔熱措施主要采用方式有耐熱混凝土、硅藻土輕體保溫磚和耐火磚，在砌筑中要注意保持合理的伸縮縫?；剞D(zhuǎn)式活性炭再生爐隔熱措施主要采用的是保溫磚和保溫氈，這樣不但節(jié)約了資源，而且也使升溫速度但得到了提升。活性炭再生爐的活化效率與很多因素是密切相關(guān)的，比如活化溫度和活化時間等因素，但是操作不當也會影響活化效率以及整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性的，在開啟設(shè)備之前應(yīng)檢查轉(zhuǎn)爐內(nèi)是否放置或掛有物品，有則清理，檢查回轉(zhuǎn)爐各部位的緊固件是否松動，有則緊固，著重檢查電極與爐體的絕緣情況，如絕緣不良，查找原因進行解決。在前序工作已經(jīng)完成后，要開啟轉(zhuǎn)爐，先開啟振動，巡回檢查無異常聲音后，在開啟加熱，最后開啟自動出料。觀察控制電流的上升，當電流控制指示儀升到接近8085時停止振動，此后電流會緩慢下降，降到一定值又緩慢上升，上升到8085℃時再生爐會自動開始出料。在生產(chǎn)初期觀察一下出料溫度，如高于900℃則適當調(diào)小控制電流，使溫度穩(wěn)定在750850℃之間，生產(chǎn)時注意隨時觀察轉(zhuǎn)爐內(nèi)的炭量并隨時補加，萬一缺炭會引起著火。除非特別需要，不建議清凈活性炭，以防止電極過度氧化。第5章 炭再生評價評價炭再生效果的習慣性做法是比較再生炭與新炭的活性。這樣將會使炭顆粒內(nèi)產(chǎn)生新的微孔結(jié)構(gòu)，結(jié)果炭的磨損相當快，其高活性也會很快喪失。評價炭的再生效果，不但要考慮其活性恢復(fù)的程度，而且必須考慮再生炭的抗磨損能力。吸附速度是比吸附容量更為重要的一個參數(shù)。但按標準測定這些參數(shù)比較復(fù)雜，生產(chǎn)中可在實驗室非標準條件下對再生炭與新炭的對應(yīng)指標進行測定，比較其相對值，以確定再生效果。再生效果的好壞取決于再生作業(yè)條件的控制。因此不可能制定出一個通用的標準。但炭的吸附活性與抗磨損能力是相互制約的兩項指標，即吸附能力越高的活性炭，其抗磨損能力相對越低，在炭漿法提金工藝中，活性炭是循環(huán)使用的。而再生后循環(huán)使用的活性炭的一些性能，如顆粒、比表面積和吸附活性等的變化與再生次數(shù)密切相關(guān)。在每個周期的工序，包括炭的輸送和篩分等，都有粉炭產(chǎn)生，炭的粒度隨循環(huán)周期的增加而逐漸變細。一般情況下，活性炭的投入使用初期，隨著再生次數(shù)的增加，炭的粒徑迅速減 小，經(jīng)過多次再生后，粒度減小逐漸變緩。 另外比表面積的變化也會與再生次數(shù)有關(guān)，最初幾次再生時，炭的比表面積減小較快，大約經(jīng)過58次再生后，表面積趨穩(wěn)定。由于畢業(yè)設(shè)計時間比較短，設(shè)計內(nèi)容較多，而自己的知識有限，因此，我在設(shè)計中的某些方面考慮的不夠周到，在一些方面還存在著缺陷。在知識方面完善自己。在設(shè)計過程中我不僅更加全面地了解了回轉(zhuǎn)式活性炭再生爐的發(fā)展歷史，對今后再生爐的發(fā)展方向有了大致的認識和把握，為今后的工作創(chuàng)造了有利條件，而且加深了對再生爐的總體結(jié)構(gòu)和形式的認識。通過仔細的觀察，使我很直觀地認識了再生爐的各個部件的結(jié)構(gòu)形式和連接方式，然后再通過對再生爐整體的觀察，使我的理解從局部到整體，從分散到集中。再設(shè)計過程中，使我對繪圖軟件運用的更加熟練了，由于在平常學習過程中，繪圖一般應(yīng)用AUTOCAD,但在這次設(shè)計時，我使用的是更加方便的繪圖軟件CAXA，通過這次設(shè)計，我對CAXA有了很好的學習，對我以后的工作及學習打下了很好的基礎(chǔ)。 最后，讓我再一次向辛勤指導(dǎo)和給予我巨大動力的老師們表示最衷心的感謝！其次，感謝同組的組員，正是大家相互幫助，共同努力，才使得設(shè)計順利