焦爐煤氣凈化工藝中活性炭再生研究.doc

焦爐煤氣凈化工藝中活性炭再生研究 擁有豐富回收渠道和銷售渠道的企業(yè)將不斷攫取更大的市場份額。 （再協(xié)） 董曉春，劉苗 （山鋼萊蕪分公司技術(shù)中心，山東萊蕪271104） 摘要：對焦爐煤氣凈化工藝中失活活性炭進行再生研究，通過加熱再生方法，調(diào)整再生溫度和時間，得到合理的再生條件為：500加熱30min，此時其吸附性能可達到新活性炭四氯化碳吸附性能的93%，使失效活性炭重新得到利用。 關(guān)鍵詞：活性炭再生；再生溫度；四氯化碳吸附率 ：X75；TQ424.1：A：（15）02243 RegenerationResearchofActivatedCarboninCoke-ovenProcess DongXiaochun，LiuMiao （ShandongSteelLaiwuBranchTechnologyCenter，ShandongLaiwu271104，China） Abstract：ThispaperdescribedtheregenerationresearchoffailureactivatedcarboninCokeovengaspurificationprocess.Byheatingandadjustingtheregenerationtemperatureandtime,reasonableregenerationconditionis500,30min，theadsorptivepropertyoffailureactivatedcarboncouldreach93%ofnewactivatedcarbon-carbontetrachlorideandcouldbeusedagain. Keywords：activatedcarbonregeneration；regenerationtemperature；carbontetrachlorideadsorptionrate ：14112 作者簡介：董曉春（81），女，陜西寶雞人，大學(xué)本科，主要從事鋼鐵企業(yè)的技術(shù)研究工作。 焦爐煤氣凈化工藝是指為了滿足制氫工藝對焦爐煤氣特殊的需求，而對焦爐煤氣所含的水、硫化物、焦油等雜質(zhì)進行深度脫除的工藝，簡稱TSA工藝。TSA工序包括2臺TSA精制塔和1臺換熱器，2臺精制塔中的其中一臺處于吸附脫油、脫萘和脫硫狀態(tài)，另一臺處于在線狀態(tài)，24小時切換一次。焦爐煤氣通過TSA工序時，其中的硫、萘等雜質(zhì)會被塔中裝填的吸附劑所吸附，從而使煤氣得到精制。經(jīng)過一段時間運行后，這些吸附劑將飽和從而失去吸附能力，需重新更換。TSA塔所用吸附劑為氧化鋁球、活性炭和氧化鐵脫硫劑。目前失效吸附劑的處理方法是填埋或者堆放，這種處理方法不僅會造成資源的浪費，占用大量土地，也會對環(huán)境造成嚴重污染。 1活性炭再生方法 活性炭再生，是指用物理或化學(xué)方法在不破壞活性炭原有結(jié)構(gòu)的前提下，將吸附于活性炭微孔的吸附質(zhì)予以去除，恢復(fù)其吸附性能，達到重復(fù)使用的目的1。其再生工藝分為藥劑洗脫的化學(xué)法以及生物再生法、濕式氧化法、電解氧化法、加熱再生法等。其中加熱再生是目前應(yīng)用最多、工業(yè)上最成熟的活性炭再生方法。其原理一般是用高溫惰性氣體加熱失活活性炭，經(jīng)過水蒸氣蒸餾、解析或熱分解過程，吸附質(zhì)以解吸、炭化、氧化的形式從活性炭上消除。 在研究中工作人員對山東鋼鐵公司萊蕪分公司TSA塔中使用一年的活性炭進行了取樣分析。 1.1常規(guī)性能分析 失活活性炭常規(guī)性能分析見表1。 1.2比表面積、孔徑分析 失活活性炭比表面積、孔容分析見表2。 1.3吸附性分析 活性炭吸附性為3.12mgCCl4/g。 從分析結(jié)果來看，更換出來的活性炭性能失效嚴重，不論從比表面積、孔容，還是四氯化碳的吸附性，各項指標都達不到標準的要求。 2活性炭再生實驗研究 實驗采用惰性氣體保護加熱再生的方法，再生氣體為高純N2。實驗時再生氣體的流量為100mLmin、壓力為0.02Mpa。用此方法得到不同條件下的再生樣品見表3。 2.1試驗儀器 干燥箱：用于活性炭再生前的干燥，110干燥2h。 電子天平：用于活性炭質(zhì)量的稱量。 氮氣保護加熱爐：在氮氣保護下加熱再生儀器。 電加熱蒸汽鍋爐：加熱產(chǎn)生蒸汽保護再生儀器。 2.2試驗過程 （1）將失活后的活性炭裝入氮氣保護加熱爐，通N2氣； （2）用程序升溫表控制再生溫度，從110至預(yù)定再生溫度后，通入0.5MPa，150水蒸氣再生，恒溫保持一段時間； （3）將出口氣體用堿液處理； （4）程序結(jié)束，停止加熱和水蒸氣，繼續(xù)通氣至溫度降至室溫； （5）取出再生后的活性炭，密封儲存。 加熱再生裝置見圖1。 3實驗結(jié)果和討論 3.1比表面積與pH值 當再生溫度高于500時，活性炭孔道內(nèi)的吸附物雖然得到了更加徹底的釋放，但由于再生溫度過高使活性炭的微孔擴張，導(dǎo)致再生后活性炭的比表面積反而下降。因此，再生溫度過高時再生效果也不理想。 3.2脫硫性能 不同條件下氣體再生后的活性炭脫硫性能見表5。 由表5可以看出，在高純N2氣體保護的情況下對失活后的活性炭進行加熱再生，失活后的活性炭的脫硫性能可以得到一定程度的恢復(fù)。這是因為在惰性氣體的保護下對失活后的活性炭進行再生時，高溫下活性炭孔道中的H2S04（或S03）被活性碳還原成S02，然后從活性中心上脫附出來2，即： S03（或H2S04）+C=（H20）+S02+C（0）（1） C（O）+S03（或H2S04）=（H20）+S02+C02（2） 在進行氣體熱再生時溫度太高或太低，再生效果均不理想，再生溫度在500左右時再生效果最好。這是因為當再生溫度在500以下時，由于活性炭孔道內(nèi)的S03（或H2S04）沒能得到充分的還原和釋放，導(dǎo)致再生后活性炭的比表面積和pH值都偏低，因此再生后的脫硫效果不好3。從容硫比值看，加熱30min和60min差別并不大。 3.3吸附率 四氯化碳吸附率對比見表6。 通過表6對新活性炭和再生活性炭的對比分析可知，再生活性炭是新活性炭四氯化碳吸附性能的93%左右，吸附效果良好。 4結(jié)語 采用惰性氣體保護加熱法對失活活性炭進行再生，在500左右加熱30min時再生效果最好，這時，再生活性炭是新活性炭吸附性能的93%左右。 參考文獻 1劉守新，王巖，張世潤活性炭再生技術(shù)研究東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，xx，29（3）：5457 2ERaymundo，Temperatureprogrammeddesorptionstudyon themechaniSmofS02oxidationbyactivatedcarbonandactivatedcarbonfibresCarbon，xx，（39）：231242 3費小猛.用活性炭脫除低濃度SO2的研究D.大連：大連理工大學(xué)，xx （陳軍） 報廢汽車和廢舊電子行業(yè)補貼范圍或擴大 我國在xxAPEC峰會首次承諾碳減排峰值時間點，再次將節(jié)能減排上升至國家戰(zhàn)略高度。再生資源回收減排效果顯著,并兼具環(huán)保、經(jīng)濟雙重效益，將是節(jié)能減排的重要生力軍。我們持續(xù)看好即將大幅擴容補貼范圍的廢舊電子電器以及將進入爆發(fā)期的報廢汽車再生資源回收細分領(lǐng)域，有望持續(xù)獲得政策紅利推動加速發(fā)展。 在廢舊“四機一腦”處理補貼政策及配套措施出臺推動下，我國主要廢舊電子電器拆解處理量從xx年的1009.5萬臺增加到xx的4308.9萬臺，拆解重量從15.6萬噸增加到81.3萬噸，拆解產(chǎn)出物資源價值從22.4億元增加到100.1億元。預(yù)計xx2020年，僅“四機一腦”拆解回收市場容量超千億元。另外，廢棄電子電器補貼范圍擴容政策有望年底出臺,屆時將新增10個亞類23種產(chǎn)品，廢舊電子電器回收利用市場空間有望成倍打開。 2000xx年是我國汽車銷量增長的高峰期，年復(fù)合增速約24%，按照汽車平均1015年的報廢年限,預(yù)計xx年起汽車報廢將進入高峰期。到2020年，汽車年報廢量將超過1200萬輛。而13年還不到100萬輛。不考慮零部件再利用，2020年僅回收材料年產(chǎn)值將達432億元，xx2020年報廢汽車回收市場總?cè)萘靠蛇_2000億元。另外報廢機動車回收拆解管理條例有望近期出臺，將促進報廢汽車零部件的再制造、再利用，對汽車拆解企業(yè)的利潤水平將有明顯提升作用。 廢舊電子電器補貼擴容及汽車報廢高峰到來,將率先催生對自動化、精細化、大型化剪切、打包、破碎等專用處理設(shè)備的需求,整體市場容量超百億。擁有雄厚技術(shù)實力、產(chǎn)品種類齊全、并具備一體化綜合性解決方案提供