本发明涉及一种废活性炭的处置装置及其处置方法，属于
固废处理技术领域。
背景技术：
按照国家规定，废活性炭均属于危险废物，必须由有相关资质的专业部门进行处置。废活性炭作为危险物品，由于活性炭极易饱和，不但会吸收产品中的杂质，而且在很多有机生产过程中，会大量吸附昂贵的金属类无机盐催化剂，如含铂、钼、铑、银等的氯盐或酸盐等。所以，很多企业既要付费购买新活性炭、处置废活性炭，又要不断支付昂贵的金属催化剂费用，增加了生产运行成本。
针对这一问题，人们从不同层面提出各种解决办法。使用化学和物理方法，将废活性炭再生利用，以达到降低成本的目的。此法大多处理一些吸附易脱附杂质的活性炭，处理方式简单，但再生率和再生效果一般，生产成本降低有限；同时，由于利用活性炭吸附具有吸附紧密，不易脱附，难易分离，最终生产中被吸附的金属无机盐催化剂往往与废活性炭一同作为固废进行焚烧处置。
综上所述，若能在终端处理废活性炭的同时，分离回收贵金属催化剂，回用于企业生产，那就能有效降低整个生产处置环节的成本。对此，本发明提供了一种废活性炭的处置装置。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明亦提供了一种废活性炭的处置装置及其处置方法，有效利用企业与
危废处置机构的资源，降低成本。
本发明采用的技术方案具体如下，一种废活性炭的处置装置，包括燃烧室、冷却室、分离室、一级过滤室、二级过滤室、外蒸釜、干燥箱和尾气净化装置，所述燃烧室上端设有燃烧室进炭口，侧下端设有燃烧室进气口，底部设有燃烧室出灰口，由燃烧室进炭口投入废活性炭，燃烧室进气口与大气连通；
所述冷却室两端分别设有冷却室进口和冷却室出口，所述冷却室进口连接燃烧室出灰口；
所述分离室上端设有分离室出气口，侧下端设有分离室进口，底部设有分离室出灰口，所述分离室进口连接冷却室出口；
所述一级过滤室上端设有一级过滤进灰口，侧下端设有一级过滤固体出口，底部设有一级过滤出液口，外壁设有循环冷却水装置，所述一级过滤进灰口连接分离室出灰口，一级过滤固体出口连接金属氧化物收纳罐；
所述二级过滤室上端设有二级过滤进液口，侧下端设有二级过滤固体出口，底部设有二级过滤出液口，外壁设有循环冷却水装置，所述二级过滤进液口连接一级过滤出液口；
所述外蒸釜上端设有外蒸釜进料口和外蒸釜出气口，下端设有外蒸釜出料口，所述外蒸釜进料口通过第一三通和第二三通分别与二级过滤固体出口、二级过滤出液口连接，所述外蒸釜出气口连接外蒸水冷却装置；
所述干燥箱上端设有干燥箱进料口，下端设有干燥箱出料口，所述干燥箱进料口连接外蒸釜出料口，所述干燥箱出料口连接无机盐储罐。
进一步的，一级过滤室和二级过滤室的外壁分别设有管壳式恒温换热器。
进一步的，尾气净化装置两端分别设有尾气净化进气口和尾气净化出气口，内部含有除氮单元和除硫单元串联，所述尾气净化进气口连接分离室出气口，所述尾气净化出气口通过引风机连通大气。
进一步的，所述燃烧室温度范围600~800℃，所述燃烧室处理的废活性炭为单一种类，所回收昂贵催化剂定向供应，燃烧室个数可根据实际情况多个并联。
进一步的，所述冷却室控制出口温度范围200~500℃，优选为300~400℃。
进一步的，所述分离室可为分流式惯性分离器或旋风分离器。
进一步的，所述一级过滤室温度控制在20~100℃，优选为50~70℃，所述一级过滤室ph控制在4~5。
进一步的，所述二级过滤室温度控制在10~50℃，优选为20~30℃，所述二级过滤室ph控制在11~12。
进一步的，所述外蒸釜内工作压力为30~101kpa，当催化剂以氯化物方式存在时，釜内工作ph范围4~6，当催化剂以酸根盐形式存在时，釜内工作ph范围7~9。
进一步的，所述一级过滤室出液口和二级过滤室进液口连接的管线上串联有阀门和传输泵，第一三通和第二三通相应连接的管线上均串联有阀门，第二三通与外蒸釜进料口连接的管线上串联有传输泵。
利用一废活性炭的处置装置的进行废活性炭处置的方法，
包括以下步骤，
1）将废弃活性炭加入燃烧室中，充分燃烧，将其灰烬经冷却室初步降温；
2）将降温后灰烬通入旋风分离器进行气固分离，分理出的气体经尾气净化装置除硫氮后放入大气，分离出的固体灰烬通入一级过滤室中；
3）在一级过滤室，固体灰烬溶解于液体在适当条件下分离出固体金属氧化物；
4）将过滤后的液体转入二级过滤室，在碱性条件下析出再次分离出氢氧化物沉淀，
5）将氢氧化物沉淀转入外蒸釜，用盐酸调体系ph至酸性，外蒸除水至近干，将潮湿固体转入干燥箱90℃下，烘干，得到回收的物质。
本发明有益效果为：
本发明针对含单一催化剂的废活性炭处理，通过完全灼烧，对其灰烬的一系列水洗、酸化、碱化分离处理，有效回收高纯度金属类无机盐催化剂，变废为宝，创造价值；本发明提供的装置构造简单，操作简单，易于改造并投放使用，无三废产生，安全环保，利于规模化推广。
附图说明
图1为本发明的各设备连接关系示意图。
附图标记：1、燃烧室，101、燃烧室进炭口，102、燃烧室进气口，103、燃烧室出灰口，2、冷却室，201、冷却室进口，202、冷却室出口，3、分离室，301、分离室进口，302、分离室出气口，303、分离室出灰口，4、一级过滤室，401、一级过滤进灰口，402、一级过滤固体出口，403、一级过滤出液口，5、二级过滤室，501、二级过滤进液口，502、二级过滤出液口，503、二级过滤固体出口，6、外蒸釜，601、外蒸釜进料口，602、外蒸釜出气口，603、外蒸釜出料口，7、干燥箱，701、干燥箱进料口，702、干燥箱出料口，8、尾气净化装置，801、尾气净化进气口，802、尾气净化出气口，9、引风机，10、第一三通，11、第二三通。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图说明对本发明进行进一步说明。
本发明是对废活性炭的进行处置的装置，结构如图1所示，包括燃烧室1、冷却室2、分离室3、一级过滤室4、二级过滤室5、外蒸釜6、干燥箱7和尾气净化装置8，各部件的进出口串联相连。
下面对各部件的结构及连接关系进行进一步的说明，
燃烧室上端设有进炭口101，侧下端设有进气口102，底部设有出灰口103，由进炭口投入废活性炭，进气口与大气连通。燃烧室温度范围600~800℃，燃烧室处理的废活性炭为单一种类，所回收昂贵催化剂定向供应，燃烧室个数可根据实际情况多个并联。
冷却室两端分别设有进口201和出口202，所述冷却室进口连接燃烧室出灰口。冷却室控制出口温度范围200~500℃，优选为300~400℃。
分离室上端设有出气口302，侧下端设有进口301，底部设有出灰口303，所述进口连接冷却室出口。分离室可为分流式惯性分离器或旋风分离器。
一级过滤室上端设有一级过滤进灰口401，侧下端设有一级过滤固体出口403，底部设有一级过滤出液口402，外壁设有循环冷却水装置，一级过滤进灰口连接分离室出灰口，一级过滤固体出口连接金属氧化物收纳罐。一级过滤室温度控制在20~100℃，优选为50~70℃，所述一级过滤室ph控制在4~5。
二级过滤室上端设有进液口501，侧下端设有固体出口502，底部设有出液口503，外壁设有循环冷却水装置，所述进液口连接一级过滤室的出液口。二级过滤室温度控制在10~50℃，优选为20~30℃，所述二级过滤室ph控制在11~12。
一级过滤出液口和二级过滤进液口连接的管线上串联有阀门和传输泵，第一三通和第二三通相应连接的管线上均串联有阀门，第二三通与外蒸釜进料口连接的管线上串联有传输泵
外蒸釜上端设有外蒸釜进料口601和外蒸釜出气口602，下端设有外蒸釜出料口603，外壁设有管壳式恒温换热器，所述外蒸釜进料口通过第一三通10和第二三通11分别与二级过滤固体出口、二级过滤出液口连接，所述外蒸釜出气口连接外蒸水冷却装置。外蒸釜内工作压力为30~101kpa，当催化剂以氯化物方式存在时，釜内工作ph范围4~6，当催化剂以酸根盐形式存在时，釜内工作ph范围7~9。
干燥箱上端设有干燥箱进料口701，下端设有干燥箱出料口702，所述干燥箱进料口连接外蒸釜出料口，所述干燥箱出料口连接无机盐储罐。
尾气净化装置两端分别设有尾气净化进气口801和尾气净化出气口802，内部含有除氮单元和除硫单元串联，所述尾气净化进气口连接分离室出气口，所述尾气净化出气口通过引风机9连通大气。
设备使用时，分别以含不同催化剂的废活性炭处理为例：
实施例1，处理含氯化铑催化剂的废活性炭。
处理5000kg含三氯化铑0.32%，含高分子聚烯烃0.79%的废活性炭。
将上述5000kg废活性炭加入燃烧室中，在650℃下，充分燃烧，将其灰烬经冷却室初步降温至350℃左右，通入旋风分离器进行气固分离，气体经尾气净化装置除硫氮后放入大气，固体进入一级过滤室，在60℃，ph4.3条件下分离出氧化铁等不溶金属氧化物，将含三氯化铑的液体转入二级过滤室，在20℃，ph11.7条件下析出再次分离出氢氧化铑固体，将固体转入外蒸釜，用盐酸调体系ph到4.0，在50kpa压力下，外蒸除水至近干，将潮湿固体转入干燥箱90℃下，烘干，得三氯化铑三水19.46kg。
经检测得，三氯化铑三水收率95.4%，纯度98.7%。
实施例2，处理含钼酸钠催化剂的废活性炭。
处理5000kg含钼酸钠0.26%，含聚环氧琥珀酸0.93%的废活性炭。
将上述5000kg废活性炭加入燃烧室中，在750℃下，充分燃烧，将其灰烬经冷却室初步降温至400℃左右，通入旋风分离器进行气固分离，气体经尾气净化装置除硫氮后放入大气，固体进入一级过滤室，在50℃，ph4.7条件下分离出氧化铁等不溶金属氧化物，将含钼酸钠的液体转入二级过滤室，在40℃，ph12.0条件下析出再次分离出固体杂质，将剩余液体转入外蒸釜，用盐酸调体系ph到8.0，在101kpa压力下，外蒸除水析出氯化钠分离后，继续外蒸至近干，将潮湿固体转入干燥箱100℃下，烘干，得钼酸钠12.23kg。
经检测得，钼酸钠收率92.3%，纯度98.1%。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
技术特征：
1.一种废活性炭的处置装置，其特征是，包括燃烧室（1）、冷却室（2）、分离室（3）、一级过滤室（4）、二级过滤室（5）、外蒸釜（6）和干燥箱（7），
燃烧室上端设有燃烧室进炭口（101），侧下端设有燃烧室进气口（102），底部设有燃烧室出灰口（103），由燃烧室进炭口投入废活性炭，燃烧室进气口与大气连通；
冷却室两端设有冷却室进口（201）和冷却室出口（202），冷却室进口（201）连接燃烧室的出灰口（103）；
分离室上端设有分离室出气口（302）、侧下端设有分离室进口（301），底部设有分离室出灰口（303），分离室进口（301）连接冷却室出口（202）；
一级过滤室上端设有进灰口（401），侧下端设有一级过滤固体出口（403），底部设有一级过滤出液口（402），进灰口连接分离室出灰口（303）；
二级过滤室上端设有二级过滤进液口（501），测下端设有二级过滤固体出口（502），底部设有二级过滤出液口（503），二级过滤进液口连接一级过滤出液口（402）；
外蒸釜上端设有外蒸釜进料口（601）和外蒸釜出气口（602），下端设有外蒸釜出料口（603），所述外蒸釜进料口通过第一三通（10）和第二三通（11）分别与二级过滤固体出口、二级过滤出液口连接，所述外蒸釜出气口连接外蒸水冷却装置；
所述干燥箱上端设有干燥箱进料口（701），下端设有干燥箱出料口（702），所述干燥箱进料口(701)连接外蒸釜出料口（603），所述干燥箱出料口(702)连接无机盐储罐。
2.根据权利要求1所述的废活性炭的处置装置，其特征是，一级过滤室外壁设有循环冷却水装置，所述二级过滤室外壁设有循环冷却水装置。
3.根据权利要求1所述的废活性炭的处置装置，其特征是，还设有尾气净化装置（8），所述尾气净化装置两端分别设有尾气净化进气口（801）和尾气净化出气口（802），内部含有除氮单元和除硫单元串联，所述尾气净化进气口连接分离室出气口，所述尾气净化出气口通过引风机（9）连通大气。
4.根据权利要求1所述的废活性炭的处置装置，其特征在于，所述燃烧室温度范围600~800℃，所述燃烧室处理的废活性炭为单一种类，所回收昂贵催化剂定向供应，燃烧室个数为至少一个或多个并联。
5.根据权利要求1所述的废活性炭的处置装置，其特征在于，所述冷却室控制出口温度范围200~500℃。
6.根据权利要求1所述的废活性炭的处置装置，其特征在于，所述分离室类型为分流式惯性分离器或旋风分离器。
7.根据权利要求1所述的废活性炭的处置装置，其特征在于，所述一级过滤室温度控制在20~100℃，所述一级过滤室ph范围4~5，所述二级过滤室温度控制在10~50℃，所述二级过滤室ph范围11~12。
8.根据权利要求1所述的废活性炭的处置装置，其特征在于，所述外蒸釜内工作压力为30~101kpa，当催化剂以氯化物方式存在时，釜内工作ph范围4~6，当催化剂以酸根盐形式存在时，釜内工作ph范围7~9。
9.根据权利要求1所述的废活性炭的处置装置，其特征在于，所述一级过滤出液口（402）和二级过滤室进液口（501）连接的管线上串联有阀门和传输泵，第一三通（10）和第二三通（11）相应连接的管线上均串联有阀门，第二三通（11）与外蒸釜进料口（601）连接的管线上串联有传输泵。
10.一种利用权利要求1所述的废活性炭的处置装置的进行废活性炭处置的方法，其特征在于，
包括以下步骤，
1）将废弃活性炭加入燃烧室中，充分燃烧，将其灰烬经冷却室初步降温；
2）将降温后灰烬通入旋风分离器进行气固分离，分理出的气体经尾气净化装置除硫氮后放入大气，分离出的固体灰烬通入一级过滤室中；
3）在一级过滤室，固体灰烬溶解于液体在适当条件下分离出固体金属氧化物；
4）将过滤后的液体转入二级过滤室，在碱性条件下析出再次分离出氢氧化物沉淀，
5）将氢氧化物沉淀转入外蒸釜，用盐酸调体系ph至酸性，外蒸除水至近干，将潮湿固体转入干燥箱90℃下，烘干，得到回收的物质。
技术总结
本发明涉及一种废活性炭的处置装置及其处置方法，属于固废处理技术领域。采用的技术方案具体如下，包括燃烧室、冷却室、分离室、一级过滤室、二级过滤室、外蒸釜、干燥箱和尾气净化装置，所述燃烧室上端设有燃烧室进炭口，侧下端设有燃烧室进气口，底部设有燃烧室出灰口，由燃烧室进炭口投入废活性炭，燃烧室进气口与大气连通；冷却室两端分别设有冷却室进口和冷却室出口，冷却室进口连接燃烧室出灰口。本发明针对含单一催化剂的废活性炭处理，通过完全灼烧，对其灰烬的一系列水洗、酸化、碱化分离处理，有效回收高纯度金属类无机盐催化剂，变废为宝，创造价值；本发明提供的装置构造简单，易于改造并投放使用，无三废产生，安全环保，利于规模化推广。
技术研发人员：程终发;王燕平;周响;陆久田;杨尚文
受保护的技术使用者：山东泰和水处理科技股份有限公司
技术研发日：2020.09.28
技术公布日：2020.12.08
声明：
“废活性炭的处置装置及其处置方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：山东泰和水处理科技股份有限公司
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2024年07月05日 ~ 07日 
