JPS60179140A - 負荷された乾燥粉末状炭素含有吸着剤の再生方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、流動床及び流動層反応器の縦方向供給装置及
び排出装置を有する、石英砂で作業される長方形流動層
反応器から成り、この際ａ）前記流動層反応器の縦横比
が２を越え、好ましくは牛であり、 ｂ）同反応器に１〜２　ｍｍの粒度の石英砂が４０〜８
０儂の固定床高さで充填されている構造を有する、負荷
された炭素含有吸着剤の熱再生装置及び該装置を用いる
熱再生方法に関する。

従来の技術 負荷された炭素含有吸着剤、特に活性炭の熱再生は、一
般に棚炉（Ｅｔａｇｅｎｏｆｅｎ　）　又は回転炉で実
施され、この際吸着剤は再生炉を連続的に通過する。再
生炉は活性炭の注意深い処理の他に、良好な熱及び物質
交換及び狭い滞留時間スペクトルを可能にしなければな
らない。

棚炉又は回転炉で達成すべき伝熱及び物質移行の著しい
改善が流動層炉を使用することによって得られる。この
ような流動層炉はすでに、廃水含有物質の負荷された活
性炭の再生のために大工業的に使用されている。

廃水処理の際に不純物を吸着するだめの活性炭の使用下
に生じるスラッジを分解しかつ脱ガスして使用ずみの粉
末活性炭を再生回収する方法はすでに公知であり、同方
法の陽合前記スラツジを使用ずみの粉末状にもたらし、
このスラッジ粉末を活性炭上に吸着された有機化合物を
選択的に熱分解しかつ脱ガスする燃焼廃ガスを用いる再
生炉でしばしば流動化し、他方使用ずみの活性炭を再生
しかつ再生活性炭を回収する（西独国特許出、顆公開第
２６１４０２１号明細杏）。該方法は成程廃水清浄化の
際に生じるスラッジから使用ずみの活性炭を分離再生す
るものであるが、しかし就中化学的工業廃水中で使用す
る際には、新しい活性炭の吸着能力は十分には回復され
ない。

従って、本発明の課題は、冒頭記載の種類の装置の場合
に、負荷された粉末状炭素含有吸着剤の熱処理を、前記
装置の欠点の回避下に改善して、再生の際に吸着剤の有
害物質を完全に分離し、他方同時に新しい吸着剤の吸着
能力を回復させかつ吸着剤の損失をできるだけ小さくす
るようにすることである。

また本発明の他の課題は、このような装置に適する方法
を創作することである。

前記課題は、装置に関しては、流動層反応器の縦方向に
対して直交的に差込まれた２個以上、好ましくは８個ま
での・ぐツフル装置が相互に等しい間隔で流動層反応器
内に設けられていることを特徴とすることによって解決
される。

またこのような装置を用いる方法に関する課題は、 ａ）処理すべき吸着剤が流動層中を上方に通過され、流
動層の上部で流動ガスと共に排出されかつ後続の固体分
離装置で流動ガスから分離される場合、 ｂ）再生すべき粉末状乾燥吸着剤が、１個以上の供給装
置によってシャフトの真中より流動床中に導入され、 Ｃ）シャフト内で７００〜９５０℃の温変に加熱されか
つ ｄ）間隙（ａ）を通って砂流動層（１０）に導入され、
再生された吸着剤が廃ガスと共に流動層から上方のガス
集合室中に排出され、次に廃ガス流から分離される ことを特徴とする方法によって解決される。

本発明による装置の有利な実施態様は、該・Ｓツフル装
置８が ａ）流動層反応器１の縦軸に対して直角に配置され、菱
形に形成された断面を有しかつ送風底δからの距ｉ（ｚ
＋）　で取付けられたガイドセグメント２、 ｂ）流動層反応器１の縦軸に対して直角にかっガイドセ
グメント２の上方で対称的に配置され、上方に向うテー
パーをもち、流動層の上面領域で終っているシャフトを
形成しかっガイ１セグメント２と共に間隙ａを形成する
２個の隔壁４及び Ｃ）水平線に対して角γを成し、隣接せるガイドセグメ
ント２０面からの距離Ｘ及び距離Ｘ２に在ってガイドセ
グメント２の縦縁に平行に配置された２個の流動ガスガ
イド板６ から成る場合に得られる。

ガイドセグメント２は好ましくは１００〜１４００の底
面角βを有する。

・ζツフル装置８０間には、送風底からの距離（Ｚ２）
を除いて天井から下方に及ぶ隔壁１８が配置されていて
もよい。またそれぞれのバッフル装置８は、個別の廃ガ
ス出口及び個別の分離装置を有することもできる。

本発明による方法で使用される流動ガスは酸素を含まず
かつその水魚気分は２ｏ容Ｎ％を越え、好ましくは２５
〜ｂ 流動層反応器の各・ミツフル装置８内の再生すべき吸着
剤の滞留時間は１〜１０分である。

数個のパンフル装置の場合再生は、共通廃ガス出口を有
する石英砂から成る共通流動層上〇及び廃ガス流中の単
一な固体分離装置１１で行われる。

有利には、分離された吸着剤は、その都度後続の・々ツ
フル装置８がら部分流動層中に再び供給される。

またバッフル装置８の並列接続と直列接続とが組合せら
れていてもよい。

本発明の利へは、再生の間の固体の流動層における滞留
時間が１０倍を越えることである。

この場合例えば回転炉又はバンド反応器の場合に起るよ
うな、処理された固体の焼結又は集塊化は起らない。ま
た廃ガス復帰のために著１〜く小さい有効廃ガス量で足
りる。

本発明による装置は回転炉又はパンｒ反応量とは反対に
可動部分を有しない。

不発１す１の他の目的、特徴、利点及び用途は、次に図
面による実施例で詳述する。

実施例 第１図には、シャフト５がチー・ｅ−をもつように配置
された隔壁牛によって形成されたシャツ（・５が図示し
である。シャフトの高さ］（は、入口すを有するシャフ
ト５が流動層反応器１（第２図及び第３図）の砂流動層
１０の表面の高さにある。シャフトの出ＤＢの下部には
、シャフト出［］Ｂよりも大きい幅Ｃを有する台形ガイ
ドセグメント２が配置されている。ガイドセグメントの
断面は菱形であって、その角γは角βよりも小さい。好
ましくは角γは６０’　であり、角βは１２０°である
。

ｉ′ ガイ１５セグメント２は　４底δからの距１　ｚｌに配
置されている。ガイドセグメント２とその上に配置され
たシャフト５の隔壁牛との間には、それぞれ１個の間隙
ａが通路として配置されている。隔壁４の下部側方及び
同時にガイドセグメント２の上部側方には、高さＡを有
する２個のガスガイド板６が配置されている。その下縁
は、ガイドセグメント上面からの距離Ｘ１及びガイ１セ
グメント２０測端からの距離Ｘ２に配置されている。水
平に対するガスガイド板６の傾きは角γによって特定さ
れていて、この角は好ましくは４５°である。

シャフト人口すの下部には、シャフト上縁までの中央距
離りを有する供給部７が設けられている。

シャフト５は、砂流動層１０中への有利な固体送入を許
す流動床９がシャフト内に形成される役目をする。前記
バッフル（Ｅｉｎｂａｕｔｅ）　は、後記の例でなお詳
述するようなことを特に保証する。

第２図には、すでに述べた流動層反応器１が中に供給さ
れろ。虚う底３の上部には、砂流動層１０の設けられて
いる流動室２１が存在する。

導管１７を介して再生される固体がシャフト５に入る。

次いで該固体は流動床９を介してシャフト５を包囲する
砂流動層に入る。乾燥固体は室２１から廃ガス導管２０
を介して固体分離器１１中に入る。固体を含まない廃ガ
スはガス導管１２を介して排出される。固体は再生物出
口１９から流出される。

前記構成の場合には流動床９は並列で作業される。これ
に対して第３図で図示した流動層反応器１は直列接続で
作業される。単一の固体分離器の代りに４個の固体分離
器１１ａ−ｄが設げられていて、固体は流動層１０を数
回通過してから再生物出口１９から系外に排出される。

この目的のために流動室２１は４個の部分流動で個々の
部分室を相互に隔てる３個の浸漬防禦壁１８によって行
われている。このようにして数個の部分流動層１０ａ、
ｂ、ｃ及びｄが形成される。どの系も固体にとって特有
の循環路を形成する。固体は先づ導管エフを介して部分
流動層１０ａに入る。固体含有廃ガス用ガス導管２０ａ
を介して同ガスは、もう１個の部分流動室１０ｂに固体
を送る固体排出管１３ａを有する固体分離器１１ａに入
る。部分流動室１０ｂから出る廃ガスは固体分離器１１
ｂに入り、その排出固体は部分流動室１０Ｃ中に送達さ
れる。

ｌＯｃの廃ガスはガス導管２０ｃを介して固体分離器１
１ｃに供給され、分離固体は本例の場合には最後の部分
流動室１０ｄに送入される。

１０ｄからの廃ガスは、本例の場合には最後の固体分離
器１１ｄに入り、同分離器から今や再精製された完成再
生物が排出管１９を介して排出される。個々の固体分離
器１１ａ＝ｄからの固体を含まない廃ガスは、共通ガス
導管１２を介して導出されかつ場合によっては次のザイ
クロン分離器１１ｅで残存している微粒状の固体が分離
され、同固体は導管１９ａを介して導管１９からの固体
と一緒に−運ばれる。廃ガスは導管１２を介して排出さ
れる。

例： 本発明による方法及び装置の場合には、流動流路（Ｗｉ
ｒｂｅｌｒｉｎｎｅ）として形成された、縦横比４：１
で送風面積０．１６ｍを有する流動層炉（ｗｓｏ）１を
使用する。

流動層炉１の縦軸に対して直交的に、同流動層炉の両前
面から同じ距離に、第１図による差込可能のバッフル装
置が取付けられていた。

流動層炉１の縦軸に対して直角に、横断面が菱形のガイ
ドセグメント２が差込まれていて、同セグメントの下縁
は送風底（火格子棒床）３からｚ１＝５０ｍｍ離れてい
た。該ガイドセグメント２は１５０ｍｍの幅Ｃを有して
いた。

ガイドセグメント２の上方には、ＷＳｏｌの縦軸に対し
て直角に、上方に向って対称的なチー・ｑ−をもってシ
ャフト５を形成する２個の隔壁牛が配置されていた。前
記隔壁は３００　ｍｍの長さＨを有していた。隔壁によ
って形成されたシャフト人口すは１００ｍｍであり、シ
ャフト出口Ｂは幅１２０ｍｍであった。シャフト出口Ｂ
及びガイ１ゝセグメント２は３０ｍｍの間隙を形成して
いた。

ガイドセグメント２０測縁に平行にガスガイド板６が取
付けられていた。

ガスガイド板６は高さ５０ｍｍであって一水平に対して
４５°の角γを成すように配置されていた。ガスガイド
板の下縁はガイドセグメントから２０ｍｍの距離Ｘ１．
Ｘ２に配置されていた。再生すべき粉末状固体の供給部
７の中心は、シャフト５の中央垂直線上にあり、しかも
シャフト人口すの平面の下方２００　ｍｍのところにあ
った。

流動層炉１に、粒度１〜２　ｍｍの砂を高さ約４００朋
（静＋’ｒ−状態の場合）に充填してあった。

流動ガスとしては化学量論的に燃焼された石油ガス及び
水蒸気から成る温度１０１０℃の混合物を、約１８０　
Ｎ　ｍ　／　ｈの流量で使用した。砂は、全（均一にガ
スを通過させる送風底δを通過した後シャフト５０両側
面へと均一に流動化され、この除砂は噴出する流動層表
面から絶えずシャフト５０人口すに入る。シャフト内で
砂は、約コ、○Ｑ　Ｈｚ　／　ｍｕの中速度をもって下
方にシャフト出口Ｂにまで徐々に移動し、ガイ１５セグ
メント２０両側からガスガイド板６とガイ１ゝセグメン
ト２との間の間隙ａを一様に通って再び流動層内に入る
。流動ガス敬を変えることによってシャフト５内で下方
に移動する砂の速度も変えることができた、すなわち例
えば流動ガス量を１０ｍ３／ｈだけ増大させることによ
って砂の流動速度も約１０　ｍｍ　／　ｍｉｎだけ高め
ることができた。

ＷＳＯの同大で、透明な標準的低温モデルにおいて、ガ
スガイド板６が溝中の上向きガス流を著しく減少させる
結果、粉末状固体粒子が砂の中間粒子容積によって上方
へ徐々に移動しないのを観察することができた。同時に
、ガイドセグメント２の溝造及び連続ガス透過的に設計
された送風底凸によって、ガイドセグメント２の側縁に
おいて局部的に増大した流動状態が、流動床領域から流
出する砂がシャフト５を包囲する砂流動層中にスムーズ
に取込まれるのを促進するのが観察された。

被再生固体は、同量から成る乾燥過剰スラッジと粉末状
活性炭との混合物であった。

乾燥外２５％を含有する前記スラツジの乾燥は、予め砂
を用いて作業される流動層で行われた。乾燥後に該混合
物はなお残余水分〈１５重＠％を有し、約６０（１／ｌ
の平均嵩重量で粒度は９０％〈６０μｍであった。

供給装置によって乾燥物質を再生炉中に供給した。供給
装置は計量型スクリュー及びスクリューコンベヤーから
成っており、前者は水冷スクリユーコンベヤーの送りｌ
・ラフ上に気密に取付けられていた。

供給装置の始動後に粉末状固体は流動床領域に入り、下
方に流れる砂と共に砂流動層中に送られかつ流動ガス流
で前記流動層中を貫送された。廃ガス流からサイクロン
分４器によって今や再生された固体が約９２％分離され
た。

サイクロン分離器のコレクターはガラス容羅から成って
いるので、該固体の滞留時間が供給装置の始動から最初
のダスト粒子がサイクロンコレクター中に現われるまで
の該固体の滞留時間を測定することができた。すブエわ
ち乾燥物質１５に！９／ｈの処理量の場合８５分の滞留
時間が測定された。ｗｓｏｌのガス出口からサイクロン
までの導管距離は僅か１．５ｍにすぎないので、ＶＩＩ
　Ｓ　Ｏｌの砂流動層内の実際の固体滞留時間は最大２
秒未満にすぎず、従って無視することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は流動層反応器用に使用される・々ツフル装置の
断面図、第２図はパンフル装置が並列接続で作業される
場合の流動層反応器の断面図、第３図は・ぐツフル装置
が直列接続で作業される、場合の流動層反応器の断面図
である：１・・・流動層反応器、２・・ガイＰセグメン
ト、３・・・送風底、牛・・・隔壁、５・・シャフト、
６・・ガスガイド板、■−・・供給装置、８・・・・ζ
ラフ　ル装置、９　・流動床、１０−・砂流動層、１０
ａ　ｌ　１０ｂ、　ｌｏｃ　、１０ｄ・・・部分流動層
、１１・・・固体分離装置、ｌｌａ　、ｌｌｂ　、ｌｌ
ｃ　、１ｌｄ−・分離装置、２０ａ、２０ｂ　、　２０
　ｃ　、　２０ｄ・・・廃ガス出口。 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、流動床及び流動層反応器の縦方向に対して直交的に
   配置された流動床の・ζツフルを介してガス室で再生さ
   れる物質の供給装置及び排出装置を有する、石英砂で作
   業される長方形流動層反１芯器から成り、この際 ａ）前記流動層反応器の縦横比が２を越え、好ましくは
   ４であり、 ｂ）同反応器に１〜２　ｍｍの粒度の石英砂が４０〜８
   ０ｃＴＬの固定床高さで充填されている構造の、負荷さ
   れた乾燥粉末状炭素含有吸着剤の熱再生装置において、 Ｃ）流動層反応器（１）の縦方向に対して直交的に取付
   けられた２個以上、好ましくは８個までの・々ツフル装
   置（８）が、相互に等しい間隔で流動層反応器内に設け
   られている ことを特徴とする前記の熱再生装置。 ２　・々ツフル装置（８）が ａ）流動層反応器（１）の縦軸に対して直角に配置され
   、菱形に形成された断面を有しかつ送風底（３）からの
   距１ｉｄ（，１）で取付けられたガイドセグメント（２
   ）、 ｂ）流動層反応器（１）の縦軸に対して直角にかつガイ
   ドセグメント（２）の上方で対称的に配置され、上方に
   向うチー・ぐ−を有し、流動層の上面領域で終っている
   シャフトを形成しかつガイドセグメント（２）と共に間
   隙（ａ）を形成する２個の隔壁（４）及び Ｃ）水平線に対して角（γ）を成し、隣接せるガイドセ
   グメント（２）の面からの距離（Ｘｌ）及び距離（ｘ２
   ）に在ってガイドセグメント（２）の縦縁に平行に配置
   された２個の流動ガスガイド板（６） から成る特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３　ガイドセグメント（２）が１００〜１４００の底面
   角（β）を有する特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の装置。 ４、　・ζツフル装置（δ）の間に、送風底からの距離
   （Ｚ２）を除いて天井から下方に及ぶ隔壁（ｌδ）が配
   置されている特許請求の範囲第１項から第５項までのい
   づれか１項に記載の装置。 ５　それぞれのバッフル装置（８）が個別の廃ガス出口
   （２０ａ　、−ｄ　）及び個別の分離装置（ｌｌａ−ｄ
   ）を有する特許請求の範囲第１項から第４項までのいづ
   れか１項に記載の装置。 ５、ａ）　処理すべき吸着剤が流動層中を上方に通過さ
   れ、流動層の上部で流動ガスと共に排出されかつ後続の
   固体分離装置で流動ガスから分離されろ ことから成る、負荷された乾燥粉末状炭素含有吸着剤の
   熱再生方法において、 ｂ）再生すべき乾燥粉末状吸着剤が、１個以上の供給装
   置（７）によってシャフト（５）の真中より流動床（９
   ）中に導入され、Ｃ）シャフト（５）内で７００〜９５
   ０°Ｃの温度に加熱されかつ ｄ）間隙（ａ）を通って砂流動層（１０）に導入され、
   同流動層から再生された吸着剤が廃ガスと共に上方のガ
   ス集合室中に排出され、次に廃ガス流から分離されるこ
   とを特徴とする前記熱再生方法。 ■　流動ガスが酸素を含まずかつその水蒸気分が２０容
   量％を越え、好ましくは２５〜３０容量％である特許請
   求の範囲第６項記載の方法。 ８、流動層反応器（１）の各・々ツフル装置（８）内の
   、再生すべき吸着剤の滞留時間は１〜ｌＯ分である特許
   請求の範囲第６項又は第７項記載の方法。 ９　数個の・々ツフル装置（８）の場合の再生が、共通
   廃ガス出口を有す・る石英砂から成る共通流動層（１０
   ）及び廃ガス流中の単一な固体分離装置（１１）で行わ
   れる特許請求の範囲第６項から第８項までのいづれか１
   項に記載の方法。 １０、分離された吸着剤が、その都度次に接続された・
   ζツフル装置（８）から部分流動層（１０ａ　−ｄ　）
   に再び供給される特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１、流動層反応器（１）でバッフル装置（δ）の並列
   及び直列接続が組合せられている特許請求の範囲第９項
   又は第１０項記載の方法。