CN102649550A

CN102649550A - 一种碳化活化一体式活性炭生产装置

Info

Publication number: CN102649550A
Application number: CN2011100460069A
Authority: CN
Inventors: 王全祥; 索双富; 王�华; 崔福平
Original assignee: 王全祥
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-08-29

Abstract

本发明的目的是提出一种碳化活化一体式活性炭生产装置，对已有的活性炭炉的结构进行改进，使活性炭先碳化后活化的两步法变为碳化活化在一个***中完成，简称二合一炉，其特征是采用回转窑外侧增加了动连接蒸汽套，套底部是燃烧室，上部是保温水箱，水箱上是蒸汽包，回转窑的一端设计了自动进料装置，另一端设计了出料螺旋输送机，干燥计量后的物料从回转窑的一端进料顺转时碳化和活化物料；活化好的物料逆转时从另一端排出，间歇式生产，余热换热后干燥物料，减少了中间环节，该工艺适宜各种活性度要求的活性炭生产，有利于提高产品质量的稳定性，热能得到有效循环利用，生产过程缩短，能耗降低，热效率提高，为生产各种规格的活性炭提供了新的生产工艺装备。

Description

一种碳化活化一体式活性炭生产装置

技术领域

本发明专利是涉及一种碳化活化一体式活性炭生产装置，属活性炭节能设备制造领域。

背景技术

现有的活性炭生产方法归纳为两种，一种是两步法工艺，如反射炉、直热式回转窑先进行碳化，形成具有一定空隙率和强度半成品即碳化料，然后再转入耐火砖砌体多层炉通入干蒸汽在900-1000℃环境中经数小时反应后形成活性炭产品；另一种是一步法工艺，利用外烧式回转窑将成型好的碳条输入窑内先加热碳化，碳化产生的热烟气再给外设锅炉供热，并产生蒸汽，当达到要求时将蒸汽通过管道直接通入外烧窑内部，在底部燃烧室热和内部蒸汽热的共同作用下经数小时后达到活性炭指标，尽管干蒸汽在回转窑内参加干馏热解，但蒸汽加热方式在物料的上部，产品吸收性差，反应时间长、煤耗高、污染仍较严重。

发明内容

本发明的目的是提出一种碳化活化一体式活性炭生产装置，对已有的活性炭炉的结构进行改进，使活性炭先碳化后活化的两步法变为碳化活化在一个***中完成，简称二合一炉，一步到位，热能得到有效循环利用，生产过程缩短，能耗降低，热效率提高，为生产各种规格的活性炭提供了新的工艺设备。

本发明提出的碳化活化一体式活性炭生产装置，包括料仓、计量秤、自动进料装置，出料螺旋输送机、碳化活化二合一回转炉、回转炉外侧的固定式集气套、集气套底部的燃烧室、顶部的保温水箱、水箱上部的烟囱、烟囱一侧的分离器、除尘器、引风机、干燥隧道窑；干料气力输送机；所述的料仓的料来自气力输送机或斗式输送机，料仓底部连接计量秤，计量秤与底部进料溜槽相连，溜槽的出口是固定罩，一端与溜槽的出口固定连接，另一侧与回转窑的空心转抽动密封连接，回转窑的另一端出口和出料螺旋输送机滑动连接；所述的螺旋输送机是可以移动的，底部安装有可移动滚轮，滚轮的底部设有辊道，输送机在辊道上往复滑动，出料时将螺旋输送机驶入回转窑内；所述的碳化活化一体炉是两端带有空心转轴的回转窑，出料口与固定在底部的焖化罐的外罩动密封相连、烟气出口与除尘器相连，顶部与除尘器管道相连；底部与焖化冷却两用罐相连，焖化冷却罐的底部为出料口；回转窑主体外壳与集气箱相连；集气箱的底部与燃烧室相连，顶部与保温水箱、蒸汽包相连，蒸汽包引出多个带有控制阀的排管，接入回转窑外侧的集气箱上；回转窑上部的烟囱穿过保温水箱，保温水箱蒸汽包引出的蒸汽排管与集气箱相连；所述的燃烧室置于集气室下部，燃烧室的一侧设有燃料进口和炉门，燃烧室的底部设有多个供风风管，风管与风机相连，燃烧室的两侧还分别设置了多个热烟气排管，排管的一端与集气箱底连接，另一端设置了氺封阀，氺封阀的控制阀穿过燃烧室墙设在墙外；所述的高效旋风分离器，置于主体炉的一侧，一端与烟囱连通，另一端与气体换热器相连；所述的干燥隧道窑设置在一个固定位置，出料端进气口与气体换热器连通，进料端设置排气总管，总管与隧道窑顶部的多个支管接通，然后将排气总管接入烟囱的上部；

本发明提出的碳化活化二合一炉的优点是：热能包括余热得到了充分有效的利用，特别是得到了循环利用，其中来自回转窑顶部的保温水箱的水蒸气通过蒸汽包外接排管通入燃烧室上部的集气箱内，在底部燃烧室热力作用下，使饱和蒸汽变为高温干蒸汽，然后通过回转窑外壁的气帽小孔进入回转窑内形成900-1000℃高温进行活化，活化过程中产生的热烟气通过回转窑的外罩进入换热器，然后进入收尘器，过滤后用于干燥物料的燃料；之前是先打开燃烧室内的热烟气阀，使高温600-800℃热烟气直接进入集气室，通过气帽进入回转窑内进行碳化，此时蒸汽阀是关闭的，也亦，碳化是关闭蒸汽阀，打开热烟气阀，活化时关闭热烟气阀，打开蒸汽阀；回转窑一端设有自动进料装置，另一端设有进出料螺旋输送机，同一型号预干燥的物料从回转窑的一端进料，顺转碳化、活化；当达到一定时间完成活化后，此时停止回转炉正转，启动反转电扭，将活化好的物料逆转时从另一端排出，间歇式生产工艺，该***密闭式生产，既可碳化活化与一炉，亦可将碳化好的物料进行活化，蒸汽余热用于活化，烟气余热用于干燥，多种功能与一体，热能利用实现了最大化，可控性极好，适宜各种活性度产品的生产，有利于提高产品质量的稳定性，设备体积小，效率高，产量大，无污染，综合经济效益、社会效益、环保效益好。

附图说明：

图1是本发明专利设计的碳化活化一体式活性炭生产工艺装置的结构示意

图2是图1A-A剖面图

图1中，1是料仓，2是计量秤，3是闸板阀，3-1是溜槽，3-2是固定在溜槽上的回转窑头罩，3-3是柔性密封件；4是回转炉，4-1是回转窑头部空心转轴，4-2是回转窑尾部空心转轴，4-3是进气帽、4-4是出料斗，4-5是导料板，4-6温度传感器，4-7是压力传感器，5是回转炉支撑座，6是传动链条、7是传动电机、7-1是电机传动轴，7-2是传动轴支撑座，8是燃烧室耐火砖维护结构，9是燃烧室，9-1是上炉门，9-2是下炉门，9-3是炉箅子，9-4是炉膛温度传感器，9-5是压力传感器，10是集气箱套，10-1是蒸汽管道，10-2是蒸汽进口；图2中11是集气箱排管，11是蒸汽包，图1中11-1是温度表，11-2是压力表；11-3是热烟气进口阀，12是水箱，12-1是进水阀，12-2是是温度表，12-3是压力表；12-4是安全阀；13是窑尾罩，13-1是窑尾罩与回转窑空心转轴密封环，13-2是接窑内热烟气的排管，14是收尘器，15是出料螺旋输送机，15-1是辊道；16是焖化罐，17是输送机，18是烟囱。

具体实施方式

4、本发明提出的碳化活化一体式活性炭生产装置，其特征如图1图2所示，干燥后的原料碳条、粒料进入料仓1，通过料仓底部计量秤2计量，过闸板阀3，进入溜槽3-1，再通过回转窑空心转轴内的导料板将物料迅速导入回转窑4内；3-2是固定在溜槽上的回转窑头罩，3-3是头罩与回转窑一端的空心转轴上的柔性密封件，4是回转炉，4-1是回转窑头部空心转轴，4-2是回转窑尾部空心转轴，4-3是多个进气帽，其特征是回转窑主体外壳设计了多个φ30小孔，孔间距按100～300见方距离布孔，孔洞上安装了外径φ50内径φ20×100底部与炉底等高30mm，上部蘑菇顶往下30mm处均布φ3～5mm进气小孔6～8个的风帽，风帽开口***炉壁孔焊接连接；

安 100×100mm间距安装在回转窑壁上，4-4是出料斗，分6-8个安装在回转窑出料端一侧的窑壁上，4-5是导料板，共三组120度分布在炉内，一般焊接在炉内壁上，4-6压力传感器安装在进料端，4-7是温度传感器，安装在进料端，5是回转炉支撑座底部固定在地面上，6是传动链条底部与7传动电机传动轴相连，底部与传动轴支撑座7-1连接，8是燃烧室耐火砖维护结构，9是燃烧室，9-1是上炉门，9-2是下炉门，9-3是炉箅子，9-4是炉膛温度传感器，9-5是压力传感器，10是集气箱套，两端动密封与回转窑空心转轴连接，箱体与回转窑体间距100-300mm，10-1是蒸汽管道上端接水箱上的蒸汽包11相连，底端接集气箱进气口10-2；图2中11是蒸汽包，图1中11-1是温度表安装在集气箱上，11-2是压力表安装在集气箱上；11-3是热烟气进口阀，一端安装在集气箱上一端接阀门至炉墙外，12是水箱，安装在回转窑的方，与回转窑分体结构，12-1是进水阀安装在水箱的底部；12-2是是温度表，12-3是压力表分别安装在水箱的上部；12-4是安全阀安装在水箱上部，可设1-3个；13是窑尾罩安装在回转窑出料端，与回转窑分体结构，将回转窑饱含期内，采用柔性密封13-1动连接，13-2是回转窑热烟气的排管一端安装在13上，另一端与14是收尘器相连，15是出料螺旋输送机，底部与15-1与辊道接触，出料后驶出窑外与回转窑尾罩13相连；16是焖化罐顶部与窑尾罩13密封焊接连接，底部的出料口，通过底部闸阀与底部的输送机17相连，18是烟囱，穿过水箱与水箱底部弧板焊接连接。

本发明提出的二合一炉，采用的是由普通燃煤炉或燃气炉，从回转窑外套蒸汽箱底部供热，上部由水箱保温并产生蒸汽，然后通过水箱顶部的蒸汽包，再将饱和蒸汽通过管道输送至集气箱，集气箱通过底部炉膛加热，使集气箱内饱和蒸汽转化成干蒸汽，然后通过回转窑壁上的风冒小孔，将蒸汽均匀进入回转窑内的碳化料内，在不断加温过程中，炉内可达到900-1000℃的温度，在干气和炉内各种气体、烟道气、空气等含氧气体或水蒸汽与烟道气、水蒸汽与空气、烟道气与空气等混合气体作为活化剂，在高温下与炭化所得的具有一定初孔结构的炭化料接触进行活化或两种活化剂交替进行活化，活化过程中包括物理和化学两个过程，整个过程包括气相中的活化剂向炭化料外表面的扩散、活化剂向炭化料内表面进行扩散、活化剂被炭化料表面所吸附、炭化料表面发生气化反应生成中间产物(表面络合物)、中间产物分解成反应产物、反应产物脱附、脱附下来的反应产物由炭化料内表面向外表面扩散等过程；从而生产出比表面积巨大、孔隙发达的活性炭产品；如果采用先碳化后活化工艺，既二合一工艺，将与干燥料直接输送至回转窑窑内，先封闭蒸汽阀，打开热烟气阀，先进行碳化，形成炭化料，炭化料在炭化过程中就形成了活化所需要的表面积和初孔结构，但由于这些初孔孔隙被炭化过程中生成的一些无序的无定形碳或焦油馏出物所堵塞或封闭，因此炭化料的比表面积很小，当温度达到560℃时，维持半小时左右，关闭热烟气阀，打开蒸汽阀，进行气体活化，气体活化的过程就是通过气化反应使炭化料原来闭塞的孔开放、原有孔隙的扩大及孔壁烧失、某些结构经选择性活化而产生新孔的过程；在一定的活化烧失率范围内，活化气体与炭化料的气化反应程度越深，生产出的活性炭比表面积就越大、孔隙就越发达、活性炭的吸附性能就越好；这种内充气间歇式半密闭回转窑生产活性炭工艺，为高质量高典值活性炭提供了最佳产生途径，亦可直接将碳化料投入炉内直接活化；物料从回转窑的一端进料，顺转焙烧碳化，蒸汽干馏活化；数小时完成，此时停止回转炉，启动反转，将活化好的物料逆转从另一端排出至焖化罐；然后冷却排出，这种工艺有利于提高产品质量的稳定性，能耗低，热能循环利用，无污染，产量高，余热得到充分利用，设备投资小，见效快，综合经济、社会、环保效益好。

Claims

1.本发明提出的一种碳化活化一体式活性炭生产装置，其特征在于回转炉外侧设计了动连接的固定式集气套、集气套底部是燃烧室、顶部是保温水箱、水箱上部的烟囱，回转窑的左端是原料进料装置，包括料仓、计量秤、自动进料装置，动密封装置；右端是出料螺旋输送机装置、出料装置与回转窑空心转轴连接处设计了窑尾罩，罩的左开口与回转窑空心转轴动密封连接，底部与焖化罐密封连接，右侧与出料螺旋输送机滑动连接，上部接除尘器，该装置使碳化活化在一个***内完成，简称二合一活性炭生产装置；

2.根据权利要求1所述，其特征在于所述的回转窑主体外壳设计了多个φ30小孔，孔间距按100～300见方距离布孔，孔洞上安装了外径φ50内径φ20×100底部与炉底等高30mm，上部蘑菇顶往下30mm处均布φ3～5mm进气小孔6～8个，风帽开口***炉壁孔焊接连接；

3.根据权利要求1所述，其特征在于所述的回转窑主体外壳与集气箱二者之间呈动密封相连；集气箱内压力控制在6MaP以内；

4.根据权利要求1所述，其特征在于集气箱的底部与燃烧室相连，顶部与保温水箱、蒸汽包相连，蒸汽包引出多个带有控制阀的排管，接入回转窑外侧的集气箱上；回转窑上部的烟囱穿过保温水箱，保温水箱蒸汽包引出的蒸汽排管与集气箱相连；

5.根据权利要求1所述，其特征在于料仓的料来自气力输送机或斗式提升机，料仓底部连接计量秤，计量秤与底部进料溜槽相连，溜槽的出口是固定罩，一端与溜槽的出口固定连接，另一侧与回转窑的空心转抽动密封连接，回转窑的另一端出口和出料螺旋输送机滑动连接；所述的螺旋输送机是可以移动的，底部安装有可移动滚轮，滚轮的底部设有辊道，输送机在辊道上往复滑动，出料时将螺旋输送机驶入回转窑内；

6.所述的碳化活化一体炉是两端带有空心转轴的回转窑，出料口与固定在底部的焖化罐的外罩动密封相连、排烟阀与除尘器相连，顶部与除尘器管道相连；底部与焖化冷却两用罐相连，焖化冷却罐的底部为出料口；所述的燃烧室置于集气室下部，燃烧室的一侧设有燃料进口和炉门，燃烧室的底部设有多个供风风管，风管与风机相连，燃烧室的两侧还分别设置了多个热烟气排管，排管的一端与集气箱连接，另一端设置了氺封阀，氺封阀的控制阀穿过燃烧室墙设在墙外。