CN106608624B - 一种活性炭生产设备及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活性炭的生产设备及其生产方法，通过采用热工学、环境科学、计算机控制技术相结合设计而成。该设备将输送装置、提升装置、活化装置与电磁卸料阀均通过安全电线连接至程序控制柜内，采用PLC自动化程序控制***，有效地实现设备的自动提料、上料、高温加热与卸料等操作，其设计先进、工艺合理、操作安全可靠、自动化程度高，可用于活性炭的原生，亦可用于再生。同时，在生产过程中，该设备能够进一步降低工人劳动强度，减少能耗，提高生产效率，根据客户需求生产或再生出优质的活性炭产品。

Description

一种活性炭生产设备及其生产方法

技术领域

本发明涉及活性炭生产设备领域，具体涉及一种活性炭生产设备及其生产方法，可用于活性炭产品的原生与再生。

背景技术

活性炭是一种多孔，有着特殊微晶结构的碳材料，有极为发达的孔隙结构和巨大的比表面积，且吸附能力强，具有物理吸附和化学吸附双重特性，常被作为优良的吸附剂，可有效选择吸附液相和气相中的各种有色分子、有机物质等，以达到脱色精制、除臭除味和净化提纯等目的，已广泛应用于医药、冶金、食品、化工、军事和环境保护等各个领域。按制造方法的不同，活性炭可分为化学法活性炭、物理法活性炭和化学-物理联合法活性炭。化学法活性炭是指将含碳原料与化学活化剂(如氯化锌、磷酸、氢氧化钾等)混合后进行加热炭化和活化制取的活性炭；物理法活性炭是指以含碳原料，用水蒸气、二氧化碳、空气等气体为活化介质，在高温下(800～1000℃)进行活化制取的活性炭；化学-物理联合法活性炭是综合化学法活性炭与物理法活性炭制造方法的优点，将含碳原料同化学药品与气体先后或同时组合使用，以制备出高吸附性能的活性炭，但由于此类活性炭的制造方法目前还不够成熟，且投入成本较高，需要进一步研究它们之间的共同作用机理，同时开发出新的技术装备，以满足生产高吸附性能活性炭产品的需要。

近年来，随着社会经济的不断发展和人们生活水平的显著提高，人们对食品、药品、饮用水等的安全性和纯净度等生存环境提出更高的要求，这使得活性炭产品的市场需求不断扩大，具有广阔的行业发展前景。目前，市面上生产活性炭的设备种类繁多，常见的生产设备主要有斯普列炉、回转窑炉、多管炉、耙式炉、焖烧炉、沸腾炉等，在活性炭生产工艺流程中，不同的活性炭生产设备对原料的要求、炉体的规格及目标活性炭的产品性能要求也不尽相同，但这些活性炭生产设备大多数功能都比较单一，只能用于活性炭的原生或再生，且在整个生产过程中能耗高、成本投入大、生产效率低，不易于维护。针对上述现有的活性炭生产设备及其生产方法存在的缺陷，科研单位与企业的科研人员在不断地研究、探索，希望能研制出一种可用于原生亦可用于再生的活性炭生产设备，虽然取得了一定的进展，但在实际应用中仍然存在着尚未克服的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种活性炭生产设备，通过采用热工学、环境科学、计算机控制技术相结合设计而成。该设备将输送装置、提升装置、活化装置与电磁卸料阀均通过安全电缆电性连接至PLC控制柜内，运用PLC控制程序，有效地实现设备的自动提料、上料、高温加热与卸料等操作，其设计先进、工艺合理、操作安全可靠、自动化程度高，可用于活性炭的原生，亦可用于再生。同时，在生产过程中，该设备能够进一步降低工人劳动强度，减少能耗，提高生产效率，根据客户需求生产或再生出优质的活性炭产品。

本发明还提供了一种应用上述设备生产活性炭的方法。

本发明的技术方案是：一种活性炭生产设备，包括输送装置、输送支架I、输送支架II、PLC控制柜、提升装置、提升支架、原料池、上料口、活化装置、电磁卸料阀、出料口、接料槽，输送装置包括主动轮、驱动轮、输送皮带、传动辊、漏料槽，主动轮与驱动轮通过输送皮带相连，位于右端输送皮带内侧设有若干传动辊，传动辊均匀安装在输送支架I的一端，输送支架I穿透过左端输送皮带，其另一端与漏料槽的内侧焊接在一起，漏料槽的外侧通过支撑托杆与输送支架II相固定，位于驱动轮的上端且靠近输送皮带的外侧设有一提升装置，提升装置固定安装在提升支架上，在输送装置的右下方设一原料池，位于输送装置的左侧设一活化装置，所述活化装置包括炉体、蛇形隧道、保温墙、低温区、第一密闭门、第一时控开关、中温区、第二密闭门、第二时控开关、高温区I、小孔蒸汽管、第三密闭门、第三时控开关、高温区II、中孔蒸汽管、第四密闭门、第四时控开关、高温区III、大孔蒸汽管、隔火板、送火孔道，炉体外侧设有一定厚度的保温墙，活化装置从上到下依次为低温区、中温区、高温区I、高温区II、高温区III，低温区、中温区、高温区I、高温区II、高温区III两两之间设有隔火板，每道隔火板上还设有一送火孔道，低温区段的左下部分隧道与中温区段的左上部分隧道交合处设有第一密闭门，第一密闭门与第一时控开关电气相连；中温区段的右下部分隧道与高温区I段的右上部分隧道交合处设有第二密闭门，第二密闭门与第二时控开关电气相连，高温区I段的隧道上设有一排小孔蒸汽管；高温区I段的左下部分隧道与高温区II段的左上部分隧道交合处设有第三密闭门，第三密闭门与第三时控开关电气相连，高温区II段的隧道上设有一排中孔蒸汽管；高温区II段的右下部分隧道与高温区III段的右上部分隧道交合处设有第四密闭门，第四密闭门与第四时控开关电气相连，高温区III段的隧道上设有一排大孔蒸汽管；位于活化装置的上方设一上料口，在活化装置的下方安装一电磁卸料阀与出料口相连，在出料口的正下方设有一接料槽，PLC控制柜固定安装在输送支架II的内侧，所述活化装置、电磁卸料阀、输送装置、提升装置均通过安全电缆电性连接至PLC控制柜内。

应用上述设备生产活性炭的方法是：原料池中的原料通过提升装置与输送装置送至上料口，上料口中的原料沿着蛇形隧道方向先送至低温区，进行预热，控制温度在300～500℃，加热时间由第一时控开关来实现，设定为2小时；2小时后，自动打开第一密闭门，送至中温区，进行深度预热，控制温度在600～700℃左右，加热时间由第二时控开关来实现，设定为3小时；3小时后，自动打开第二密闭门，送至高温区I，控制温度在800～900℃，并由高温区I段隧道上的小孔蒸汽管输送水蒸气，实现热气交换，进行高温炭化，加热时间由第三时控开关来实现，设定为8小时；8小时后，自动打开第三密闭门，送至高温区II，控制温度在1000～1200℃，并由高温区II段隧道上的中孔蒸汽管输送水蒸气，实现热气交换，进行深度炭化，加热时间由第四时控开关来实现，设定为10小时；10小时后，自动打开第四密闭门，送至高温区III，控制温度在1200～1300℃，并由高温区III段隧道上的大孔蒸汽管输送水蒸气，实现热气交换，进行高温活化，加热时间与电磁卸料阀的打开时间一致，控制在10小时左右；之后通过出料口将生产好的活性炭成品送至正下方的接料槽内，进行吹风冷却。

优选地，上述生产活性炭的方法中，原料池中的原料为炭化料或废活性炭料，主要用于活性炭产品的原生或再生。

优选地，上述生产活性炭的方法中，由第一时控开关、第二时控开关、第三时控开关、第四时控开关来实现的加热时间以及电磁卸料阀的打开时间均通过PLC控制柜中的控制程序设定。

本发明的有益效果是：与现有活性炭生产设备及其生产方法相比，本发明提供的一种活性炭生产设备及其生产方法，既可用于活性炭的原生，亦可用于活性炭的再生，且在活性炭生产过程中，通过PLC控制柜，运用PLC控制程序，能够有效实现从提料、上料、高温加热到卸料等过程的自动一体化控制。同时，该设备设计先进、工艺合理、操作安全可靠、自动化程度高，能够有效降低工人劳动强度，减少能耗，提高生产效率，可根据客户需求生产或再生出优质的活性炭产品。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是一种活性炭生产设备的结构示意图；

在图中：1.主动轮、2.输送皮带、3.输送支架I、4.传动辊、5.漏料槽、6.PLC控制柜、7.输送支架II、8.提升装置、9.提升支架、10.驱动轮、11.原料池、12.上料口、13.炉体、14.蛇形隧道、15.保温墙、16.低温区、17.中温区、18.小孔蒸汽管、19.高温区I、20.中孔蒸汽管、21.高温区II、22.高温区III、23.大孔蒸汽管、24.隔火板、25.送火孔道、26.电磁卸料阀、27.出料口、28.接料槽、1a.第一时控开关、1b.第一密闭门、2a.第二时控开关、2b.第二密闭门、3a.第三时控开关、3b.第三密闭门、4a.第四时控开关、4b.第四密闭门。

具体实施方式

实施例，参照附图1，输送装置包括主动轮1、驱动轮10、输送皮带2、传动辊4、漏料槽5，主动轮1与驱动轮10通过输送皮带2相连，位于右端输送皮带内侧设有若干传动辊4，传动辊4均匀安装在输送支架I3的一端，输送支架I3穿透过左端输送皮带，其另一端与漏料槽5的内侧焊接在一起，漏料槽5的外侧通过支撑托杆与输送支架II7相固定，位于驱动轮10的上端且靠近输送皮带2的外侧设有一提升装置8，提升装置8固定安装在提升支架9上，在输送装置的右下方设一原料池11，位于输送装置的左侧设一活化装置，所述活化装置包括炉体13、蛇形隧道14、保温墙15、低温区16、第一密闭门1b、第一时控开关1a、中温区17、第二密闭门2b、第二时控开关2a、高温区I19、小孔蒸汽管18、第三密闭门3b、第三时控开关3a、高温区II21、中孔蒸汽管20、第四密闭门4b、第四时控开关4a、高温区III22、大孔蒸汽管23、隔火板24、送火孔道25，炉体13外侧设有一定厚度的保温墙15，活化装置从上到下依次为低温区16、中温区17、高温区I19、高温区II21、高温区III22，低温区16、中温区17、高温区I19、高温区II21、高温区III22两两之间设有隔火板24，每道隔火板24上还设有一送火孔道25，低温区段的左下部分隧道与中温区段的左上部分隧道交合处设有第一密闭门1b，第一密闭门1b与第一时控开关电气相连；中温区段的右下部分隧道与高温区I段的右上部分隧道交合处设有第二密闭门2b，第二密闭门2b与第二时控开关2a电气相连，高温区I段的隧道上设有一排小孔蒸汽管18；高温区I段的左下部分隧道与高温区II段的左上部分隧道交合处设有第三密闭门3b，第三密闭门3b与第三时控开关3a电气相连，高温区II段的隧道上设有一排中孔蒸汽管20；高温区II段的右下部分隧道与高温区III段的右上部分隧道交合处设有第四密闭门4b，第四密闭门4b与第四时控开关4a电气相连，高温区III段的隧道上设有一排大孔蒸汽管23；位于活化装置的上方设一上料口12，在活化装置的下方安装一电磁卸料阀26与出料口27相连，在出料口27的正下方设有一接料槽28，PLC控制柜6固定安装在输送支架II7的内侧，所述活化装置、电磁卸料阀26、输送装置、提升装置8均通过安全电缆电性连接至PLC控制柜6内。

应用上述设备生产活性炭的方法是：原料池11中的原料通过提升装置8与输送装置送至上料口12，上料口12中的原料沿着蛇形隧道14方向先送至低温区16，进行预热，控制温度在300～500℃，加热时间由第一时控开关1a来实现，设定为2小时；2小时后，自动打开第一密闭门1b，送至中温区17，进行深度预热，控制温度在600～700℃左右，加热时间由第二时控开关2a来实现，设定为3小时；3小时后，自动打开第二密闭门2b，送至高温区I19，控制温度在800～900℃，并由高温区I段隧道上的小孔蒸汽管18输送水蒸气，实现热气交换，进行高温炭化，加热时间由第三时控开关3a来实现，设定为8小时；8小时后，自动打开第三密闭门3b，送至高温区II21，控制温度在1000～1200℃，并由高温区II段隧道上的中孔蒸汽管20输送水蒸气，实现热气交换，进行深度炭化，加热时间由第四时控开关4a来实现，设定为10小时；10小时后，自动打开第四密闭门4b，送至高温区III22，控制温度在1200～1300℃，并由高温区III段隧道上的大孔蒸汽管23输送水蒸气，实现热气交换，进行高温活化，加热时间与电磁卸料阀26的打开时间一致，控制在10小时左右；之后通过出料口27将生产好的活性炭成品送至正下方的接料槽28内，进行吹风冷却。

在上述生产活性炭的方法中，原料池11中的原料为炭化料或废活性炭料，主要用于活性炭产品的原生或再生。

在上述生产活性炭的方法中，由第一时控开关1a、第二时控开关2a、第三时控开关3a、第四时控开关4a来实现的加热时间以及电磁卸料阀26的打开时间均通过PLC控制柜6中的控制程序设定。

Claims (4)

1.一种活性炭生产设备，包括输送装置、输送支架I、输送支架II、PLC控制柜、提升装置、提升支架、原料池、上料口、活化装置、电磁卸料阀、出料口、接料槽，.其特征在于：输送装置包括主动轮、驱动轮、输送皮带、传动辊、漏料槽，主动轮与驱动轮通过输送皮带相连，位于右端输送皮带内侧设有若干传动辊，传动辊均匀安装在输送支架I的一端，输送支架I穿透过左端输送皮带，其另一端与漏料槽的内侧焊接在一起，漏料槽的外侧通过支撑托杆与输送支架II相固定，位于驱动轮的上端且靠近输送皮带的外侧设有一提升装置，提升装置固定安装在提升支架上，在输送装置的右下方设一原料池，位于输送装置的左侧设一活化装置，所述活化装置包括炉体、蛇形隧道、保温墙、低温区、第一密闭门、第一时控开关、中温区、第二密闭门、第二时控开关、高温区I、小孔蒸汽管、第三密闭门、第三时控开关、高温区II、中孔蒸汽管、第四密闭门、第四时控开关、高温区III、大孔蒸汽管、隔火板、送火孔道，炉体外侧设有一定厚度的保温墙，活化装置从上到下依次为低温区、中温区、高温区I、高温区II、高温区III，低温区、中温区、高温区I、高温区II、高温区III两两之间设有隔火板，每道隔火板上还设有一送火孔道，低温区段的左下部分隧道与中温区段的左上部分隧道交合处设有第一密闭门，第一密闭门与第一时控开关电气相连；中温区段的右下部分隧道与高温区I段的右上部分隧道交合处设有第二密闭门，第二密闭门与第二时控开关电气相连，高温区I段的隧道上设有一排小孔蒸汽管；高温区I段的左下部分隧道与高温区II段的左上部分隧道交合处设有第三密闭门，第三密闭门与第三时控开关电气相连，高温区II段的隧道上设有一排中孔蒸汽管；高温区II段的右下部分隧道与高温区III段的右上部分隧道交合处设有第四密闭门，第四密闭门与第四时控开关电气相连，高温区III段的隧道上设有一排大孔蒸汽管；位于活化装置的上方设一上料口，在活化装置的下方安装一电磁卸料阀与出料口相连，在出料口的正下方设有一接料槽，PLC控制柜固定安装在输送支架II的内侧，所述活化装置、电磁卸料阀、输送装置、提升装置均通过安全电缆电性连接至PLC控制柜内。

2.一种采用权利要求1所述的活性炭生产设备生产活性炭的方法，其特征在于：原料池中的原料通过提升装置与输送装置送至上料口，上料口中的原料沿着蛇形隧道方向先送至低温区，进行预热，控制温度在300～500℃，加热时间由第一时控开关来实现，设定为2小时；2小时后，自动打开第一密闭门，送至中温区，进行深度预热，控制温度在600～700℃，加热时间由第二时控开关来实现，设定为3小时；3小时后，自动打开第二密闭门，送至高温区I，控制温度在800～900℃，并由高温区I段隧道上的小孔蒸汽管输送水蒸气，实现热气交换，进行高温炭化，加热时间由第三时控开关来实现，设定为8小时；8小时后，自动打开第三密闭门，送至高温区II，控制温度在1000～1200℃，并由高温区II段隧道上的中孔蒸汽管输送水蒸气，实现热气交换，进行深度炭化，加热时间由第四时控开关来实现，设定为10小时；10小时后，自动打开第四密闭门，送至高温区III，控制温度在1200～1300℃，并由高温区III段隧道上的大孔蒸汽管输送水蒸气，实现热气交换，进行高温活化，加热时间与电磁卸料阀的打开时间一致，控制在10小时左右；之后通过出料口将生产好的活性炭成品送至正下方的接料槽内，进行吹风冷却。

3.根据权利要求2所述的一种活性炭生产设备生产活性炭的方法，其特征在于：所述原料池中的原料为炭化料或废活性炭料。

4.根据权利要求2所述的一种活性炭生产设备生产活性炭的方法，其特征在于：所述由第一时控开关、第二时控开关、第三时控开关、第四时控开关来实现的加热时间以及电磁卸料阀的打开时间均通过PLC控制柜中的控制程序设定。