CN108059163A - 一种化学法制活性炭的活化方法及其外热式活化炉 - Google Patents
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Abstract
一种化学法制活性炭的活化方法及其外热式活化炉，利用燃料燃烧产生的高温烟道气作加热活化炉的热源，将待活化的木屑与磷酸混合物用螺旋加料机匀速加到圆柱形活化炉的顶层活化圆盘上，活化炉中设置多层活化圆盘，通过旋转的刮料耙叶将物料逐层刮推到下一层活化圆盘上，最后完成活化的物料从底层的活化圆盘中心出料口流出；活化圆盘为中空夹套式结构，从最底层的加热烟道气进口向活化圆盘夹套中通入高温烟道气，并自下往上逐层通过每个活化圆盘夹套，最后从活化炉顶部侧面的加热烟道气排出口排出，以加热活化圆盘上的物料，实现活化的目的。由于高温烟道气通过活化圆盘器壁将热能传导给活化圆盘上的物料，两者未直接接触，活化过程不会污染物料。
Description
一、技术领域
本发明专利涉及化学法制活性炭的方法与设备，尤其是一种化学法制活性炭的活化方法及其外热式活化炉。
二、背景技术
目前，磷酸法制活性炭的活化工艺是这样的：将原料木屑与活化剂磷酸溶液混合并捏合均匀后加入到内热式的回转活化炉中，用燃料燃烧产生的烟道气通入回转活化炉中加热木屑与磷酸的混合料，烟道气与木屑磷酸混合料逆向移动并直接接触，烟道气中的有害成分如灰尘、焦油和硫的氧化物等有害气体将污染活化料，会增加活性炭产品的灰分含量，影响活性炭产品的质量，因此，非常需要加热介质不与活化料直接接触的活化设备。类似通过外热式加热的活化炉有专利申请号为200910009778.8的发明专利“外加热立式活性炭活化炉”，其特征是该活化炉有内筒和外筒，活化区是内筒与外筒之间的区域，在内筒外侧和外筒内侧设置交错排列的具有中空夹层的抄料板，在抄料板夹层中通入加热用高温燃烧气，通过旋转的外筒带动抄料板作旋转运动，使物料自上往下移动，通过抄料板的器壁向待活化的物料传导热能，使物料得到活化。该活化炉存在着以下缺点：一是需要驱动整个外筒作旋转运动，要求较大功率的驱动电机，能耗较大；二是由于抄料板的间距较大，抄料板之间堆满物料，料层较厚，仅靠抄料板中空夹层的高温燃烧气加热物料，加热速度慢，加热效果差，料温不均匀，导致活化效果不均匀。因此非常有必要开发加热效果更好、更先进的外热式活化设备。
三、发明内容
本专利发明了一种化学法制活性炭的活化方法及其外热式活化炉，利用燃料燃烧产生的高温烟道气作加热活化炉的热源，用螺旋加料机将待活化的木屑与磷酸混合物匀速加到圆柱形活化炉的顶层活化圆盘上，活化炉中设置多层活化圆盘，通过旋转的刮料耙叶将物料逐层刮推到下一层活化圆盘上，最后，活化料从底层的活化圆盘中心出料口流出；活化圆盘为中空夹套式结构，从最底层的加热烟道气进口向活化圆盘夹套中通入烟道气，并自下往上逐层流过每个活化圆盘夹套，最后从活化炉顶部侧面的加热烟道气排出口排出，以加热每个活化圆盘上的物料，使物料被活化。由于加热烟道气通过活化圆盘的器壁将热能传导给活化圆盘上的物料，达到物料被活化的目的，高温烟道气与物料未直接接触，活化过程不会污染物料。
用螺旋加料机将待活化的物料连续匀速地加到活化炉顶层的大活化圆盘上，刮料耙叶作回转运动，使刮料耙叶连续地翻抄物料，物料沿指数螺旋线通过活化圆盘表面向其中心移动，并掉落到下一层的小活化圆盘上，小活化圆盘上的物料被刮料耙叶刮推下到外缘，并掉落到下面的大活化圆盘上，在大活化圆盘上的物料被刮料耙叶刮推向中心移动，并从中心落料口掉落到下一层的小活化圆盘上，依此类推；大小活化圆盘交替排列，物料得以连续流过各个活化圆盘。在最底层活化圆盘上完成活化的物料被刮料耙叶刮推到中心出料口排出；交替排列的大小活化圆盘用管子首尾连接；从活化炉底部的加热烟道气进口向活化圆盘的夹套中通入烟道气，并流过活化炉的各个活化圆盘后从顶部的加热烟道气出口排出；活化过程中从物料中挥发逸出的活化尾气，从设在顶盖上的活化尾气排出口排出。
本发明专利所述的外热式活化炉，其主体为圆柱形，筒体直径2～3米，高5～8米，该活化炉由加热烟道气排出口(1)、加料螺旋(2)、加料斗(3)、滚动轴承(4)、传动皮带(5)、驱动电机与减速器(6)、活化尾气排出口(7)、刮料耙叶(8)、大活化圆盘(9)、小活化圆盘(10)、中心落料口(11)、刮料耙叶驱动轴(12)、挡料圈(13)、活化炉壳体(14)、耐高温防腐层(15)、出料口(16)、保温层(17)、燃气烧嘴(18)、设备支柱(19)和活化圆盘连接管(20)所构成，在圆柱形壳体中自上往下设置交替排列的大小活化圆盘，活化圆盘为中空的夹套式结构，夹套里通加热烟道气，在大活化圆盘外缘设置挡料圈(13)，在活化圆盘中心设置中心落料口(11)，在大活化圆盘上设置旋转时让物料向中心落料口移动的刮料耙叶，在每个大活化圆盘上沿半径方向设置相互垂直的四排刮料耙叶，使物料从活化圆盘外缘向中心落料口移动而掉落到下一层活化圆盘；在小活化圆盘上设置旋转时让物料从中心向外缘移动的刮料耙叶，在每个小活化圆盘上沿半径方向设置相互垂直的四排刮料耙叶，使物料从活化圆盘的中心向外缘移动而掉落到下一层活化圆盘上，依此类推；上下相邻的两个大、小活化圆盘之间在一侧用连接管(19)首尾相连接，使各个活化圆盘相互连通。刮料耙叶安装在驱动轴(12)上，刮料耙叶驱动轴(12)的顶端安装在滚动轴承(4)上，用驱动电机与减速器(6)通过传动皮带(5)驱动刮料耙叶旋转。在活化炉顶部一侧设置加料斗(3)和加料螺旋(2)，将待活化的物料匀速加到顶层的活化圆盘上；在活化炉顶部的另一侧设置活化尾气排出口(7)，活化过程从物料中逸出的活化尾气从此排出口排出；在活化炉底部中心设置出料口(16)；在活化炉底部设置燃气烧嘴(18)，燃气燃烧产生的加热烟道气依次流过活化炉中的各个大小活化圆盘夹套，以加热活化圆盘上的物料，最后，加热烟道气经设置在活化炉顶部侧面的烟道气排出口(1)排出。
四、附图说明
附图1为本发明所述的外热式活化炉正立面剖视结构示意图，1为烟道气排出口，2为加料螺旋，3为加料斗，4为滚动轴承，5为传动皮带，6为驱动电机与减速器，7为活化尾气排出口，8为刮料耙叶，9为大活化圆盘，10为小活化圆盘，11为中心落料口，12为刮料耙叶驱动轴，13为挡料圈，14为活化炉壳体，15为耐高温防腐层，16为出料口，17为保温层，18为燃气烧嘴，19为设备支柱；图2为图1中A-A横截面剖视结构示意图，20为活化圆盘连接管；图3为图1中B-B横截面剖视结构示意图，部件说明同上。
五、具体实施方式
本发明所述一种化学法制活性炭的活化方法及其外热式活化炉是这样进行操作的，结合附图1说明如下：待活化的物料加入加料斗(3)中，并用加料螺旋(2)匀速加到活化炉中顶层的大活化圆盘上，开启驱动电机与减速器(6)，通过传动皮带(5)驱动刮料耙叶旋转，大活化圆盘上的物料就被刮料耙叶(8)推着向中心移动，并经中心落料口(11)掉落到下一层的小活化圆盘上，然后被刮料耙叶推着向活化圆盘外缘移动并掉落到下一层的大活化圆盘上，依此类推，重复上述过程，在最底层活化圆盘上完成活化的物料被刮料耙叶刮推到中心出料口(16)推出。将燃气烧嘴(18)燃烧产生的高温烟道气通入活化圆盘的夹套中，并自下往上依次流过活化炉中各个大小活化圆盘的夹套，以加热每个活化圆盘上的物料，最后，加热烟道气经设置在活化炉顶部侧而的烟道气排出口(1)排出；活化过程中从物料中逸出的活化尾气，从设在顶盖上的活化尾气排出口(7)排出。
Claims (2)
1.一种化学法制活性炭的活化方法及其外热式活化炉，其特征为：利用燃料燃烧产生的高温烟道气作加热活化炉的热源，用螺旋加料机将待活化的木屑与磷酸混合物匀速加到圆柱形活化炉的顶层活化圆盘上，活化炉中设置多层活化圆盘，通过旋转的刮料耙叶将物料逐层刮推到下一层活化圆盘上，最后活化料从底层的活化圆盘中心出料口流出；活化圆盘为中空夹套式结构，从最底层的加热烟道气进口向活化圆盘夹套中通入高温烟道气，并自下往上逐层流过每个活化圆盘夹套，最后从活化炉顶部侧面的加热烟道气排出口排出，以加热每个活化圆盘上的物料，使物料被活化；由于高温烟道气通过活化圆盘的器壁将热能传导给活化圆盘上的物料，达到物料被活化的目的，高温烟道气与物料未直接接触，活化过程不会污染物料。
2.权利要求1所述的一种化学法制活性炭的活化方法及其外热式活化炉，其特征为：外热式活化炉为圆柱形，筒体直径2～3米，高5～8米，该活化炉由加热烟道气排出口(1)、加料螺旋(2)、加料斗(3)、滚动轴承(4)、传动皮带(5)、驱动电机与减速器(6)、活化尾气排出口(7)、刮料耙叶(8)、大活化圆盘(9)、小活化圆盘(10)、中心落料口(11)、刮料耙叶驱动轴(12)、挡料圈(13)、活化炉壳体(14)、耐高温防腐层(15)、出料口(16)、保温层(17)、燃气烧嘴(18)、设备支柱(19)和活化圆盘连接管(20)所构成；在圆柱形壳体中自上往下设置交替排列的大小活化圆盘，活化圆盘为中空的夹套式结构，夹套里通加热烟道气，在大活化圆盘外缘设置挡料圈(13)，在活化圆盘中心设置中心落料口(11)，在大活化圆盘上设置旋转时让物料向中心落料口移动的刮料耙叶，在每个大活化圆盘上沿半径方向设置相互垂直的四排刮料耙叶，使物料从活化圆盘外缘向中心落料口移动而掉落到下一层活化圆盘；在小活化圆盘上设置旋转时让物料从中心向外缘移动的刮料耙叶，在每个小活化圆盘上沿半径方向设置相互垂直的四排刮料耙叶，使物料从活化圆盘的中心向外缘移动而掉落到下一层活化圆盘上，依此类推；上下相邻的两个大、小活化圆盘之间在一侧用连接管(20)首尾相连接，使各个活化圆盘相互连通；刮料耙叶安装在驱动轴(12)上，刮料耙叶驱动轴(12)的顶端安装在滚动轴承(4)上，用驱动电机与减速器(6)通过传动皮带(5)驱动刮料耙叶旋转；在活化炉顶部一侧设置加料斗(3)和加料螺旋(2)，将待活化的物料匀速加到顶层的活化圆盘上；在活化炉顶部的另一侧设置活化尾气排出口(7)，活化过程中从物料中逸出的活化尾气从此排出口排出；在活化炉底部中心设置出料口(16)；在活化炉底部设置燃气烧嘴(18)，加热烟道气依次流过活化炉中的各个大小活化圆盘夹套，以加热活化圆盘上的物料，加热烟道气经设置在活化炉顶部侧面的烟道气排出口(1)排出。
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