CN108249436A - 一种用水蒸气活化制活性炭的方法及其立式活化炉 - Google Patents

Abstract

一种用水蒸气活化制活性炭的方法及其立式活化炉，活化炉主体为圆柱形，由支撑柱、燃气烧嘴、炉体外墙、隔热层、耐火墙、驱动轴、加料螺旋、加料斗、滚动轴承、传动链条、驱动电机与减速器、活化尾气排出口、刮料耙叶、耐火板、隔热层、小活化圆盘、大活化圆盘、测温热偶、活化蒸气管、活化炉底板、活化料冷却桶及出料螺旋所构成，在圆柱形壳体中自上往下设置多层交替排列的大小活化圆盘。在活化炉中下部活化圆盘的耐火层中安装环形蒸气管，在活化炉温达到活化温度后进行正常活化时，喷出的活化蒸气与耐火层上的物料进行活化反应产生的氢气、一氧化碳等可燃气体，这些可燃气体在从燃气烧嘴的空气管通入的空气作用下燃烧，以补充活化需要的热量。

Description

一种用水蒸气活化制活性炭的方法及其立式活化炉

一、技术领域

本发明专利涉及制备活性炭的活化方法与设备，尤其是一种用水蒸气活化制活性炭的方法及其立式活化炉。

二、背景技术

水蒸气活化法制活性炭的原理是：在高温下炭与水蒸气进行活化反应产生氢气、一氧化碳、二氧化碳，使炭颗粒产生发达的孔隙结构，活化炉的作用就是提供高温条件下炭与蒸气发生活化反应的场所，对活化炉的要求就是维持活化区的高温状态，活化蒸气和炭料在活化区较均匀分布，活化面积较大，活化均匀，活化效果好，并能实现连续机械化加料和出料。目前，水蒸气活化法制备活性炭的活化炉主要有立式的斯列普活化炉和回转式活化炉两种，立式的斯列普活化炉存在着以下缺点：该活化炉有左右两个蒸气预热半炉，在活化操作时需要进行两个蒸气预热半炉的用汽与预热状态切换，操作较麻烦，操作技术要求较高；斯列普活化炉结构复杂，建设投资大，维修麻烦。又如申请号为201410373019.0的专利“高效立管式活化炉”，其特征是活化管为圆管，间隔一定距离在活化管中通活化水蒸气，通过管外加热管中的物料，存在着活化管中心温度比活化管外缘温度低、物料温度不均匀而导致活化不均匀的缺点；另外，物料依靠重力向下移动，存在堵料的可能性。回转式活化炉的特点是原料从卧式炉身的一端加入，随着炉身的旋转，物料从低处被提升到高处落下，缓慢向另一端移动，料层厚度不均匀而导致活化不均匀，活化蒸气与炭料的接触面积较小，活化效果欠佳。所以，非常需要活化蒸气与炭料的接触面积较大，活化效果好，操作方便的活化设备。根据上述背景，本专利发明了一种用水蒸气活化制活性炭的方法及其立式活化炉。

三、发明内容

本专利发明了一种用水蒸气活化制活性炭的方法及其立式活化炉，在活化炉中下部的四周设置若干燃气烧嘴，在冷炉启动升温时用燃气燃烧产生的高温燃烧气加热活化炉；在活化炉中设置多层活化圆盘，在活化炉中下部活化圆盘的耐火层中安装环形蒸气管，在活化炉温达到活化温度后进行正常活化时，活化蒸气被加热后喷出与耐火层上的炭料进行活化反应产生氢气、一氧化碳等可燃气体，这些可燃气体在从燃气烧嘴的空气管中通入的空气作用下燃烧，以补充活化需要的热量。用螺旋加料机将待活化的炭料连续匀速地加到活化炉顶层的大活化圆盘上，由电机和减速机驱动刮料耙叶作回转运动，使刮料耙叶连续地翻抄炭料，炭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，小活化圆盘上的炭料被刮料耙叶刮推到外缘，并掉落到下面的大活化圆盘上，在大活化圆盘上的炭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，炭料得以连续通过各个活化圆盘。在最底层活化圆盘上完成活化的炭料被刮料耙叶刮推到中心出料口而落到活化料冷却桶中经冷却后进行出料；活化过程中产生的活化尾气与加热燃烧气混合，从设在顶盖上的活化尾气排出口引导到余热利用设备进行热能回收后排至烟囱。

本发明专利所述的一种用水蒸气活化制活性炭的立式活化炉，其主体为圆柱形，筒体内径2～3米，高5～8米，该活化炉由支撑柱(1)、燃气烧嘴(2)、炉体外墙(3)、隔热层(4)、耐火墙(5)、驱动轴(6)、加料螺旋(7)、加料斗(8)、滚动轴承(9)、传动链条(10)、驱动电机与减速器(11)、活化尾气排出口(12)、刮料耙叶(13)、耐火板(14)、隔热层(15)、小活化圆盘(16)、大活化圆盘(17)、测温热偶(18)、活化蒸气管(19)、活化炉底板(20)、活化料冷却桶(21)及出料螺旋(22)所构成，在圆柱形壳体中自上往下设置多层交替排列的大小活化圆盘，活化圆盘由耐高温的310S不锈钢板、隔热层和耐火层叠加而成，在不锈钢板的上下两面衬垫耐高温的隔热层，在上面的隔热层上铺设耐火层；在活化炉中下部每个活化圆盘的耐火层中安装多圈环形蒸气管，使活化蒸气在耐火层中得到预热后与炭料的活化反应速度更快，效果更好，在环形蒸气管的炭料接触面一侧均布开设小蒸气孔，使活化蒸气在活化室分布较均匀，活化蒸气与炭料均匀接触，活化反应较充分；在大活化圆盘中央设置中心落料口，在大活化圆盘上设置旋转时让炭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，使炭料从活化圆盘外缘向中心落料口移动而掉落到下一层的小活化圆盘上；在小活化圆盘上设置旋转时让炭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，使炭料从活化圆盘的中心向外缘移动而掉落到下一层的大活化圆盘上，依此类推；刮料耙叶安装在驱动轴(6) 上，驱动轴(6)的顶端安装在滚动轴承(9)上，用驱动电机与减速器(11)通过传动链条(10)驱动刮料耙叶旋转。在活化炉顶部一侧设置加料斗(8)和加料螺旋(7)，将待活化的炭料匀速加到顶层的活化圆盘上；在活化炉底部中心设置活化料冷却桶(21)；在活化炉的活化段四周设置若干燃气烧嘴(2)，燃气燃烧产生的高温燃烧气依次流过活化炉中的各个活化室，以加热活化圆盘上的炭料；在活化炉顶部的另一侧设置活化尾气排出口(12)，活化过程产生的活化尾气与燃烧气混合后从此排出口引导到余热利用设备进行热能回收后排至烟囱。本发明专利所述的一种用水蒸气活化制活性炭的立式活化炉具有如下特征：该活化炉占地面积小，但从上到下具有多层活化圆盘，活化面积较大，活化产量较大，而且可根据活化料的吸附性能调节加料速度，产品质量易调节和控制。

四、附图说明

附图1为本发明所述的一种用水蒸气活化制活性炭的立式活化炉剖视结构示意图，1为支撑柱，2为燃气烧嘴，3为炉体外墙，4为保温层，5为耐火墙，6为驱动轴，7为加料螺旋， 8为加料斗，9为滚动轴承，10为传动链条，11为驱动电机与减速器，12为活化尾气排出口， 13为刮料耙叶，14为耐火板，15为隔热层，16为小活化圆盘，17为大活化圆盘，18为测温热电偶，19为活化蒸气管，20为活化炉底板，21为活化料冷却桶，22为出料螺旋；图2为图1中A-A截面剖视结构示意图；图3为图1中B-B截面剖视结构示意图，部件说明同上。

五、具体实施方式

本发明所述一种用水蒸气活化制活性炭的方法及其立式活化炉是这样进行操作的，结合附图1说明如下：在冷炉升温时，将燃气烧嘴(2)燃烧产生的高温烟道气自下往上依次流过活化炉中各个大小活化圆盘所在的活化室，当活化炉的中下部活化室温度达到500℃左右时，通过加料斗(8)加入颗粒木炭，用加料螺旋(7)匀速加到活化炉中顶层的大活化圆盘上，并开启驱动电机与减速器(11)，通过传动链条(10)驱动刮料耙叶(13)旋转，将颗粒木炭加到各层活化圆盘上，当各层活化圆盘铺满颗粒木炭时停止加料，调大燃气烧嘴的空气量，颗粒木炭在空气作用下燃烧以加快活化圆盘的升温速度。当活化炉中下部活化室温度达到 850℃左右时，将待活化的炭料加入加料斗(8)中，用加料螺旋(7)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(11)，通过传动链条(10)驱动刮料耙叶(13)旋转，大活化圆盘上的炭料就被刮料耙叶刮推着向中心移动，并经中心落料口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。在底层活化圆盘上完成活化的炭料被刮料耙叶刮推到中心出料口落到活化料冷却桶(21)中经冷却后进行出料。将燃气烧嘴(2)燃烧产生的高温烟道气自下往上依次流过活化炉中各个大小活化圆盘所在的活化室，以加热每个活化圆盘上的炭料，与此同时，活化蒸气从活化圆盘的环形蒸气管中喷出，与炭料进行活化反应产生氢气、一氧化碳等可燃气体，这些可燃气体在经燃气烧嘴空气管通入的空气作用下燃烧以加热活化室。活化过程中产生的活化尾气与加热烟道气混合后经设置在活化炉顶部的烟道气排出口(12)引导到余热利用设备进行热能回收后通过烟囱排放大气。

Claims (2)

1.一种用水蒸气活化制活性炭的方法及其立式活化炉，其特征为：在活化炉中下部的四周设置若干燃气烧嘴，在冷炉启动升温时用燃气燃烧产生的高温燃烧气加热活化炉；在活化炉中下部活化圆盘的耐火层中安装环形蒸气管，在活化炉温达到活化温度后进行正常活化时，活化蒸气被加热后喷出与耐火层上的炭料进行活化反应产生的氢气、一氧化碳等可燃气体，这些可燃气体在从燃气烧嘴的空气管中通入的空气作用下燃烧，以补充活化需要的热量；用螺旋加料机将待活化的炭料连续匀速地加到活化炉顶层的大活化圆盘上，由电机和减速机驱动刮料耙叶作回转运动，使刮料耙叶连续地翻抄炭料，炭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，小活化圆盘上的炭料被刮料耙叶刮推到外缘，并掉落到下面的大活化圆盘上，在大活化圆盘上的炭料又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，炭料得以连续通过各个活化圆盘。在最底层活化圆盘上完成活化的炭料被刮料耙叶刮推到中心出料口落到活化料冷却桶中经冷却后进行出料；活化过程中产生的活化尾气与加热燃烧气混合，从设在顶盖上的活化尾气排出口引导到余热利用设备进行热能回收后排至烟囱。

2.权利要求1所述的一种用水蒸气活化制活性炭的方法及其立式活化炉，其特征为：该活化炉主体为圆柱形，筒体内径2～3米，高5～8米，该活化炉由支撑柱(1)、燃气烧嘴(2)、炉体外墙(3)、隔热层(4)、耐火墙(5)、驱动轴(6)、加料螺旋(7)、加料斗(8)、滚动轴承(9)、传动链条(10)、驱动电机与减速器(11)、活化尾气排出口(12)、刮料耙叶(13)、耐火板(14)、隔热层(15)、小活化圆盘(16)、大活化圆盘(17)、测温热偶(18)、活化蒸气管(19)、活化炉底板(20)、活化料冷却桶(21)及出料螺旋(22)所构成，在圆柱形壳体中自上往下设置多层交替排列的大小活化圆盘，活化圆盘由耐高温的310S不锈钢板、隔热层和耐火层叠加而成，在不锈钢板的上下两面衬垫耐高温的隔热层，在上面的隔热层上铺设耐火层；在活化炉中下部每个活化圆盘的耐火层中安装多圈环形蒸气管，使活化蒸气在耐火层中得到预热后与炭料的活化反应速度更快，效果更好，在环形蒸气管的炭料接触面一侧均布开设小蒸气孔，使活化蒸气在活化室分布较均匀，活化蒸气与炭料均匀接触，活化反应较充分；在大活化圆盘中央设置中心落料口，在大活化圆盘上设置旋转时让炭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，使炭料从活化圆盘外缘向中心落料口移动而掉落到下一层的小活化圆盘上；在小活化圆盘上设置旋转时让炭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，使炭料从活化圆盘的中心向外缘移动而掉落到下一层的大活化圆盘上，依此类推；刮料耙叶安装在驱动轴(6)上，驱动轴(6)的顶端安装在滚动轴承(9)上，用驱动电机与减速器(11)通过传动链条(10)驱动刮料耙叶旋转。在活化炉顶部一侧设置加料斗(8)和加料螺旋(7)，将待活化的炭料匀速加到顶层的活化圆盘上；在活化炉底部中心设置活化料冷却桶(21)；在活化炉的活化段四周设置若干燃气烧嘴(2)，燃气燃烧产生的高温燃烧气依次流过活化炉中的各个活化室，以加热活化圆盘上的炭料；在活化炉顶部的另一侧设置活化尾气排出口(12)，活化过程产生的活化尾气与燃烧气混合从此排出口引导到余热利用设备进行热能回收后通过烟囱排放大气。