CN201793373U - 一种适合颗粒状原料制活性炭的移动床炭(活)化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种制活性炭的移动床炭(活)化炉，它由炉芯和炉外墙及出料机构组成。炉芯部分由圆台形的炭(活)化管(10)砌筑而成，由炭(活)化管构成的炭(活)化道在不同高度位置的横截面呈大小不等的环形结构，物料在炭(活)化道中自上往下呈曲线形运动，使物料不断地改变在炭(活)化道中所处的位置，不断改变物料与活化介质的接触面，从而提高活化效果；炉芯和炉外墙之间设有燃烧室(5)、(7)、(14)、(16)，在炭(活)化过程中产生的可燃气体从中心排气管(11)分别通到炭(活)化炉中下部的各燃烧室中燃烧以加热炭(活)化管；出料机构由出料管(3)、出料转耙(2)和调速电机与减速机构组成，实现连续出料。

Description

一种适合颗粒状原料制活性炭的移动床炭(活)化炉

一、技术领域

本实用新型涉及制活性炭的设备，尤其是适合颗粒状原料制活性炭的移动床炭化或活化炉。

二、技术背景

竹木块、果核壳等木质原料用物理法生产炭化料或活性炭时要求将原料在高温下进行炭化制成炭，或炭化料再经过高温活化工艺制成活性炭产品，炭化炉和活化炉是生产竹木炭、果壳炭或生产相应活性炭产品的两种关键设备。目前，适合竹木块、果核壳等颗粒状原料的炭化设备有立式内热移动床连续干馏炭化炉，它存在着进出料装置要求高，而且操作麻烦，如卸炭器，一方面要使木炭排出炉外，另一方面又要保证密封性，不能让炉内的可燃气体漏出，就必须采用三个闸门的卸炭器分步操作，既麻烦也容易发生故障；再一点就是设备的造价高，投资大。专利号为ZL200410075047.0的“内燃自热移动床干馏炭化的方法与设备”发明专利和专利号为ZL02247392.0的实用新型专利公开了竹木材原料的炭化方法和设备，这两种炭化炉都是利用炉内的负压吸入空气或用风机向炉内通入适量的空气，使炭化热解过程中产生的可燃气体燃烧，为炭化过程提供热量，燃烧的火焰与待炭化的物料直接接触，如空气量控制不当就会烧掉待炭化的物料，很难控制适量的空气，存在着物料被烧掉的可能。

目前，颗粒状原料物理法生产活性炭的活化设备主要有以下几种：斯列普活化炉，它存在着能耗高、投资大、停炉或启动的时间长，维修困难等缺点；专利号为CN86107032的“百叶窗式活性炭活化炉及活化方法”和专利号为CN85103470的“斜板移动床活化炉”所涉及的活化设备都存在着活化炉的炉芯由很多种耐火砖砌成，结构复杂，砌筑要求较高，施工麻烦，有的炉芯砖容易损坏，使用寿命较短，而且，这两种活化炉都存在一个共同的缺点是烟道气等加热介质与待活化的物料直接接触，会污染物料，如用煤作燃料时，烟道气中的煤灰会被带入活化料中，增加酸洗和漂洗的负荷，同时会增加活性炭产品的灰分含量；多管活化炉的主体部分由圆筒形的活化管组成，存在着中心和***物料的活化质量不均匀、活化管容易损坏、使用寿命不长、维修间隔时间短等缺点；目前比较先进的耙式活化炉，很多部件的材料既要求在活化温度900℃左右的高温下具有足够的机械强度，又要具有优良的抗氧化性，对材料的要求很高，材料很贵，设备的造价很高。目前生产活性炭的炭化和活化设备的现状说明开发炭化和活化效果好、加热介质不污染物料、造价低、操作方便、能耗低的炭化和活化设备是非常必要的，本实用新型提供了一种新型立式移动床炭化或活化炉，它具有结构简单、造价较低、能耗较省、加热介质不会污染物料、操作方便、实现机械连续出料的特点。它既可用作炭化设备，将颗粒状木质原料制成炭化料，也可用作活化设备，将木质或煤质炭化料用水蒸汽活化法制成活性炭产品，该炉也可用作化学制颗粒活性炭的活化炉。

三、实用新型内容

本实用新型提供一种颗粒状原料制活性炭的移动床炭化或活化炉，该炭化或活化炉由炉芯和炉外墙及出料机构组成。炉芯部分由圆台形的用耐火材料制的炭(活)化管(10)砌筑而成。由炭(活)化管构成的炭(活)化道在不同高度位置的横截面呈大小不等的环形结构，物料在炭(活)化道中自上往下呈曲线形运动，使物料不断地改变在炭(活)化道中所处的位置，不断改变物料与活化介质的接触面，从而提高活化效果；炉芯和炉外墙之间设有燃烧室(5)、(7)、(14)、(16)；出料机构由出料管(3)、出料转耙(2)和驱动出料转耙的减速电机组成，实现连续出料。

待炭(活)化的颗粒状原料用提升机提到炭(活)化炉的炉顶，加到料仓(9)中。颗粒状原料自上而下在炭(活)化管(10)中炭化或活化后的炭化料或活化料经出料管(3)冷却，并通过由减速电机驱动的出料转耙(2)进行连续出料。原料在炭化或活化过程中产生的可燃气体从中心排气管(11)分别通到炭(活)化炉中下部的燃烧室(5)、(14、(16)中，并通过空气入口(4)、(15)、(20)分别向各燃烧室通入适量的空气，使可燃气体燃烧以补充加热炭(活)化管，有利于节约燃料。在用作活化炉时，从活化炉的上部活化管的蒸汽通道通入活化所需要的水蒸汽，以便在活化管的预热段被预热升温后再通入活化段的炭中，有利于提高水蒸汽与炭的活化反应效果。活化炉产生的高温活化尾气(烟道气)从烟道气出口(12)通到相关余热利用设备回收其热能后经烟囱排向空中。

四、附图说明

图1为适合颗粒状原料制活性炭的移动床炭(活)化炉的立面剖视示意图，(1)为加热用燃烧炉的炉堂；(2)为炭(活)化料的出料转耙，由钢材制成；(3)为炭(活)化料出料管，用钢板制成；(4)、(15)、(20)为空气入口；(5)、(7)、(14)、(16)为炭(活)化炉的燃烧室；(6)为测温热电偶；(8)为水蒸汽管，用不锈钢制成；(9)为原料仓；(10)为炭(活)化管，用耐火材料制成；(11)为中心排气管，用耐火材料制成；(12)为烟道气出口；(13)为热解气体输送管，用耐高温不锈钢制成；(17)为炭(活)化炉外墙，用普通粘土砖砌成；(18)为保温隔热层；(19)为耐火墙，用耐火砖砌成；(21)为炭(活)化炉支撑柱，由钢筋混凝土浇注而成。

图2为图1中A-A截面的剖面图，部件说明同上。

五、具体实施方式

按本发明的构思建造一台两列六排共12根炭化管的立式炭化炉，用杏核壳为原料炭化制杏壳炭。炭化管用高铝耐火材料烧制而成，炭化管不设水蒸汽通道。将杏核壳原料用破碎机破碎成10～20mm的颗粒状。将颗粒物用提升机提到立式炭化炉的炉顶，加到料仓(9)中。杏壳原料在热解炭化时产生的可燃气体从中心排气管(11)分别通到炭化炉中下部的燃烧室(5)、(14)、(16)中，通过空气入口(4)、(15)、(20)分别向各燃烧室通入适量的空气，使可燃气体燃烧以加热炭化管，有利于节约燃料。颗粒状杏壳自上而下在炭化管(10)中炭化后的炭化料经出料管(3)冷却，并通过由调速电机和减速机构驱动的出料转耙(2)进行连续出料。外加燃料在炉堂(1)燃烧后产生的高温烟道气自下往上呈“S ”形通道分别经过燃烧室(16)、(5)、(14)、(7)加热炭化炉后，再从烟道气出口(12)经烟道通到相关余热利用设备回收其热能后经烟囱排向空中，根据各燃烧室的温度情况决定是否需要在炉堂(1)中添加燃料以及添加的量，该炉除在升温启动时需要外加燃料，在正常生产时可基本不需外加燃料。

按本发明的构思建造一台两列六排共12根活化管的立式活化炉，活化管用高铝耐火材料烧制而成，以杏壳炭为原料，用水蒸汽作活化剂制备颗粒活性炭产品。将10～20mm的杏壳炭原料用提升机提到立式活化炉的炉顶，加到料仓(9)中。从活化炉的上部活化管的蒸汽通道通入活化所需要的水蒸汽，在炭化段被预热升温后再通入活化管的炭中，有利于提高水蒸汽与炭的活化反应效果。杏壳炭在活化时产生的可燃气体从中心排气管(11)分别通到活化炉中下部的燃烧室(5)、(14)、(16)中，通过空气入口(4)、(15)、(20)分别向各燃烧室通入适量的空气，使可燃气体燃烧以补充加热活化管，有利于节约燃料。杏壳炭自上而下在活化管(10)中活化后的活化料经出料管(3)冷却，并通过由调速电机和减速机构驱动的出料转耙(2)进行连续出料。外加燃料在炉堂(1)燃烧后产生的高温烟道气自下往上呈“S”形通道分别经过燃烧室(16)、(5)、(14)、(7)加热活化炉后，再从烟道气出口(12)经烟道通到相关余热利用设备回收其热能后经烟囱排向空中。以杏壳炭为原料，采用本发明的工艺方法及活化炉制得的不定形颗粒活性炭，其碘吸附值达1050mg/g以上。

本实用新型所涉及的活化炉也可用作磷酸法生产活性炭的活化设备，这时，活化管不设水蒸汽通道，活化管(10)用耐酸的碳化硅烧制而成；出料管(3)和出料转耙(2)等与物料接触的部件用不锈钢制成。在砌筑磷酸法生产活性炭的活化炉时，不让活化过程中各活化管产生的活化尾气通到燃烧室(16)、(5)、(14)、(7)，而是通过中心排管(11)并汇集后通过不锈钢管通到吸收装置用水进行喷淋，将其中的含磷气体转化为磷酸再利用，不凝气体通过烟囱排向空中。以杏壳为原料用磷酸活化法生产不定形颗粒活性炭，其亚甲基蓝脱色力大于180mg/g，A法焦糖脱色力在100％以上，四氯化碳吸附率大于120％。

Claims (4)

1.一种适合颗粒状原料制活性炭的移动床炭化或活化炉，其特征是：由多根炭化或活化管分两排砌筑的炉芯和炉外墙及出料机构组成，炉子横截面为长方形结构。

2.根据权利要求1所述的移动床炭化或活化炉，其特征是：炉芯由圆台形的用耐火材料制的炭化或活化管砌筑而成，炭化或活化管构成的炭化或活化道在不同高度位置的横截面呈大小不等的环形结构。

3.根据权利要求1所述的移动床炭化或活化炉，其特征是：在炉芯和炉外墙之间设有燃烧室，炭活化过程中产生的可燃气体通过管子通到各燃烧室中燃烧，各燃烧室设有空气入口，并安装调节阀门。

4.根据权利要求1所述的移动床炭化或活化炉，其特征是：出料机构由出料管、出料转耙和调速电机及减速机构组成。 

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