一种制备活性炭的碳化、活化一体化炉的制作方法

1.本发明涉及一种制备活性炭的碳化、活化一体化炉。


背景技术：

2.活性炭是一种重要的工业产品，用途十分广泛。目前，活性炭的生产方法主要有物理活化法和化学活化法两种。化学活化法是用zncl2、koh等化学药剂做活化剂，在500-700℃、常压条件下活化含炭物质制备活性炭，由于这种方法环境污染严重，所以近年来很被逐渐淘汰；物理活化法是把含炭材料在常压条件下碳化，然后用活化介质作活化剂，在常压、900-1000℃高温条件下水蒸汽与碳发生活化化学反应，制造生产活性炭。所述活化剂可以是水蒸气、二氧化碳、烟气或氧气中的一种或几种。
3.中国专利《一种制备活性炭的方法cn02117819.4》公开了一种原料为烟煤、无烟煤、褐煤、木材、果壳中的一种或几种的活性炭的方法。要点是：碳化过程是在0.2-15mpa压力条件下进行的，其终止的为400-650℃；活化过程是在加压条件下进行的，所述压力范围是0.2-10mpa，活化过程的温度为650-1000℃；活化介质为水蒸气、二氧化碳、烟气、氧气中的一种或几种；活化介质与炭的比例是1∶4-20。
4.上述专利的缺点是碳化活化过程是在加压条件下进行的，致使设备结构复杂、造价高，碳化活化过程是分序进行的，不连续。
5.中国专利《碳化活化炉cn201110265743.8》公开了一种外热回转式碳化活化炉。它包括底座、炉体和燃烧装置，炉体安装在底座上，燃烧装置安装在炉体的侧部并伸入炉体的腔室内，所述的腔室内设有水平设置的转筒，转筒的内壁上设有沿转筒径向设置的螺旋槽；转筒的前端伸出炉体外并分别与加料器和出料器相连，出料器设置在转筒的前端端面外侧，加料器的一端穿过出料器并伸入转筒的前端内，加料器另一端的进料口向上设置；转筒的尾端伸出炉体外并与动力装置相连。
6.上述专利的缺点是在同一腔室内进行碳化活化两个温度不同的两个工艺过程，难于控制，外热回转式充填系数低，生产強度小，碳化活化过程是分序进行的，不连续。


技术实现要素：

7.为克服现有技术的不足，本发明提供一种制备活性炭的碳化、活化一体化炉。是由加料段、碳化段、活化段、冷却段和卸料段组成。本发明的原料为烟煤、无烟煤、褐煤、木材、果壳等其中的一种或几种，优选椰子壳。活化剂为空气或富氧空气+水蒸汽。下面结合附图，对本发明作进一步的描述。
附图说明
8.图1是碳化、活化一体化炉结构示意图；
9.图2是图1的a-a剖示图；
10.图3是图1的b-b剖示图；
11.图中：1加料机，2平料机，3顶盖，4壳体，5保温层，6耐温层，7上管板，8列管，9折流板，10烟气出口，11活化剂进气小孔，12窥镜，13烧嘴， 14自产燃气布气孔板，15活化剂分配盘管，15-1活化剂分配盘管间联接管，16 自产燃气出气小孔，17下管板，18冷却段壳体，19多圈式冷却器，19-1端部封条，19-2传热基板，19-3水道，19-4料道，19-5中心管，19-6外侧管隔板， 19-7中间隔条，19-8外侧管，20卸料段壳体，21布料伞，22卸料机，23活化剂进口管，t1碳化温度，t2活化温度，t3出口烟气温度，p出口烟气压力，c出口烟气成分传感器。
具体实施方式
12.本发明采取的技术措施是：在壳体(4)内有保温层(5)，耐温层(6)，上管板(7)，下管板(17)，列管(8)，折流板(9)，自产燃气布气孔板(14)，活化剂分配盘管(15)，壳体(4)上侧面有烟气出口(10)，中侧面有活化剂进口管(23)，下侧面有烧嘴(13)和窥镜(12)。
13.所述烟气出口(10)内端与炉膛联通，外端与蒸汽发生器，烟气风机和烟囱相联，其上设置温度计t3，压力计p和烟气成分传感器c。
14.本发明的进一步措施是：上管板(7)是固定的，下管板(17)是浮动的。
15.本发明的进一步措施是：列管(8)呈三角形排列，管外设置折流板(9)，所述折流板(9)为弓形。
16.本发明的进一步措施是：列管(8)的中下部均布活化剂进气小孔(11)，下部均布自产燃气出气小孔(14)，小孔直径8～12mm，孔数16～24个。
17.本发明的进一步措施是：列管(8)的中下部均布活化剂进气小孔(11)的位置处于活化剂分配盘管(15)内，活化剂分配盘管(15)间用活化剂分配盘管间联接管 (15-1)联通，由活化剂进口管(23)送来的活化剂，通过活化剂分配盘管(15)，活化剂分配盘管间联接管(15-1)由活化剂进气小孔(11)导入列管(8)中。
18.本发明的进一步措施是：列管(8)的下部均布自产燃气出气小孔(16)的外侧与炉膛相通，自产燃气由此导出，向上经由自产燃气布气孔板(14)，形成多个小火炬。
19.本发明的进一步措施是：在炉下侧设置烧嘴(13)，炉子启动初期，用外供燃气加热，当有自产燃气后，逐步减少外供燃气，直至自产燃气能自持时，可关闭外供燃气，继续鼓入空气，帮助自产燃气燃烧。
20.本发明的进一步措施是：在炉下侧设置窥镜(12)，用以目测炉内燃烧状况。
21.本发明的进一步措施是：在活化段下方设冷却段，所述冷却段包括冷却段壳体(18)，多圈式冷却器(19)，所述多圈式冷却器(19)，是由两块传热基板(19-2)，固定在中心管(19-5)上，然后在卷床上卷制成螺旋状，形成水道(19-3)和料道(19-4) 两个通道，所述水道(19-3)为螺旋道，水道两端有端部封条(19-1)，中间有中间隔条(19-7)，螺旋道水道外侧与外侧管(19-8)相联通，所述外侧管(19-8)中间有外侧管隔板(19-6)，所述料道(19-4)为与中心管(19-5)平行的直道。
22.本发明的进一步措施是：在冷却段下方设卸料段。所述卸料段包括卸料段壳体(20)，布料伞(21)，卸料机(22)。
23.本发明的进一步措施是：在碳化段设有碳化温度(t1)，其数值控制在500～ 650℃，在活化段设有活化温度(t2)其数值控制在800～950℃。
24.本发明的进一步措施是：虽然出口烟气温度(t3)是非控的，但其数值＞ 300℃，可
作低压蒸汽的热源，所产低压蒸汽可用作活化剂，此为公知技术，无需赘述。
25.有益效果
26.连续碳化一体化生产活性炭，能耗低，设备紧凑，占地面积少，投资少，自产燃气直接就地燃烧，效率最高，用烟气余热生产蒸汽作为活化剂，二次污染小。


技术特征：
1.一种制备活性炭的碳化、活化一体化炉是由加料段、碳化段、活化段、冷却段和卸料段组成。本发明的原料为烟煤、无烟煤、褐煤、木材、果壳中的一种或几种，优选椰子壳。其特征在于包括壳体(4)内部有保温层(5)，耐温层(6)，上管板(7)，下管板(17)，列管(8)，折流板(9)，自产燃气布气孔板(14)，活化剂分配盘管(15)，壳体(4)上侧面有烟气出口(10)，中侧面有侧面有活化剂进口管(23)，下侧面有烧嘴(13)和窥镜(12)，所述烟气出口(10)内端与炉膛联通，外端与蒸汽发生器，烟气风机和烟囱相联，其上设置温度计t3，压力计p和烟气成分传感器c，所述上管板(7)是固定的，下管板(17)是浮动的，所述列管(8)呈三角形排列，管外设置折流板(9)，所述折流板(9)为弓形，所述列管(8)的中下部均布活化剂进气小孔(11)，下部均布自产燃气出气小孔(14)，小孔直径8～12mm，孔数16～24个，所述列管(8)的中下部均布活化剂进气小孔(11)的位置处于活化剂分配盘管(15)内，活化剂分配盘管(15)间用活化剂分配盘管间联接管(15-1)联通，由活化剂进口管(23)送来的活化剂，通过活化剂分配盘管(15)，活化剂分配盘管间联接管(15-1)由活化剂进气小孔(11)导入列管(8)中。所述列管(8)的下部均布自产燃气出气小孔(16)的外侧与炉膛相通，自产燃气由此导出，向上经由自产燃气布气孔板(14)，形成多个小火炬，在炉下侧设置烧嘴(13)，炉子启动初期，用外供燃气加热，当有自产燃气后，逐步减少外供燃气，直至自产燃气能自持时，可关闭外供燃气，继续鼓入空气，帮助自产燃气燃烧，在炉下侧设置窥镜(12)，用以目測炉内燃烧状况，在活化段下方设冷却段，所述冷却段包括冷却段壳体(18)，多圈式冷却器(19)，所述多圈式冷却器(19)，是由两块传热基板(19-2)，固定在中心管(19-5)上，然后在卷床上卷制成螺旋状，形成水道(19-3)和料道(19-4)两个通道，所述水道(19-3)为螺旋道，水道两端有端部封条(19-1)，中间有中间隔条(19-7)，螺旋道水道外侧与外侧管(19-8)相联通，所述外侧管(19-8)中间有外侧管隔板(19-6)，所述料道(19-4)为与中心管(19-5)平行的直道，在冷却段下方设卸料段。所述卸料段包括卸料段壳体(20)，布料伞(21)，卸料机(22)，在碳化段设有碳化温度(t1)，其数值控制在500～650℃，在活化段设有活化温度(t2)其数值控制在800～950℃。2.一种如权利要求1所述的一种制备活性炭的碳化、活化一体化炉，其特征在于用外排的高温烟气作为热源产生低压蒸汽，作为活化剂。

技术总结
一种制备活性炭的碳化、活化一体化炉是由加料段、碳化段、活化段、冷却段和卸料段组成。本发明的原料为烟煤、无烟煤、褐煤、木材、果壳等其中的一种或几种，优选椰子壳。其特征在于碳化、活化过程是在列管内完成的，用烟气的余热生产蒸汽作为活化剂。有益效果是连续碳化一体化生产活性炭，能耗低，设备紧凑，占地面积少，投资少，自产燃气直接就地燃烧，效率最高，二次污染小。二次污染小。二次污染小。


技术研发人员：项光辉 朱延军 周群龙
受保护的技术使用者：吴植仁
技术研发日：2020.12.22
技术公布日：2022/3/7