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内外热结合的二级连续式 活性炭生产方法及其装置
编辑:北京中航豫泓环保技术有限公司   时间:2020-07-06

技术领域

本发明涉及一种活性炭生产方法及其装置,尤其是主要用 竹、木屑为原料的既用外热源又利用内热的炭化炉与活化炉分离 的连续式活性炭生产方法及其装置。

背景技术

利用氯化锌、磷酸等化学品与木(竹)屑混合进行活化来 生产活性炭,广泛采用平板炉生产,木屑铺在平板上,用烟道供 热,贴板的下层木屑受热大,中层其次,上层受热最小,需不断 用小耙翻动木屑,工作强度大,工效低,铺在平板炉不同部位的 木屑,受热不匀,使原料的反应也不均匀,不充分,影响产品的 得率和质量。在生产实践中,有应用倾斜安装的回转炉来生产活 性炭,将炭化和活化过程置于同一炉膛中进行,热的利用不充分, 余热逸散损失,单一的外热式高温加热,原料易结壁、滚动结球、 结块,影响产品质量。外热式卷炉也存在着结壁、结球、结块的 问题。

CN2467497公告了舒保华先生的“生产活性炭的多级搅拌式 连续反应炉”专利技术,多级串联炉各对应于不同的加温段,进 行不同的化学反应,调节方便,得率与品质较好,但炉子多级, 设备成本高。

CN1058944公开了成刚先生的“密封卧式活性炭纤维碳活化 炉”,要求绝对密封,制作难度大。

CN2937845公告了山西新华化工有限责任公司的“一种活性 炭炭化炉尾气余热利用装置”,将尾气充分燃烧的热量转换成热 蒸气再利用,需专门增添一个余热回收器,额外地增加了制作成 本。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足,设计出一种封闭式因而 受热相对均匀、反应也均匀而充分,使活性炭得率高、品质好的, 能将活化中的余热在炭化炉中再利用的、炭化与活化炉分离的, 制作难度小、成本低的,内外热结合的二级连续式活性炭生产方 法及其装置。

本发明的目的通过如下措施来实现:它包含有机架、炉体、 尾气处理和负压装置、进料装置、出碳口、动力及其传动部件、 燃烧室、测温计,炉体分为炭化炉与活化炉。两炉均倾斜安装, 且有热气流道与落料管将两炉连通,炭化炉处于高位,活化炉 处于低位,两炉的内壁上均固定有导流板,两炉由托轮支撑, 由动力及其传动部件带动旋转,炭化炉的最高端安装有尾气处 理和负压装置以及进料装置,活化炉的最低端为出碳口,活化 炉的外周为热气流道,下方有燃烧室,两炉外有保温层。

所说的测温计为热传感器,分装于炭化炉的两端与活化炉 中部的热气流道上;所说的燃烧室为燃气燃烧室;所说的负压装 置是抽气机。

用本内外热结合二级连续式活性炭生产装置生产活性炭按 如下步骤进行:

(1) 木屑的前期处理:筛选去杂,选6—40目粒径木屑, 晒干至含水率为20%-30%,PH=2的氯化锌盐酸溶液中浸漬4 8小时,或磷酸中浸渍,沥干后集中在一起,为进料作好准备。

(2) 开动电机、进料与点火:电机为调速电机,分别带动 抽气机抽气、进料装置进料,炭化炉和活化炉转动,进料装置为 输送带、绞龙、翻斗式送料机中任选,以相对封闭的管式绞龙优 选。开动四台调速电机后,抽气机、绞龙开始工作两炉开始转动, 与此同时在燃烧室点火,木屑进入炭化炉。

(3) 炭化与活化:在倾錦安装和导流板的共同作用下,木 屑进料后随两炉的转动,行进至炭化炉低端,再由落料管落入活 化炉内,继续行进至出碳口出碳,如此同时燃烧室的火焰进入热 气流道,高温空气一方面使活化炉内温度迅速升至600X?以上, 对木屑进行活化反应30min,活化炉的转速控制在20-40/分 钟。另一方面在抽气机的作用下,高温气流经热气流道流进炭化 炉内,使该炉低端的温度达250—450C,炭化炉在2001C-250 r中炭化60min,炭化炉转速控制在15-40/分钟。

(4) 出碳与后处理:在相对封闭的环境中出碳,有利于减 少碳的氧化,因而用管绞龙出碳,活化后的碳用水漂洗4h, 干至含水率为10%的活性炭,再按用户要求粉碎成100-300目, 包装、出厂。

本发明的有益效果是炭化与活化受热均匀,反应均匀而充 分,产品的得率高品质好;活化过程中的余热在炭化中充分应用, 节能效果显著;化学活化剂氯化锌在高温的活化炉中气化又在低 温的炭化炉结晶,并与其内的木屑再混合而反复利用,大大降低 了氯化锌的消耗量;炭化与活化分别在两个炉中进行,缩短了高 温的活化时间,木屑不易结壁、结球、结块、提高产品得率和品 质;全炉制作成本和制作难度较低,易推广。

附图说明

附图为本发明结构示意图。

具体实施方式

本发明下面结合实施例并参照附图作进一步详述。本发明 有五个技术要点;一是炭化炉与活化炉分离,先炭化后活化。二 是从进料、炭化、活化、出碳在相对封闭的环境中进行,减少氧 化。三是三个固定测温点的温度作调控的依据。四是热气流道的 热气流与炭化物料直接接触且互相逆流而行,要求燃烧室只能用 燃尽后变二氧化碳和水的燃气如水煤气、天然气、液化气作燃料, 杜绝了燃煤、燃油带入其余杂质的弊端。五是炭化炉与活化炉为 转炉,内壁上有螺旋形导流板,使炭化与活化均匀、充分、快速。

本内外热结合的二级连续式活性炭生产装置,包含有机架 13、炉体510、尾气处理和负压装置1、进料装置3、出碳口 12、动力及其传动部件6、燃烧室11、测温计2,炉体分为炭 化炉5与活化炉10,两炉均倾斜安装,且有热气流道9与落料 8将两炉连通,炭化炉5处于高位,活化炉10处于低位,两 510的内壁上均固定有导流板14,两炉由托轮7支撑,由 动力及其传动部件6带动旋转,炭化炉5的最高端安装有尾气 处理和负压装置1以及进料装置3,活化炉10的最低端为出碳 12,活化炉10的外周为热气流道9,下方有燃烧室11, 炉外有保温层4.

测温计2为热传感器,分装于炭化炉5的两端与活化炉10 中部的热气流道上。燃烧室为燃气燃烧室1L负压装置是抽气 机。

机架13可用钢材或水泥砖墙制作,炭化炉512米,直 1625px,活化炉108米,直径2000px,内壁上各有3—6组螺 旋形导流板14,均由耐腐蚀耐高温的316型号、6爪皿厚的不锈•钢 板制作,炭化炉5壁外包覆有硅酸铝保温层4,活化炉10还需 用耐火砖、红砖砌成热气流道9、燃烧室11,热气流道的裸露外 壁包覆硅酸铝保温层4

用本内外热结合的二级连续式活性炭生产装置生产活性炭 按如下步骤进行:

(1) 木屑的前期处理:筛选去杂,选6—40目粒径木屑, 晒干至含水率为20% — 30%,PH=2的氯化锌盐酸溶液中浸溃4 8小时,或磷酸中浸漬,沥干后集中在一起,为进料作好准备。

(2) 开动电机、进料与点火:电机为调速电机,分别带动 抽气机抽气、进料装置3进料、炭化炉5和活化炉10转动,进 料装置为输送带、绞龙、翻斗式送料机中任选,以相对封闭的管 式绞龙优选。开动四台调速电机后,抽气机、绞龙开始工作,两 炉开始转动,与此同时在燃烧室11点火,木屑进入炭化炉5

(3) 炭化与活化:在两炉的倾倒•安装和导流板14的共同 作用下,木屑进料后随两炉510的转动,行进至炭化炉低端, 再由落料管8落入活化炉10内,继续行进至出碳口 12出碳,如 此同时燃烧室11的火焰进入热气流道9,高温空气一方面使活 化炉内温度迅速升至600C以上,对木屑进行活化反应30min, 活化炉的转速控制在20-40/分钟。另一方面在抽气机的作用 下,高温气流经热气流道9流进炭化炉5内,使该炉5低端的温 度达250-450X3,炭化炉在200r-250r中炭化60min,炭化 炉转速控制在15-40/分钟。

(4) 出碳与后处理:在相对封闭的环境中出碳,有利于减 少碳的氧化,因而采用管式绞龙出碳,活化后的碳用水漂洗4h, 烘干至含水率为10%的活性炭,再按用户要求粉碎成100-300 目,包装、出厂。

炭化与活化分别在各自炉中进行的好处是炭化的温度要求 低、时间长,活化的温度要求高、时间短,分开进行有利节能, 不易结壁、结球、结块;有利于氯化锌的反复利用,降低成本;


有利于物料与热气流的逆向接触流动,反应均匀、充分,确保产 品质量与较高得率。

负压装置可采用高烟囱或安装抽气机的方式,前者方便, 不需动力,后者能调控,为此,本发明选用后者。

测温计设置于炭化炉两端和活化炉中部热气流道上,分别 固定显示这三个区域的炉温,一般而言,工作时,炭化炉高端显 示的温度值范围为100-120C,反映的是为废气温度,低端250 —450C,反映炭化炉最热段的温度范围,活化炉中部显示为700 900C,反映活化炉中部的外热,温度偏高时减小燃气的供气 量,加快炉子转速,加大气流排出,温度偏低则反之。这一切可 用编程序制成芯片,进行自动化控制,以减少劳力。为适应调控 需要应采用调速电机。

活化剂氯化锌的沸点约600C,熔点约200X3,在活化炉中 被气化,顺落料管返回到炭化炉中,又在炭化炉中结晶,与木屑 混合而被反复利用,因此,氯化锌损耗小。

公司主营:防水蜂窝活性炭、耐水蜂窝活性炭、蜂窝状活性炭等产品。