專利名稱：一種碳化活化一體的活性炭生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種活性炭生產(chǎn)設(shè)備，更具體地，涉及一種碳化活化一體的活性炭生產(chǎn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
碳化和活化是生產(chǎn)加工活性炭必不可少的兩個(gè)環(huán)節(jié)。碳化是一個(gè)緩慢升溫的過(guò)程，大致分為三個(gè)階段第一階段是干燥階段；第二階段是開始熱解階段；第三階段是碳化階段，其中以縮聚和分解反應(yīng)為主。活化方式一般分為三種，即氣體活化法、化學(xué)藥物活化法和化學(xué)物理活化法。目前，國(guó)內(nèi)外以無(wú)煙煤、煙煤和褐煤為原料生產(chǎn)活性炭的廠家一般都采用氣體活化法。煤質(zhì)活性炭的傳統(tǒng)制備工藝存在如下缺點(diǎn)第一、傳統(tǒng)工藝中的碳化工序和活化工序是在相互獨(dú)立的車間進(jìn)行的，其碳化、活化時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)率低，總體制造成本高；第二、所 需原料的轉(zhuǎn)運(yùn)要依靠大量的機(jī)械或人力，既不經(jīng)濟(jì)，效率也低；第三、需單設(shè)鍋爐來(lái)提供碳 化和活化所需的蒸汽；第四、在生產(chǎn)過(guò)程中，因需要燃燒大量的燃料煤，并排出大量的二氧 化硫、二氧化碳等有害氣體和粉塵，從而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。用于活性炭生產(chǎn)的碳化爐種類很多，諸如立式移動(dòng)床窯爐、土窯爐、坑式爐、耙式 爐、回轉(zhuǎn)爐等。而回轉(zhuǎn)碳化爐是在目前國(guó)內(nèi)外煤質(zhì)活性炭生產(chǎn)中使用最為廣泛的碳化設(shè)備， 其根據(jù)加熱方式的不同又分為外熱式和內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)碳化爐兩種?；罨O(shè)備是煤質(zhì)活性炭生產(chǎn)過(guò)程中的核心設(shè)備。目前應(yīng)用較多的活化爐是生產(chǎn)量 較大的耙式爐、斯列普爐以及生產(chǎn)量較小的回轉(zhuǎn)活化爐。但是，現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)活化爐存在如下 缺點(diǎn)第一、在正常生產(chǎn)過(guò)程中，需要不斷外加熱源，且所需燃料消耗較大；第二、單臺(tái)設(shè)備 生產(chǎn)能力小，工藝控制調(diào)節(jié)比較困難，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差；第三、對(duì)設(shè)備材料的耐熱性能要 求高，且只能用于生產(chǎn)木炭活性炭，不能用于生產(chǎn)煤質(zhì)活性炭。一般說(shuō)來(lái)，煤質(zhì)活性炭的工 藝條件比木質(zhì)活性炭要高；木質(zhì)活性炭的工藝不能用于煤質(zhì)活性炭的生產(chǎn)，而煤質(zhì)活性炭 的工藝可用于木質(zhì)活性炭的生產(chǎn)。CN 2900492Y公開了一種碳化活化一體爐，由爐體、鍋爐、火道、爐門和煙囪組成， 其中包括上層碳化爐和位于其下的活化爐，位于爐體一端的鍋爐周邊外圍設(shè)有火道，兩端 分別與碳化爐和活化爐的端口連接，活化爐的底部為帶孔的耐火板，活化爐的上面設(shè)有多 孔輸氣管，活化爐的下面設(shè)有輸風(fēng)管。該活化爐能同時(shí)連續(xù)不斷地進(jìn)行碳化、活化，采用木 片、木屑、竹屑、果殼等下料生產(chǎn)活性炭；但是，需要通入新鮮空氣調(diào)控爐內(nèi)溫度，并通入水 蒸氣進(jìn)行活化以確保產(chǎn)品質(zhì)量。CN 201043140Y公開了一種自供熱碳化活化一體回轉(zhuǎn)爐，由進(jìn)料口、廢熱鍋爐、第 一托輪、第一托圈、傳動(dòng)齒圈、回轉(zhuǎn)爐體、第二托輪、第二托圈、保溫層、抄料板、回轉(zhuǎn)爐爐頭、 爐內(nèi)膽、爐內(nèi)拱、煤氣燃燒孔、蒸汽加入管、進(jìn)風(fēng)孔、爐內(nèi)墻、出料口、蒸汽管支架、爐內(nèi)膽支 臂、電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)成。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，碳化和活化可連續(xù)完成，減少了生產(chǎn)工 序，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中無(wú)需外加熱源，降低了生產(chǎn)成本。但是，該設(shè)備適用于一般意義上的活性炭的生產(chǎn)，不能用于生產(chǎn)煤質(zhì)活性炭；而且，設(shè)備本身未能實(shí)現(xiàn)自熱平衡，需要單設(shè)鍋爐 自供蒸汽。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種適于生產(chǎn)煤質(zhì)活 性炭并實(shí)現(xiàn)自熱平衡的碳化活化一體的活性炭生產(chǎn)設(shè)備。本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的一種碳化活化一體的活性炭生產(chǎn)設(shè)備，包括通過(guò)第一托輥和第二托 輥設(shè)置在基部上的爐體，所述爐體通過(guò)第一滾圈和第二滾圈與所述第一托輥和第二托輥相 連，所述基部上還設(shè)有通過(guò)傳動(dòng)鏈條與所述爐體配合連接的傳動(dòng)系統(tǒng)，所述碳化活化一體 爐還包括設(shè)置在所述爐體爐頭、爐尾兩端的爐頭喉管和爐尾喉管、以及與所述爐頭喉管和 爐尾喉管相連的儲(chǔ)氣罐。優(yōu)選地，所述爐體的爐尾端還連接有余熱鍋爐、引風(fēng)機(jī)和煙管，所述余熱鍋爐通過(guò) 煙管與引風(fēng)機(jī)相連。優(yōu)選地，所述爐體還包括設(shè)置在爐尾端的冷卻系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)首先，本實(shí)用新型達(dá)到了潔凈化生產(chǎn)水平，既節(jié)能又降耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境友好的工業(yè) 化生產(chǎn)模式；其次，有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量及其產(chǎn)能；再有，實(shí)現(xiàn)爐體內(nèi)的恒溫；另外，本實(shí)用 新型可回收利用熱源，所產(chǎn)生的多余蒸汽被輸送至其他單位再利用，從而使其效益最大化。

圖1為本實(shí)用新型碳化活化一體爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的解釋和說(shuō)明。應(yīng)該理解，下述內(nèi) 容僅是對(duì)本實(shí)用新型的具體描述，本實(shí)用新型并不因此而受到任何限制。如圖1所示，本實(shí)用新型的碳化活化一體爐包括支架平臺(tái)1、爐頭喉管2、受料斗 3、第一滾圈4、傳動(dòng)鏈條5、爐體6、第二滾圈7、冷卻系統(tǒng)8、爐尾喉管9、余熱鍋爐10、引風(fēng) 機(jī)11、煙管12、第一托輥13a、第二托輥13、基部14、傳動(dòng)系統(tǒng)15 (包括冷卻盤管，圖中未示 出)；爐體6的一端固定于支架平臺(tái)1上，爐體6的一端從上至下分別設(shè)置有受料斗3和爐 頭喉管2，其中受料斗3設(shè)于爐頭端的靠上方，爐頭喉管2設(shè)于受料斗3下方，接近爐體6 的兩端的底部分別由第一托輥13a和第二托輥13支撐，靠近爐體6 —端的外部圍繞有固定 于第一托輥13a之上的第一滾圈4，靠近爐體6另一端的外部圍繞有固定于第二托輥13之 上的第二滾圈7，固定于基部上面的傳動(dòng)系統(tǒng)15位于第一托輥13a和第二托輥13之間，靠 近爐體6 —端的外部圍繞有與傳動(dòng)系統(tǒng)15連接的傳動(dòng)鏈條5，與爐頭喉管2相對(duì)應(yīng)的爐尾 喉管9設(shè)置于爐體6的另一端，爐體6外部圍繞有冷卻系統(tǒng)8，冷卻系統(tǒng)8下方設(shè)有出料口 17，余熱鍋爐10的一端與爐體6的另一端連接，余熱鍋爐10的另一端與引風(fēng)機(jī)11的第一 接口連接，引風(fēng)機(jī)11的第二接口與煙管12連接。本實(shí)用新型的上述碳化活化一體爐構(gòu)造 簡(jiǎn)單，操作靈活、直觀，并且檢修方便，使得啟動(dòng)停止活化爐的耗時(shí)大幅度縮短。[0020]本實(shí)用新型的工作過(guò)稱為 在碳化活化生產(chǎn)的第一階段即原料準(zhǔn)備階段中，首先，將無(wú)煙煤、煙煤或褐煤高速 解粒，將大于ο而小于等于6mm的粒度提高到320網(wǎng)目，并在富氧環(huán)境中進(jìn)行預(yù)氧化，以達(dá) 到低溫碳化的目的，使其具備初步吸附性能，碘(I2)吸附值達(dá)到200 800mg/g，為后續(xù) 的活化造孔創(chuàng)造條件；其次，在配煤過(guò)程中加入固體添加劑，例如加入占原料重量份10 20%的固體煤浙青，以代替原有的黏合劑煤焦油，從而減少生產(chǎn)污染，做到排放達(dá)標(biāo)，同時(shí) 增加粘合性和骨架材料例如煤浙青，以提升成品強(qiáng)度；第三，采用干法輥壓式成型設(shè)備例如 壓塊機(jī)，將配制好的解粒預(yù)氧化后的半成品壓制成型，再破碎整粒為炭活化原料。在碳化活化生產(chǎn)的第二階段即碳化活化的一體化生產(chǎn)階段，將活化原料通過(guò)給料 機(jī)(圖中未示出)、入料口 16并經(jīng)受料斗3向爐體6內(nèi)均勻下料，活化原料在爐體6內(nèi)隨一 體爐的轉(zhuǎn)動(dòng)被不斷地翻動(dòng)，在原料從爐體6 —端逐漸向爐體6另一端推進(jìn)的過(guò)程中，原料在 逐步升溫的同時(shí)也繼續(xù)得以碳化。原料完成碳化后連續(xù)進(jìn)入活化段，通過(guò)爐頭喉管2和爐尾喉管9共同噴射的空 氣_蒸汽混合氣體18和19進(jìn)行高溫活化反應(yīng)，其中，空氣-蒸汽混合氣體18和19的體積 比例為1 1 5，更優(yōu)選為1 2 4，上述反應(yīng)的活化溫度為800°C至1000°C。由此先后完成了原料的碳化和活化。反應(yīng)后的原料由一體爐爐尾的出料口 17進(jìn) 入冷卻系統(tǒng)15的冷卻盤管，降溫后排出爐體，由此制得灰分低于5%的煤質(zhì)活性炭。原料在碳化和活化中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，與通過(guò)爐頭喉管2、爐尾喉管9和引風(fēng)機(jī)11 引入的空氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)。點(diǎn)燃可燃性氣體，其放出的熱量用來(lái)滿足生產(chǎn)過(guò)程中所要 求的熱量和溫度梯度。通過(guò)引風(fēng)機(jī)11的作用，可將爐體6內(nèi)碳化、活化后的高溫?zé)煔庖胗酂徨仩t10，通 過(guò)換熱作用將余熱鍋爐10內(nèi)的水汽化為水蒸汽，并引入爐體6的爐頭喉管2和爐尾喉管9 內(nèi)，以完全實(shí)現(xiàn)自熱平衡，自供蒸汽。余熱鍋爐10內(nèi)的水由可自動(dòng)補(bǔ)水的裝置(圖中未示出)隨時(shí)自動(dòng)補(bǔ)水。所述活化一體爐為單開門或雙開門，爐體為圓柱形或現(xiàn)有的其他形狀。本實(shí)用新 型的設(shè)備可根據(jù)原料、產(chǎn)品指標(biāo)的要求，通過(guò)調(diào)整爐頭喉管2、爐尾喉管9來(lái)確定碳化段與 活化段的長(zhǎng)度。上述生產(chǎn)工藝及設(shè)備按照自動(dòng)化、數(shù)字化水平設(shè)計(jì)，從原料入爐到制得產(chǎn)品，均采 用自動(dòng)化設(shè)備并進(jìn)行程序控制，實(shí)現(xiàn)了單人自動(dòng)化操作。顯而易見(jiàn)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，可以用本實(shí)用新型的一種生產(chǎn)煤質(zhì)活性炭的 方法和設(shè)備，構(gòu)成各種類型的活性炭的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)設(shè)備。上述實(shí)施例僅供說(shuō)明本實(shí)用新型之用，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因 此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由各權(quán) 利要求限定。
權(quán)利要求一種碳化活化一體的活性炭生產(chǎn)設(shè)備，包括通過(guò)第一托輥(13a)和第二托輥(13)設(shè)置在基部(14)上的爐體(6)，所述爐體(6)通過(guò)第一滾圈(4)和第二滾圈(7)與所述第一托輥(13a)和第二托輥(13)相連，所述基部(14)上還設(shè)有通過(guò)傳動(dòng)鏈條(5)與所述爐體(6)配合連接的傳動(dòng)系統(tǒng)(15)，其特征在于，所述碳化活化一體爐還包括設(shè)置在所述爐體(6)爐頭、爐尾兩端的爐頭喉管(2)和爐尾喉管(9)、以及與所述爐頭喉管(2)和爐尾喉管(9)相連的儲(chǔ)氣罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述爐體(6)的爐尾端還連 接有余熱鍋爐(10)、引風(fēng)機(jī)(11)和煙管(12)，所述余熱鍋爐(10)通過(guò)煙管(12)與引風(fēng)機(jī) (11)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述爐體(6)還包括設(shè)置在爐 尾端的冷卻系統(tǒng)⑶。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種炭化活化一體的活性炭生產(chǎn)設(shè)備，包括通過(guò)第一托輥和第二托輥設(shè)置在基部上的爐體，所述爐體通過(guò)第一滾圈和第二滾圈與所述第一托輥和第二托輥相連，所述基部上還設(shè)有通過(guò)傳動(dòng)鏈條與所述爐體配合連接的傳動(dòng)系統(tǒng)，所述炭化活化一體爐還包括設(shè)置在所述爐體爐頭、爐尾兩端的爐頭喉管和爐尾喉管、以及與所述爐頭喉管和爐尾喉管相連的儲(chǔ)氣罐。本實(shí)用新型的活化速率高、產(chǎn)率高、成本低，并實(shí)現(xiàn)了自熱平衡和產(chǎn)品升級(jí)，同時(shí)減少了環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C01B31/10GK201553615SQ20092026948
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者張振武, 徐迎節(jié), 李光明, 王儒堂, 霍煥儒, 馬紅梅 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司;神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司活性炭分公司