專利名稱：一種適合顆粒狀原料制活性炭的移動(dòng)床炭(活)化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制活性炭的設(shè)備，尤其是適合顆粒狀原料制活性炭的移動(dòng)床炭 化或活化爐。
二、技術(shù)背景竹木塊、果核殼等木質(zhì)原料用物理法生產(chǎn)炭化料或活性炭時(shí)要求將原料在高溫 下進(jìn)行炭化制成炭，或炭化料再經(jīng)過高溫活化工藝制成活性炭產(chǎn)品，炭化爐和活化爐是 生產(chǎn)竹木炭、果殼炭或生產(chǎn)相應(yīng)活性炭產(chǎn)品的兩種關(guān)鍵設(shè)備。目前，適合竹木塊、果 核殼等顆粒狀原料的炭化設(shè)備有立式內(nèi)熱移動(dòng)床連續(xù)干餾炭化爐，它存在著進(jìn)出料裝置 要求高，而且操作麻煩，如卸炭器，一方面要使木炭排出爐外，另一方面又要保證密封 性，不能讓爐內(nèi)的可燃?xì)怏w漏出，就必須采用三個(gè)閘門的卸炭器分步操作，既麻煩也容 易發(fā)生故障；再一點(diǎn)就是設(shè)備的造價(jià)高，投資大。專利號(hào)為ZL200410075047.0的“內(nèi) 燃自熱移動(dòng)床干餾炭化的方法與設(shè)備”發(fā)明專利和專利號(hào)為ZL02247392.0的實(shí)用新型專 利公開了竹木材原料的炭化方法和設(shè)備，這兩種炭化爐都是利用爐內(nèi)的負(fù)壓吸入空氣或 用風(fēng)機(jī)向爐內(nèi)通入適量的空氣，使炭化熱解過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w燃燒，為炭化過程提 供熱量，燃燒的火焰與待炭化的物料直接接觸，如空氣量控制不當(dāng)就會(huì)燒掉待炭化的物 料，很難控制適量的空氣，存在著物料被燒掉的可能。目前，顆粒狀原料物理法生產(chǎn)活性炭的活化設(shè)備主要有以下幾種斯列普活 化爐，它存在著能耗高、投資大、停爐或啟動(dòng)的時(shí)間長，維修困難等缺點(diǎn)；專利號(hào)為 CN86107032的“百葉窗式活性炭活化爐及活化方法”和專利號(hào)為CN85103470的“斜 板移動(dòng)床活化爐”所涉及的活化設(shè)備都存在著活化爐的爐芯由很多種耐火磚砌成，結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，砌筑要求較高，施工麻煩，有的爐芯磚容易損壞，使用壽命較短，而且，這兩種 活化爐都存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)是煙道氣等加熱介質(zhì)與待活化的物料直接接觸，會(huì)污染物 料，如用煤作燃料時(shí)，煙道氣中的煤灰會(huì)被帶入活化料中，增加酸洗和漂洗的負(fù)荷，同 時(shí)會(huì)增加活性炭產(chǎn)品的灰分含量；多管活化爐的主體部分由圓筒形的活化管組成，存在 著中心和外圍物料的活化質(zhì)量不均勻、活化管容易損壞、使用壽命不長、維修間隔時(shí)間 短等缺點(diǎn)；目前比較先進(jìn)的耙式活化爐，很多部件的材料既要求在活化溫度900°C左右 的高溫下具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，又要具有優(yōu)良的抗氧化性，對材料的要求很高，材料很 貴，設(shè)備的造價(jià)很高。目前生產(chǎn)活性炭的炭化和活化設(shè)備的現(xiàn)狀說明開發(fā)炭化和活化 效果好、加熱介質(zhì)不污染物料、造價(jià)低、操作方便、能耗低的炭化和活化設(shè)備是非常必 要的，本實(shí)用新型提供了一種新型立式移動(dòng)床炭化或活化爐，它具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較 低、能耗較省、加熱介質(zhì)不會(huì)污染物料、操作方便、實(shí)現(xiàn)機(jī)械連續(xù)出料的特點(diǎn)。它既可 用作炭化設(shè)備，將顆粒狀木質(zhì)原料制成炭化料，也可用作活化設(shè)備，將木質(zhì)或煤質(zhì)炭化 料用水蒸汽活化法制成活性炭產(chǎn)品，該爐也可用作化學(xué)制顆?；钚蕴康幕罨癄t。三
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種顆粒狀原料制活性炭的移動(dòng)床炭化或活化爐，該炭化或活 化爐由爐芯和爐外墻及出料機(jī)構(gòu)組成。爐芯部分由圓臺(tái)形的用耐火材料制的炭(活)化 管(10)砌筑而成。由炭(活)化管構(gòu)成的炭(活)化道在不同高度位置的橫截面呈大小 不等的環(huán)形結(jié)構(gòu)，物料在炭(活)化道中自上往下呈曲線形運(yùn)動(dòng)，使物料不斷地改變在炭 (活)化道中所處的位置，不斷改變物料與活化介質(zhì)的接觸面，從而提高活化效果；爐芯 和爐外墻之間設(shè)有燃燒室(5)、(7)、(14)、(16)；出料機(jī)構(gòu)由出料管(3)、出料轉(zhuǎn)耙(2) 和驅(qū)動(dòng)出料轉(zhuǎn)耙的減速電機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)連續(xù)出料。待炭(活)化的顆粒狀原料用提升機(jī)提到炭(活)化爐的爐頂，加到料倉(9) 中。顆粒狀原料自上而下在炭(活)化管(10)中炭化或活化后的炭化料或活化料經(jīng)出料 管(3)冷卻，并通過由減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的出料轉(zhuǎn)耙(2)進(jìn)行連續(xù)出料。原料在炭化或活化 過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w從中心排氣管(11)分別通到炭(活)化爐中下部的燃燒室(5)、 (14、(16)中，并通過空氣入口(4)、(15)、(20)分別向各燃燒室通入適量的空氣，使可 燃?xì)怏w燃燒以補(bǔ)充加熱炭(活)化管，有利于節(jié)約燃料。在用作活化爐時(shí)，從活化爐的上 部活化管的蒸汽通道通入活化所需要的水蒸汽，以便在活化管的預(yù)熱段被預(yù)熱升溫后再 通入活化段的炭中，有利于提高水蒸汽與炭的活化反應(yīng)效果?；罨癄t產(chǎn)生的高溫活化尾 氣(煙道氣)從煙道氣出口(12)通到相關(guān)余熱利用設(shè)備回收其熱能后經(jīng)煙囪排向空中。
四
圖1為適合顆粒狀原料制活性炭的移動(dòng)床炭(活)化爐的立面剖視示意圖，(1) 為加熱用燃燒爐的爐堂；(2)為炭(活)化料的出料轉(zhuǎn)耙，由鋼材制成；(3)為炭(活) 化料出料管，用鋼板制成；⑷、(15)、(20)為空氣入口；(5)、(7)、(14)、(16)為 炭(活)化爐的燃燒室；(6)為測溫?zé)犭娕迹?8)為水蒸汽管，用不銹鋼制成；(9)為原 料倉；(10)為炭(活)化管，用耐火材料制成；(11)為中心排氣管，用耐火材料制成； (12)為煙道氣出口；(13)為熱解氣體輸送管，用耐高溫不銹鋼制成；(17)為炭(活)化 爐外墻，用普通粘土磚砌成；(18)為保溫隔熱層；(19)為耐火墻，用耐火磚砌成；(21) 為炭(活)化爐支撐柱，由鋼筋混凝土澆注而成。圖2為圖1中A-A截面的剖面圖，部件說明同上。
五具體實(shí)施方式
按本發(fā)明的構(gòu)思建造一臺(tái)兩列六排共12根炭化管的立式炭化爐，用杏核殼為原 料炭化制杏殼炭。炭化管用高鋁耐火材料燒制而成，炭化管不設(shè)水蒸汽通道。將杏核殼 原料用破碎機(jī)破碎成10 20mm的顆粒狀。將顆粒物用提升機(jī)提到立式炭化爐的爐頂， 加到料倉(9)中。杏殼原料在熱解炭化時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w從中心排氣管(11)分別通到炭 化爐中下部的燃燒室(5)、(14)、(16)中，通過空氣入口(4)、(15)、(20)分別向各燃 燒室通入適量的空氣，使可燃?xì)怏w燃燒以加熱炭化管，有利于節(jié)約燃料。顆粒狀杏殼自 上而下在炭化管(10)中炭化后的炭化料經(jīng)出料管(3)冷卻，并通過由調(diào)速電機(jī)和減速機(jī) 構(gòu)驅(qū)動(dòng)的出料轉(zhuǎn)耙(2)進(jìn)行連續(xù)出料。外加燃料在爐堂(1)燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煹罋庾?下往上呈“S”形通道分別經(jīng)過燃燒室(16)、(5)、(14)、(7)加熱炭化爐后，再從煙道氣出口(12)經(jīng)煙道通到相關(guān)余熱利用設(shè)備回收其熱能后經(jīng)煙囪排向空中，根據(jù)各燃燒室 的溫度情況決定是否需要在爐堂(1)中添加燃料以及添加的量，該爐除在升溫啟動(dòng)時(shí)需 要外加燃料，在正常生產(chǎn)時(shí)可基本不需外加燃料。按本發(fā)明的構(gòu)思建造一臺(tái)兩列六排共12根活化管的立式活化爐，活化管用高鋁 耐火材料燒制而成，以杏殼炭為原料，用水蒸汽作活化劑制備顆粒活性炭產(chǎn)品。將10 20mm的杏殼炭原料用提升機(jī)提到立式活化爐的爐頂，加到料倉(9)中。從活化爐的上 部活化管的蒸汽通道通入活化所需要的水蒸汽，在炭化段被預(yù)熱升溫后再通入活化管的 炭中，有利于提高水蒸汽與炭的活化反應(yīng)效果。杏殼炭在活化時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w從中心 排氣管(11)分別通到活化爐中下部的燃燒室(5)、(14)、(16)中，通過空氣入口(4)、 (15)、(20)分別向各燃燒室通入適量的空氣，使可燃?xì)怏w燃燒以補(bǔ)充加熱活化管，有利 于節(jié)約燃料。杏殼炭自上而下在活化管(10)中活化后的活化料經(jīng)出料管(3)冷卻，并通 過由調(diào)速電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的出料轉(zhuǎn)耙(2)進(jìn)行連續(xù)出料。外加燃料在爐堂(1)燃燒 后產(chǎn)生的高溫?zé)煹罋庾韵峦铣省癝”形通道分別經(jīng)過燃燒室(16)、(5)、(14)、(7)加 熱活化爐后，再從煙道氣出口(12)經(jīng)煙道通到相關(guān)余熱利用設(shè)備回收其熱能后經(jīng)煙囪排 向空中。以杏殼炭為原料，采用本發(fā)明的工藝方法及活化爐制得的不定形顆?；钚蕴?， 其碘吸附值達(dá)1050mg/g以上。本實(shí)用新型所涉及的活化爐也可用作磷酸法生產(chǎn)活性炭的活化設(shè)備，這時(shí)，活 化管不設(shè)水蒸汽通道，活化管(10)用耐酸的碳化硅燒制而成；出料管(3)和出料轉(zhuǎn)耙 (2)等與物料接觸的部件用不銹鋼制成。在砌筑磷酸法生產(chǎn)活性炭的活化爐時(shí)，不讓活 化過程中各活化管產(chǎn)生的活化尾氣通到燃燒室(16)、(5)、(14)、(7)，而是通過中心排 管(11)并匯集后通過不銹鋼管通到吸收裝置用水進(jìn)行噴淋，將其中的含磷氣體轉(zhuǎn)化為磷 酸再利用，不凝氣體通過煙 排向空中。以杏殼為原料用磷酸活化法生產(chǎn)不定形顆?；?性炭，其亞甲基藍(lán)脫色力大于180mg/g，A法焦糖脫色力在100%以上，四氯化碳吸附率 大于120%。
權(quán)利要求1.一種適合顆粒狀原料制活性炭的移動(dòng)床炭化或活化爐，其特征是由多根炭化或 活化管分兩排砌筑的爐芯和爐外墻及出料機(jī)構(gòu)組成，爐子橫截面為長方形結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)床炭化或活化爐，其特征是爐芯由圓臺(tái)形的用耐火 材料制的炭化或活化管砌筑而成，炭化或活化管構(gòu)成的炭化或活化道在不同高度位置的 橫截面呈大小不等的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)床炭化或活化爐，其特征是在爐芯和爐外墻之間設(shè) 有燃燒室，炭活化過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w通過管子通到各燃燒室中燃燒，各燃燒室設(shè)有 空氣入口，并安裝調(diào)節(jié)閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)床炭化或活化爐，其特征是出料機(jī)構(gòu)由出料管、出 料轉(zhuǎn)耙和調(diào)速電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)組成。
專利摘要本實(shí)用新型為一種制活性炭的移動(dòng)床炭(活)化爐，它由爐芯和爐外墻及出料機(jī)構(gòu)組成。爐芯部分由圓臺(tái)形的炭(活)化管(10)砌筑而成，由炭(活)化管構(gòu)成的炭(活)化道在不同高度位置的橫截面呈大小不等的環(huán)形結(jié)構(gòu)，物料在炭(活)化道中自上往下呈曲線形運(yùn)動(dòng)，使物料不斷地改變在炭(活)化道中所處的位置，不斷改變物料與活化介質(zhì)的接觸面，從而提高活化效果；爐芯和爐外墻之間設(shè)有燃燒室(5)、(7)、(14)、(16)，在炭(活)化過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w從中心排氣管(11)分別通到炭(活)化爐中下部的各燃燒室中燃燒以加熱炭(活)化管；出料機(jī)構(gòu)由出料管(3)、出料轉(zhuǎn)耙(2)和調(diào)速電機(jī)與減速機(jī)構(gòu)組成，實(shí)現(xiàn)連續(xù)出料。
文檔編號(hào)C01B31/10GK201793373SQ20102020123
公開日2011年4月13日 申請日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者莊曉偉, 潘炘, 蔣應(yīng)梯, 陳順偉 申請人:浙江省林業(yè)科學(xué)研究院