專利名稱：一種碳化活化一體式活性炭生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利是涉及一種碳化活化一體式活性炭生產(chǎn)裝置，屬活性炭節(jié)能設(shè)備制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的活性炭生產(chǎn)方法歸納為兩種，一種是兩步法工藝，如反射爐、直熱式回轉(zhuǎn)窯先進(jìn)行碳化，形成具有一定空隙率和強(qiáng)度半成品即碳化料，然后再轉(zhuǎn)入耐火磚砌體多層爐通入干蒸汽在900-1000°C環(huán)境中經(jīng)數(shù)小時反應(yīng)后形成活性炭產(chǎn)品；另一種是一步法工藝，利用外燒式回轉(zhuǎn)窯將成型好的碳條輸入窯內(nèi)先加熱碳化，碳化產(chǎn)生的熱煙氣再給外設(shè)鍋爐供熱，并產(chǎn)生蒸汽，當(dāng)達(dá)到要求時將蒸汽通過管道直接通入外燒窯內(nèi)部，在底部燃燒室熱和內(nèi)部蒸汽熱的共同作用下經(jīng)數(shù)小時后達(dá)到活性炭指標(biāo)，盡管干蒸汽在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)參加干餾熱解，但蒸汽加熱方式在物料的上部，產(chǎn)品吸收性差，反應(yīng)時間長、煤耗高、污染仍較嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種碳化活化一體式活性炭生產(chǎn)裝置，對已有的活性炭爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使活性炭先碳化后活化的兩步法變?yōu)樘蓟罨谝粋€系統(tǒng)中完成，簡稱二合一爐，一步到位，熱能得到有效循環(huán)利用，生產(chǎn)過程縮短，能耗降低，熱效率提高，為生產(chǎn)各種規(guī)格的活性炭提供了新的工藝設(shè)備。本發(fā)明提出的碳化活化一體式活性炭生產(chǎn)裝置，包括料倉、計量秤、自動進(jìn)料裝置，出料螺旋輸送機(jī)、碳化活化二合一回轉(zhuǎn)爐、回轉(zhuǎn)爐外側(cè)的固定式集氣套、集氣套底部的燃燒室、頂部的保溫水箱、水箱上部的煙囪、煙囪一側(cè)的分離器、除塵器、引風(fēng)機(jī)、干燥隧道窯；干料氣力輸送機(jī)；所述的料倉的料來自氣力輸送機(jī)或斗式輸送機(jī)，料倉底部連接計量秤，計量秤與底部進(jìn)料溜槽相連，溜槽的出口是固定罩，一端與溜槽的出口固定連接，另一側(cè)與回轉(zhuǎn)窯的空心轉(zhuǎn)抽動密封連接，回轉(zhuǎn)窯的另一端出口和出料螺旋輸送機(jī)滑動連接；所述的螺旋輸送機(jī)是可以移動的，底部安裝有可移動滾輪，滾輪的底部設(shè)有輥道，輸送機(jī)在輥道上往復(fù)滑動，出料時將螺旋輸送機(jī)駛?cè)牖剞D(zhuǎn)窯內(nèi)；所述的碳化活化一體爐是兩端帶有空心轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)窯，出料口與固定在底部的燜化罐的外罩動密封相連、煙氣出口與除塵器相連，頂部與除塵器管道相連；底部與燜化冷卻兩用罐相連，燜化冷卻罐的底部為出料口 ；回轉(zhuǎn)窯主體外殼與集氣箱相連；集氣箱的底部與燃燒室相連，頂部與保溫水箱、蒸汽包相連，蒸汽包引出多個帶有控制閥的排管，接入回轉(zhuǎn)窯外側(cè)的集氣箱上；回轉(zhuǎn)窯上部的煙囪穿過保溫水箱，保溫水箱蒸汽包引出的蒸汽排管與集氣箱相連；所述的燃燒室置于集氣室下部，燃燒室的一側(cè)設(shè)有燃料進(jìn)口和爐門，燃燒室的底部設(shè)有多個供風(fēng)風(fēng)管，風(fēng)管與風(fēng)機(jī)相連，燃燒室的兩側(cè)還分別設(shè)置了多個熱煙氣排管，排管的一端與集氣箱底連接，另一端設(shè)置了氺封閥，氺封閥的控制閥穿過燃燒室墻設(shè)在墻外；所述的高效旋風(fēng)分離器，置于主體爐的一偵U，一端與煙 連通，另一端與氣體換熱器相連；所述的干燥隧道窯設(shè)置在一個固定位置，出料端進(jìn)氣口與氣體換熱器連通，進(jìn)料端設(shè)置排氣總管，總管與隧道窯頂部的多個支管接通，然后將排氣總管接入煙 的上部；本發(fā)明提出的碳化活化二合一爐的優(yōu)點是熱能包括余熱得到了充分有效的利用，特別是得到了循環(huán)利用，其中來自回轉(zhuǎn)窯頂部的保溫水箱的水蒸氣通過蒸汽包外接排管通入燃燒室上部的集氣箱內(nèi)，在底部燃燒室熱力作用下，使飽和蒸汽變?yōu)楦邷馗烧羝?，然后通過回轉(zhuǎn)窯外壁的氣帽小孔進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成900-1000°C高溫進(jìn)行活化，活化過程中產(chǎn)生的熱煙氣通過回轉(zhuǎn)窯的外罩進(jìn)入換熱器，然后進(jìn)入收塵器，過濾后用于干燥物料的燃料；之前是先打開燃燒室內(nèi)的熱煙氣閥，使高溫600-800°C熱煙氣直接進(jìn)入集氣室，通過氣帽進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行碳化，此時蒸汽閥是關(guān)閉的，也亦，碳化是關(guān)閉蒸汽閥，打開熱煙氣閥，活化時關(guān)閉熱煙氣閥，打開蒸汽閥；回轉(zhuǎn)窯一端設(shè)有自動進(jìn)料裝置，另一端設(shè)有進(jìn)出料螺旋輸送機(jī)，同一型號預(yù)干燥的物料從回轉(zhuǎn)窯的一端進(jìn)料，順轉(zhuǎn)碳化、活化；當(dāng)達(dá)到一定時間完成活化后，此時停止回轉(zhuǎn)爐正轉(zhuǎn)，啟動反轉(zhuǎn)電扭，將活化好的物料逆轉(zhuǎn)時從另一端排出，間歇式生產(chǎn)工藝，該系統(tǒng)密閉式生產(chǎn)，既可碳化活化與一爐，亦可將碳化好的物料進(jìn)行活化，蒸汽余熱用于活化，煙氣余熱用于干燥，多種功能與一體，熱能利用實現(xiàn)了最大化，可控性極好，適宜各種活性度產(chǎn)品的生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，設(shè)備體積小，效率高，產(chǎn)量大， 無污染，綜合經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)保效益好。


圖I是本發(fā)明專利設(shè)計的碳化活化一體式活性炭生產(chǎn)工藝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖IA-A剖面I中，I是料倉，2是計量秤，3是閘板閥，3-1是溜槽，3-2是固定在溜槽上的回轉(zhuǎn)窯頭罩，3-3是柔性密封件；4是回轉(zhuǎn)爐，4-1是回轉(zhuǎn)窯頭部空心轉(zhuǎn)軸，4-2是回轉(zhuǎn)窯尾部空心轉(zhuǎn)軸，4-3是進(jìn)氣帽、4-4是出料斗，4-5是導(dǎo)料板，4-6溫度傳感器，4_7是壓力傳感器，5是回轉(zhuǎn)爐支撐座，6是傳動鏈條、7是傳動電機(jī)、7-1是電機(jī)傳動軸，7-2是傳動軸支撐座，8是燃燒室耐火磚維護(hù)結(jié)構(gòu)，9是燃燒室，9-1是上爐門，9-2是下爐門，9-3是爐箅子，9-4是爐膛溫度傳感器，9-5是壓力傳感器，10是集氣箱套，10-1是蒸汽管道，10-2是蒸汽進(jìn)口 ；圖2中11是集氣箱排管，11是蒸汽包，圖I中11-1是溫度表，11-2是壓力表；11_3是熱煙氣進(jìn)口閥，12是水箱，12-1是進(jìn)水閥，12-2是是溫度表，12-3是壓力表；12_4是安全閥；13是窯尾罩，13-1是窯尾罩與回轉(zhuǎn)窯空心轉(zhuǎn)軸密封環(huán)，13-2是接窯內(nèi)熱煙氣的排管，14是收塵器，15是出料螺旋輸送機(jī)，15-1是輥道；16是燜化罐，17是輸送機(jī)，18是煙囪。
具體實施例方式4、本發(fā)明提出的碳化活化一體式活性炭生產(chǎn)裝置，其特征如圖I圖2所示，干燥后的原料碳條、粒料進(jìn)入料倉1，通過料倉底部計量秤2計量，過閘板閥3，進(jìn)入溜槽3-1，再通過回轉(zhuǎn)窯空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)的導(dǎo)料板將物料迅速導(dǎo)入回轉(zhuǎn)窯4內(nèi)；3-2是固定在溜槽上的回轉(zhuǎn)窯頭罩，3-3是頭罩與回轉(zhuǎn)窯一端的空心轉(zhuǎn)軸上的柔性密封件，4是回轉(zhuǎn)爐，4-1是回轉(zhuǎn)窯頭部空心轉(zhuǎn)軸，4-2是回轉(zhuǎn)窯尾部空心轉(zhuǎn)軸，4-3是多個進(jìn)氣帽，其特征是回轉(zhuǎn)窯主體外殼設(shè)計了多個￠30小孔，孔間距按100 300見方距離布孔，孔洞上安裝了外徑￠50內(nèi)徑
20 X 100底部與爐底等高30mm,上部蘑燕頂往下30mm處均布3 5mm進(jìn)氣小孔6 8個的風(fēng)帽，風(fēng)帽開口插入爐壁孔焊接連接；
安叛IOOX IOOmm間距安裝在回轉(zhuǎn)窯壁上，4-4是出料斗，分6-8個安裝在回轉(zhuǎn)窯出料端一側(cè)的窯壁上，4-5是導(dǎo)料板，共三組120度分布在爐內(nèi)，一般焊接在爐內(nèi)壁上，4-6壓力傳感器安裝在進(jìn)料端，4-7是溫度傳感器，安裝在進(jìn)料端，5是回轉(zhuǎn)爐支撐座底部固定在地面上，6是傳動鏈條底部與7傳動電機(jī)傳動軸相連，底部與傳動軸支撐座7-1連接，8是燃燒室耐火磚維護(hù)結(jié)構(gòu)，9是燃燒室，9-1是上爐門，9-2是下爐門，9-3是爐箅子，9-4是爐膛溫度傳感器，9-5是壓力傳感器，10是集氣箱套，兩端動密封與回轉(zhuǎn)窯空心轉(zhuǎn)軸連接，箱體與回轉(zhuǎn)窯體間距100-300mm，10-1是蒸汽管道上端接水箱上的蒸汽包11相連，底端接集氣箱進(jìn)氣口 10-2 ;圖2中11是蒸汽包，圖I中11-1是溫度表安裝在集氣箱上，11-2是壓力表安裝在集氣箱上；11_3是熱煙氣進(jìn)口閥，一端安裝在集氣箱上一端接閥門至爐墻外，12是水箱，安裝在回轉(zhuǎn)窯的方，與回轉(zhuǎn)窯分體結(jié)構(gòu)，12-1是進(jìn)水閥安裝在水箱的底部；12-2是是溫度表，12-3是壓力表分別安裝在水箱的上部；12-4是安全閥安裝在水箱上部，可設(shè)1-3個；13是窯尾罩安裝在回轉(zhuǎn)窯出料端，與回轉(zhuǎn)窯分體結(jié)構(gòu)，將回轉(zhuǎn)窯飽含期內(nèi)，采用柔性密封13-1動連接，13-2是回轉(zhuǎn)窯熱煙氣的排管一端安裝在13上，另一端與14是收塵器相連，15是出料螺旋輸送機(jī)，底部與15-1與輥道接觸，出料后駛出窯外與回轉(zhuǎn)窯尾罩13相連；16是燜化罐頂部與窯尾罩13密封焊接連接，底部的出料口，通過底部閘閥與底部的輸送機(jī)17相連，18是煙穿過水箱與水箱底部弧板焊接連接。 本發(fā)明提出的二合一爐，采用的是由普通燃煤爐或燃?xì)鉅t，從回轉(zhuǎn)窯外套蒸汽箱底部供熱，上部由水箱保溫并產(chǎn)生蒸汽，然后通過水箱頂部的蒸汽包，再將飽和蒸汽通過管道輸送至集氣箱，集氣箱通過底部爐膛加熱，使集氣箱內(nèi)飽和蒸汽轉(zhuǎn)化成干蒸汽，然后通過回轉(zhuǎn)窯壁上的風(fēng)冒小孔，將蒸汽均勻進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的碳化料內(nèi)，在不斷加溫過程中，爐內(nèi)可達(dá)到900-1000°C的溫度，在干氣和爐內(nèi)各種氣體、煙道氣、空氣等含氧氣體或水蒸汽與煙道氣、水蒸汽與空氣、煙道氣與空氣等混合氣體作為活化劑，在高溫下與炭化所得的具有一定初孔結(jié)構(gòu)的炭化料接觸進(jìn)行活化或兩種活化劑交替進(jìn)行活化，活化過程中包括物理和化學(xué)兩個過程，整個過程包括氣相中的活化劑向炭化料外表面的擴(kuò)散、活化劑向炭化料內(nèi)表面進(jìn)行擴(kuò)散、活化劑被炭化料表面所吸附、炭化料表面發(fā)生氣化反應(yīng)生成中間產(chǎn)物(表面絡(luò)合物)、中間產(chǎn)物分解成反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)產(chǎn)物脫附、脫附下來的反應(yīng)產(chǎn)物由炭化料內(nèi)表面向外表面擴(kuò)散等過程；從而生產(chǎn)出比表面積巨大、孔隙發(fā)達(dá)的活性炭產(chǎn)品；如果采用先碳化后活化工藝，既二合一工藝，將與干燥料直接輸送至回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)，先封閉蒸汽閥，打開熱煙氣閥，先進(jìn)行碳化，形成炭化料，炭化料在炭化過程中就形成了活化所需要的表面積和初孔結(jié)構(gòu)，但由于這些初孔孔隙被炭化過程中生成的一些無序的無定形碳或焦油餾出物所堵塞或封閉，因此炭化料的比表面積很小，當(dāng)溫度達(dá)到560°C時，維持半小時左右，關(guān)閉熱煙氣閥，打開蒸汽閥，進(jìn)行氣體活化，氣體活化的過程就是通過氣化反應(yīng)使炭化料原來閉塞的孔開放、原有孔隙的擴(kuò)大及孔壁燒失、某些結(jié)構(gòu)經(jīng)選擇性活化而產(chǎn)生新孔的過程；在一定的活化燒失率范圍內(nèi)，活化氣體與炭化料的氣化反應(yīng)程度越深，生產(chǎn)出的活性炭比表面積就越大、孔隙就越發(fā)達(dá)、活性炭的吸附性能就越好；這種內(nèi)充氣間歇式半密閉回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)活性炭工藝，為高質(zhì)量高典值活性炭提供了最佳產(chǎn)生途徑，亦可直接將碳化料投入爐內(nèi)直接活化；物料從回轉(zhuǎn)窯的一端進(jìn)料，順轉(zhuǎn)焙燒碳化，蒸汽干餾活化；數(shù)小時完成，此時停止回轉(zhuǎn)爐，啟動反轉(zhuǎn)，將活化好的物料逆轉(zhuǎn)從另一端排出至燜化罐；然后冷卻排出，這種工藝有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，能耗低，熱能循環(huán)利用，無污染，產(chǎn)量高，余熱得到充分利用，設(shè)備投資小，見效快，綜合經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)保效益好 。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提出的ー種碳化活化一體式活性炭生產(chǎn)裝置，其特征在于回轉(zhuǎn)爐外側(cè)設(shè)計了動連接的固定式集氣套、集氣套底部是燃燒室、頂部是保溫水箱、水箱上部的畑 ，回轉(zhuǎn)窯的左端是原料進(jìn)料裝置，包括料倉、計量秤、自動進(jìn)料裝置，動密封裝置；右端是出料螺旋輸送機(jī)裝置、出料裝置與回轉(zhuǎn)窯空心轉(zhuǎn)軸連接處設(shè)計了窯尾罩，罩的左開ロ與回轉(zhuǎn)窯空心轉(zhuǎn)軸動密封連接，底部與燜化罐密封連接，右側(cè)與出料螺旋輸送機(jī)滑動連接，上部接除塵器，該裝置使碳化活化在一個系統(tǒng)內(nèi)完成，簡稱ニ合一活性炭生產(chǎn)裝置；
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)窯主體外殼設(shè)計了多個Φ30小孔，孔間距按100 300見方距離布孔，孔洞上安裝了外徑Φ50內(nèi)徑Φ 20 X 100底部與爐底等高30mm,上部蘑燕頂往下30mm處均布Φ3 5mm進(jìn)氣小孔6 8個,風(fēng)帽開ロ插入爐壁孔焊接連接；
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)窯主體外殼與集氣箱二者之間呈動密封相連；集氣箱內(nèi)壓カ控制在6MaP以內(nèi)；
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述，其特征在于集氣箱的底部與燃燒室相連，頂部與保溫水箱、蒸汽包相連，蒸汽包引出多個帶有控制閥的排管，接入回轉(zhuǎn)窯外側(cè)的集氣箱上；回轉(zhuǎn)窯上部的煙囪穿過保溫水箱，保溫水箱蒸汽包引出的蒸汽排管與集氣箱相連；
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述，其特征在于料倉的料來自氣カ輸送機(jī)或斗式提升機(jī)，料倉底部連接計量秤，計量秤與底部進(jìn)料溜槽相連，溜槽的出ロ是固定罩，一端與溜槽的出ロ固定連接，另ー側(cè)與回轉(zhuǎn)窯的空心轉(zhuǎn)抽動密封連接，回轉(zhuǎn)窯的另一端出口和出料螺旋輸送機(jī)滑動連接；所述的螺旋輸送機(jī)是可以移動的，底部安裝有可移動滾輪，滾輪的底部設(shè)有輥道，輸送機(jī)在輥道上往復(fù)滑動，出料時將螺旋輸送機(jī)駛?cè)牖剞D(zhuǎn)窯內(nèi)；
6.所述的碳化活化一體爐是兩端帶有空心轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)窯，出料ロ與固定在底部的燜化罐的外罩動密封相連、排煙閥與除塵器相連，頂部與除塵器管道相連；底部與燜化冷卻兩用罐相連，燜化冷卻罐的底部為出料ロ ；所述的燃燒室置于集氣室下部，燃燒室的一側(cè)設(shè)有燃料進(jìn)口和爐門，燃燒室的底部設(shè)有多個供風(fēng)風(fēng)管，風(fēng)管與風(fēng)機(jī)相連，燃燒室的兩側(cè)還分別設(shè)置了多個熱煙氣排管，排管的一端與集氣箱連接，另一端設(shè)置了氺封閥，氺封閥的控制閥穿過燃燒室墻設(shè)在墻外。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提出一種碳化活化一體式活性炭生產(chǎn)裝置，對已有的活性炭爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使活性炭先碳化后活化的兩步法變?yōu)樘蓟罨谝粋€系統(tǒng)中完成，簡稱二合一爐，其特征是采用回轉(zhuǎn)窯外側(cè)增加了動連接蒸汽套，套底部是燃燒室，上部是保溫水箱，水箱上是蒸汽包，回轉(zhuǎn)窯的一端設(shè)計了自動進(jìn)料裝置，另一端設(shè)計了出料螺旋輸送機(jī)，干燥計量后的物料從回轉(zhuǎn)窯的一端進(jìn)料順轉(zhuǎn)時碳化和活化物料；活化好的物料逆轉(zhuǎn)時從另一端排出，間歇式生產(chǎn)，余熱換熱后干燥物料，減少了中間環(huán)節(jié)，該工藝適宜各種活性度要求的活性炭生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，熱能得到有效循環(huán)利用，生產(chǎn)過程縮短，能耗降低，熱效率提高，為生產(chǎn)各種規(guī)格的活性炭提供了新的生產(chǎn)工藝裝備。
文檔編號C01B31/10GK102649550SQ20111004600
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者崔福平, 王全祥, 王 華, 索雙富 申請人:王全祥