專利名稱：一種高比表面活性炭的堿法制備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種制備活性炭的系統(tǒng)，更具體地講，本實用新型涉及一種使用堿活化劑制造高比表面活性炭的制備系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
炭化料在生產(chǎn)過程中已經(jīng)具備了基本的孔隙結(jié)構(gòu)和一定數(shù)量的比表面積，但是距活性炭所要求的技術(shù)指標(biāo)相差甚遠(yuǎn)?；罨褪窃诒３痔苛Ｒ欢◤姸鹊那疤嵯?，通過工藝措施使炭化料具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，達(dá)到活性炭所要求的技術(shù)性能。中國專利200920025172. 9公開了一種旋轉(zhuǎn)式蜂窩活性炭活化爐，包括立式活化管，立式活化管設(shè)置有進出料口，活化管內(nèi)設(shè)置有料架，特征是所述立式活化管設(shè)置有驅(qū)動機構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置有電動機，減速機，聯(lián)軸器和豎直傳動軸。中國專利200710056095. 9公開了一種活性炭活化裝置及其活化方法，該裝置是由百葉窗式活化爐和煤氣循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成?；罨癄t是由開有斜形口的百葉窗磚砌筑而成，在活化產(chǎn)品道中間設(shè)有中間煙道，兩側(cè)設(shè)有側(cè)面煙道，活化產(chǎn)品通道下部與燃燒室相通，底部設(shè)有出料器；煤氣循環(huán)系統(tǒng)是由活化煤氣出口通過管線與換熱器、噴淋塔、汽水分離器、煤氣鼓風(fēng)機、煤氣噴嘴，余熱鍋爐、燃燒室、放空煙囪相連構(gòu)成。中國專利2007100342 . 2公開了一種生產(chǎn)與再生活化塊狀活性炭的活化爐，有前部設(shè)有爐門的封閉爐體，爐體設(shè)有保溫層，它還包括一臺置于軌道上運行的窯車，該窯車設(shè)有可從爐門下部進入或退出爐體內(nèi)腔的上層托架，所述托架上置有帶密封門的密封金屬容器，該密封金屬容器內(nèi)腔經(jīng)連通管同所述爐體外的真空泵的吸氣口連通；所述爐體頂部和一側(cè)上部、另一側(cè)下部分別裝有測量爐內(nèi)相應(yīng)部位溫度的溫度傳感器，且所述各溫度傳感器的信號線分別同相應(yīng)的數(shù)字溫度顯示器連接，所述爐體內(nèi)腔頂面和底面、左側(cè)面、右側(cè)面均布置有由三相電源通過三相接觸式調(diào)壓器供電的電熱線，每相電源電路中串接有數(shù)字式電路表。中國專利申請20081016^25. 8公開了一種堿活化制造活性炭的堿金屬連續(xù)處理方法，它包括將堿活化制造活性炭產(chǎn)生的廢氣通過排氣管排入氧化塔內(nèi)，對排氣管進行加熱和保溫；將經(jīng)過步驟1)排出的氣體在氧化塔內(nèi)利用空氣將堿金屬氧化成堿金屬氧化物， 并在氣流中被冷卻；將經(jīng)過步驟幻冷卻后的堿金屬氧化物粉體在氣流的帶動進入回收室， 在回收室利用水噴淋溶解進行洗滌回收。中國專利200910009778. 8申請公開了一種外加熱立式活性炭活化爐，該活化爐的外筒(1 在下端用電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；外筒(1 的外側(cè)面與爐墻(1 之間設(shè)有加熱通道 (14)，外筒加熱板C3)和內(nèi)筒加熱板(6)沿軸向依次交錯布置；外筒抄板(4)和內(nèi)筒抄板 (5)分別用鉸鏈安裝在外筒加熱板(；3)和內(nèi)筒加熱板(6)的下側(cè)并呈螺旋分布；分氣管(7) 深入到內(nèi)筒加熱板(6)的下側(cè)，分氣通孔分布在內(nèi)筒加熱板(6)下側(cè)；內(nèi)筒(16)在對應(yīng)燃燒室(1)的側(cè)壁上開有出氣口(17)。由于活性炭的活化過程通常在高溫下進行，用于活化的氫氧化鉀、氫氧化鈉等堿活化劑會在高溫下分解，形成污染性、腐蝕性極強的鉀蒸汽、鈉蒸汽，上述技術(shù)方案的缺點是，未設(shè)置專門用于回收處理鉀蒸汽、鈉蒸汽的裝置。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的是提供一種高比表面活性炭的制備系統(tǒng)，其設(shè)有能回收鉀蒸汽、鈉蒸汽的回收裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種制備高比表面活性炭的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括氮氣供應(yīng)裝置，其通過第一連接管道與活化爐的氮氣進氣口相連通；活化爐，其為密閉容器，其內(nèi)設(shè)有加熱裝置；該活化爐包括第一出氣口和氮氣進氣口 ；其中，氮氣進氣口處設(shè)形成氮氣氣幕，第一出氣口處連接有第二連接管道；第一回收裝置，其為內(nèi)設(shè)吸收液的密閉容器，第二連接管道插進第一回收裝置內(nèi)， 并延伸到吸收液的液面以下；吸收液的液面上部設(shè)有出氣口。本實用新型的裝置適用于以堿為活化劑的活化反應(yīng)。例如，以氫氧化鉀為活化劑， 其與炭顆粒在高溫下的反應(yīng)為K0H+C — K2C03+K20+H2K0H、K2C03、K20對單個石墨微晶或微晶群形成刻蝕而生成不同孔徑的孔隙，活化過程中反應(yīng)生成的小分子氣體，如C0、C02、H2、H20d2S等，沿著已有孔道流出的過程中，因高溫膨脹而起到擴孔的作用。另外，在活化的過程中，會有金屬鉀蒸汽產(chǎn)生。金屬鉀蒸汽將進入石墨層間，發(fā)揮造孔、擴孔的作用。由于金屬鉀蒸汽十分活躍，與空氣直接接觸會爆炸。為了避免爆炸的發(fā)生，在整個活化過程中要通入氮氣，以阻止金屬鉀蒸汽與空氣直接接觸。為了進一步提高本實用新型之系統(tǒng)的完全性，優(yōu)選地，在本實用新型的系統(tǒng)中，其活化爐進一步包括第二出氣口，該第二出氣口處設(shè)有防爆閥，而且上述的氮氣氣幕位于該防爆閥的內(nèi)側(cè)。這樣，當(dāng)活化爐內(nèi)的壓力超過一定限度，防爆閥門自動打開。這樣設(shè)置有兩個作用一是當(dāng)氣體壓力小時，擋住活化爐的第二出氣口，作為阻止活化爐內(nèi)的氣體溢出的屏障；二是當(dāng)活化爐內(nèi)的氣體劇烈膨脹超過一定的限度(例如3公斤)時，自動打開，避免活化爐炸膛。氮氣氣幕位于防爆閥的內(nèi)側(cè)，與防爆閥門形成了阻止活化爐內(nèi)的氣體溢出的兩道屏障。這樣即使防爆閥門打開，在氮氣氣幕的阻擋下，活化爐內(nèi)的氣體仍然無法溢出。整個反應(yīng)過程中及反應(yīng)后，活化爐內(nèi)的氣體通入到第一回收裝置內(nèi)進行回收。第一回收裝置內(nèi)的吸收液(例如水)將吸收氣體中的KOH蒸汽、K2CO3蒸汽、K2O蒸汽及高溫鉀蒸汽，以避免這些具有污染性、腐蝕性、爆炸性的危險氣體通入大氣中。根據(jù)本實用新型的一實施方式，活化爐設(shè)有豎直的氣體管道；該氣體管道頂端的出口為第二出氣口，該第二出氣口處設(shè)有防爆閥；該氣體管道的側(cè)壁、第二出氣口的下方開有氮氣進氣口。氮氣進氣口位于防爆閥門之下，不斷通入的高壓氮氣在氮氣進氣口處形成氮氣氣幕。根據(jù)本實用新型的另一實施方式，第一回收裝置的底部設(shè)有回收液出口及連接于該回收液出口的第一回收管道，該第一回收管道上設(shè)有閥門。設(shè)置該第一回收管道可以方便地收集第一回收裝置內(nèi)的高濃度溶液，以便于進行回收利用。根據(jù)本實用新型的另一實施方式，該制備系統(tǒng)還可包括第二回收裝置；該第二回收裝置為設(shè)有進料口、排氣口、過濾網(wǎng)的容器；進料口設(shè)于第二回收裝置側(cè)壁、過濾網(wǎng)的下方，并通過第三連接管道與第一回收裝置的出料口相連通；排氣口設(shè)置于第二回收裝置的頂部、過濾網(wǎng)的上方，排氣口外可連接排氣管道。第三連接管道的長度較長，這樣第一回收裝置內(nèi)的氣體在經(jīng)過第三連接管道的過程中，有充分的時間冷卻。冷卻后得到的KOH顆粒、 K2CO3顆粒、K2O顆粒其它粉塵被過濾網(wǎng)過濾，以確保經(jīng)排氣口排出的氣體無污染。根據(jù)本實用新型的另一實施方式，第二回收裝置的底部設(shè)有物料回收口及連接于該物料回收口的第二回收管道，該第二回收管道上設(shè)有閥門。設(shè)置該第二回收管道可以方便地收集第二回收裝置內(nèi)的固體顆粒及粉塵。根據(jù)本實用新型的另一實施方式，活化爐為間歇式活化爐，其側(cè)面設(shè)有能打開的端蓋。打開端蓋后將盛有活化劑及待活化的炭顆粒的原料容器放入活化爐內(nèi)，然后關(guān)上端蓋進行活化反應(yīng)。由于端蓋與爐內(nèi)相連，且端蓋通常為鋼制，為了避免端蓋溫度過高對人員、設(shè)備產(chǎn)生危險，該端蓋上設(shè)有用于通冷卻水的水冷管道。根據(jù)本實用新型的另一實施方式，活化爐上設(shè)有壓力表，用于顯示火化爐內(nèi)的壓力；第一回收裝置上設(shè)有水位計，用于顯示第一回收裝置內(nèi)的水位。根據(jù)本實用新型的另一實施方式，第一回收裝置上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)活化爐內(nèi)的壓力。根據(jù)本實用新型的另一實施方式，活化爐內(nèi)的加熱裝置具體可為一條或多條電加熱絲。根據(jù)本實用新型的另一實施方式，活化爐還包括用于控制加熱裝置的加熱控制柜，以實現(xiàn)精確控制加熱溫度及加熱時間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果1、通過設(shè)置第一回收裝置，使活化爐內(nèi)的堿蒸汽得到有效的回收，避免了堿蒸汽直接排到大氣中污染環(huán)境及帶來安全隱患；2、通過設(shè)置第二回收裝置，使堿蒸汽冷卻后得到的堿顆粒被過濾并回收，同時避免了粉塵排入大氣中；3、通過設(shè)置防爆閥門，使防爆閥門在活化爐內(nèi)的壓力達(dá)到預(yù)定值時自動打開，避免了活化爐內(nèi)壓力過大而發(fā)生爆炸；4、氮氣氣幕位于防爆閥的內(nèi)側(cè)，即使防爆閥門打開，仍然可以阻擋活化爐內(nèi)的氣體溢出。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。
圖1是本實用新型的具體實施例沿著其中軸線的縱向截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的具體實施例，包括活化爐1、氮氣供應(yīng)裝置2、[0039]第一回收裝置3、第二回收裝置4。其中，活化爐1為密閉容器，其內(nèi)設(shè)有原料容器如鎳坩鍋101、加熱裝置如多條電加熱絲102 ；其頂端設(shè)有豎直的氣體管道103，氣體管道103頂端的出口為第二出氣口，該第二出氣口處設(shè)有防爆閥104，當(dāng)活化爐內(nèi)的氣體劇烈膨脹超過一定的限度時，防爆閥104自動打開。氣體管道103的側(cè)壁、第二出氣口的下方設(shè)有氮氣進氣口 105?；罨癄t1的爐體上設(shè)有第一出氣口 106 ；第一出氣口處106連接有第二連接管道107 ；活化爐1為間歇式活化爐，其側(cè)面設(shè)有能打開的端蓋108，端蓋上設(shè)有用于通冷卻水的水冷管道(圖中未示)?；罨癄t1上設(shè)有用于顯示爐內(nèi)的壓力表109?；罨癄t1還包括用于控制電加熱絲102的加熱控制柜110，以實現(xiàn)精確控制加熱溫度及加熱時間。氮氣供應(yīng)裝置2通過第一連接管道201與活化爐1的氮氣進氣口 105相連通；第一回收裝置3為密閉容器，其內(nèi)設(shè)有吸收液306，第二連接管道107插進第一回收裝置3內(nèi)，并延伸到吸收液306的液面以下；吸收液306液面的上部、第一回收裝置3的頂部設(shè)有出氣口 301。第一回收裝置3的底部設(shè)有回收液出口 302及連接于該回收液出口 302的第一回收管道303，該第一回收管道303上設(shè)有閥門。第一回收裝置3上設(shè)有用于顯示裝置內(nèi)水位的水位計304，以及用于調(diào)節(jié)活化爐1內(nèi)壓力的壓力調(diào)節(jié)閥305。第二回收裝置4為密閉容器，其設(shè)有進料口 401、物料回收口 402、排氣口 403、過濾網(wǎng)405。進料口 401設(shè)于第二回收裝置4的側(cè)壁、過濾網(wǎng)405的下方，并通過第三連接管道 404與第一回收裝置3的出氣口 301相連通；物料回收口 402位于第二回收裝置4的底部； 排氣口 403設(shè)置于第二回收裝置4的頂部、過濾網(wǎng)405的上方。排氣口 403外連接有排氣管道408。第三連接管道404的長度較長，這樣第一回收裝置3內(nèi)的氣體在經(jīng)過第三連接管道404的過程中，有充分的時間冷卻。第二回收管道406連接于物料回收口 402，該第二回收管道406上設(shè)有閥門。雖然本實用新型以較佳實施例揭露如上，但并非用以限定本實用新型實施的范圍。任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的發(fā)明范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的改進， 即凡是依照本實用新型所做的同等改進，應(yīng)為本實用新型的發(fā)明范圍所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種制備高比表面活性炭的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括氮氣供應(yīng)裝置，其通過第一連接管道與活化爐的氮氣進氣口相連通；活化爐，其為密閉容器，其內(nèi)設(shè)有加熱裝置；所述活化爐包括第一出氣口和氮氣進氣口 ；所述的氮氣進氣口處設(shè)形成氮氣氣幕，所述的第一出氣口處連接有第二連接管道；第一回收裝置，其為內(nèi)設(shè)吸收液的密閉容器，所述第二連接管道插進所述第一回收裝置內(nèi)，并延伸到所述吸收液的液面以下；所述吸收液的液面上部設(shè)有出氣口。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的活化爐進一步包括第二出氣口，所述的第二出氣口處設(shè)有防爆閥，所述的氮氣氣幕位于該防爆閥的內(nèi)側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的活化爐設(shè)有豎直的氣體管道；該氣體管道頂端的出口設(shè)置為所述的第二出氣口 ；該氣體管道的側(cè)壁、所述第二出氣口的下方設(shè)置有所述的氮氣進氣口。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一回收裝置的底部設(shè)有回收液出口及連接于該回收液出口的第一回收管道，該第一回收管道上設(shè)有閥門。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括第二回收裝置；所述第二回收裝置為設(shè)有進料口、排氣口、過濾網(wǎng)的容器；所述進料口設(shè)于所述第二回收裝置側(cè)壁、所述過濾網(wǎng)的下方，并通過第三連接管道與所述第一回收裝置的出料口相連通；所述排氣口設(shè)置于所述第二回收裝置的頂部、所述過濾網(wǎng)的上方。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二回收裝置的底部設(shè)有物料回收口及連接于該物料回收口的第二回收管道，所述第二回收管道上設(shè)有閥門。
7.如權(quán)利要求1-4之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的活化爐的側(cè)面設(shè)有能打開的端蓋，該端蓋上設(shè)有水冷管道。
8.如權(quán)利要求1-4之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的活化爐上設(shè)有壓力表；所述第一回收裝置上設(shè)有水位計。
9.如權(quán)利要求1-4之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一回收裝置上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)所述活化爐內(nèi)的壓力。
10.如權(quán)利要求1-4之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括用于控制所述加熱裝置的加熱控制柜。
專利摘要本實用新型公開了一種高比表面活性炭的堿法制備系統(tǒng)，其包括氮氣供應(yīng)裝置、活化爐、第一回收裝置、第二回收裝置；其中，氮氣供應(yīng)裝置通過第一連接管道與活化爐的氮氣進氣口相連通；活化爐為密閉容器，其內(nèi)設(shè)有加熱裝置；活化爐包括第一出氣口、第二出氣口、氮氣進氣口；第一回收裝置其為內(nèi)設(shè)吸收液的密閉容器，第二連接管道插進第一回收裝置內(nèi)，并延伸到吸收液的液面以下；吸收液的液面上部設(shè)有出氣口。通過設(shè)置第一回收裝置，使活化爐內(nèi)的堿蒸汽得到有效的回收，避免了堿蒸汽直接排到大氣中污染環(huán)境及帶來安全隱患；通過設(shè)置第二回收裝置，使堿蒸汽冷卻后得到的堿顆粒被過濾并回收，同時避免了粉塵排入大氣中。
文檔編號C01B31/12GK202099060SQ201120198338
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者許閩清 申請人:福建省龍巖龍能粉煤灰綜合利用有限公司