專利名稱：活性炭多層穿流活化法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
活性炭多層穿流活化法屬于生產(chǎn)活性炭技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及活性炭顆粒原料用水蒸汽高溫活化的方法。
二，
背景技術(shù)：
活性炭顆粒原料用水蒸汽高溫活化的方法中，典型方法是用多層耙式活化爐，它是由硫鐵礦石焙燒爐演變過來，最先由美國創(chuàng)造發(fā)明，它的機械化程度高，生產(chǎn)規(guī)模大，產(chǎn)品質(zhì)量好，用以制造顆?；钚蕴?、粉狀活性炭，再生廢顆粒活性炭，以及木片、果殼炭化，在活性炭工業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用，多層耙式活化爐都是在每層活化室底部開口，作為活性炭的落料口與活化介質(zhì)水蒸汽、燃燒氣的上流口，活性炭自上而下，按S形路線逐層下降， 活化介質(zhì)水蒸汽、燃燒氣也按S形路線逐層上升，在每層活化室底部炭料層表面流過，活化活性炭，但炭料層內(nèi)部的炭料幾乎沒有得到水蒸汽活化，所以多層耙式活化爐的水蒸汽消耗很多，相當于活性炭活化時氣化部分的7倍，美國專利2616858，就是如此。為了節(jié)約水蒸汽，美國專利4115317，將活化爐上部排出的尾氣加以補充燃燒，驟冷室換熱，產(chǎn)生飽和水蒸汽，返回活化爐作為活化介質(zhì)，美國專利4347156，將活化爐上部排出的尾氣加以補充燃燒，用于濕廢活性炭的干燥，干燥產(chǎn)生的水蒸汽返回活化爐作為活化介質(zhì)，這幾種專利，在活化爐下部各層、后燃室和廢熱鍋爐都需要補充煤氣，熱能消耗比較大。為了節(jié)約熱能，美國專利3153633，將活化爐上部排出的尾氣小部分循環(huán)至活化爐下部，而大部分尾氣放空，尾氣循環(huán)需要特殊耐高溫循環(huán)風機。中國專利90106899. 3，對上述美國專利多層耙式活化爐進行改造。但多層耙式活化爐的基本結(jié)構(gòu)與活化方式，并沒有改變，多層活化室底部仍為致密不通氣，活化介質(zhì)水蒸汽從炭料層表面流過，僅炭料層表面發(fā)生活化，炭料層內(nèi)部并沒有活化，水蒸汽消耗多，熱能消耗大，活化效率不高的缺陷仍然存在。為了克服現(xiàn)有多層耙式活化爐水蒸消耗多，熱能消耗大，活化效率不高的缺陷，我們進行了活化介質(zhì)水蒸汽流過活性炭原料層表面活化法與活化介質(zhì)水蒸汽穿流過活性炭原料層活化法的對比試驗，結(jié)果后者比前者水蒸汽消耗量節(jié)約90%，設(shè)備單位容積生產(chǎn)效率提聞300%。
三，

發(fā)明內(nèi)容
I，技術(shù)方案活性炭多層穿流活化法，由活性炭原料層與燃燒室上下互相間隔重疊構(gòu)成立式活化裝置，性炭活原料加入頂層，自上而下逐層活化、降落至底部經(jīng)冷卻卸出活性炭，活化介質(zhì)水蒸汽自上而下，逐層穿流活性炭原料層，活化活性炭，活化產(chǎn)生氫氣、一氧化碳組成的水煤氣，流入下層燃燒室與噴入風混合燃燒，維持活性炭的活化溫度，至底層排出尾氣，尾氣流經(jīng)余熱鍋爐熱交換冷卻排空，余熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽小部分返回活化爐作為活化介質(zhì)，大部分多余水蒸汽供作它用。活性炭多層穿流活化法中的活性炭料層的層數(shù)為2-15層，以5-9層更好?；钚蕴慷鄬哟┝骰罨ㄖ械幕钚蕴吭蠈佑啥鄺l透風的可側(cè)翻卸料的條狀爐篦拼湊成的爐床板所支持，活性炭原料層由2-50mm顆粒組成，料層厚30-500mm，活性炭原料層顆粒小，穿流活化介質(zhì)阻力大，料層厚度取小值，相反，原料層顆粒大的，穿流活化介質(zhì)阻力小，料層厚度取大值?；钚蕴康幕罨瘯r間為l-10h，為活性炭原料層在各層支持床板上停留活化時間的總和；各層支持床板上活性炭原料層的卸落次序是自下而上，待下層的條狀爐篦側(cè)翻 60-90°，卸空所支載的活性炭，然后恢復水平，再將上層的條狀爐篦側(cè)翻60-90°，卸下所支載的活性炭落在下層床板上重新形成炭料層，如此，一層一層向上，直至頂層卸下炭料層，鋪上新炭料層，再從底層開始卸料，進行第2個循環(huán)操作，如此周而復始。活性炭多層穿流活化法中的活化溫度為800-1300°C，活化溫度的高低由與燃燒室中的氫氣、一氧化碳組成水煤氣混合燃燒噴入風的噴風量調(diào)控。在保證穿流活性炭原料層氣量的前提下，多余的尾氣由燃燒室側(cè)壁上的可調(diào)節(jié)分流排泄量的分流排泄裝置調(diào)控，每層燃燒室都可以噴入適量的水蒸汽，噴入水蒸汽量，根據(jù)活性炭的質(zhì)量要求高低調(diào)控。2，有益效益由于活化介質(zhì)水蒸汽穿流活性炭原料層，互相充分、均勻接觸，活化效率高，與現(xiàn)有多層耙式活化爐比較，水蒸汽消耗節(jié)約90%，設(shè)備單位容積生產(chǎn)效率提高300%。
四，


圖1，是活性炭多層穿流活化法活化裝置示意圖附圖中的標記1，尾氣前總管；2，3，4，5，6，排氣量調(diào)節(jié)裝置；7，鎖氣式卸料裝置；9，13，16，18， 20，22，進風量調(diào)節(jié)裝置；8，11，15，17，19，21，23，蒸汽調(diào)節(jié)閥；10，尾氣后總管；12，蒸汽總管；24，鼓風機；25，氣囪；26，引風機；27，余熱鍋爐；28，火管或間壁加熱裝置。I，干燥升溫層；II-VI，燃燒室；Ia-VIa,活性炭原料層；Ib-VIb.，活性炭原料層的支持床板；VII，冷卻段;A，活性炭原料進料；B，活性炭卸出。
五，
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及附圖標記對本發(fā)明的方法進行詳細描述活性炭原料含水量15%以下，顆粒大小為2-50_，加入(A)活化裝置頂層的料層床板(Ib)上，鋪成厚50-500mm的料層，由高溫尾氣火管或間壁加熱裝置(28)的加熱進行干燥、升溫，或輔以煤氣燃燒加熱，或輔以活化裝置底層排出尾氣燃燒加熱，當溫度升至800°C 以上時，開始送入水蒸汽穿流活性炭原料層活化，活化時間為10-120min.，側(cè)翻條狀爐篦 60-90°卸料，落至下層床板上鋪成料層，繼續(xù)穿流水蒸汽活化，依次一層一層穿流水蒸汽活化與下降，直至底層(VII)，冷卻，經(jīng)鎖氣式卸料裝置(7)，卸出活性炭?；罨橘|(zhì)水蒸汽，從頂層開始向下穿流活性炭原料層，進行活化反應(yīng)，反應(yīng)式為 c+h2o — h2+co，反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化碳、氫氣組成水煤氣，流入下層燃燒室，與噴入風混和燃燒，維持活化溫度，并重新形成水蒸汽與二氧化碳，反應(yīng)式為2H2+02 — 2H20, 2C0+02 = 2C02， 水蒸汽與二氧化碳再次穿流下層活性炭原料層活化活性炭，如此向下一層一層穿流與燃燒，直至底層燃燒室，從調(diào)節(jié)排氣量裝置進入尾氣前總管(I)，流經(jīng)頂層料層中的高溫尾氣火管或間壁加熱裝置(28)、尾氣后總管(10)，及余熱鍋爐(27)熱交換，冷卻后由引風機 (26)抽引，經(jīng)氣囪(25)放空。余熱鍋爐(27)產(chǎn)生的水蒸汽，小部分經(jīng)蒸汽總管(12)，及蒸汽調(diào)節(jié)閥(8，11，15，17，19，21，)返回活化爐作為活化介質(zhì)、經(jīng)(23)返回活化爐底層(VII) 作為冷卻滅火介質(zhì)，大部多余分水蒸汽供作其它用途，如煮炭，汽輪機發(fā)電(圖中未標明)
坐寸o活性炭多層穿流活化法中的活性炭料層的層數(shù)為2-15層，以5-9層更好?；钚蕴吭诨罨癄t中總活化時間為l-10h，為活性炭原料層在各層支持床板上停留時間的總和；各層支持床板上活性炭原料層的卸落次序是自下而上逐層進行，下層的條狀爐篦側(cè)翻60-90°，卸空所支載的活性炭，然后恢復水平，再將上層的條狀爐篦側(cè)翻 60-90°卸空所支持的活性炭落在下層床板上重新形成炭料層，如此，一層一層向上進行， 直至頂層卸空炭料層，鋪上新炭料層，再從底層開始卸炭料層，進行第2個循環(huán)操作，周而復始地進行。活性炭多層穿流活化法中的活化溫度為800_1300°C，活化溫度的高低由與燃燒室中的氫氣、一氧化碳組成的水煤氣混合燃燒的噴風量調(diào)控。在保證穿流活性炭原料層氣量的前提下，多余的尾氣由燃燒室側(cè)壁上的可調(diào)節(jié)分流排氣量的分流排氣裝置調(diào)控，每層燃燒室都可以補充噴入適量的水蒸汽，噴入水蒸汽量， 根據(jù)活性炭的質(zhì)量要求高低調(diào)控。實施例I :針葉樹木炭，含水12%，顆粒度10-35mm，料層厚150-300mm，活化溫度880_950°C， 活化時間4. 5h，水蒸汽用量為木炭重的85%，制得活性炭亞甲基藍脫色力為16ml，活性炭收得率為32% .實施例2 毛竹炭，含水14%，顆粒度8-23mm，料層厚150_250mm，活化溫度900-950°C，活化時間5h，水蒸汽用量為毛竹炭重的80%，制得活性炭亞甲基藍脫色力為17ml，活性炭收得率為36% 實施例3 闊葉樹木炭，含水15%，顆粒度8-20mm，料層厚150_200mm，活化溫度920_980°C， 活化時間3. 5h，水蒸汽用量為闊葉樹木炭重的70%，制得活性炭亞甲基藍脫色力為18ml， 活性炭收得率為32% .實施例4 椰殼炭，含水10%，顆粒度6-15mm，料層厚120_180mm，活化溫度950-1000°C，活化時間4. 5h，水蒸汽用量為椰殼炭重的90%，制得活性炭亞甲基藍脫色力為13ml，活性炭收得率為42%
權(quán)利要求
1.活性炭多層穿流活化法，其特征為由活性炭原料層與燃燒室上下互相間隔重疊構(gòu)成立式活化裝置，性炭活原料加入頂層，自上而下逐層活化、降落至底層經(jīng)冷卻排出活性炭，活化介質(zhì)水蒸汽自上而下，逐層穿流活性炭原料層活化活性炭，活化產(chǎn)生水煤氣，流入燃燒室與噴入風混合燃燒，維持活性炭的活化溫度，直至底層室排出尾氣，尾氣流經(jīng)余熱鍋爐熱交換冷卻排空，余熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽小部分返回活化爐作為活化介質(zhì)，大部分多余水蒸汽供作它用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭多層穿流活化法，其特征為活性炭原料層由多條透風的可側(cè)翻卸料的條狀爐篦拼湊成的爐床板所支持，活性炭原料層由直徑2-50_顆粒組成，料層厚30-500mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭多層穿流活化法，其特征為活性炭的活化時間為l-10h，為活性炭原料層在各層支持床板上停留活化時間的總和。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭多層穿流活化法，其特征為各層支持床板上活性炭原料層的卸落次序是自下而上，下層的條狀爐篦側(cè)翻60-90°，卸空所支載的活性炭，然后恢復水平，再將上層的條狀爐篦側(cè)翻60-90°，卸空所支載的活性炭落在下層床板上重新形成炭料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭多層穿流活化法，其特征為活性炭活化溫度為 800-1300°C，活化溫度的高低由與燃燒室中的水煤氣混合燃燒的噴入風量調(diào)控。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭多層穿流活化法，其特征為在保證穿流活性炭原料層氣量的前提下，多余的尾氣由燃燒室側(cè)壁上的可調(diào)節(jié)分流排泄量的分流排泄裝置調(diào)控。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的活性炭多層穿流活化法，其特征為每層燃燒室都可以噴入適量的水蒸汽，噴入水蒸汽量，根據(jù)活性炭的質(zhì)量要求高低調(diào)控。
全文摘要
活性炭多層穿流活化法屬生產(chǎn)活性炭技術(shù)領(lǐng)域，由活性炭原料層與燃燒室上下互相間隔重疊構(gòu)成立式活化裝置，性炭活原料自上而下逐層活化、降落至底層經(jīng)冷卻排出活性炭，活化介質(zhì)水蒸汽自上而下逐層穿流活性炭原料層活化活性炭，產(chǎn)生水煤氣，流入燃燒室與噴入風混合燃燒，維持活性炭的活化溫度，至底層排出尾氣，尾氣流經(jīng)余熱鍋爐熱交換冷卻排空，余熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽小部分返回活化爐作為活化介質(zhì)，由于活化介質(zhì)水蒸汽穿流活性炭原料層，均勻接觸，活化效率高，與現(xiàn)有多層耙式活化爐比較，水蒸汽消耗量節(jié)約90％，設(shè)備單位容積生產(chǎn)效率提高300％。
文檔編號C01B31/10GK102602929SQ20121008506
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者項瑞芳 申請人:項瑞芳