本實用新型涉及一種煤基活性炭制備中進行氧炭化的設(shè)備，尤其涉及一種煤基活性炭制備中用蓄熱式轉(zhuǎn)底爐進行氧炭化的裝置。

背景技術(shù)：

活性炭是一種多孔性炭素材料，具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大比表面積，被廣泛應(yīng)用于吸附、分離、催化和電子等諸多領(lǐng)域，特別在環(huán)境保護水處理和氣體處理方面，活性炭質(zhì)材料用于煙氣凈化的特點是能同時脫除煙氣中的多種污染物，如SO₂、NO_x、煙塵粒子、汞、二噁英、吠喃、重金屬、揮發(fā)性有機物及其他微量元素等。

采用壓塊成型法制造煤質(zhì)顆粒活性炭的工藝起源于歐美，從二十世紀九十年代初期開始，逐漸成為我國煤質(zhì)活性炭行業(yè)的熱點，國內(nèi)已有數(shù)條專業(yè)生產(chǎn)線投入運行。但歐美國家同類生產(chǎn)線中常見的氧化工序在國內(nèi)則被取消了。

最近十多年，原煤的預(yù)氧化處理對其最終制品活性炭性能的影響引起了活性炭工作者的極大關(guān)注，目前試驗表明，選用大同煙煤和高溫煤瀝青為原料，采用壓塊成型法制造煤質(zhì)顆?；钚蕴俊．?dāng)制備過程的其它工藝條件相同時，氧化預(yù)處理可使最終活性炭制品的水容量、碘吸附值、亞甲蘭吸附值和四氯化碳吸附率分別提高27～34％，134mg/g，86～96mg/g和9～13.5％(絕對算術(shù)差值)；當(dāng)控制最終制品的性能為水容量106～119％，碘吸附值＞1050mg/g，亞甲蘭吸附值＞225mg/g，四氯化碳吸附率67～75％時，氧化預(yù)處理可使活化工序的產(chǎn)品得率提高10％以上。不論對制品的吸附性能還是對產(chǎn)品的收率，氧化預(yù)處理都是絕對有利的(《煤炭轉(zhuǎn)化》2005年1月第28卷第1期)。以至于有人預(yù)言，未來的煤質(zhì)活性炭典型制造工藝將由氧化、炭化、活化三個主要環(huán)節(jié)構(gòu)成。

在目前的煤基活性炭生產(chǎn)技術(shù)中氧炭化均采用回轉(zhuǎn)窯技術(shù)?；剞D(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)簡單、投資低、操作條件變化廣、產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)整容易、對原料粒度和密度無嚴格要求。但其單機產(chǎn)量較低，對煤質(zhì)炭氧炭化效果較差，而且易破碎，產(chǎn)品得率低，炭化尾氣難處理。而且氧化和炭化無法在一個爐體內(nèi)進行，氧化和炭化需要各設(shè)置一臺回轉(zhuǎn)窯，導(dǎo)致熱損失大，過程輸送復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種高效、經(jīng)濟的煤基活性炭制備中用蓄熱式轉(zhuǎn)底爐進行氧炭化的裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本實用新型的煤基活性炭制備中用蓄熱式轉(zhuǎn)底爐進行氧炭化的裝置，包括1臺蓄熱式轉(zhuǎn)底爐；

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐由氧化段和炭化段組成，所述氧化段與炭化段之間采用隔墻分隔；

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的氧化段和炭化段分別包括爐頂、爐墻、爐底和托輥，所述爐頂、爐墻和爐底均鋪設(shè)耐火材料，所述爐頂、爐墻均固定設(shè)置，所述爐底由托輥支撐，所述爐底與爐墻之間設(shè)有水封槽，所述爐底設(shè)有爐底架空層。

由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型實施例提供的煤基活性炭制備中用蓄熱式轉(zhuǎn)底爐進行氧炭化的裝置，能實現(xiàn)氧化氣與原料均勻接觸，起到鼓泡床的作用，提高氧化率，而破碎率得到降低，輻射管加熱均勻，熱效率高，而且煙氣與炭化尾氣不混合，提高了炭化尾氣的熱值，氧化和炭化在一個爐體內(nèi)實現(xiàn)，減少了設(shè)備臺數(shù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。本方法適用于煤基活性炭的氧炭化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的煤基活性炭制備中用蓄熱式轉(zhuǎn)底爐進行氧炭化的裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a為本實用新型實施例中用于氧炭化生產(chǎn)的蓄熱式轉(zhuǎn)底爐氧化段立面結(jié)構(gòu)示意圖(圖1的A-A向)。

圖2b為本實用新型實施例中用于氧炭化生產(chǎn)的蓄熱式轉(zhuǎn)底爐炭化段立面結(jié)構(gòu)示意圖(圖1的B-B向)。

圖2c為本實用新型實施例中用于氧炭化生產(chǎn)的蓄熱式轉(zhuǎn)底爐隔墻立面結(jié)構(gòu)示意圖(圖1的C-C向)。

圖3為本實用新型實施例中用于氧炭化生產(chǎn)的蓄熱式轉(zhuǎn)底爐爐底架空層隔板布置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、氧化段 2、炭化段 3、進料口 4、氧化廢氣排出口 5、炭化尾氣排出口 6、出料螺旋 7、托輥 8、密封圈 9、進氣管 10、氧化氣入口 11、物料 12、爐頂 13、爐墻 14、爐底架空層 15、爐底 16、水封槽 17、炭化尾氣排出口 18、輻射管 19、隔墻 20、隔板。

具體實施方式

下面將對本實用新型實施例作進一步地詳細描述。

本實用新型的煤基活性炭制備中用蓄熱式轉(zhuǎn)底爐進行氧炭化的裝置，其較佳的具體實施方式是：

包括1臺蓄熱式轉(zhuǎn)底爐；

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐由氧化段和炭化段組成，所述氧化段與炭化段之間采用隔墻分隔；

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的氧化段和炭化段分別包括爐頂、爐墻、爐底和托輥，所述爐頂、爐墻和爐底均鋪設(shè)耐火材料，所述爐頂、爐墻均固定設(shè)置，所述爐底由托輥支撐，所述爐底與爐墻之間設(shè)有水封槽，所述爐底設(shè)有爐底架空層。

所述氧化段的爐底架空層采用隔板分割成多個氧化介質(zhì)的分氣室，所述分氣室與氧化介質(zhì)進口連接，所述炭化段還包括蓄熱式輻射管。

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的進料口與壓塊料輸送系統(tǒng)相連，所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的出料口與炭化料冷卻輸送系統(tǒng)相連；

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的氧化氣進口與氧化氣管道相連，所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的氧化廢氣排放口與廢氣處理系統(tǒng)相連，所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的炭化尾氣排放口與煤氣凈化系統(tǒng)相連；

所述蓄熱輻射管的燃燒端與燃料管道和助燃空氣管道相連，所述輻射管的廢氣排放端與廢氣排放管道相連；

所述水封槽的進水口與循環(huán)水系統(tǒng)相連，所述水封槽的排水口與循環(huán)水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)相連。

目前國家對環(huán)保的要求越來越高，對活性炭的需求越來越多。本實用新型綜合考慮各類爐型的特點和氧炭化的生產(chǎn)工藝，提出了采用蓄熱式轉(zhuǎn)底爐進行氧炭化的生產(chǎn)方法，實現(xiàn)氧炭化一體化、產(chǎn)量大、自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)整簡單、投資低的氧炭化生產(chǎn)設(shè)備，是一種高效、經(jīng)濟的用蓄熱式轉(zhuǎn)底爐進行氧炭化的裝置。

本實用新型能實現(xiàn)氧化氣與原料均勻接觸，起到鼓泡床的作用，提高氧化率，而破碎率得到降低，輻射管加熱均勻，熱效率高，而且煙氣與炭化尾氣不混合，提高了炭化尾氣的熱值，氧化和炭化在一個爐體內(nèi)實現(xiàn)，減少了設(shè)備臺數(shù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。本方法適用于煤基活性炭的氧炭化生產(chǎn)。

本實用新型的具體結(jié)構(gòu)如圖1至圖3所示：

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐由氧化段和炭化段組成，所述氧化段和炭化段之間采用隔墻分隔。

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的氧化段由爐頂、爐墻、爐底和托輥等組成，所述爐頂、爐墻和爐底均鋪設(shè)耐火材料，所述爐頂、爐墻均靜止不動，所述爐底沿圓周轉(zhuǎn)動，由托輥支撐，所述爐底與爐墻之間設(shè)有水封，防止廢氣外溢，所述爐底設(shè)有爐底架空層，所述架空層采用隔板分割成小的分氣室，用于氧化介質(zhì)的送入和分配，與原料進行氧化反應(yīng)；

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的炭化段由爐頂、爐墻、爐底、托輥和輻射管等組成，所述爐頂、爐墻和爐底均鋪設(shè)耐火材料，所述爐頂、爐墻均靜止不動，所述爐底沿圓周轉(zhuǎn)動，由托輥支撐，所述爐底與爐墻之間設(shè)有水封，防止炭化尾氣外溢，所述爐底設(shè)有爐底架空層；

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的進料口與壓塊料輸送系統(tǒng)相連，所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐出料口與炭化料冷卻輸送系統(tǒng)相連；

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的氧化氣進口與氧化氣管道相連，所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的氧化廢氣排放口與廢氣處理系統(tǒng)相連，所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的炭化尾氣排放口與煤氣凈化系統(tǒng)相連；

所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐的輻射管燃燒端與燃料管道和助燃空氣管道相連，所述輻射管的廢氣排放端與廢氣排放管道相連；

所述水封槽進水口與循環(huán)水系統(tǒng)相連，所述水封槽排水口與循環(huán)水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)相連。

所述煤基壓塊料的揮發(fā)份為30～40％、水分≤2％、硬度≥90％、粒度分布范圍為3.35～0.60mm、堆積比重為650～750kg/m³、溫度為常溫。

在所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐內(nèi)，壓塊料從進料口送入氧化段的爐底，氧化氣送入爐底內(nèi)，與壓塊料發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化料；

在所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐內(nèi)，氧化料從氧化段進入炭化段，輻射管對氧化料進行加熱炭化，炭化尾氣從爐頂排放口排出；

在所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐內(nèi)，所述炭化料的揮發(fā)份為15.0～22.0％、灰分≤5％、無結(jié)渣性、焦油產(chǎn)率≤2.0％、硬度≥90％、堆比重650～750kg/m³、粒度分布范圍為0.6～3.35mm。

在所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐內(nèi)，炭化后生成的炭化料被螺旋機送出爐體，進入冷卻系統(tǒng)進行冷卻；

在所述蓄熱式轉(zhuǎn)底爐內(nèi)，爐底由驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)。

本實用新型的優(yōu)點在于：(1)可實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率；(2)蓄熱式輻射管加熱，加熱均勻，熱效率高；(3)采用爐底分配氧化氣，起到鼓泡床的作用，氧化均勻，氧化率高；(4)采用轉(zhuǎn)底爐，可降低破碎率和煤氣含塵率；(5)蓄熱式轉(zhuǎn)底爐與氧化料不接觸，對炭化尾氣無污染，提高可燃氣熱值；(6)蓄熱式轉(zhuǎn)底爐采用水封槽，活化尾氣泄露少，安全性好。

具體實施例：

如圖1所示，壓塊成型料為煤制壓塊成型料，揮發(fā)份30～40％，水分≤2％，硬度≥90％，粒度分布范圍3.35～0.60mm，堆積比重650～750kg/m³，溫度常溫，處理量為12萬噸/年。成型料在氧化段內(nèi)與氧化氣(約250℃)發(fā)生接觸，主要起干燥和氧化作用，去除壓塊成型料中的水分和部分揮發(fā)份，并對成型料表面進行氧化，形成氧化料，其中揮發(fā)份含量為為28～38％，硬度≥90％，粒度分布范圍3.35～0.425mm，堆積比重650～750kg/m³，溫度約200～300℃。氧化料直接進入炭化段，采用輻射管加熱形成焦炭，其中揮發(fā)份含量為15.0～22.0％，焦油產(chǎn)率≤2％，硬度≥90％，粒度分布范圍3.35～0.425mm，堆積比重為650～750kg/m³，溫度約500～600℃，爐內(nèi)壓力為100Pa±20Pa。產(chǎn)出的炭化料經(jīng)螺旋出料機送入冷卻系統(tǒng)進行冷卻。

氧化段中氧化氣與煤基成型料發(fā)生反應(yīng)后形成了氧化尾氣，含有煤粉、少許揮發(fā)份及水分，經(jīng)除塵后的氧化尾氣送入尾氣處理系統(tǒng)。氧化料在炭化段內(nèi)經(jīng)密閉加熱生成了炭化尾氣，主要成分為CH₄及其同系物，還有H₂、CO₂、CO及不飽和烴，熱值≥6000kCal/Nm³，送入炭化尾氣凈化系統(tǒng)。

以上就是蓄熱式轉(zhuǎn)底爐在本實施例中的實施過程。

綜上所述，本實施例中的蓄熱式轉(zhuǎn)底爐，氧化氣從爐底送入，起到鼓泡床的作用，使氧化均勻，氧化率高。轉(zhuǎn)底爐對物料的攪動小，物料破碎小，粉塵產(chǎn)生量小。

加熱系統(tǒng)采用蓄熱式輻射管的方式，從而在保證節(jié)能降耗的同時獲得良好的溫度工況。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。