專(zhuān)利名稱(chēng)：活性炭制造的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于制造活性炭的一種設(shè)備與方法。該種設(shè)備與方法包括改良的多層耙式活化爐，串聯(lián)(或并聯(lián))廢熱鍋爐與干燥裝置及操作方法，特別適用于木屑制造活性炭。
活性炭工業(yè)生產(chǎn)的各種活化爐中，多層耙式活化爐是最重要的一種爐型，它機(jī)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?，再生廢顆?；钚蕴?，在工業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用。但是現(xiàn)有多層耙式活化爐，都是在每層活化室底上開(kāi)口作為活性炭的落料口和活化介質(zhì)(蒸汽、燃燒氣等)的上流口，活性炭自上而下按S型路線(xiàn)逐層下降，活化介質(zhì)自下而上也按S形路線(xiàn)逐層上升，活性炭和活化介質(zhì)在下料口(即上流口)處，呈逆向流動(dòng)，因氣流速度大，細(xì)小的活性炭會(huì)隨著氣流飛走，故只能活化顆?；钚蕴?，而不便活化粉狀活化炭。
美國(guó)專(zhuān)利No2616858就是如此，這種活化爐水蒸汽消耗量很大，相當(dāng)于活性炭活化時(shí)氣化部份的7倍。
為了節(jié)約水蒸汽用量，美國(guó)專(zhuān)利No4115317，將活化爐上部排出的廢氣加以補(bǔ)充燃燒、驟冷室冷卻，產(chǎn)生飽和水蒸返回活化爐作為活化介質(zhì)。美國(guó)專(zhuān)利No4347156將活化爐上部排出的廢氣加以補(bǔ)充燃燒，用于濕廢活性炭干燥，干燥產(chǎn)生的水蒸汽返回活化爐作活化介質(zhì)，這幾種專(zhuān)利，在活化爐下部各層活化室、后燃室和廢熱鍋爐都需要補(bǔ)充煤氣，熱能消耗比較大。為了節(jié)約熱能，美國(guó)專(zhuān)利3153633將活化爐上部的小部份廢氣循環(huán)至活化爐的下部，而大部份廢氣放空。這種方法需要特殊的耐高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)，若降低循環(huán)廢氣的溫度，其中的焦油、炭粉就會(huì)凝聚粘結(jié)，堵塞管道和循環(huán)風(fēng)機(jī)，不得不停爐檢修。
本發(fā)明的目的是提供活性炭制造和再生的設(shè)備及其相應(yīng)的制造方法。這種設(shè)備為改良的多層耙式活化爐，串聯(lián)廢熱鍋爐和干燥裝置，或并聯(lián)廢熱鍋爐和干燥裝置，它可以制造顆粒活性炭，也可以從木屑制造粉狀活性炭，也可以再生廢顆?；钚蕴浚瑹崮芑旧峡梢宰越o自足，不需要或需要很少外加燃料，能夠生產(chǎn)得率高、質(zhì)量?jī)?yōu)的活性炭。
本發(fā)明提供的活性炭活化爐和再生爐，形狀像多層圓塔，外殼為鋼板，爐壁用耐火磚砌筑，爐體上下分多層活化室，每層活化室設(shè)有料封式落料管和爐壁內(nèi)壁內(nèi)氣體道，爐內(nèi)設(shè)有耙式攪拌器。
同時(shí)本發(fā)明就該設(shè)備提供制造活性炭的方法。原料自活化爐爐頂加入爐內(nèi)，受耙式攪拌器的翻動(dòng)，自上而下呈S形路線(xiàn)逐層下落，從爐底卸出活性炭。活化介質(zhì)從爐底進(jìn)入爐內(nèi)，自下而上呈S形路線(xiàn)逐層上升，或從爐頂進(jìn)入爐內(nèi)，自上而下呈S形路線(xiàn)逐層下降，與活性炭換熱和活化反應(yīng)，從爐頂或爐底排出煤氣，作廢熱鍋爐和活性炭原料或廢活性炭干燥的熱源。
為了便于理解本發(fā)明，參照附圖敘述如下。


圖1 活化爐縱剖圖與設(shè)備流程圖。
圖2 活化爐橫剖圖。
圖3 耙齒圖。
參照附圖敘述改良多層耙式活化爐及活性炭制造、再生設(shè)備流程。活化爐(2)如同多層圓塔。外殼為鋼板，爐壁由耐火磚砌成，上下分多層活化室(19)，每層活化室底(18)都安裝有料封式落料管，第單數(shù)層活化室底若安裝中央料封式落料管(10)，第雙數(shù)層活化室底則安裝邊沿料封式落料管(9)或爐壁內(nèi)壁內(nèi)料封式落料管。爐壁內(nèi)設(shè)有壁內(nèi)氣體道(11)，其上下2端分別為出氣口(6)和進(jìn)氣口(13)，溝通相鄰上下2層活化室。在進(jìn)氣口(13)處，安裝有煤氣燒嘴(7)及煤氣管(34，30)、空氣管(33)、蒸汽管(31)。在煤氣管端部設(shè)有調(diào)節(jié)閥(32)。邊沿料封式落料管(9)或爐壁內(nèi)壁內(nèi)料封式落料管的位置與壁內(nèi)氣體道(11)的位置相距90°。每個(gè)活化室的爐壁上還設(shè)有窺視孔、人孔、測(cè)溫孔、氣體取樣孔、爐壓測(cè)量孔及疏通壁內(nèi)氣體道與料封式落料管的手孔。
活化爐(2)中心設(shè)有1支中軸(5)，內(nèi)通空氣冷卻，外裹絕熱層，在每層活化室(19)中下部，安裝有2支或4支耙臂(3)，耙臂(3)上裝有若干個(gè)耙齒(4)，相鄰上下2層耙齒(4)的方法相反，若上層耙齒(47)將活性炭推向爐邊沿，下層耙齒(4)則將活性炭推向爐的中央。耙齒(4)可以擱在耙臂(3)上方，也可以?huà)煸诎冶?3)的下方。耙齒(4)由齒(46)、柄(49)、定位銷(xiāo)(47)和平衡端(48)構(gòu)成。齒下唇自動(dòng)緊貼活化室底上耙動(dòng)。齒(46)分平板型(46)和犁頭型(50)2種。在耙臂上裝有撥料棒(8)撥出料封式落料管(9，10)內(nèi)的活性炭，調(diào)節(jié)活性炭的落料速度。
活化爐上下各層活化室都由煤氣管煙道(30、34)連通，每個(gè)活化室的煤氣進(jìn)口都安裝煤氣燒嘴(7)、蒸汽管(31)和空氣管(33)。煤氣煙道(30)由煤氣管(42)與煤氣源(煤氣站)連通。煤氣煙道(30)的另1端串聯(lián)廢氣鍋爐(39)和木屑(或廢炭)干燥裝置(29)，或并聯(lián)廢氣鍋爐(39)和木屑(或廢炭)干燥裝置(29)。廢熱鍋爐(39)具有耐粉塵性能并附有燃燒室。干燥裝置(29)種類(lèi)若用木屑等細(xì)小的原料，為氣流干燥裝置和流化床干燥裝置，若用顆粒炭等較粗的原料，則為內(nèi)熱回轉(zhuǎn)園筒干燥裝置。
本發(fā)明的工藝過(guò)程，以木屑制造活性炭為例精選濕木屑(35)貯于料斗(36)內(nèi)，由螺旋加料器(37)送入氣流式干燥管(29)，木屑被干燥、提升到旋風(fēng)分離器(22)，分離出干木屑落入木屑高位貯倉(cāng)(21)，廢氣由第2級(jí)引風(fēng)機(jī)(23)抽引，經(jīng)煙囪(24)排空。開(kāi)爐時(shí)，尚未進(jìn)行木屑干燥的廢氣經(jīng)閥門(mén)(26)和煙囪(25)放空。在氣流干燥管(29)中沉降下來(lái)的砂石、金屬體等機(jī)械雜質(zhì)從出砂石(41)排出。高位貯倉(cāng)(21)內(nèi)的干燥木屑，受下料器(20)的作用，連續(xù)落入螺旋加料器(27)內(nèi)，經(jīng)進(jìn)料口(28)進(jìn)入活化爐頂層活化室(19)，受耙式攪拌器(3、4、5)的推移翻動(dòng)，依次經(jīng)過(guò)中央料封式落料管(10)和邊沿料封閉式落料管(9)，逐層下降，加以補(bǔ)充干燥、炭化和活化，從出炭口(1)卸出活性炭?；罨橘|(zhì)水蒸汽由廢熱鍋爐(39)產(chǎn)生，經(jīng)蒸汽管(31)、空氣由風(fēng)機(jī)送經(jīng)空氣管(33)，一道入噴射式燒嘴(7)，將煤氣管(34)內(nèi)的煤氣吸入活化室(19)的上部燃燒。燃燒氣和活化介質(zhì)，經(jīng)壁內(nèi)氣體道(11)逐層上升，使活性炭活化，木屑炭化和干燥，從爐頂排出煤氣、小部份煤氣，由蒸汽空氣噴射式燒嘴(7)吸引，返回活化爐中下部活化室，大部份煤氣入廢熱鍋爐(39)與木屑干燥裝置(29)，在廢熱鍋爐內(nèi)與風(fēng)管(38)進(jìn)的風(fēng)混合燃燒。
第一種活化方法。木屑經(jīng)篩選、氣流干燥、旋風(fēng)分離，提升至高位貯倉(cāng)(21)內(nèi)，受下料器(20)的作用，喂給螺旋加料器(27)，送入活化爐最上層活化室(19)，木屑受耙式攪拌器(3、4、5)的推動(dòng)，從活化室中心推向邊沿，經(jīng)邊沿料封式落料管(9)落至下層活化室，再由耙式攪拌器(3、4、5)的推動(dòng)，從活化室的邊沿推向中心，經(jīng)中央料封式落料管(10)落至下層活化室，依此，按S形路線(xiàn)自上而下，進(jìn)行補(bǔ)充干燥、炭化和活化，從爐底卸出活性炭。
燃燒氣與活化介質(zhì)水蒸汽從最下1層活化室(19)開(kāi)始，自下而上按S形路線(xiàn)依次通過(guò)活化室和壁內(nèi)氣體道(11)，使活性炭活化，木屑炭化和補(bǔ)充干燥，從爐頂排出煤氣。煤氣分3路第1路由蒸汽、空氣噴射式燒嘴(7)吸引，進(jìn)入活化爐中、下部的幾個(gè)活化室，用于過(guò)熱水蒸汽和維持活化室溫度;第2路由引風(fēng)機(jī)(40)的吸引進(jìn)入廢熱鍋爐(39)作熱源，廢熱鍋爐(39)產(chǎn)生的蒸汽作為活化介質(zhì)返回活化爐;第3路由引風(fēng)機(jī)(23)的吸引進(jìn)入木屑干燥裝置(29)作為干燥介質(zhì)和提升介質(zhì)。
從活化爐頂部排出的煤氣也可以分2路第1路由蒸汽、空氣噴射式燒嘴(7)的吸引進(jìn)入活化爐中下部的幾個(gè)活化室;第2路由第1級(jí)引風(fēng)機(jī)(40)吸入廢熱鍋爐(39)，而后由第2級(jí)引風(fēng)機(jī)(23)吸引入木屑干燥裝置(29)和旋風(fēng)分離器(22)后放空。當(dāng)最下1層活化室的溫度不夠高時(shí)，可以補(bǔ)充煤氣站煤氣。
第2種活化方法，木屑的篩選、干燥及在活化爐內(nèi)補(bǔ)充干燥、炭化和活化的程序與第1種方法相同。
燃燒氣與活化介質(zhì)水蒸汽從活化爐最上層活化室(19)開(kāi)始，按S形路線(xiàn)向下通過(guò)活化室和壁內(nèi)氣體道(11)，從最下1層活化室排出煤氣，分3路第1路由空氣、蒸汽噴射式燒嘴(7)的吸引入活化爐中、上部的幾層活化室，用于木屑干燥、炭化和維持溫度，第2路煤氣，與第1種方法相同，分別進(jìn)入廢熱鍋爐(39)和木屑干燥裝置(29)。煤氣也可以分成2路第1路與上述一樣返回活化爐中、上部幾層活化室，第2路與上述方法一樣先經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐(39)，后經(jīng)過(guò)木屑干燥裝置(29)。這種方法、在開(kāi)車(chē)時(shí)，啟用最下層活化室的煤氣燒嘴(7)，燃燒煤氣站煤氣，與第1種方法一樣，自下向上燒，待整個(gè)活化爐各層活化室的溫度都達(dá)到要求時(shí)，再改變成自上向下燒。當(dāng)活化爐的溫度不夠高時(shí)，向中上部各層活化室的燒嘴補(bǔ)充煤氣站煤氣。
本發(fā)明的設(shè)備與方法適用范圍1.木屑、果核殼、木片、碎煤等原料連續(xù)進(jìn)行炭化、活化制造活性炭。
2.破碎木炭、定形或不定形炭化炭(半成品)活化制造活性炭。
3.果核殼顆粒炭、煤質(zhì)顆粒炭、粉狀炭等吸附后的廢活性炭再生。
權(quán)利要求
1.活性炭的制造設(shè)備，多層耙式活化爐，自上而下分若干個(gè)活化室，中央裝有耙式攪拌器。本發(fā)明的特征在于活化爐(2)活化室底裝有料封式落料管(9、10)，爐壁內(nèi)設(shè)有壁內(nèi)氣體道(11)，耙式攪拌器耙齒自動(dòng)緊貼活化室底(18)，耙臂上裝有撥料棒(8)，各個(gè)活化室(19)由煤氣煙道(30、34)互相聯(lián)通。煤氣煙道(34)進(jìn)活化爐入口處裝有燒嘴(7)，煤氣煙道出口處串聯(lián)(或并聯(lián))廢熱鍋爐(39)和干燥裝置(29)。
2.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于單數(shù)層、雙數(shù)層活化室底(18)分別裝有中央料封式落料管(10)與邊沿料封式落料管(9)或爐壁內(nèi)料封式落料管。
3.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，壁內(nèi)氣體道由進(jìn)氣口(6)、氣體道(11)和出氣口(13)構(gòu)成，溝通相鄰上下2個(gè)活化室(19)。
4.按權(quán)利要求2、3所述的設(shè)備，邊沿料封式落料管(10)或壁內(nèi)料封式落料管與壁內(nèi)氣體道(11)的位置相距90°。
5.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于燒嘴(7)為空氣、水蒸汽噴射式燒嘴。
6.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于廢熱鍋爐附有燃燒室。
7.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于干燥裝置為氣流式干燥裝置。
8.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于干燥裝置為流化床干燥裝置。
9.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于干燥裝置為內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)園筒干燥裝置。
10.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于耙齒(4)由齒(46)、柄(49)、定位梢(47)、平衡端(48)構(gòu)成。耙齒(4)擱在耙臂(3)上方或掛在耙臂(3)下方，齒分平板型(46)和犁頭型(50)2種，齒下唇自動(dòng)緊貼活化室底(18)。
11.活性炭的制造方法，原料在多層耙式活化爐中，受耙式攪拌器的耙動(dòng)，自上而下經(jīng)過(guò)補(bǔ)充干燥、炭化和活化，從爐底部卸出活性炭。本發(fā)明的特征在于活性炭在活化爐內(nèi)，走活化室下部和料封式落料管?；罨橘|(zhì)水蒸汽、燃燒氣和煤氣流經(jīng)活化室上部和壁內(nèi)氣體道。從活化爐上部排出的部份煤氣返回活化爐中下部活化室作熱源，或從活化爐下部排出的部份煤氣返回活化爐中上部活化室作熱源。從活化爐排出的其余煤氣作為串聯(lián)或并聯(lián)廢熱鍋爐和干燥裝置的熱源。
12.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于活化介質(zhì)和煤氣從活化爐下部開(kāi)始，自下而上流經(jīng)壁內(nèi)氣體道和活化室上部，活化產(chǎn)生的煤氣從活化爐上部排出。
13.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于活化介質(zhì)和煤氣從活化爐上部開(kāi)始，自上而下流經(jīng)壁內(nèi)氣體道和活化室上部，活化產(chǎn)生的煤氣從活化爐下部排出。
14.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于從活化爐排出的部份煤氣由空氣、水蒸汽噴射式燒嘴(7)引入活化爐的活化室上部燃燒。
15.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于從活化爐排出的部份煤氣作廢熱鍋爐熱源，廢熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽返回活化爐作活化介質(zhì)。
16.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于從活化爐排出的部份煤氣或流經(jīng)廢熱鍋爐排出的廢氣作為原料的干燥介質(zhì)和提升介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制造活性炭和再生活性炭的設(shè)備和方法。這種設(shè)備包括改良式多層耙式活化爐。串聯(lián)(或并聯(lián))廢熱鍋爐和木屑、濕炭干燥裝置，它可以制造顆?；钚蕴亢头蹱罨钚蕴?，也可以再生廢活性炭。熱能基本上可以自給自足，不需要或需要很少外加燃料，能夠生產(chǎn)得率高、質(zhì)量?jī)?yōu)的活性炭。
文檔編號(hào)C01B31/10GK1058762SQ90106899
公開(kāi)日1992年2月19日 申請(qǐng)日期1990年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月10日
發(fā)明者項(xiàng)縉農(nóng) 申請(qǐng)人:項(xiàng)縉農(nóng)