專利名稱：生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及活性炭生產(chǎn)設(shè)備，具體地指一種生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)現(xiàn)有活性炭生產(chǎn)廠近200家，其中年產(chǎn)500噸以下的小廠約180余家，絕大多數(shù)仍廣泛使用簡(jiǎn)易法炭化爐和簡(jiǎn)易法活化爐，又稱耙式爐或平板爐，即一種燃料燃燒室與物料化學(xué)反應(yīng)室相通的活性炭生產(chǎn)爐。該爐生產(chǎn)時(shí)，原料平鋪在物料室的平板上，物料室兩側(cè)開有一些小的進(jìn)出料門，每隔一段時(shí)間由工人用耙子伸入小門來翻動(dòng)原料，以促進(jìn)原料發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)發(fā)生的尾氣和燃料燃燒生成的廢氣均由引風(fēng)機(jī)抽出，再由簡(jiǎn)易的煙囪排至大氣。由此可見，這種簡(jiǎn)易生產(chǎn)設(shè)備中原料與燃料粉塵相混，甚至原料本身也會(huì)燃燒形成灰塵，除了玷污原料以外，還使原料的收得率大為下降。并且，投入到該爐不同部位的原料，受熱狀態(tài)不同，其溫差也大，在溫度較高的部位，原料快速干燥、蒸發(fā)，進(jìn)入炭化和活化階段；而在溫度較低的部位，原料還在進(jìn)行干燥和蒸發(fā)，這樣原料所處的環(huán)境差異很大，原料的化學(xué)反應(yīng)也不會(huì)充分完全，最終造成產(chǎn)品極大的不均勻性，也大幅影響了原料的收得率和產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)，原料化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣和燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣混為一體，無法有效地對(duì)這種復(fù)雜成份的有害氣體進(jìn)行回收利用處理，也導(dǎo)致了環(huán)境污染嚴(yán)重。另外，這種生產(chǎn)設(shè)備還有生產(chǎn)規(guī)模小、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高等缺陷。為了克服上述耙式爐或平板爐的缺陷，國(guó)內(nèi)外一些條件較好的工廠采用回轉(zhuǎn)窯裝備來生產(chǎn)活性炭，回轉(zhuǎn)可使活性炭生產(chǎn)的炭化和活化過程在窯內(nèi)連續(xù)完成，提高了機(jī)械化程度和生產(chǎn)能力、減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，但該裝備為內(nèi)熱式裝備，同樣存在原料與燃料粉塵相混、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣與加熱燃燒產(chǎn)生的廢氣相混、化學(xué)反應(yīng)不均勻充分等致命弊端。且氯化鋅的單耗大，成本高；回轉(zhuǎn)窯管易結(jié)瘤堵塞，阻礙原料運(yùn)動(dòng)，影響正常生產(chǎn)；氯化鋅廢氣排入大氣，污染周圍環(huán)境。
綜上所述，活性炭行業(yè)本是一個(gè)利用木屑、殼類等廢料來生產(chǎn)有用物質(zhì)的工業(yè)，但由于現(xiàn)有生產(chǎn)裝備落后、環(huán)保不過關(guān)，反而引起更多的環(huán)境污染，故急需一種先進(jìn)的設(shè)備來替代現(xiàn)有落后裝備，保護(hù)環(huán)境，降低材料消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、機(jī)械化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是要提供一種生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐。該反應(yīng)爐能使原料的化學(xué)反應(yīng)均勻、充分、完全，成品質(zhì)量好、收得率高，尾氣易于處理、回收，同時(shí)其投資低，便于大多數(shù)中小活性炭廠對(duì)現(xiàn)行廣泛采用的平板爐進(jìn)行改造。
為實(shí)現(xiàn)此目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐，包括有一水平布置的通道式爐體，爐體內(nèi)沿其通道方向設(shè)置有一回轉(zhuǎn)爐管，回轉(zhuǎn)爐管與水平面的安裝傾斜角度為1～3°，回轉(zhuǎn)爐管的內(nèi)壁上設(shè)有一層導(dǎo)熱耐腐蝕內(nèi)襯?；剞D(zhuǎn)爐管伸出爐體兩端的外壁上各設(shè)有一個(gè)滾圈，各滾圈分別支承在一對(duì)托輪上，托輪安裝在底座上?；剞D(zhuǎn)爐管的一端外壁上還設(shè)有一大齒輪圈，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過減速機(jī)、小齒輪帶動(dòng)大齒輪圈緩慢旋轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)爐管的兩端進(jìn)出口則通過爐管密封壓蓋分別與靜止的爐尾和爐頭連通，爐尾的下壁面設(shè)有原料進(jìn)料管，爐尾的頂端設(shè)有前尾氣出口，爐頭的底端設(shè)有活性炭出料口，爐頭的頂端設(shè)有后尾氣出口。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于所設(shè)計(jì)在爐體內(nèi)微微傾斜布置的適當(dāng)長(zhǎng)度的回轉(zhuǎn)爐管，可依次形成幾個(gè)不同的溫度段，物料在不同的溫度段內(nèi)進(jìn)行不同的物理、化學(xué)反應(yīng)，在前一個(gè)溫度段內(nèi)的反應(yīng)大體完成后，物料在傾斜爐管的回轉(zhuǎn)作用下進(jìn)入后一溫度段進(jìn)行另一種反應(yīng)，這樣物料在本設(shè)備內(nèi)的反應(yīng)參數(shù)，如溫度、停留時(shí)間、料層厚度、爐內(nèi)壓力、爐管轉(zhuǎn)速等均能合理調(diào)節(jié)，從而達(dá)到有效控制活性炭生產(chǎn)反應(yīng)全過程的目的，確保所得成品成份均勻、質(zhì)量?jī)?yōu)良、收得率高。所設(shè)計(jì)在回轉(zhuǎn)爐管外部的間接加熱方式使得物料隔絕空氣反應(yīng)，減少了物料氧化，又無燃料燃燒煙塵和雜質(zhì)污染，確保原料收得率進(jìn)一步提高，成品質(zhì)量更有保障。同時(shí)，由于燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣與原料化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣分成兩個(gè)隔離的系統(tǒng)，這就便于對(duì)尾氣進(jìn)行處理、回收、利用，從而既解決了對(duì)環(huán)境的污染，又通過回收利用大幅降低了生產(chǎn)成本。另外本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械化程度高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，中小活性炭生產(chǎn)廠易于實(shí)施。


附圖為一種生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐的部分剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖中所示的生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐，主要由回轉(zhuǎn)爐管5、爐頭10、爐尾2、爐管支承裝置、爐管傳動(dòng)裝置、加熱爐體23等部件組成。
回轉(zhuǎn)爐管5是單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐的基體，由耐熱鋼板焊接而成，回轉(zhuǎn)爐管5的內(nèi)壁上設(shè)有一層導(dǎo)熱耐腐蝕內(nèi)襯24，既能耐酸性物質(zhì)的腐蝕，又具有良好導(dǎo)熱性能?；剞D(zhuǎn)爐管5按與水平面呈1～3°的傾斜角度安裝在爐管支承裝置上，由爐管傳動(dòng)裝置以每分鐘0.5～5轉(zhuǎn)的速度帶動(dòng)其慢速回轉(zhuǎn)，其內(nèi)的物料在沿周向翻滾運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還沿軸向向低端移動(dòng)。在回轉(zhuǎn)爐管5外的爐體23的間接加熱下，物料在移動(dòng)過程中逐步從室溫升到反應(yīng)溫度，經(jīng)歷膨脹、水解、脫水、氧化、蒸發(fā)、炭化、活化等物理化學(xué)變化，最終生成質(zhì)優(yōu)、均勻的活性炭產(chǎn)品。
爐尾2是連接原料進(jìn)料裝置、回轉(zhuǎn)爐管5以及尾氣處理設(shè)備的中空體?；剞D(zhuǎn)爐管5的一端進(jìn)出口通過爐管密封壓蓋4與靜止的爐尾2連通，可保持回轉(zhuǎn)爐管5內(nèi)為微負(fù)壓操作，管內(nèi)酸性尾氣不致外泄影響工人健康。爐尾2的下壁面開有原料進(jìn)料管1，爐尾2的內(nèi)部設(shè)有擋料圈6，爐尾2的頂端設(shè)有前尾氣出口3，爐尾2與原料接觸面砌有耐腐蝕材料，可確保金屬材料不受酸性氣氛的浸蝕。原料物理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的酸性尾氣，經(jīng)由前尾氣出口3去另外的尾氣處理設(shè)備。爐尾2的內(nèi)壁中間設(shè)有安裝結(jié)塊破碎鏈條25的掛鉤，結(jié)塊破碎鏈條25從爐尾2中一直延續(xù)到整個(gè)回轉(zhuǎn)爐管5內(nèi)壁底部，與回轉(zhuǎn)爐管5之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可防止粘性物料在回轉(zhuǎn)爐管5內(nèi)壁結(jié)瘤，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。爐尾2的上部設(shè)有爐尾熱電偶27，可指示物料在爐尾2的溫度。爐尾2的下部設(shè)有壓力表28，可測(cè)出爐內(nèi)負(fù)壓。
爐頭10是連接出料裝置、回轉(zhuǎn)爐管5和尾氣處理設(shè)備的中空體。回轉(zhuǎn)爐管5的另一端進(jìn)出口通過爐管密封壓蓋4與靜止的爐頭10連通，爐頭10的底端設(shè)有活性炭出料口20，爐頭10的頂端設(shè)有后尾氣出口9。爐頭10內(nèi)部也設(shè)有耐腐蝕材料，各種物理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣也經(jīng)由后尾氣出口9進(jìn)入尾氣處理設(shè)備。爐頭10的中間設(shè)有窺視孔11，可觀察到爐內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng)狀況。爐頭10的上部設(shè)有爐頭熱電偶26，爐頭10的下部設(shè)有壓力表28，可測(cè)出物料在爐頭10的溫度和爐內(nèi)負(fù)壓情況。
爐管支承裝置主要由安裝在底座17上的托輪16構(gòu)成?；剞D(zhuǎn)爐管5伸出爐體23兩端的外壁上各設(shè)有一滾圈8，各滾圈8分別支承在一對(duì)托輪16上，托輪16承受由滾圈8傳遞來的回轉(zhuǎn)爐管5的全部重量。托輪16既能保證回轉(zhuǎn)爐管5自由轉(zhuǎn)動(dòng)，又向基礎(chǔ)底座17傳遞荷重。在爐尾2附近的支承裝置上設(shè)有一擋輪(圖中未示出)，可限制回轉(zhuǎn)爐管5的軸向竄動(dòng)。
爐管傳動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)電機(jī)13、減速機(jī)14、小齒輪15和大齒輪圈7構(gòu)成，大齒輪圈7用彈簧板安裝在回轉(zhuǎn)爐管5靠近爐尾2的一端外壁上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)13通過減速機(jī)14、小齒輪15與大齒輪圈7相連，可通過大齒輪圈7使回轉(zhuǎn)爐管5旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可通過減速機(jī)14或變頻調(diào)速來調(diào)節(jié)。為了確保停電或發(fā)生事故時(shí)，回轉(zhuǎn)爐管5還可安全回轉(zhuǎn)，在減速機(jī)14上設(shè)有手動(dòng)輪12，可由人工搬動(dòng)手動(dòng)輪12使回轉(zhuǎn)爐管5轉(zhuǎn)動(dòng)，不讓高溫下的回轉(zhuǎn)爐管5變彎損壞。
加熱爐體23用耐火磚水平砌筑在回轉(zhuǎn)爐管5的外部，呈通道式結(jié)構(gòu)，通過燃煤、或噴油、或燃?xì)?、或電能?duì)物料間接加熱，使其進(jìn)行蒸發(fā)、炭化、活化等反應(yīng)。本反應(yīng)爐采用廉價(jià)的燃煤，爐體23上分設(shè)有若干爐門19以添加煤炭，爐門19下設(shè)有出灰口18。也可根據(jù)用戶要求，用自動(dòng)加煤機(jī)自動(dòng)加煤燃燒。爐體23的溫度由三支布置在爐蓋22上的爐膛熱電偶21測(cè)出，并由儀表顯示。配合上述爐頭熱電偶26和爐尾熱電偶27，本反應(yīng)爐的爐溫和物料溫度均可實(shí)時(shí)測(cè)出，當(dāng)溫度過高或過低時(shí)，可通過電鈴報(bào)警提示操作者將溫度維持在工藝要求的范圍。燃煤產(chǎn)生的熱廢氣可經(jīng)熱回收裝置、煙道、由抽風(fēng)機(jī)引至煙囪排出。
本實(shí)用新型工作時(shí)，用鹽酸浸漬好的物料經(jīng)原料進(jìn)料管1進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐管5內(nèi)，隨回轉(zhuǎn)爐管5以0.5～5轉(zhuǎn)/分的速度回轉(zhuǎn)。燃煤經(jīng)爐門19加入爐體23的爐膛內(nèi)燃燒，使回轉(zhuǎn)爐管5內(nèi)的物料加熱到合適溫度。物料在回轉(zhuǎn)爐管5的回轉(zhuǎn)作用下，一邊翻轉(zhuǎn)一邊向爐頭10的方向移動(dòng)。物料經(jīng)歷水解、脫水、氧化、蒸發(fā)、炭化、活化等物理化學(xué)變化之后，由活性炭出料口20排出。爐膛中煤的燃燒溫度由爐膛熱電偶21測(cè)量，當(dāng)溫度低于或高于某設(shè)定值時(shí)，有警鈴報(bào)警，以提示操作工人作相應(yīng)處理?；剞D(zhuǎn)爐管5內(nèi)和爐頭10、爐尾2內(nèi)物料的溫度，分別由爐頭熱電偶26和爐尾熱電偶27測(cè)量，它們也有低溫和超溫報(bào)警?；剞D(zhuǎn)爐管5內(nèi)的結(jié)塊破碎鏈條25可防止粘性物料在爐內(nèi)結(jié)瘤，使生產(chǎn)順利進(jìn)行。爐管密封壓蓋4使回轉(zhuǎn)爐管5與靜止的爐尾2、爐頭10密封，防止?fàn)t內(nèi)腐蝕性氣體外泄。爐膛內(nèi)煤燃燒后成渣，從出灰口18取出。當(dāng)停電驅(qū)動(dòng)電機(jī)13不能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可由人工轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)輪12，使回轉(zhuǎn)爐管5保持回轉(zhuǎn)。物理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣通過前尾氣出口3和后尾氣出口9抽至尾氣回收系統(tǒng)進(jìn)行處理。爐內(nèi)的壓力由壓力表28測(cè)出。爐內(nèi)的物料運(yùn)動(dòng)情況，可通過窺視孔11觀察。
權(quán)利要求1.一種生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐，包括有一水平布置的通道式爐體(23)，其特征在于爐體(23)內(nèi)沿其通道方向設(shè)置有一回轉(zhuǎn)爐管(5)，回轉(zhuǎn)爐管(5)與水平面的安裝傾斜角度為1～3°，回轉(zhuǎn)爐管(5)的內(nèi)壁上設(shè)有一層導(dǎo)熱耐腐蝕內(nèi)襯(24)；回轉(zhuǎn)爐管(5)伸出爐體(23)兩端的外壁上各設(shè)有一滾圈(8)，各滾圈(8)分別支承在一對(duì)托輪(16)上，托輪(16)安裝在底座(17)上；回轉(zhuǎn)爐管(5)的一端外壁上還設(shè)有一大齒輪圈(7)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(13)通過減速機(jī)(14)、小齒輪(15)與大齒輪圈(7)相連；回轉(zhuǎn)爐管(5)的兩端進(jìn)出口則通過爐管密封壓蓋(4)分別與靜止的爐尾(2)和爐頭(10)連通，爐尾(2)的下壁面設(shè)有原料進(jìn)料管(1)，爐尾(2)的頂端設(shè)有前尾氣出口(3)，爐頭(10)的底端設(shè)有活性炭出料口(20)，爐頭(10)的頂端設(shè)有后尾氣出口(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐，其特征在于所說的爐尾(2)中設(shè)有一直延續(xù)到整個(gè)回轉(zhuǎn)爐管(5)內(nèi)壁底部的結(jié)塊破碎鏈條(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐，其特征在于所說的爐體(23)的爐蓋(22)上設(shè)有三支爐膛熱電偶(21)，所說的爐尾(2)和爐頭(10)上部分別設(shè)有爐尾熱電偶(27)和爐頭熱電偶(26)，所說的爐尾(2)和爐頭(10)下部分別設(shè)有壓力表(28)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐，其特征在于所說的減速機(jī)(14)上設(shè)有驅(qū)動(dòng)小齒輪(15)帶動(dòng)大齒輪圈(7)旋轉(zhuǎn)的手動(dòng)輪(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐，其特征在于所說的減速機(jī)(14)上設(shè)有驅(qū)動(dòng)小齒輪(15)帶動(dòng)大齒輪圈(7)旋轉(zhuǎn)的手動(dòng)輪(12)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種生產(chǎn)活性炭的單級(jí)外熱式連續(xù)反應(yīng)爐，它具有一通道式爐體，爐體內(nèi)傾斜設(shè)置有一回轉(zhuǎn)爐管，回轉(zhuǎn)爐管的內(nèi)壁上設(shè)有導(dǎo)熱耐腐蝕內(nèi)襯，回轉(zhuǎn)爐管伸出爐體兩端的外壁上設(shè)有滾圈，滾圈支承在底座的托輪上，回轉(zhuǎn)爐管的外壁上還設(shè)有大齒輪圈，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過減速機(jī)、小齒輪帶動(dòng)大齒輪圈緩慢旋轉(zhuǎn)；回轉(zhuǎn)爐管的兩端進(jìn)出口通過爐管密封壓蓋分別與靜止的爐尾和爐頭連通，爐尾的下壁面設(shè)有原料進(jìn)料管，爐尾的頂端設(shè)有前尾氣出口，爐頭的底端設(shè)有活性炭出料口，爐頭的頂端設(shè)有后尾氣出口。該反應(yīng)爐能使原料的化學(xué)反應(yīng)均勻、充分、完全，成品質(zhì)量好、收得率高，尾氣易于處理、回收，且其投資低，便于大多數(shù)中小活性炭企業(yè)對(duì)現(xiàn)行平板爐進(jìn)行改造。
文檔編號(hào)F27B7/12GK2708207SQ20042006491
公開日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者舒保華, 郗崇浦 申請(qǐng)人:舒保華, 郗崇浦