專利名稱：立式炭化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種立式炭化爐，它可以用于制造無(wú)煙煤、煙煤、褐煤、泥煤的炭化料、焦炭、蘭炭，也可以用于制造木質(zhì)材料的炭化料、木炭。
用塊煤破碎成一定顆粒來(lái)生產(chǎn)活性炭，首先要進(jìn)行炭化，也就是在500～600℃的溫度下進(jìn)行干餾，把煤中的有機(jī)物趕出來(lái)，消除結(jié)塊性，降低揮發(fā)分，增加強(qiáng)度，并形成一定的孔隙，這是生產(chǎn)活性炭過(guò)程中的一個(gè)十分重要的工序。
現(xiàn)行的炭化過(guò)程是在滾筒式炭化爐中進(jìn)行的，這種裝置類似水泥燒結(jié)用的回磚窯，長(zhǎng)度10～20米不等，直徑1～2米不等，轉(zhuǎn)速1～5轉(zhuǎn)/分不等。破碎好的塊煤從爐尾加入，從爐頭流出；破碎煤與熱氣流在爐中相互逆行、相互接觸、傳熱，使煤塊炭化，把有機(jī)物分離出來(lái)，變成煤焦油蒸汽(俗稱黃煙)并隨同熱氣流從爐尾流出，經(jīng)煙囪排入大氣。
這種炭化裝置的生產(chǎn)能力大約0.5～1噸/小時(shí)，炭化時(shí)間大約30～60分鐘，建一臺(tái)年生產(chǎn)能力為5000噸的裝置大約需要60～80萬(wàn)元。
現(xiàn)有的滾筒式炭化爐是1954年我國(guó)從原蘇聯(lián)引進(jìn)的，是蘇聯(lián)專門為我國(guó)壓條活性炭生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的。七十年代末我國(guó)發(fā)明破碎煤顆?；钚蕴亢?，生產(chǎn)廠家并沒(méi)有接著研制專門的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，而是照搬此設(shè)備，因此在近二十年來(lái)發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題，雖然人們?cè)谥睆?、長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)速及熱源供應(yīng)上也作了不少改進(jìn)，但是仍然存在如下一些嚴(yán)重問(wèn)題1、塊煤炭化不徹底，揮發(fā)分降不下來(lái)塊煤在滾筒式炭化爐內(nèi)，只能停留30～60分鐘，在這樣短的時(shí)間內(nèi)，要求將塊煤由常溫加熱到550～600℃，并且要在10～15分鐘內(nèi)趕出煤中的大部分有機(jī)物，操作起來(lái)是相當(dāng)困難的，只有采取少加料，提高爐溫并加大抽力等辦法，才能免強(qiáng)維持生產(chǎn)。即使如此，炭化料的揮發(fā)分也降不下來(lái)，難以達(dá)標(biāo)，工藝要求11％以下，但是滾筒式炭化爐生產(chǎn)的炭化料只能達(dá)到15％左右。
2、形不成合理的溫度分布滾筒式炭化爐形不成合理的溫度分布，它的爐尾溫度一般難以控制，經(jīng)常為200～300℃，破碎塊煤一下子加入到這樣的高溫環(huán)境中，有機(jī)物會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速揮發(fā)出來(lái)，以至發(fā)生鼓泡、裂縫、結(jié)焦，在水中的漂浮率一般在10％以上，致使炭化料堆積重下降、強(qiáng)度偏低，破壞了炭化料的結(jié)構(gòu)，大大降低了炭化料的性能。
3、炭化黃煙嚴(yán)重污染環(huán)境如上所述，滾筒式炭化爐在炭化塊煤時(shí)揮出的是有機(jī)物，一般達(dá)到80～100kg/小時(shí)，形成所謂的“黃煙”，它的主要成分是煤焦油，含有苯、萘、蒽、酚等物質(zhì)，有一些甚至是致癌物。這種黃煙隨同熱氣流經(jīng)煙囪排入大氣，嚴(yán)重污染了環(huán)境，雖然不少?gòu)S家采取了除塵、水洗、焚燒等辦法，但是大都未能從根本上解決同題，現(xiàn)在仍向大氣中排放。
4、熱氣流與塊煤直接接觸，不利于炭化炭化是一個(gè)干餾過(guò)程，理應(yīng)隔絕空氣加熱，但是滾筒式炭化爐用燃燒煤氣的熱氣流與塊煤直接接觸加熱，由于煤氣燃燒過(guò)程中并不能完全消耗氧，熱氣流中殘留有氧，不僅容易引起著火，而且會(huì)在炭化過(guò)程中發(fā)生二次反應(yīng)，破壞炭化過(guò)程，降低炭化料的品質(zhì)。
本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述存在的問(wèn)題，宜發(fā)明一種立式炭化爐，要求達(dá)到下述目的1、塊煤能徹底炭化，使揮發(fā)分達(dá)標(biāo)炭化爐應(yīng)能根據(jù)煤種的不同優(yōu)化炭化時(shí)間，使有機(jī)物合理地從塊煤中揮發(fā)出來(lái)，使炭化料揮發(fā)分完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，降到11％以下。
2、按要求程序升溫，形成合理的溫度分布?jí)K煤在炭化爐中應(yīng)能按要求程序升溫，應(yīng)能根據(jù)煤在不同溫度段的揮發(fā)強(qiáng)度形成合理的溫度分布，從常溫逐漸升到500～600℃，使塊煤中有機(jī)物能按工藝要求均勻地?fù)]發(fā)出來(lái)，杜絕鼓泡，大大提高炭化料的性能。
3、消除炭化黃煙對(duì)環(huán)境的污染炭化爐應(yīng)能使黃煙在爐內(nèi)充分燃燒，不排入大氣，不僅節(jié)省了燃料，更重要的是消除了對(duì)環(huán)境的污染。
4、熱氣流與塊煤不接觸，實(shí)施真正的干餾炭化爐的結(jié)構(gòu)應(yīng)能使塊煤與熱氣流不接觸，塊煤能在隔絕空氣情況下加熱，不受熱氣流中殘余氧氣的侵害，實(shí)施真正的干餾。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種立式炭化爐，它包括爐體27、爐芯12、煙囪14、支座5、一次風(fēng)管1、爐蓖子2、二次風(fēng)管3、燃燒室4，在爐體27與爐芯12之間設(shè)隔煙板28、29、形成集氣道26、下側(cè)煙道8、中側(cè)煙道9、上側(cè)煙道10、尾側(cè)煙道11，爐芯12下部設(shè)置料斗6、出料器7，上部設(shè)置水封13，炭化爐設(shè)置在支座5上；爐芯12是由活動(dòng)閘板15、固定閘板16、出料器磚17、爐架18、底座磚19、料道磚20、煙道磚21、傘形磚22組成，爐架18上設(shè)置出料器磚17，出料器磚17下設(shè)置活動(dòng)閘板15和固定閘板16，出料器磚17上設(shè)置底座磚19，底座磚19上連接有料道磚20，料道磚20內(nèi)裝有傘形磚22，料道磚20的側(cè)孔中裝有煙道磚21，從而構(gòu)成料道23，氣道24，煙道25三維立體交叉結(jié)構(gòu)的爐芯。
出料器磚17、底座磚18為空心磚，內(nèi)孔截面為梯形狀。
料道磚20為空心磚，上平面有凹槽，下平面有凸槽，兩側(cè)面設(shè)有可裝煙道磚21的通孔，內(nèi)孔中設(shè)有可支承傘形磚22的凸臺(tái)，料道磚20上下面都設(shè)凸邊。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、在立式炭化爐中炭化塊煤，炭化時(shí)間可以放寬到1～20小時(shí)，煤中有機(jī)物揮發(fā)的時(shí)間可以在0.3～6小時(shí)內(nèi)任意調(diào)節(jié)，卸料量、爐溫、抽力調(diào)節(jié)范圍寬，操作方便，揮發(fā)分很易達(dá)到11％以下，一般為5～8％。
2、在立式炭化爐中炭化塊煤，能夠針對(duì)不同的煤種實(shí)施不同的升溫程序，形成合理的溫度分布，炭化料在水中漂浮率降到3％以下，不再鼓泡，不再裂縫，不再結(jié)縫，不再結(jié)焦，堆積重增加、強(qiáng)度上升，質(zhì)量大大提高。
3、立式炭化爐可以炭化無(wú)煙煤、煙煤(包括肥煤、瘦煤、焦煤、氣煤、長(zhǎng)焰煤、弱黏煤、不黏煤等)、褐煤、泥煤及木質(zhì)材料(包括果殼等)，是一種廣譜炭化爐。
4、立式炭化爐生產(chǎn)時(shí)不冒黃煙，保護(hù)了環(huán)境。
5、立式炭化爐開爐時(shí)燒煤升溫，溫度正常后可以燃燒黃煙保溫，不用再燒煤，可以節(jié)約能源。
6、立式炭化爐建設(shè)費(fèi)用較低，一臺(tái)年產(chǎn)5000噸炭化料的爐子只需的投資15～20萬(wàn)元，只是同等產(chǎn)量的滾筒式炭化爐投資的25％左右。


如下圖1是本實(shí)用新型的立斷面圖；圖2是本實(shí)用新型的爐芯結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型的橫斷面圖；圖4是底座磚的立體圖；圖5是出料器磚的立體圖；
圖6是料道磚的立體圖；圖7是傘形磚的立體圖；圖8是煙道磚的立體圖。
以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳述立式炭化爐是由一次風(fēng)管1、爐蓖2、二次風(fēng)管3、燃燒室4、支座5、料斗6、出料器7、下側(cè)煙道8、中側(cè)煙道9、上側(cè)煙道10、尾側(cè)煙道11、爐芯12、水封13、煙囪14和爐體27所組成。在爐體27爐芯12之間設(shè)隔煙板28、29，從而形成集氣道26、下側(cè)煙道8、中側(cè)煙道9、上側(cè)煙道10、尾側(cè)煙道11。炭化爐安裝在支座5上，爐芯12構(gòu)成三維立體交叉結(jié)構(gòu)。爐芯12是由活動(dòng)閘板15、固定閘板16、出料器磚17、爐架18、底座磚19、料道磚20、煙道磚21、傘形磚22組成。爐架18上設(shè)置一層底座磚19，底座磚19上安裝料道磚20，共18層，料道磚20內(nèi)安裝傘形磚22，為使下料均勻，料道磚20通過(guò)煙道磚21串接起來(lái)。
工作過(guò)程把燃料煤加到爐蓖子2上并點(diǎn)燃，從一次風(fēng)管通入新鮮空氣，熱氣流經(jīng)過(guò)下側(cè)煙道8，進(jìn)入氣道24，在那里第一次放熱，然后經(jīng)過(guò)中側(cè)煙道9，又進(jìn)入氣道第二放熱，再經(jīng)過(guò)上側(cè)煙道10進(jìn)入氣道第三放熱，最后經(jīng)尾側(cè)煙道11進(jìn)入煙囪后排空。這樣熱氣流在爐中走S形，分三個(gè)階段向爐中放熱，形成四個(gè)溫度段。
物料(破碎塊煤)從爐子頂部加入到料道23中，垂直而下，由爐底活動(dòng)閘板15卸出。
塊煤的揮發(fā)分(黃煙)從傘形磚22處冒出，經(jīng)煙道磚21水平流入集氣道26，匯集在一起，再流入爐子的下側(cè)煙道8，與二次風(fēng)管3進(jìn)入的新鮮空氣混合，燃燒，并與熱氣流一起完成放熱過(guò)程后，排空。
權(quán)利要求1.一種立式炭化爐，它包括爐體(27)、爐芯(12)、煙囪(14)、支座(5)、一次風(fēng)管(1)、爐蓖子(2)、二次風(fēng)管(3)、燃燒室(4)，其特征在于在爐體(27)與爐芯(12)之間設(shè)隔煙板(28)、(29)、形成集氣道(26)、下側(cè)煙道(8)、中側(cè)煙道(9)、上側(cè)煙道(10)、尾側(cè)煙道(11)，爐芯(12)下部設(shè)置料斗(6)、出料器(7)，上部設(shè)置水封(13)，炭化爐設(shè)置在支座(5)上；爐芯(12)是由活動(dòng)閘板(15)、固定閘板(16)、出料器磚(17)、爐架(18)、底座磚(19)、料道磚(20)、煙道磚(21)、傘形磚(22)組成，爐架(18)上設(shè)置出料器磚(17)，出料器磚(17)下設(shè)置活動(dòng)閘板(15)和固定閘板(16)，出料器磚(17)上設(shè)置底座磚(19)，底座磚(19)上連接有料道磚(20)，料道磚(20)內(nèi)裝有傘形磚(22)，料道磚(20)的側(cè)孔中裝有煙道磚(21)，從而構(gòu)成料道(23)，氣道(24)，煙道(25)三維立體交叉結(jié)構(gòu)的爐芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式炭化爐，其特征在于所述的出料器磚(17)、底座磚(18)為空心磚，內(nèi)孔截面為梯形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式炭化爐，其特征在于所述的料道磚(20)為空心磚，上平面有凹槽，下平面有凸槽，兩側(cè)面設(shè)有可裝煙道磚(21)的通孔，內(nèi)孔中設(shè)有可支承傘形磚(22)的凸臺(tái)，料道磚(20)上下面都設(shè)凸邊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種立式炭化爐,它可以用于制造無(wú)煙煤、煙煤、褐煤、泥煤的炭化料、焦炭、蘭炭,也可以用于制造木質(zhì)材料的炭化料、木炭。在爐體27與爐芯12之間設(shè)隔煙板28、29、使炭化爐內(nèi)形成集氣道26、下側(cè)煙道8、中側(cè)煙道9、上側(cè)煙道10、尾側(cè)煙道11。爐芯12構(gòu)成三維立體交叉結(jié)構(gòu)。底座磚19上裝料道磚20,料道磚20內(nèi)裝傘形磚22,側(cè)面裝煙道磚21,這樣熱氣流在爐中呈S形走向,物料在爐中不與熱氣流相接觸,黃煙能在爐中充分燃燒。
文檔編號(hào)C10B1/00GK2329662SQ9820955
公開日1999年7月21日 申請(qǐng)日期1998年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月15日
發(fā)明者趙必慶, 曹余香, 趙煒 申請(qǐng)人:趙必慶, 曹余香, 趙煒