專利名稱：一種碳化活化一體的活性炭生產設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種活性炭生產設備，更具體地，涉及一種碳化活化一體的活性炭生產設備。
背景技術：
碳化和活化是生產加工活性炭必不可少的兩個環節。碳化是一個緩慢升溫的過程，大致分為三個階段第一階段是干燥階段；第二階段是開始熱解階段；第三階段是碳化階段，其中以縮聚和分解反應為主。活化方式一般分為三種，即氣體活化法、化學藥物活化法和化學物理活化法。目前，國內外以無煙煤、煙煤和褐煤為原料生產活性炭的廠家一般都采用氣體活化法。煤質活性炭的傳統制備工藝存在如下缺點第一、傳統工藝中的碳化工序和活化工序是在相互獨立的車間進行的，其碳化、活化時間長，產率低，總體制造成本高；第二、所 需原料的轉運要依靠大量的機械或人力，既不經濟，效率也低；第三、需單設鍋爐來提供碳 化和活化所需的蒸汽；第四、在生產過程中，因需要燃燒大量的燃料煤，并排出大量的二氧 化硫、二氧化碳等有害氣體和粉塵，從而造成嚴重的環境污染。用于活性炭生產的碳化爐種類很多，諸如立式移動床窯爐、土窯爐、坑式爐、耙式 爐、回轉爐等。而回轉碳化爐是在目前國內外煤質活性炭生產中使用最為廣泛的碳化設備， 其根據加熱方式的不同又分為外熱式和內熱式回轉碳化爐兩種。活化設備是煤質活性炭生產過程中的核心設備。目前應用較多的活化爐是生產量 較大的耙式爐、斯列普爐以及生產量較小的回轉活化爐。但是，現有的回轉活化爐存在如下 缺點第一、在正常生產過程中，需要不斷外加熱源，且所需燃料消耗較大；第二、單臺設備 生產能力小，工藝控制調節比較困難，產品質量穩定性差；第三、對設備材料的耐熱性能要 求高，且只能用于生產木炭活性炭，不能用于生產煤質活性炭。一般說來，煤質活性炭的工 藝條件比木質活性炭要高；木質活性炭的工藝不能用于煤質活性炭的生產，而煤質活性炭 的工藝可用于木質活性炭的生產。CN 2900492Y公開了一種碳化活化一體爐，由爐體、鍋爐、火道、爐門和煙囪組成， 其中包括上層碳化爐和位于其下的活化爐，位于爐體一端的鍋爐周邊外圍設有火道，兩端 分別與碳化爐和活化爐的端口連接，活化爐的底部為帶孔的耐火板，活化爐的上面設有多 孔輸氣管，活化爐的下面設有輸風管。該活化爐能同時連續不斷地進行碳化、活化，采用木 片、木屑、竹屑、果殼等下料生產活性炭；但是，需要通入新鮮空氣調控爐內溫度，并通入水 蒸氣進行活化以確保產品質量。CN 201043140Y公開了一種自供熱碳化活化一體回轉爐，由進料口、廢熱鍋爐、第 一托輪、第一托圈、傳動齒圈、回轉爐體、第二托輪、第二托圈、保溫層、抄料板、回轉爐爐頭、 爐內膽、爐內拱、煤氣燃燒孔、蒸汽加入管、進風孔、爐內墻、出料口、蒸汽管支架、爐內膽支 臂、電機、減速機構成。該設備結構簡單，操作方便，碳化和活化可連續完成，減少了生產工 序，設備運行過程中無需外加熱源，降低了生產成本。但是，該設備適用于一般意義上的活性炭的生產，不能用于生產煤質活性炭；而且，設備本身未能實現自熱平衡，需要單設鍋爐 自供蒸汽。
實用新型內容針對現有技術中的上述缺點，本實用新型的目的在于提供一種適于生產煤質活 性炭并實現自熱平衡的碳化活化一體的活性炭生產設備。本實用新型是通過如下技術方案來實現的本實用新型的一種碳化活化一體的活性炭生產設備，包括通過第一托輥和第二托 輥設置在基部上的爐體，所述爐體通過第一滾圈和第二滾圈與所述第一托輥和第二托輥相 連，所述基部上還設有通過傳動鏈條與所述爐體配合連接的傳動系統，所述碳化活化一體 爐還包括設置在所述爐體爐頭、爐尾兩端的爐頭喉管和爐尾喉管、以及與所述爐頭喉管和 爐尾喉管相連的儲氣罐。優選地，所述爐體的爐尾端還連接有余熱鍋爐、引風機和煙管，所述余熱鍋爐通過 煙管與引風機相連。優選地，所述爐體還包括設置在爐尾端的冷卻系統。與現有技術相比，本實用新型具有如下優點首先，本實用新型達到了潔凈化生產水平，既節能又降耗，實現對環境友好的工業 化生產模式；其次，有效提高了產品質量及其產能；再有，實現爐體內的恒溫；另外，本實用 新型可回收利用熱源，所產生的多余蒸汽被輸送至其他單位再利用，從而使其效益最大化。
圖1為本實用新型碳化活化一體爐的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的解釋和說明。應該理解，下述內 容僅是對本實用新型的具體描述，本實用新型并不因此而受到任何限制。如圖1所示，本實用新型的碳化活化一體爐包括支架平臺1、爐頭喉管2、受料斗 3、第一滾圈4、傳動鏈條5、爐體6、第二滾圈7、冷卻系統8、爐尾喉管9、余熱鍋爐10、引風 機11、煙管12、第一托輥13a、第二托輥13、基部14、傳動系統15 (包括冷卻盤管，圖中未示 出)；爐體6的一端固定于支架平臺1上，爐體6的一端從上至下分別設置有受料斗3和爐 頭喉管2，其中受料斗3設于爐頭端的靠上方，爐頭喉管2設于受料斗3下方，接近爐體6 的兩端的底部分別由第一托輥13a和第二托輥13支撐，靠近爐體6 —端的外部圍繞有固定 于第一托輥13a之上的第一滾圈4，靠近爐體6另一端的外部圍繞有固定于第二托輥13之 上的第二滾圈7，固定于基部上面的傳動系統15位于第一托輥13a和第二托輥13之間，靠 近爐體6 —端的外部圍繞有與傳動系統15連接的傳動鏈條5，與爐頭喉管2相對應的爐尾 喉管9設置于爐體6的另一端，爐體6外部圍繞有冷卻系統8，冷卻系統8下方設有出料口 17，余熱鍋爐10的一端與爐體6的另一端連接，余熱鍋爐10的另一端與引風機11的第一 接口連接，引風機11的第二接口與煙管12連接。本實用新型的上述碳化活化一體爐構造 簡單，操作靈活、直觀，并且檢修方便，使得啟動停止活化爐的耗時大幅度縮短。[0020]本實用新型的工作過稱為 在碳化活化生產的第一階段即原料準備階段中，首先，將無煙煤、煙煤或褐煤高速 解粒，將大于ο而小于等于6mm的粒度提高到320網目，并在富氧環境中進行預氧化，以達 到低溫碳化的目的，使其具備初步吸附性能，碘(I2)吸附值達到200 800mg/g，為后續 的活化造孔創造條件；其次，在配煤過程中加入固體添加劑，例如加入占原料重量份10 20%的固體煤浙青，以代替原有的黏合劑煤焦油，從而減少生產污染，做到排放達標，同時 增加粘合性和骨架材料例如煤浙青，以提升成品強度；第三，采用干法輥壓式成型設備例如 壓塊機，將配制好的解粒預氧化后的半成品壓制成型，再破碎整粒為炭活化原料。在碳化活化生產的第二階段即碳化活化的一體化生產階段，將活化原料通過給料 機(圖中未示出)、入料口 16并經受料斗3向爐體6內均勻下料，活化原料在爐體6內隨一 體爐的轉動被不斷地翻動，在原料從爐體6 —端逐漸向爐體6另一端推進的過程中，原料在 逐步升溫的同時也繼續得以碳化。原料完成碳化后連續進入活化段，通過爐頭喉管2和爐尾喉管9共同噴射的空 氣_蒸汽混合氣體18和19進行高溫活化反應，其中，空氣-蒸汽混合氣體18和19的體積 比例為1 1 5，更優選為1 2 4，上述反應的活化溫度為800°C至1000°C。由此先后完成了原料的碳化和活化。反應后的原料由一體爐爐尾的出料口 17進 入冷卻系統15的冷卻盤管，降溫后排出爐體，由此制得灰分低于5%的煤質活性炭。原料在碳化和活化中產生的可燃氣體，與通過爐頭喉管2、爐尾喉管9和引風機11 引入的空氣發生氧化還原反應。點燃可燃性氣體，其放出的熱量用來滿足生產過程中所要 求的熱量和溫度梯度。通過引風機11的作用，可將爐體6內碳化、活化后的高溫煙氣引入余熱鍋爐10，通 過換熱作用將余熱鍋爐10內的水汽化為水蒸汽，并引入爐體6的爐頭喉管2和爐尾喉管9 內，以完全實現自熱平衡，自供蒸汽。余熱鍋爐10內的水由可自動補水的裝置(圖中未示出)隨時自動補水。所述活化一體爐為單開門或雙開門，爐體為圓柱形或現有的其他形狀。本實用新 型的設備可根據原料、產品指標的要求，通過調整爐頭喉管2、爐尾喉管9來確定碳化段與 活化段的長度。上述生產工藝及設備按照自動化、數字化水平設計，從原料入爐到制得產品，均采 用自動化設備并進行程序控制，實現了單人自動化操作。顯而易見，本領域的普通技術人員，可以用本實用新型的一種生產煤質活性炭的 方法和設備，構成各種類型的活性炭的生產方法和生產設備。上述實施例僅供說明本實用新型之用，而并非是對本實用新型的限制，有關技術 領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因 此所有等同的技術方案也應屬于本實用新型的范疇，本實用新型的專利保護范圍應由各權 利要求限定。
權利要求一種碳化活化一體的活性炭生產設備，包括通過第一托輥(13a)和第二托輥(13)設置在基部(14)上的爐體(6)，所述爐體(6)通過第一滾圈(4)和第二滾圈(7)與所述第一托輥(13a)和第二托輥(13)相連，所述基部(14)上還設有通過傳動鏈條(5)與所述爐體(6)配合連接的傳動系統(15)，其特征在于，所述碳化活化一體爐還包括設置在所述爐體(6)爐頭、爐尾兩端的爐頭喉管(2)和爐尾喉管(9)、以及與所述爐頭喉管(2)和爐尾喉管(9)相連的儲氣罐。
2.根據權利要求1所述的活性炭生產設備，其特征在于，所述爐體(6)的爐尾端還連 接有余熱鍋爐(10)、引風機(11)和煙管(12)，所述余熱鍋爐(10)通過煙管(12)與引風機 (11)相連。
3.根據權利要求1所述的活性炭生產設備，其特征在于，所述爐體(6)還包括設置在爐 尾端的冷卻系統⑶。
專利摘要本實用新型涉及一種炭化活化一體的活性炭生產設備，包括通過第一托輥和第二托輥設置在基部上的爐體，所述爐體通過第一滾圈和第二滾圈與所述第一托輥和第二托輥相連，所述基部上還設有通過傳動鏈條與所述爐體配合連接的傳動系統，所述炭化活化一體爐還包括設置在所述爐體爐頭、爐尾兩端的爐頭喉管和爐尾喉管、以及與所述爐頭喉管和爐尾喉管相連的儲氣罐。本實用新型的活化速率高、產率高、成本低，并實現了自熱平衡和產品升級，同時減少了環境污染。
文檔編號C01B31/10GK201553615SQ20092026948
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月6日 優先權日2009年11月6日
發明者張振武, 徐迎節, 李光明, 王儒堂, 霍煥儒, 馬紅梅 申請人:神華集團有限責任公司;神華寧夏煤業集團有限責任公司;神華寧夏煤業集團有限責任公司活性炭分公司