專利名稱：磷酸法活性炭自動化生產線的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到自動生產線技術領域，具體是指磷酸法活性炭自動化生產線。技術背景作為基礎功能性材料，廣泛應用于發酵、生物、醫藥、環保等領域的活性炭，目前世界范圍內還沒有替代品。隨著人們對食品安全、環保的重視度提高，對高品質活性炭的需求會越來越大。活性炭生產包括供料系統、混合攪拌及炭活化系統、壓濾回收系統、半成品干燥系統、磨炭系統、成品系統及自動控制系統等主要階段。技術改造前各階段設備間分離設置，人力物力投入多、物料流轉損耗大、窯爐尾氣排放多；活性炭生產使用的平板爐和普通轉窯，能耗大，生產成本居高不下；以前生產I噸活性炭需20噸至30噸水；采用傳統方法燒制活性炭，用木材做原料，既破壞森林資源，又增加成本。 自動化程度低、能耗大、資源利用率不高、尾氣排放多等問題嚴重制約了活性炭生產的發展，不適應國家節能減排可持續發展的要求。
實用新型內容本實用新型提供一種磷酸法活性炭自動化生產線，其主要目的在于克服磷酸法活性炭生產線系統設備各部分之間互相獨立，其相互配合通過人工控制，物料輸送流轉依靠人力物力，各生產步驟難于諧調一致，生產效率低、能耗大、污染嚴重的缺點。本實用新型采用如下技術方案磷酸法活性炭自動化生產線，包括I)供料系統實現輸送物料、對物料進行干燥處理、并進行除塵等功能；2)混合攪拌及炭化系統將酸液和木屑混合攪拌，通過螺旋送料器送至回轉窯進行炭化處理；對炭化料進行活化、沙石過濾，并對活化料進行水磨，變為炭漿；3)壓濾回收系統進行固液分離，在板框中低濃度的磷酸液將活性炭中含有的高濃度磷酸萃取并帶出壓濾機，最終將活性炭中的磷酸除去；4)半成品干燥系統將壓濾回收完的活性炭半成品進行氣流烘干以適用于粉磨工段；5)磨炭系統對活性炭進行磨細形成粉狀活性炭；6)成品系統對粉狀活性炭進行勻質攪拌、除塵，并計量包裝形成活性炭成品；7)自動控制系統，用于控制上述各個系統的諧調工作；供料系統與混合攪拌及炭活化系統相連，輸送粗干木屑及細干木屑；混合攪拌及炭活化系統與壓濾系統相連，輸送水磨后的炭漿；壓濾回收系統與與半成品干燥系統相連，輸送半成品物料；半成品干燥系統與磨炭系統和成品系統相連，輸送粉狀活性炭；自動控制系統與上述各系統進行電氣連接。所述供料系統包括皮帶輸送機、圓篩、料倉、螺旋送料器、強化干燥器、煤氣發生器、節能供熱爐，冷熱風閥、旋風分離器、引風機、布袋除塵器、星形卸料閥、傳感器等；皮帶輸送機、圓篩、料倉、螺旋送料器組成送料分系統；強化干燥器、煤氣發生器、節能供熱爐，冷熱風閥組成干燥分系統；旋風分離器、布袋除塵器、星形卸料閥組成除塵及送料分系統；送料分系統與干燥分系統相連，干燥分系統與除塵及送料分系統相連；引風機為系統建立負壓。所述混合攪拌及炭活化系統包括酸液儲罐、過渡料倉、螺旋送料器、攪拌器、卸料閥、回轉窯、煤氣發生器、節能供熱爐、水磨及傳感器等；酸液儲罐、過渡料倉、螺旋送料器、攪拌器、卸料閥等組成混合攪拌分系統；過渡料倉、螺旋送料器、回轉窯、煤氣發生器、節能供熱爐等組成炭化分系 統；螺旋送料器及水磨等組成水磨分系統；混合攪拌分系統與炭化分系統相連，輸送磷酸與木屑混合物料；炭化分系統與水磨分系統相連，輸送炭化物料。所述壓濾回收系統包括炭漿儲罐、壓濾機、酸液梯度儲罐、酸液儲罐、電動閥門、皮帶傳送器、過渡料倉、星形卸料閥及傳感器等；酸液梯度桶的液體主要是作為萃取介質，含有較高磷酸濃度的活性炭固體在板框壓濾機中，梯度儲罐中的液體通過酸洗泵抽到板框壓濾機中，在板框中低濃度的磷酸液將活性炭中的高濃度磷酸萃取并帶出壓濾機，最終將活性炭中的磷酸除去。所述半成品干燥系統包括螺旋送料器、強化干燥器、煤氣發生器、節能供熱爐、沙石過濾器、旋風分離器、布袋除塵器、星形卸料閥及引風機等；強化干燥器、煤氣發生器及節能供熱爐等組成活化分系統；沙石過濾器、旋風分離器、布袋除塵器及星形卸料閥等組成活性炭篩選分系統；螺旋送料器向活化分系統輸送炭化物料，活化分系統向活性炭篩選分系統輸送活化物料，活性炭篩選分系統向后端輸送篩選出的粗、細活性炭。所述磨炭系統包括過渡料倉、磨機、旋風分離器、布袋除塵器、星形卸料閥、螺旋送料器及粉炭輸送泵等；磨機對過渡料倉輸送來的活性炭進行碾磨，旋風分離器、布袋除塵器、星形卸料閥等進行活性炭的分選，螺旋送料器和粉炭輸送泵將粉狀活性炭送入后端成品系統。所述成品系統包括攪拌機、布袋除塵器、星形卸料閥等，進行粗、細活性炭的除塵及計量、包裝。本實用新型采用以上技術方案，通過包括供料系統、混合攪拌及炭活化系統、壓濾回收系統、半成品干燥系統、磨炭系統、成品系統的直接管道連接，在自動控制系統的統一控制下，實現生產過程自動化、密閉化，所有流程都是在管道里完成，沒有落地，基本杜絕粉塵等污染，而且生產成本比以前節約15%。
圖I是本實用新型總體結構框圖；圖2是本實用新型供料系統結構圖；圖3是本實用新型混合攪拌及炭活化系統結構圖；圖4是本實用新型壓濾回收系統結構圖；圖5是本實用新型半成品干燥系統結構圖；圖6是本實用新型磨炭系統結構圖；圖7是本實用新型成品系統結構圖。
具體實施方式
磷酸法活性炭自動化生產線，包括供料系統I、混合攪拌及炭活化系統2、壓濾回收系統3、半成品干媒系統4、磨炭系統5、成品系統6及自動控制系統7。供料系統I與混合攪拌及炭活化系統2相連，輸送粗干木屑及細干木屑；混合攪拌及炭活化系統2與壓濾回收系統相連，輸送水磨后的炭漿；壓濾回收系統與半成品干燥系統4相連，輸送活化物料；磨炭系統與磨炭系統5和成品系統6相連，輸送粉狀活性炭自動控制系統7與上述各系統進行電氣連接。I、供料系統I供料系統I包括皮帶輸送機101、圓篩102、料倉118、螺旋送料器103、強化干燥器 106、煤氣發生器121、節能供熱爐104，熱風閥120、冷風配風閥119、旋風分離器109、引風機113、布袋除塵器115、星形卸料閥111及116、傳感器。I)系統自動工作時，當檢測到過渡料倉202缺料時，自動啟動引風機113，為系統建立負壓，同時安裝在一工段控制室的警鈴發出提示，提示往皮帶輸送機101上料的工人開始上料，皮帶輸送機同時工作；當過渡料倉202滿時，熱風閥120立即關閉，螺旋送料器103同時停止工作，待延時一定時間后系統全部停機。2)強化干燥器106設置溫度傳感器(TT1)，設置溫度為150°C。通過檢測此處的溫度值，控制節能供熱爐104的熱風閥120及冷風配風閥119的開度。系統剛開機時，由于系統的溫度低，冷風配風閥119關閉，熱風閥120打開，當溫度達到設定溫度時，系統自動關小熱風閥120，冷風配風閥119自動打開一定開度。在系統正常運行過程中，值班人員可手動調整熱風閥120及冷風配風閥119的開度，以適應現場特定工況。3)布袋除塵器115前端設置溫度傳感器(TT2)，設置溫度為80 100°C。當檢測到溫度高于95°C時，自動關小熱風閥120，同時打開冷風配風閥119。此時如果溫度下降到900C以下時，則重新恢復之前的狀態。如果溫度仍然上升，當溫度超過100°C時，引風機113立即停止工作，同時熱風閥120立即關閉，系統發出事故報警指示。4)節能供熱爐104內溫度設定范圍為450 550°C之間。通過調整供煤氣管道上電動閥122開度大小，調整供氣量，從而控制爐溫。5)料倉118內設置料位傳感器(LIT12)，當下降到下限料位時，警鈴自動發出報警，提示工作人員缺料；當到達上限料位時，皮帶輸送機101自動停止工作。6)系統工作時星形卸料閥111和116同時工作，系統停止工作時，星形卸料閥也停
止工作。2、混合攪拌及炭活化系統2混合攪拌及炭化系統2包括酸液儲罐201、過渡料倉202、螺旋送料器215、攪拌器204、卸料閥212、回轉窯207、煤氣發生器211、節能供熱爐210、水磨214及傳感器。I)系統自動工作時，當檢測到過渡料倉202缺料時，供料系統的警鈴發出提示，開始工作；當過渡料倉202滿時，供料系統全部停機。2)攪拌器需要進料時，星形卸料閥203和螺旋送料器215同時工作，延時一定時間排酸電動閥(D2-2)自動打開，酸液和木屑在攪拌器204內混合攪拌。當星形卸料閥203和螺旋送料器215開啟一定時間后自動停止工作，停止進料。酸液則按照設定的進液量排液，排液完畢后，自動關閉電動閥(D2-2)。當電動閥(D2-2)關閉，攪拌一定時間后，卸料閥212自動打開卸料，卸料完畢自動關閉。然后開始下一個進料攪拌周期。3)酸液儲罐201裝有液位變送器(LIT1)，當星形卸料閥203開啟后延遲一段時間，酸液儲罐出口電動閥(D2-2)開啟，當液位下降設定的高度時，出口電動閥(D2-2)自動關閉。4)當電動閥(D2-2)關閉時，系統自動檢測酸液儲罐201內液位，當液位低于設定的下限值時，進酸電動閥(D2-1)開啟，到達設定的上限液位值時進酸電動閥(D2-1)關閉。在酸液儲罐201進酸的過程中，一旦出口電動閥(D2-2)收到指令需要開啟時，進酸電動閥 (D2-1)立即關閉，然后出口電動閥(D2-2)才可打開。5)物料在攪拌器204中混合攪拌一定時間，卸料閥開啟，開啟一段時間后自動關閉卸料閥。6)螺旋送料器206采用變頻器控制，根據回轉窯207窯尾安裝的溫度傳感器(TT5)的反饋數值，調節螺旋送料器206的轉速。窯尾溫度較低時減少給料量，窯尾溫度高時加大給料量。7)回轉窯207共有兩個電機進行驅動，電機均采用變頻器控制，兩臺電機保持恒轉速運行，且運行速度保持一致。8)節能供熱爐210安裝溫度傳感器(TI7)，設置溫度為650 700°C。當檢測到溫度較高時，自動關小煤氣管道上的閥門(D2-3 )，溫度較低時，開大煤氣管道上的閥門(D2-3)。3、壓濾回收系統3壓濾系統3包括炭漿儲罐301、壓濾機303、酸液梯度儲罐305、酸液儲罐311、電動閥門、皮帶傳送器307、過渡料倉309、星形卸料閥310及傳感器。I)炭漿儲罐301安裝有液位變送器(LIT4)，炭漿輸送泵302共兩臺，一用一備，用一臺泵向5臺壓濾機輸送炭楽；。當炭衆儲罐內的液位低于設定的下限值時，炭衆輸送泵停止工作，當炭漿儲罐內的液位達到設定的上限值時，炭漿輸送泵重新開始工作。2)五臺壓濾機依次進行工作，工作方式完全一樣，當其中一臺壓濾機進漿時，另外四臺進漿口關閉。以I號壓濾機為例，當進漿壓力達到12MPa時，系統會發出一個信號給中控室或值班人員，值班人員檢查I號壓濾機無卸漏時，手動啟動酸洗泵進行沖洗，當酸液梯度儲罐內的水被全部打完時酸洗泵自動停止。3)兩臺酸液梯度儲罐305互為備用，兩罐進出口管路用電動閥自動切換。一個作為主儲水罐、另一個作為備用罐。4、半成品干燥系統4活化系統4包括螺旋送料器401、強化干燥器406、煤氣發生器403、節能供熱爐404、沙石過濾器408、旋風分離器411、布袋除塵器415、星形卸料閥409、410、412、416及引風機417。I)系統自動工作時，當檢測到過渡料倉501缺料時，自動啟動引風機417，為系統建立負壓，螺旋送料器開始工作；當過渡料倉202滿時，熱風閥(D4-2)立即關閉，螺旋送料器401同時停止工作，待延時一定時間后系統全部停機。2)強化干燥器406設置溫度傳感器，設置溫度為150°C。通過檢測此處的溫度值，控制節能供熱爐404的熱風閥(D4-2)及冷風配風閥(D4-1)的開度。系統剛開機時，由于系統的溫度低，冷風配風閥(D4-1)關閉，熱風閥(D4-2)打開，當溫度達到設定溫度時，系統自動關小熱風閥(D4-2)，冷風配風閥(D4-1)自動打開一定開度。在系統正常運行過程中，值班人員可在中控電腦上手動輸入熱風閥(D4-2)及冷風配風閥(D4-1)的開度開度大小，以適應現場特定工況。3)布袋除塵器415前端設置溫度傳感器(TT9)，設置溫度為80 100°C。當檢測到溫度高于95°C時，自動關小熱風閥(D4-2)，同時打開冷風配風閥(D4-1)。此時如果溫度下降到90°C以下時，則重新恢復之前的狀態。如果溫度仍然上升，當溫度超過100°C時，弓丨風機417立即停止工作，同時熱風閥(D4-2)立即關閉，系統發出事故報警指示。4)節能供熱爐404內溫度設定范圍為450 550°C之間。通過調整供煤氣管道上的電動閥(D4-3)開度大小，調整供氣量，從而控制爐溫。5)系統工作時星形卸料閥409、410、412、416同時工作，系統停止工作時，星形卸料閥也停止工作。5、磨炭系統5磨炭系統5包括過渡料倉501、磨機503、旋風分離器504、布袋除塵器505、星形卸料閥502、506、508、509、513、螺旋送料器510及粉炭輸送泵511。I)系統自動工作時，當檢測到過渡料倉501的料位位于上限和下限中間某一位置時，自動啟動引風機512，為系統建立負壓，同時啟動磨機503、回轉下料器502。當過渡料倉501達到上限料位時，延時一定時間后，上個工段全部停機，如果在延時時間段內料位又低于上限料位，則延時停止，系統繼續正常工作。當過渡料倉501料位低于下限設定料位時，系統自動發出報警信號。2)星形卸料閥502采用變頻調速，根據磨炭機503的處理量調整轉速。3)當檢測到過渡料倉501料位到達上限料位時，系統首先關閉星形卸料閥502，延時一定時間后同時關閉磨機503、星形卸料閥513、506、引風機512 ;當過渡料倉501的料位低于某設定值時，再重新啟動。啟動順序為引風機512—磨炭機503 —星形卸料閥506、513 —星形卸料閥508、509。4)系統工作時，過渡料倉507的炭粉通過星形卸料閥508、509與螺旋送料器510輸送到粉炭輸送泵511。控制順序為螺旋送料器510送料時間計時10分鐘后停止工作，然后啟動粉炭輸送泵511，粉炭輸送泵511經過5次脈沖氣力輸送后，停止工作，螺旋送料器510重新工作，以此循環。當過渡料倉507的粉炭低于下限料位時，回轉下料器508、509、螺旋送料器510、粉炭輸送泵511停止工作，等待進料。6、成品系統6成品系統6包括攪拌機601、602、布袋除塵器603、604、星形卸料閥605、606。系統自動工作時由上一工段的粉炭輸送泵511進入本工段的攪拌機601、602中，601和602依次循環進料，電動閥D6-1和D6-2不得同時開啟。
權利要求1.磷酸法活性炭自動化生產線，其特征在于其包括 .1)供料系統實現輸送物料、對物料進行干燥處理、并進行除塵等功能； .2)混合攪拌及炭化系統將酸液和木屑混合攪拌，通過螺旋送料器送至回轉窯進行炭化處理；對炭化料進行活化、沙石過濾，并對活化料進行水磨，變為炭漿； .3)壓濾回收系統進行固液分離，在板框中低濃度的磷酸液將活性炭中含有的高濃度磷酸萃取并帶出壓濾機，最終將活性炭中的磷酸除去； .4)半成品干燥系統將壓濾回收完的活性炭半成品進行氣流烘干以適用于粉磨工段； .5)磨炭系統對活性炭進行磨細形成粉狀活性炭； .6)成品系統對粉狀活性炭進行勻質攪拌、除塵，并計量包裝形成活性炭成品； .7)自動控制系統，用于控制上述各個系統的諧調工作； 供料系統與混合攪拌及炭活化系統相連，輸送粗干木屑及細干木屑；混合攪拌及炭活化系統與壓濾回收系統相連，輸送水磨后的炭漿；壓濾回收系統與半成品干燥系統相連，輸送半成品物料；半成品干燥系統與磨炭系統和成品系統相連，輸送粉狀活性炭；自動控制系統與上述各系統進行電氣連接。
2.根據權利要求I所述的磷酸法活性炭自動化生產線，其特征在于所述供料系統包括皮帶輸送機、圓篩、料倉、螺旋送料器、強化干燥器、煤氣發生器、節能供熱爐，冷熱風閥、旋風分離器、引風機、布袋除塵器、星形卸料閥、傳感器等；皮帶輸送機、圓篩、料倉、螺旋送料器組成送料分系統；強化干燥器、煤氣發生器、節能供熱爐，冷熱風閥組成干燥分系統；旋風分離器、布袋除塵器、星形卸料閥組成除塵及送料分系統；送料分系統與干燥分系統相連，干燥分系統與除塵及送料分系統相連；引風機為系統建立負壓。
3.根據權利要求I所述的磷酸法活性炭自動化生產線，其特征在于所述混合攪拌及炭活化系統包括酸液儲罐、過渡料倉、螺旋送料器、攪拌器、卸料閥、回轉窯、煤氣發生器、節能供熱爐、水磨及傳感器等；酸液儲罐、過渡料倉、螺旋送料器、攪拌器、卸料閥等組成混合攪拌分系統；過渡料倉、螺旋送料器、回轉窯、煤氣發生器、節能供熱爐等組成炭化分系統；螺旋送料器及水磨等組成水磨分系統；混合攪拌分系統與炭化分系統相連，輸送磷酸與木屑混合物料；炭化分系統與水磨分系統相連，輸送炭活化物料。
4.根據權利要求I所述的磷酸法活性炭自動化生產線，其特征在于所述壓濾回收系統包括炭漿儲罐、壓濾機、酸液梯度儲罐、酸液儲罐、電動閥門、皮帶傳送器、過渡料倉、星形卸料閥及傳感器等；酸液梯度桶的液體主要是作為萃取介質，含有較高磷酸濃度的活性炭固體在板框壓濾機中，梯度儲罐中的液體通過酸洗泵抽到板框壓濾機中，在板框中低濃度的磷酸液將活性炭中的高濃度磷酸萃取并帶出壓濾機，最終將活性炭中的磷酸除去。
5.根據權利要求I所述的磷酸法活性炭自動化生產線，其特征在于所述半成品干燥系統包括螺旋送料器、強化干燥器、煤氣發生器、節能供熱爐、沙石過濾器、旋風分離器、布袋除塵器、星形卸料閥及引風機等；強化干燥器、煤氣發生器及節能供熱爐等組成活化分系統；沙石過濾器、旋風分離器、布袋除塵器及星形卸料閥等組成活性炭篩選分系統；螺旋送料器向活化分系統輸送炭化物料，活化分系統向活性炭篩選分系統輸送活化物料，活性炭篩選分系統向后端輸送篩選出的粗、細活性炭。
6.根據權利要求I所述的磷酸法活性炭自動化生產線，其特征在于所述磨炭系統包括過渡料倉、磨機、旋風分離器、布袋除塵器、星形卸料閥、螺旋送料器及粉炭輸送泵等 ’磨機對過渡料倉輸送來的活性炭進行碾磨，旋風分離器、布袋除塵器、星形卸料閥等進行活性炭的分選，螺旋送料器和粉炭輸送泵將粉狀活性炭送入后端成品系統。
7.根據權利要求I所述的磷酸法活性炭自動化生產線，其特征在于所述成品系統包括攪拌機、布袋除塵器、星形卸料閥等，進行粗、細活性炭的除塵及計量、包裝。
專利摘要本實用新型公開了磷酸法活性炭自動化生產線，包括供料系統、混合攪拌及炭活化系統、壓濾回收系統、半成品干燥系統、磨炭系統、成品系統及自動控制系統；供料系統與混合攪拌及炭活化系統相連，輸送粗干木屑及細干木屑；混合攪拌及炭活化系統與壓濾回收系統相連，輸送水磨后的炭漿；壓濾回收系統與半成品干燥系統相連，輸送半成品物料；半成品干燥系統與磨炭系統和成品系統相連，輸送粉狀活性炭；在自動控制系統的統一控制下，實現生產過程自動化、密閉化，所有流程都是在管道里完成，沒有落地，基本杜絕粉塵等污染，而且生產運行成本比普通生產線節約15%，適應國家節能減排可持續發展的要求。
文檔編號C01B31/12GK202430012SQ20112057266
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者魏安國 申請人:福建省建甌市芝星活性炭有限公司