CN100383038C - 活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制备活性炭的活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺，将二氧化碳与水蒸汽的混合气体与炭化物料置于高温环境下进行活化反应，制得活性炭，收集反应产生的一氧化碳，对其进行加氧燃烧，并将所得的二氧化碳气体形成活化气体，再次与炭化物料发生活化反应，制得活性炭；一种用于实施上述活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺的设备，包括活化炉，在活化炉上套设加热炉，在活化炉上的炭化物料进口区域设有一氧化碳排放口，在一氧化碳排放口上设有燃烧反应器；本发明具有有利于降低生产成本并能对生产尾气进行利用等优点。

Description

活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺及设备

技术领域

本发明涉及活性炭工业生产中活化反应加氧燃烧循环利用工艺及设备，尤其涉及一种适用于木质、煤质等物理法活性炭生产过程使用的活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺及设备。

背景技术

目前国内活性炭工业生产中，活化反应尾气一般被排空，未被有效利用，主要是未能很好解决回收利用工艺。因为在循环利用活化反应尾气工艺工程中，同时需要稳定保持活化反应所需要的反应条件(如反应温度、反应介质浓度等)，需要很好地解决两种工艺的协调性。

发明内容

本发明提供一种有利于降低生产成本并能对生产尾气进行利用的活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺及设备。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述方法，即：

一种用于制备活性炭的活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺，是将作为活化气体的二氧化碳与水蒸汽的混合气体与炭化物料按重量比5∶1置于750-950℃的温度环境下，进行活化反应，制得活性炭，上述二氧化碳与水蒸汽的混合比为1∶3(重量比)，收集活化反应产生的一氧化碳气体，且按一氧化碳与氧气之体积比为2∶1的比例，对一氧化碳进行加氧燃烧，并将所得的二氧化碳气体作为活化气体一部分与另一部分由二氧化碳与水蒸汽构成的混合气体混合，形成活化气体，再次与炭化物料发生活化反应，制得活性炭。

本发明所述产品，即：

一种用于实施上述活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺的设备，包括活化炉，在活化炉上套设加热炉，在活化炉上设有炭化物料进口、活化气体入口、出料口及废烟气出口，在活化气体入口上设有活化气体输入管，在活化炉上的炭化物料进口区域设有一氧化碳排放口，在一氧化碳排放口上设有燃烧反应器，该燃烧反应器由反应筒和空气输入管组成，在反应筒上设有反应尾气进口和燃烧反应气出口，空气输入管位于反应尾气进口与燃烧反应气出口之间且空气输入管上的氧气出口与反应尾气进口相对，燃烧反应器的反应尾气进口与活化炉上的一氧化碳排放口连通，燃烧反应器的燃烧反应气出口与活化气体输入管连通。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明通过燃烧反应，充分利用了活化反应尾气的潜热，为活化反应提供了高温二氧化碳气体，减少了水蒸汽的用量。因而节省了燃料能源消耗。同时，由于二氧化碳参与活化反应，使活性炭产品性能更加优良。

本发明的工艺具有操作方便，活化尾气反应燃烧充分，反应产物二氧化碳量可精确控制，活化反应和燃烧反应整体协调性好等特点。活化介质采用水蒸汽和二氧化碳联合体。水蒸汽采用加热炉生产的废气余热过热，然后和燃烧反应产生的二氧化碳按比例混合，形成活化反应所需的活化剂。

本发明所采用的燃烧反应器采用了锥形结构，利于反应尾气减速扩散，另外设置有孔板分布器，使反应尾气在燃烧段分布均匀，与空气接触充分，而使燃烧反应完全。在活性炭生产工艺中因采用了活化反应尾气加氧燃烧循环利用新工艺和设备，充分利用了反应尾气的潜热，用来提高反应气体的温度，促进活化反应的进行。利于提高活性炭产品的质量，降低生产过程中的能源消耗。另外，燃料反应产物被用来作为活化反应气体，除了可以改善产品性能外，可以节省水蒸汽消耗量，间接节省了能源。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

图2是本发明燃烧反应器的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种用于制备活性炭的活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺，是将作为活化气体的二氧化碳与水蒸汽的混合气体与炭化物料按重量比(3-5)∶1置于750-950℃的温度环境下，进行活化反应，制得活性炭，上述二氧化碳与水蒸汽的混合比为1∶(2-5)(重量比)，收集活化反应产生的一氧化碳气体，且按一氧化碳与氧气之体积比为(2-4)∶1的比例，对一氧化碳进行加氧燃烧，并将所得的二氧化碳气体作为活化气体一部分与水蒸汽混合，形成活化气体，再次与炭化物料发生活化反应，制得活性炭。在本实施例中，还将用于活化反应后的废烟气加热水蒸汽，作为活化气体的二氧化碳与水蒸汽的混合气体与炭化物料的重量比可选择3∶1、5∶1或4∶1；活化温度可选择750、780、850、910或950℃；二氧化碳与水蒸汽的混合重量比可选择1∶2、1∶5、1∶3或1∶4；一氧化碳与氧气之体积比可选择2∶1、4∶1或3∶1。

实施例2

一种用于实施上述活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺的设备，包括活化炉6，在活化炉6上套设加热炉7，在活化炉6上设有炭化物料进口、活化气体入口、出料口及废烟气出口，在活化气体入口上设有活化气体输入管62，在活化炉6上的炭化物料进口区域设有一氧化碳排放口61，在一氧化碳排放口61上设有燃烧反应器4，该燃烧反应器4由反应筒41和空气输入管43组成，在反应筒上设有反应尾气进口a和燃烧反应气出口c，空气输入管位于反应尾气进口a与燃烧反应气出口c之间且空气输入管上的氧气出口与反应尾气进口a相对，燃烧反应器4的反应尾气进口a与活化炉6上的一氧化碳排放口连通，燃烧反应器4的燃烧反应气出口c与活化气体输入管连通，在本实施例中，在空气输入管上的氧气出口与反应尾气进口a之间设有多孔气体分布板42，在空气输入管43的氧气出口上设有空气喷头分布器431，反应筒由相互连接的锥形扩散筒和燃烧反应筒组成，反应尾气进口a设在锥形扩散筒上，燃烧反应气出口c设在燃烧反应筒上。

本发明的实现过程如下：(1)炭化原料由螺旋加料器送入活化反应炉一端。(2)活化炉由加热炉加热至活化反应所需的温度750-950℃。(3)活化反应部份尾气在燃烧反应炉内加氧燃烧，形成高温二氧化碳气体。(4)水蒸汽由加热炉产生的废气余热过热，然后和燃烧反应产生的二氧化碳按比例混合形成活化反应所需的活化剂，被送入活化反应炉进行活化反应。活性炭产品由活化反应炉出料端排出，而活化反应尾气进入生产过程的另一个循环。上述工艺采用连续操作，其中关键设备燃烧反应炉下部为锥形段，反应尾气在此减速扩散，称之为扩散段。上段为直筒段，称之为反应段，反应尾气在此与空气进行燃烧反应，重新转换成活化反应所需的二氧化碳，控制其反应速度并兼顾完全充分的燃烧反应是非常重要的，进入反应器的尾气量由排气阀2控制，然后进入反应器的扩散区减速，然后通过孔板分布器。进入反应器的空气量由控制阀3控制，然后通过一个藕喷头分布器，与进入反应段的反应尾气进行均匀燃烧反应。废烟道气进入热交换器5过热水蒸汽后，被排空。

Claims (4)

1.一种用于活性炭活化反应尾气加氧循环利用工艺的设备，包括活化炉(6)，在活化炉(6)上套设加热炉(7)，在活化炉(6)上设有炭化物料进口、活化气体入口、出料口及废烟气出口，在活化气体入口上设有活化气体输入管(62)，其特征在于在活化炉(6)上的炭化物料进口区域设有一氧化碳排放口(61)，在一氧化碳排放口(61)上设有燃烧反应器(4)，该燃烧反应器(4)由反应筒(41)和空气输入管(43)组成，在反应筒上设有反应尾气进口(a)和燃烧反应气出口(c)，空气输入管位于反应尾气进口(a)与燃烧反应气出口(c)之间，且空气输入管上的氧气出口与活化反应尾气进口(a)相对，燃烧反应器(4)的反应尾气进口(a)与活化炉(6)上的一氧化碳排放口连通，燃烧反应器(4)的燃烧反应气出口(c)与活化气体输入管连通。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于在空气输入管上的氧气出口与反应尾气进口(a)之间设有多孔气体分布板(42)。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于在空气输入管(43)的氧气出口上设有空气喷头分布器(431)。

4.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于反应筒由相互连接的锥形扩散筒(411)和燃烧反应筒(412)组成，反应尾气进口(a)设在锥形扩散筒上，燃烧反应气出口(c)设在燃烧反应筒上。

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