CN101020576B - 自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置，其特征在于，由废热源、废热热管、活性炭进料电机、转炉炉头、转炉传动装置、废气管道、滚轮装置、转炉筒体、转炉炉尾、出料箱、控制柜、转炉传动电机等组成，其活化和再生的方法为：利用工业有机废物等在废热源处燃烧，产生的热量加热转炉筒体内的吸热材料，吸热材料温度升高，达到炭化料自燃的温度以上，把需活化的活性炭原料送入转炉筒体内进行活化，活化时所需要的热量是由活性炭原料在转炉筒体内自燃及饱和活性炭所吸附的有机物燃烧所产生的热量来获得的，使之得到充分的高温干燥、焙烧、活化，本发明的优点是减少了能源消耗，节约生产运行成本。

Description

自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置及制造方法

技术领域

本发明涉及一种自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置及制造方法，是对炭化料进行活化，通入水蒸气，从而产生大量水煤气体燃烧，来得到制造活性炭所需要的温度，制造出新的活性炭，同时又可以对饱和活性炭进行再生活化，恢复其吸附性能，属于节能、环保、资源再利用的技术领域。

背景技术

制造活性炭的活化炉型式很多，国外活性炭制造工厂采用的炉型主要有竖炉、转炉和流化床炉：

(1)竖炉原由几个简单垂直的燃烧室构成，室壁砌以耐火砖，后来改进混料又设法控制炉内气流的方向、速度和温度，该炉还可以用来再生回收炭，为法国的Ceca、德国的Degussa、英国的Suteliffe Speakman等所采用。

(2)转炉：是最通用的卧式活化炉，美国Norit工厂采用，能控制活化速度的转炉。

(3)流动床炉：又称沸腾床炉，是固体粒子呈流体面悬浮状态，通过气固之间传热，传质速度快，但粒子磨损大，以前常以间歇法生产粉尘，现已发展成连续生产，并能制成耐磨的粉炭。

我国目前常用的活化炉主要有：

(1)斯列普式炉：又称鞍式炉，因其活化带的耐火砖是马鞍型，原为法国专利，20世纪50年代由苏联引进我国。

活化气体：水蒸气、煤道气交替活化。

主要优点：连续生产、产量大、质量好，过热蒸气温度稳定，不需外部供热。

主要缺点：对原料要求高、造价高、体积庞大、技术要求高、维修费用大，对活性炭活化和再生时的原料粒度有所规定，特别是不能活化细颗粒的活性炭，也不能用于所有饱和活性炭。

(2)焖烧炉

活化气体：燃煤所产生的高温烟道气。

主要优点：简单、投资省。

主要缺点：耗燃料多、活化不均匀、劳动强度大、粉尘大。

(3)土耙炉

活化气体：水蒸气(空气)。

主要优点：最简易炉型。

主要缺点：得率低、质量不高、原始作坊式、污染环境。

(4)多管炉

活化气体：水蒸气。

主要优点：不需燃料、稳定、易控制、产量较大。

主要缺点：活化不均匀、炭质量不高、过热蒸气温度低、耐火管易损坏、投资较大。

(5)沸腾炉：

活化气体：空气、水蒸气。

主要优点：气固接触好，活化均匀、机械化占地面积小。

主要缺点：间歇生产、易结渣影响正常操作、耗燃料。

(6)多层耗式炉

活化气体：烟道气、水蒸气。

主要优点：国外引进大型设备、活化强度大、适应多种产品、可自动化。

主要缺点：投资大、技术要求高、操作费用较高。

此外，还有多管沸腾炉、外溢流式沸腾炉、旋流喷动式活化炉、隧道窑活化炉、斜板式活化炉、百叶窗式活化炉、机械耙活化炉等。

制造活性炭的原料有多种，几乎所有含碳材料都可以用来生产活性炭，例如木材、锯屑、煤、果壳、椰壳、竹子、泥炭、稻草以及玉米秆等等。

发明内容

本发明的目的是提供一种构造简单、易损件少、占地面积小、制造成本低、减少能源消耗的自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置及制造方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置，其特征在于，废热源置于转炉炉头前端，转炉炉头、转炉炉尾、转炉传动电机、滚轮底架、滚轮装置通过预埋螺栓依次设于基础上，滚轮分别设于两个滚轮装置内，两个滚轮装置分别设于滚轮底架之上，转炉筒体的两端分别设于转炉炉头和转炉炉尾中间的孔内，并通过炉头密封装置和炉尾密封装置密封，转炉筒体由高向低倾斜设于滚轮里，废热热管设于靠近转炉炉头一端的转炉筒体中，其外端与废热源出热烟气口连接，进料螺旋置于转炉炉头上端，活性炭进料电机与进料螺旋连接，出料口与转炉炉尾下端连接，出料冷却器设于出料口下面，出料箱设于出料冷却器下面，转炉传动电机通过转炉传动装置与转炉筒体连接，控制柜设于转炉旁边，活性炭进料电机、转炉传动电机和热电偶测温装置分别通过导线和控制柜相连通，废气管道分别与转炉炉头、转炉炉尾相串通，最后与废气处理系统相连通，从蒸气源接入的水蒸汽管设于转炉炉尾的转炉筒体内。

所述的转炉筒体从进口到出口倾斜1-45°，转炉筒体内设有吸热材料。

所述的废热源是利用燃烧工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物来获得，作为引火自燃之用，正常运行时所需要的热源是利用活性炭原料的自燃及饱和活性炭所吸附的有机物燃烧所产生的热量来获得，用于转炉运行当初加热转炉筒体内的转炉筒体吸热材料和转炉维修后再运行时加热转炉筒体内的转炉筒体吸热材料，使转炉筒体内吸热材料的温度达到或超过活性炭原料及饱和活性炭的自燃温度，起到引火的作用，饱和活性炭再生时是利用饱和活性炭所吸附的有机物燃烧，并通入水蒸气从而产生水煤气体燃烧而获得热量。

一种自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置制造活性炭的方法，其特征在于，废热源加热转炉筒体内的吸热材料，使其温度达到炭化料的自燃温度，作为引火自燃之用，转炉筒体在活化过程中回转搅拌，来实现活化的目的，其方法为：

第一步.启动转炉传动电机，带动转炉筒体转动；

第二步.利用工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物在废热源处燃烧，燃烧后所产生的大量热量由废热热管送入转炉筒体内，经过短暂时间的加热后使转炉筒体内吸热材料的温度升高到850℃-1100℃，达到炭化料在转炉筒体内引火自燃的温度，同时由热电偶测温装置测温；

第三步.启动活性炭进料电机，通入水蒸气，即可对炭化料进行活化，制造新的活性炭，活性炭进料电机带动进料螺旋把需活化的活性炭原料送入转炉筒体内进行活化，同时向进料螺旋上的料槽内定时补充需活化的活性炭原料，转炉筒体的转动将带动需活化的活性炭从炉头处向炉尾处运动，使之达到充分的高温干燥、焙烧、活化，活化时间控制在3小时-30小时，干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成，活性炭原料自燃后再通入水蒸气从而产生大量的水煤气体，这些气体在转炉筒体内燃烧，从而得到制造活性炭所需要的热量；

第四步.当经再生活化的活性炭运动到转炉炉尾时，将自动滑入转炉炉尾下端的出料口内，定时开动出料口上的阀板，已处理好的热的活性炭自动进入出料冷却器内冷却，冷却后送至出料箱包装入库。

本发明所述的在制造活性炭时，所需要的热量，是通过活性炭原料在转炉筒体内自燃以及饱和活性炭所吸附的有机物燃烧所产生的热量来获得的，燃烧工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物所产生的热烟气，经过废热热管送到转炉筒体内，作为制造、再生活性炭的补充热量和开始运行时作为引火之用，同时尾气又经过废气管道经废气处理系统处理后排入大气，所排出的气体是清洁气体，对环境不会产生污染。本装置既可以使炭化料活化，制造新炭；又可以再生饱和活性炭。并且扩大了再生饱和活性炭的颗粒范围，从而实现制造和再生各种不同质地的活性炭，与其它各类活性炭再生活化装置相比，可以节省大量能源，大大降低了运行成本，在工业有机废物数量不足时，燃烧煤气、石油气、焦碳、煤等作为炭化料引火自燃之用。

本发明的优点是：

1.连续生产、质量稳定、好控制，装置构造新颖，操作简便，基础设施投入少，设备体积小，设计合理；

2.干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成；

3.1.7吨炭化料可制造出1吨符合国家优级品的活性炭产品，利用率高；

4.活化温度大于800℃，设备正常运行后，不需外部补充热量；

5.通入水蒸气等活化气体，即可对炭化料进行活化，制造出新的活性炭，并补充一定量的空气，来得到制造活性炭所需要的温度；

6.整个制造新炭、再生活性炭操作过程可实现自动控制；

7.再生后活性炭质量根据客户要求来确定，涉及到活性炭再生后炭损量的多少，与质量要求有关；

8.再生活性炭时减少了废物对环境的污染，并燃烧了对环境有影响的废有机溶剂。

附图说明

图1为自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，为自燃直热回转热型制造活性炭装置结构示意图，所述的利用自燃热制造活性炭的装置由废热源1、废热热管2、活性炭进料电机3、进料螺旋4、转炉炉头5、炉头密封装置6、转炉传动装置7、废气管道8、滚轮9、炉尾密封装置10、转炉筒体11、转炉炉尾12、水蒸汽管13、出料口14、出料冷却器15、出料箱16、控制柜17、滚轮底架18、滚轮装置19、基础20、转炉传动电机21和热电偶测温装置22组成。

废热源1安装在转炉炉头5前端，废热源1是利用燃烧工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物来获得，转炉炉头5、转炉炉尾12、转炉传动电机21、滚轮底架18、滚轮装置19通过预埋螺栓依次安装在基础20上，滚轮9安装在两个滚轮装置19内，两个滚轮装置19分别安装在滚轮底架18之上，转炉筒体11的两端分别穿插在转炉炉头5和转炉炉尾12中间的孔内，并由炉头密封装置6和炉尾密封装置10加于完全密封，炉头密封装置6装在转炉炉头5上，用螺栓固定，转炉筒体炉头5头端密封面与炉头密封装置6密封面用压簧压紧密实，炉尾密封装置10装在转炉炉尾12上，用螺栓固定，转炉炉尾12尾端密封面与炉尾密封装置10密封用压簧压紧密实，转炉筒体11由高向低倾斜安装在滚轮装置9里，转炉筒体11从进口到出口倾斜5°，所述的转炉筒体11内装有吸热材料，废热热管2安装在转炉筒体11中，废热热管2从废热源1出热烟气口接至转炉筒体靠近转炉炉头一端，并分别由密封器件密封各自的相连接部分，进料螺旋4安装在转炉炉头5之上，用导管连接到转炉筒体内，方便进料，活性炭进料电机3与进料螺旋4相连接，启动电机可以直接向转炉筒体11内进料，出料口14与转炉炉尾12下端连接，当活性炭运动至炉尾端并滑入炉尾后，拉开阀板可以将已处理好的热的活性炭置入出料冷却器15中冷却，出料冷却器15安装在出料口14下面，口对口对准，出料箱16安放在出料冷却器15的下面，活性炭冷却后放入出料箱16中，然后可以直接包装入库。转炉传动电机21与转炉筒体11之间用链轮、链条副作为转炉传动装置7相连接，开动转炉传动电机21带动转炉筒体11转动，控制柜17安放在转炉旁边，各电机、热电偶测温装置22等用导线和控制柜17相连通，便于综合控制，废气管道8分别与转炉炉头5、转炉炉尾12相串通，最后与废气处理系统相连通，各路废气管道都安上控制阀门，便于多路控制，废气最后经废气处理系统处理后直接排入大气，从蒸汽源接入的水蒸汽管19设于转炉炉尾12的转炉筒体11内。

自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置制造活性炭的方法，利用废热源1加热引火，使活性炭原料在转炉筒体内自燃。在活化过程中回转搅拌，来实现活化的目的，其方法为：

第一步.启动转炉传动电机21，带动转炉筒体11转动；

第二步.利用工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物在废热源1处燃烧，燃烧后所产生的大量热量由废热热管2送入转炉筒体内，经过短暂时间的加热后使转炉筒体11内吸热材料的温度升高到1000℃，达到炭化料在转炉筒体内引火自燃的温度。同时由热电偶测温装置22测温；

第三步.启动活性炭进料电机3，通入水蒸汽，即可对炭化料进行活化，制造新的活性炭，活性炭进料电机3带动进料螺旋4把需活化的活性炭原料送入转炉筒体11内进行活化，同时向进料螺旋4上的料槽内定时补充需活化的活性炭原料；由于转炉筒体11在安装时倾斜5°，转炉筒体11的转动将带动需活化的活性炭从炉头处向炉尾处运动，使之达到充分的高温干燥、焙烧、活化的目的，活化时间控制在15小时，干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成；活性炭原料自燃后再通入水蒸气，从而产生大量的水煤气体，这些气体在转炉筒体11内燃烧，从而得到制造活性炭所需要的热量。

第四步.当经活化的活性炭运动到转炉炉尾12时，将自动滑入转炉炉尾下端的出料口14内，定时开动出料口14上的阀板，已处理好的热的活性炭自动进入出料冷却器15内冷却，冷却后送至出料箱16包装入库。

如需要对饱和活性炭再生处理，其方法和步骤与上述相同。

在活化过程中，热电偶22控制温度，温度由装在控制柜17上的数字显示器读出，温度读数用于作为控制转炉转速、活性炭进料量的关键数据，是控制活性炭活化质量指标的主要依据。当温度低于工艺要求所设定的温度时，增加活性炭原料的投加量，并向转炉筒体内增加空气补充量来提高转炉筒体11内的运行温度，从而达到工艺要求所需的温度；反之，当温度超过工艺要求所需要的温度时，为了确保整套装置的运行安全，以及所活化的活性炭的各项理化指标，必须及时降低转炉筒体11的运行温度，同时减少对转炉筒体内的空气补充量，加快转炉筒体11的运转速度，以达到工艺要求所设定的温度，用空气补充量控制炉内温度、转速，从而控制活性炭的活化质量指标。

实施例2

在废热源1旁设有可以燃烧煤气、石油气、焦碳、煤等作为补充能源的热源，如废物不够，可以燃烧煤气、石油气、焦碳、煤等作为补充能源来获得热量，其它与实施例1相同。

总之，本装置利用炭化料在回转转炉筒体内自燃及饱和活性炭所吸附的有机物燃烧所产生的热量来得到活化和再生活性炭的热源，减少了能源消耗，节约了生产运行成本。燃烧工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物作为开始运行时引火自燃之用，经燃烧后，所产生的废气经过废气处理系统处理后，排入大气，又减少了对大气的污染，减少了废物对环境的二次污染，达到清洁环境、美化家园的目的，对社会创造效益。本发明装置较简单、新颖、运行可靠、操作方便、易损件较少、工艺先进实用，是制造和再生活性炭技术领域里的又一次飞跃。

Claims (5)

1.一种自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置，其特征在于，废热源(1)置于转炉炉头(5)前端，转炉炉头(5)、转炉炉尾(12)、转炉传动电机(21)、滚轮底架(18)、滚轮装置(19)通过预埋螺栓依次设于基础(20)上，滚轮(9)分别设于两个滚轮装置(19)内，两个滚轮装置(19)分别设于滚轮底架(18)之上，转炉筒体(11)的两端分别设于转炉炉头(5)和转炉炉尾(12)中间的孔内，并通过炉头密封装置(6)和炉尾密封装置(10)密封，转炉筒体(11)由高向低倾斜设于滚轮(9)里，废热热管(2)设于靠近转炉炉头(5)一端的转炉筒体(11)中，其外端与废热源(1)出热烟气口连接，进料螺旋(4)置于转炉炉头(5)上端，活性炭进料电机(3)与进料螺旋(4)连接，出料口(14)与转炉炉尾(12)下端连接，出料冷却器(15)设于出料口(14)下面，出料箱(16)设于出料冷却器(15)下面，转炉传动电机(21)通过转炉传动装置(7)与转炉筒体(11)连接，控制柜(17)设于转炉旁边，活性炭进料电机(3)、转炉传动电机(21)和热电偶测温装置(22)分别通过导线和控制柜(17)相连通，废气管道(8)分别与转炉炉头(5)、转炉炉尾(12)相串通，最后与废气处理系统相连通，从蒸气源接入的水蒸汽管(13)设于转炉炉尾(12)的转炉筒体(11)内。

2.根据权利要求1所述的自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置，其特征在于，所述的废热源(1)是利用燃烧工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物来获得。

3.根据权利要求1所述的自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置，其特征在于，所述的转炉筒体(11)从进口到出口倾斜1-45°，转炉筒体(11)内设有吸热材料。

4.根据权利要求1所述的自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置，其特征在于，所述的废热源(1)旁设有燃烧煤气、石油气、焦碳、煤及电作为补充能源的热源，作为引火自燃之用，设备正常运行后，不需外部补充能源。

5.根据权利要求1所述的自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置制造活性炭的方法，其特征在于，利用废热源(1)加热转炉筒体(11)内的转炉筒体吸热材 料，使炭化料在转炉筒体内引火自燃，在活化过程中回转搅拌，来实现活化的目的，其方法为：

第一步.启动转炉传动电机(21)，带动转炉筒体(11)转动；

第二步.利用工业有机废物、废有机溶剂、生活废有机物在废热源(1)处燃烧，燃烧后所产生的大量热量由废热热管(2)送入转炉筒体(11)内，经过加热后，使转炉筒体(11)内的吸热材料温度升高到850℃-1100℃，达到炭化料在转炉筒体内引火自燃的温度，同时由热电偶测温装置(22)测温；

第三步.启动活性炭进料电机(3)，通入水蒸汽，活性炭进料电机(3)带动进料螺旋(4)把需活化的活性炭原料送入转炉筒体(11)内进行活化，同时向进料螺旋上的料槽内定时补充需活化的活性炭原料，转炉筒体(11)的转动将带动需活化的活性炭从炉头处向炉尾处运动，使之达到充分的高温干燥、焙烧、活化，活化时间控制在3小时-30小时，干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成；活性炭原料自燃后再通入水蒸气，从而产生大量的水煤气体，这些气体在转炉筒体内燃烧，从而得到制造活性炭所需要的热量；

第四步.当经活化的活性炭运动到转炉炉尾(12)时，将自动滑入转炉炉尾(12)下端的出料口(14)内，定时开动出料口(14)上的阀板，已处理好的热的活性炭自动进入出料冷却器(15)内冷却，冷却后送至出料箱(16)包装入库。