CN102092706A - 外加热节能环保型回转炭化炉 - Google Patents

外加热节能环保型回转炭化炉 Download PDF

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Abstract

一种外加热节能环保型回转炭化炉，其炉体(5)由至少三个独立的物料通道(21)组成，物料通道之间用筋板(22)连接；炉体左侧进料端用密封法兰(20)密封、右侧用物料通道膨胀密封装置(8)密封，出料仓左右两端用密封法兰(16、17)密封；进料仓(3)、物料通道(21)、出料仓(9)、挥发份管道(10)、燃烧室(13)、高温烟气管(12)、炉壳(6)内部与物料通道(21)外部之间的空间、尾气排气管(1)依次连通；通过配气管(15)调节加热物料的高温烟气的温度。本发明炭化物料时温度和升温速率易于控制，物料能均匀充分吸热，物料烧蚀低、得率高，能源消耗少，生产出的炭化料品质好。

Description

外加热节能环保型回转炭化炉
技术领域
本发明涉及一种生产活性炭炭化料的设备，具体涉及外加热回转炭化炉。
背景技术
活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的炭质吸附材料，它具有吸附能力强、化学稳定性好、机械强度高、方便再生等特点，被广泛应用于工业、农业、国防、交通、医药卫生、环境保护等领域。
炭化工序是生产活性炭过程中的重要工序之一，该过程是在适当的条件下把木质原料、煤、树脂、沥青等含碳的初始原料进行炭化，使非碳元素减少，以生产出适合活化工序所需要的碳质材料，是活化前的主要准备和基础。经过炭化制造的炭化料，对最终产品活性炭的品质有很大的影响。
炭化温度和炭化升温速率对炭化料的质量和产率有较大影响。炭化温度过低，焦油物质溢出至炭颗粒表面形成油颗粒或球状颗粒，炭化不彻底，炭化料无法形成足够的机械强度；温度过高会使炭化料中的石墨微晶结构有序化，减少微晶之间的空隙，影响活化造孔过程。较快的升温速率使物料析出更多的焦油和煤气，降低炭化料产率。低温适时炭化有利于颗粒中的挥发份徐徐溢出，炭颗粒收缩均匀，形成均匀的初步孔隙结构，有利于提高炭化料的机械强度，有益于下一步工序充分活化。
已有技术中的炭化转炉为内加热单筒回转炉，同等产量下物料在炉筒内堆积较高，抛撒高度较大，物料受热不均匀且磨损和摔打破碎率较高，炭化成品得率低；另外，这种回转炉工作过程中加热介质和被炭化原料直接接触，会导致炭化产生的挥发份气体燃烧火焰与原料直接接触，炭化终温难以控制，升温速率较快，物料表面烧蚀严重，炭化料外部产生光圈，给下步活化工序造成困难；同时这种设备还需外供热源，能源消耗大。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产活性炭炭化料的外加热回转炭化炉，该炭化炉温度和升温速率易于控制，物料能均匀充分吸热，物料烧蚀低、得率高，能源消耗少。
为达到上述目的，本发明包括进料仓、炉体、炉壳、出料仓、驱动机构，炉体由至少三个独立的物料通道组成，物料通道的横截面为封闭的环形截面，物料通道之间用筋板连接；炉体放置在炉壳内、端部固定在炉壳上与炉壳形成一个转动体，炉壳通过滚圈放置在托辊组件上，在驱动机构的驱动下绕轴线旋转；炉体左侧连通进料仓，进料端用密封法兰密封；在炉体右侧物料通道出口处装有物料通道膨胀密封装置，物料通道右端与出料仓连通，出料仓左右两端用密封法兰密封；出料仓与燃烧室上室通过挥发份管道连通，燃烧室上室通过其右侧的气体通道与燃烧室下室连通，配风管安装在燃烧室下室的右侧；高温烟气管右端深入燃烧室下室中，左端与炉壳内部、物料通道外部相通，在高温烟气管上装有配气管，该配气管深入到高温烟气管内，出口朝向进料口；在配气管管口前设有混流板。
本发明采用高温烟气外加热物料通道，通过调节配气管的配气量可以方便调节高温烟气温度，从而使炭化炉温度和物料升温速率易于控制，可生产出较高品质的炭化料，为下步活化工艺提供较好的条件。由于本发明为多物料通道结构，物料在炉内可均匀分布在每个物料通道内，因此物料受热面积大，能均匀充分吸热。由于本发明采用外加热，物料不与氧和明火接触，因此物料无烧蚀，炭化料表面不会烧焦，表面无粉尘，物料机械强度和表面光洁度高；由于物料无烧蚀，同时多物料通道结构使物料堆积高度低，降低了物料的磨损和摔打破碎率，因此本发明生产炭化料的得率高。本发明炭化过程中产生的挥发份在燃烧室集中燃烧，燃烧后的高温烟气完全抽入到炭化炉炉体内，足以提供炭化所需的热量，在正常生产时不需外供热源。另外，本发明物料和挥发份在物料通道内不与氧气和明火接触、不燃烧，还可有效避免现有炭化炉因物料通道内有火而发生爆炸现象的产生；因物料堆积低，还可有效避免现有炭化炉物料在干燥阶段粘在一起的现象；挥发份气体在燃烧室内充分燃烧后，使排放气体污染物降低，有益于环境保护。
附图说明
图1是本发明外加热回转炭化炉的结构示意图。
图2是图1的A-A向放大剖面图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
如图1、图2所示，本发明包括进料仓3、炉体5、炉壳6、出料仓9、挥发份管道10、燃烧室13、高温烟气管12、尾气排气管1、驱动机构23；炉体5由至少三个独立的物料通道21(业内通称产品道)组成，物料通道21的横截面为封闭的环形截面，所述环形截面可以是圆形、椭圆形、带圆角或不带圆角的多边形等环形截面，物料通道21之间用筋板22连接。炉体5放置在炉壳6内、端部固定在炉壳6上与炉壳6形成一个转动体，炉壳6通过滚圈7放置在托辊组件19上，在驱动机构23的驱动下绕轴线旋转。
如图1所示，进料装置由进料口2、进料端密封法兰20、进料仓3、螺旋给料板4组成，炉体5左侧(左侧，即靠近进料口2的一侧，下同)连通进料仓3，进料端用密封法兰20密封，防止空气通过进料仓3进入到物料通道21中。在炉体5右侧物料通道21出口处装有物料通道膨胀密封装置8，可使物料通道受热膨胀释放，也起到密封炉体5内部的作用，使挥发份气体与燃烧后的高温气体隔绝。物料通道21右端与出料仓9连通，出料仓左右两端用密封法兰16、17密封，防止空气通过出料仓9进入到挥发份管道中与挥发份气体接触燃烧、致使温度不可控。出料仓9与燃烧室上室13-1通过挥发份管道10连通，燃烧室上室13-1通过其右侧的气体通道13-2与燃烧室下室13-3连通；配风管14安装在燃烧室下室13-3的右侧。燃烧室之所以分为上下两室，是因为挥发份气体通过燃烧室上室时受热升温、更容易在燃烧室下室燃烧。高温烟气管12右端深入燃烧室下室13-3中，左端与炉壳6内部、物料通道21外部相通。在高温烟气管12上装有配气管15，该配气管15深入到高温烟气管12内，出口朝向进料口2；在配气管15管口前设有混流板18，使气体充分混合，便于温度调节。在挥发份管道10中部装有除尘器11，可使挥发份气体中的大部分粉尘落入到除尘器11中。
本发明的物料流程：物料经进料口2进入进料仓3后，由螺旋给料板4将物料均匀送入到炭化炉炉体5的物料通道21中，靠炉体的倾斜角度和转动，物料由进料仓3向出料仓9方向移动，逐渐升温，经过预干燥、热解、炭化等阶段排出水分及挥发份，物料得以炭化，从物料通道21出口处滑出，进入到出料仓9，由出料仓出口流出。
本发明的气体流程：物料通道中的物料在被加热炭化的同时释放出大量的挥发份气体，挥发份和物料相同方向行进，炭化产生的挥发份气体从物料通道21出口出来，进入到出料仓9，再由出料仓9进入到挥发份管道10中，然后从挥发份管道10进入燃烧室上室13-1，再通过气体通道13-2进入燃烧室下室13-3，经配风管14充分配风(业内通称过氧)后，在燃烧室下室充分燃烧，燃烧后产生的高温热气流(业内通称高温烟气)从燃烧室下室13-3进入到高温烟气管12中；高温烟气通过高温烟气管12经配气管15配气调节，经混流板18充分混合使温度均匀达到所需温度后进入炉壳6内部、物料通道21外部，通过外加热为物料通道21内的物料炭化提供热量，然后经尾气排气管1进入到尾气处理装置中。配风管14处备有燃烧嘴，在转炉开炉时由燃烧嘴提供热量使转炉达到所需温度后给料运行，并使物料受热后产生的挥发份气体开始在燃烧室燃烧。
本发明的物料通道21内可设有也可不设有抄板，为使物料翻动更均匀、受热加快，优选在物料通道内都设置抄板。
根据上述技术方案制造的试验炉，在本厂厂内测试，炭化终温可根据工艺的要求准确地控制在380～600℃，炭化得率可比现有炭化炉提高10～15％，生产出的炭化料外观光泽度、机械强度高，炭化料断面外部没有因烧蚀而产生的光圈。

Claims (2)

1.一种外加热节能环保型回转炭化炉，包括进料仓(3)、炉体(5)、炉壳(6)、出料仓(9)、驱动机构(23)，炉壳(6)通过滚圈(7)放置在托辊组件(19)上，在驱动机构(23)的驱动下绕轴线旋转，其特征是：所述炉体(5)由至少三个独立的物料通道(21)组成，物料通道(21)的横截面为封闭的环形截面，物料通道(21)之间用筋板(22)连接；炉体(5)放置在炉壳(6)内、端部固定在炉壳(6)上与炉壳(6)形成一个转动体；炉体(5)左侧连通进料仓(3)，进料端用密封法兰(20)密封；在炉体(5)右侧物料通道(21)出口处装有物料通道膨胀密封装置(8)，物料通道(21)右端与出料仓(9)连通，出料仓左右两端用密封法兰(16、17)密封；出料仓(9)与燃烧室上室(13-1)通过挥发份管道(10)连通，燃烧室上室(13-1)通过其右侧的气体通道(13-2)与燃烧室下室(13-3)连通，配风管(14)安装在燃烧室下室(13-3)的右侧；高温烟气管(12)右端深入燃烧室下室(13-3)中，左端与炉壳(6)内部、物料通道(21)外部相通，在高温烟气管(12)上装有配气管(15)，该配气管(15)深入到高温烟气管(12)内、出口朝向进料口(2)，在配气管(15)管口前设有混流板(18)。
2.根据权利要求1所述的外加热节能环保型回转炭化炉，其特征是：在所述物料通道(21)内设有抄板。
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