CN102259857A

CN102259857A - 采用浮选和炭化由粉煤灰制备活性炭的工艺

Info

Publication number: CN102259857A
Application number: CN2011101588515A
Authority: CN
Inventors: 许闽清
Original assignee: FUJIAN LONGYAN LONGNENG FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION Co Ltd
Current assignee: FUJIAN LONGYAN LONGNENG FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION Co Ltd
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2031-06-14
Also published as: CN102259857B

Abstract

本发明公开了一种采用浮选和炭化由粉煤灰制备活性炭的工艺，其包括对粉煤灰颗粒进行浮选的过程以及对浮选出的炭粉原料进行炭化的过程。本发明的炭化过程中，通过燃烧炭粉原料在热作用下产生的可燃性气体，提供炭粉原料炭化所需要的热量。炭化过程中产生的可燃性气体通入燃烧装置中燃烧，燃烧产生的高温烟气通入炭化炉，对炭化炉内的炭粉原料进行加热进而炭化。这样，既节省了能源，又避免了大量可燃性气体排入大气中，减少了环境污染。

Description

采用浮选和炭化由粉煤灰制备活性炭的工艺

技术领域

本发明涉及利用粉煤灰制造活性炭，更具体地讲，本发明涉及一种采用浮选和炭化由粉煤灰制备活性炭的工艺。

背景技术

粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，现阶段我国年排渣量已达3000万吨。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。粉煤灰中含有大量未燃烧的碳颗粒，经浮选后，可用作制造活性炭的原料。

中国专利200810143173.3公开了一种用粉煤灰制取活性炭的新工艺，原料为电厂锅炉的排弃物料粉煤灰原灰，经箱式冲灰器处理后，加入到矿浆预处理器中，同时分散剂及复合浮选剂经自动加药机也加入到矿浆预处理器中，然后再进入第一级浮选柱、第二级浮选柱内，从第二级浮选柱分离出来的碳粒子，含碳量达到85％以上，符合活性炭的含碳量要求，经浓缩机、过滤机、烘干机后，进入活性炭专用磨，通入高压蒸汽，进一步磨细，最后经油水分离及烘干，成为活性炭。

中国专利99115444.4公开了一种粉煤灰和浮选尾煤再浮选方法及工艺，将尾煤和煤灰送入脱水筛实行分选，将+0.5mm粒度以上的煤和杂物直接筛选出来，再将-0.5mm粒度以下的尾煤或煤灰及水用补充水并掺入根据尾煤和煤灰的特性用x轴、红松油和烃类油组合配制的特制浮选药剂，在浮选机内再浮游选煤，从而将尾煤或煤灰中的可燃物全部浮选出来。

中国专利200410098980.X公开了一种分离粉煤灰中残炭的浮选柱工艺，由矿浆准备、浮选柱分选、产品脱水三部分构成。采用双射流浮选柱，并配合相应的给料及脱水设备，组成浮选柱-厢式压滤机浮选工艺，脱除粉煤灰中的未燃尽炭粒。将高炭粉煤灰和水装入搅拌桶，经叶轮搅拌制备成符合浮选浓度要求的矿浆，制备好的矿浆用螺杆泵输送至浮选柱的入料口，矿浆入料经双射流浮选柱分选得到浮选精矿浆残炭和浮选尾矿浆粉煤灰，通过厢式压滤机脱水的处理，分别得到最终的残炭产品和粉煤灰产品。

中国专利200810031473.2公开了一种烧失量超标粉煤灰脱碳工艺，粉煤灰原灰由散装罐车运至处理厂的储灰罐，经计量后送入矿浆预处理器中，自动加药机将分散剂、复合浮选剂也加入矿浆预处理器中，进行混合搅拌，矿浆预处理器处理后的输出进入煤灰专用浮选柱，经浮选，炭粒子与尾灰分离，分别收集的炭粒子和尾灰再分别经浓缩机浓缩、过滤机过滤脱水后成为精煤粉和低烧失量粉煤灰。

中国专利200810031474.7公开了一种粉煤灰专用浮选柱，在浮选柱筒体顶部装有矿浆分配器，筒体内设多层鼓泡板，筒体下部设多点旋流装置和多点尾灰溢流孔，矿浆分配器周围装置矿浆分配管，筒体周边装置循环管道，循环管道上端与矿浆分配管连接连通，下端与旋流装置连接连通，矿浆分配管接口和进出料口分别连接循环泵两端，在浮选柱上部还装有高碳灰均衡溢流板及高碳灰溢流收集口，尾灰溢流孔通过管道连接安装有尾灰自动调节箱。

炭化过程中产生可燃性有机物烟气，现有技术没有对其进行合理解决。其排入大气中既引起环境污染，又造成资源浪费。

现有技术中尚没有一种既节约资源、又减少环境污染、采用浮选和炭化由粉煤灰制备活性炭的工艺。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种采用浮选和炭化由粉煤灰制备活性炭的工艺，其炭化过程既节约资源、又减少环境污染。

为了实现上述目的，本发明提供了一种由粉煤灰制备活性炭的工艺，其包括对粉煤灰颗粒进行浮选的过程以及对浮选出的炭粉原料进行炭化的过程；

其中，浮选过程包括如下步骤：

①向粉煤灰颗粒中加入浮选剂，形成混合物料；

②在浮选设备中使步骤①中所得的混合物料从上部下落；

③在浮选设备中形成向上吹送的气体，该气体与步骤②中落下的混合物料形成逆流接触，而且该气体在向上运动的过程中呈紊流状态；

④收集步骤③中向上通过浮选设备之浮选板的颗粒物。

步骤①中使用浮选剂、捕收剂，其中，采用的浮选剂为松醇油或碳八芳烃，捕收剂为轻质柴油或柴油。③中的气体具体为1-2个大气压(表压)。

该浮选过程的工作原理是：粉煤灰的主要成分为碳颗粒及灰分。加入浮选剂和/或捕收剂和/或其它助剂后，粉煤灰中的颗粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的碳颗粒选择性地粘附于气泡，并被携带上升，实现浮选。而可浮性差的灰分则向下沉。

由于向上吹送气泡及颗粒的气体呈紊流状态，因而浮选的效果更好，浮选率更高。

炭化过程包括如下步骤：

A利用加热装置，对炭化炉之转筒中的炭粉原料进行加热，该炭粉原料在热作用下产生可燃的燃气；

B关闭加热装置；

C将步骤A所产生的燃气通入燃烧装置中进行燃烧，产生高温烟气；

D将所产生的高温烟气通入转筒，对炭粉原料进行加热，产生可燃的燃气；

E将步骤D所产生的燃气通入所述燃烧装置中进行燃烧，产生高温烟气；

F重复执行步骤D及步骤E。

本发明中所称的“炭粉原料”特指在炭化炉内炭化的原料，其为由粉煤灰颗粒浮选制得的颗粒状含碳物料。

本发明中所称的“燃气”特指炭粉原料在热作用下产生的可燃性气体，其可包括CO、H₂、CH₄、烷烃、烯烃、煤焦油等各种挥发物组分；所称的“烟气”为燃气在燃烧装置中燃烧后所产生的气体。本发明的方法即通过燃烧这些可燃性气体，提供炭粉原料炭化所需要的热量。炭化过程中产生的可燃性气体通入燃烧装置中燃烧，燃烧产生的高温烟气通入炭化炉，对炭化炉内的炭粉原料进行加热进而炭化。这样，既节省了能源，又避免了大量可燃性气体排入大气中，减少了环境污染。

根据本发明的一实施方式，在浮选过程中，紊流状态是通过使气体在浮选设备中形成角度不同的多股向上气流而形成的。例如，可在浮选设备内设置散气装置，该散气装置的表面上设有多个气孔，该多个气孔设置为各自以不同的角度指向斜上方，以使浮选设备内的物料形成紊流。

根据本发明的另一实施方式，在浮选过程中，未向上通过浮选板的颗粒物则输送到①中的混合物料所在的容器，以使未向上通过浮选板的颗粒物再次进入浮选设备进行浮选，进而提高原料的利用率。

根据本发明的另一实施方式，在浮选过程中，浮选设备中使用超声分离装置或超声破散装置，通过发射超声波提高碳颗粒和灰分的剥离，形成粒度达一万目的超细的碳颗粒。具体而言，该超声分离装置或超声破散装置包括超声波发射器及配套的辅助装置。

根据本发明的另一实施方式，在浮选过程中，浮选设备中设置反射面，使得自上方落下的混合物料及向下穿过浮选板的颗粒发生向上的反射。该反射面可为，例如平面、球面、尖端向上的锥斗等各种形状。

根据本发明的另一实施方式，在浮选过程中，在混合物料通入向下的气体，以使混合物料顺利下落并控制下落的速度，该气体具体为1-2个大气压(表压)。

上述过程为第一级浮选。另外，为了得到粒度更小、精度更高的碳颗粒，可对浮选出的碳颗粒进行第二级浮选，其具体步骤如下：

⑤在浮选设备中使步骤④中所得的颗粒物从上部下落；

⑥在浮选设备中形成向上吹送的气体，该气体与步骤⑤中落下的颗粒物形成逆流接触，而且该气体在向上运动的过程中呈紊流状态；

⑦收集步骤⑥中向上通过所述浮选设备之浮选板的颗粒物。

步骤①、②、③、④中所用的浮选设备为第一浮选设备，步骤⑤、⑥、⑦中所用的浮选设备为第二浮选设备。⑥中的气体具体为1-2个大气压(表压)。

根据本发明的另一实施方式，在浮选过程中，在步骤④、⑤之间还包括如下步骤：向步骤④中所得的颗粒物加入浮选剂及捕收剂；其中，采用的浮选剂为松醇油或碳八芳烃，捕收剂为轻质柴油或柴油。

根据本发明的另一实施方式，在浮选过程中，浮选设备中设置反射面，使得⑤中自上方落下的颗粒及向下穿过浮选板的颗粒发生向上的反射。该反射面可为，例如平面、球面、尖端向上的锥斗等各种形状。

根据本发明的另一实施方式，在浮选过程的步骤⑤中，向颗粒内通入向下的气体，以使其顺利下落并控制下落的速度，该气体具体为1-2个大气压(表压)。

根据本发明的另一实施方式，在炭化过程中，在炭粉原料被加热的同时，使转筒转动，从而使炭粉原料发生翻滚，从而使炭粉原料均匀受热。

根据本发明的另一实施方式，在炭化过程中，转筒中设置有带动炭粉原料运动的装置，如扬板、叶片、突起物等。这样设置的目的是在加热的过程中，推送炭粉原料在转筒内前行，以实现连续性生产。为了达到更好的推送效果，该多个扬板、叶片、突起物在转筒的内壁上呈螺旋线状排布。

根据本发明的另一实施方式，在炭化过程中，炭化炉包括第一转筒和同轴的位于第一转筒之外的第二转筒，高温烟气首先进入第一转筒，然后进入第二转筒。燃气是从第二转筒引入到燃烧装置中。

根据本发明的另一实施方式，在炭化过程中，高温烟气是与炭粉原料逆流接触的，即高温烟气的流动方向与炭粉原料的平动运动方向是相反的。

根据本发明的另一实施方式，在炭化过程中，高温烟气是与炭粉原料顺流接触的，即高温烟气的流动方向与炭粉原料的平动运动方向是相同的。

根据本发明的另一实施方式，在炭化过程中，加热装置为位于炭化炉中心轴线处的电加热管。

根据本发明的另一实施方式，在炭化过程中，第一转筒和第二转筒的侧边与中轴线的夹角为8°-12°，在此基础上进一步优选为10°-11°。

粉煤灰颗粒经过浮选及炭化后，需通过活化以制造活性炭。适用本发明的工艺的活化炉可为，例如，利用水蒸气进行活化的斯利普活化炉或者利用碱进行活化的各种碱活化炉。当采用斯利普活化炉时，炉内的水蒸气压力为1-3个大气压(表压)，炉内温度约为950-1050℃。碱活化可以制备高比表面的活性炭。

根据本发明的另一实施方式，该工艺还包括利用碱对炭化后的炭粉进行活化的活化过程，该活化过程位于炭化过程之后，其包括如下步骤：

a将氢氧化钾、碳粉按照6-2∶1的重量比混合均匀，并放入活化炉中；

b向活化炉内通入氮气，排出其中的空气，同时采用分段升温-保温的方法，升温至700℃-1000℃，优选升温至700℃-900℃；

c将活化炉所产生的气体导入盛有水的密闭容器中，进行水封回收，而且该密闭容器进一步设置有水封回收后的气体出口；

d将活化炉降温，所得产物洗涤、干燥，得到高比表面积的活性炭。

氢氧化钾为活化剂，其与碳粉在高温下的反应为：

KOH+C→K₂CO₃+K₂O+H₂

KOH、K₂CO₃、K₂O对单个石墨微晶或微晶群形成刻蚀而生成不同孔径的孔隙，活化过程中反应生成的小分子气体，如CO、CO₂、H₂、H₂O、H₂S等，沿着已有孔道流出的过程中，因高温膨胀而起到扩孔的作用。另外，在活化的过程中产生的金属钾蒸汽将进入石墨层间，发挥造孔、扩孔的作用。

活化反应过程中大部分钾蒸汽均发生反应，因而只剩下少量的未反应的钾蒸汽，通过步骤c将活化炉所产生的气体导入盛有水的密闭容器中，进行水封回收，使K₂CO₃蒸汽、K₂O蒸汽及少量的钾蒸汽均被水吸收，利用简单的方法及较低的成本实现了反应后气体的回收。

根据本发明的另一实施方式，在活化过程中，碳粉包括炭化后的炭粉和石油焦，其重量比为2∶8-8∶2，优选为3∶7-7∶3。

根据本发明的另一实施方式，在活化过程中，对水封回收后从密闭容器中流出的气体进行过滤，以脱除其中的固体颗粒，然后排空。

根据本发明的另一实施方式，在活化过程中，分段升温-保温是分三段进行的；其中，在第一段中升温至380℃-440℃，然后保温；在第二段中升温至480℃-560℃，然后保温；在第三段中升温至700℃-900℃，然后保温。

根据本发明的另一实施方式，在活化过程中，步骤b中通入氮气的速率是如此控制的，在升温至100℃-300℃、优选100℃-200℃、更优选100℃-160℃时，活化炉内的空气已基本排出。

根据本发明的另一实施方式，在活化过程中，步骤d中将所述活化炉降温至100℃-200℃，优选100℃-160℃。

根据本发明的另一实施方式，在活化过程中，炭化后的炭粉中的灰分重量小于3％。

根据本发明的另一实施方式，在活化过程中，石油焦破碎至60-100目。

与现有技术相比，本发明的炭化过程中，通过燃烧炭粉原料在热作用下产生的可燃性气体，提供炭粉原料炭化所需要的热量。炭化过程中产生的可燃性气体通入燃烧装置中燃烧，燃烧产生的高温烟气通入炭化炉，对炭化炉内的炭粉原料进行加热进而炭化。这样，既节省了能源，又避免了大量可燃性气体排入大气中，减少了环境污染。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明工艺的流程图；

图2是实现本发明方法的系统的实施例1的结构框图；

图3是图2所示实施例1的浮选系统的结构示意图；

图4是图2所示实施例1的炭化系统的结构示意图；

图5是图2所示实施例1的活化系统的结构示意图；

图6是实现本发明方法的系统的实施例2的浮选系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的由粉煤灰制备活性炭的工艺，包括对粉煤灰颗粒进行浮选的过程、对浮选出的炭粉原料进行炭化的过程、对炭化后的炭粉进行活化的过程。

其中，浮选过程包括如下步骤：

①向粉煤灰颗粒中加入浮选剂，形成第一混合物料；

②在浮选设备中使步骤①中所得的第一混合物料从上部下落；

③在浮选设备中形成向上吹送的气体，该气体与步骤②中落下的第一混合物料形成逆流接触，而且该气体在向上运动的过程中呈紊流状态；

④收集步骤③中向上通过浮选设备之浮选板的颗粒物；

⑤向步骤④中所得的颗粒物加入浮选剂，形成第二混合物料；

⑥在浮选设备中使步骤⑤中所得的第二混合物料从上部下落；

⑦在浮选设备中形成向上吹送的气体，该气体与步骤⑥中落下的第二混合物料形成逆流接触，而且该气体在向上运动的过程中呈紊流状态；

⑧收集步骤⑦中向上通过浮选设备之浮选板的颗粒物。

炭化过程包括如下步骤：

B关闭加热装置；

E将步骤D所产生的燃气通入燃烧装置中进行燃烧，产生高温烟气；

F重复执行步骤D及步骤E。

活化过程包括如下步骤：

a将氢氧化钾、炭化后的炭粉、石油焦按照3∶0.4∶0.6的重量比混合并搅拌均匀，放入活化炉中；其中粉煤灰提取的炭化后的炭粉灰分重量小于3％，石油焦破碎至80目；

b向活化炉内通入氮气，排出其中的空气，其升温速率为：升温至150℃时，活化炉内的空气已基本排出；同时采用分段升温-保温的方法，升温至800℃，其具体分三段进行：在第一段中升温至400℃，然后保温；在第二段中升温至500℃，然后保温；在第三段中升温至800℃，然后保温；

d对水封回收后从密闭容器中流出的气体进行过滤，以脱除其中的固体颗粒，然后排空；

e将活化炉降温至140℃，所得产物洗涤、干燥，得到高比表面积的活性炭。

实施例1

图2所示为实现本发明方法的系统的实施例1，其利用粉煤灰颗粒浮选得到碳颗粒(炭粉原料)，干燥、造粒后，再对其进行炭化，并对炭化后的炭粉进行活化，其包括浮选系统、炭化系统、活化系统。

图3所示为本实施例的浮选系统，其包括一个浮选装置，该浮选装置包括：储料装置11、分配装置12、竖直设置的筒体13、锥斗状反射散气装置14、多层浮选板15、供气装置16、物理分离装置如超声波分离装置18、过滤板19、尾灰箱110、溢流收集段1301、尾灰收集段1305。

竖直设置的筒体13可分为三部分，从上到下依次为：第一浮选段1302、扩散锥体段1303、第二浮选段1304。其中，第一浮选段1302较细，其内设有一层浮选板15。第二浮选段1304较粗，其内设有散气装置14和一层浮选板15。扩散锥体段1303位于第一浮选段1302和第二浮选段1304之间，为尖端向上的锥斗状的过渡区域。

溢流收集段1301位于第一浮选段1302的外部，且第一浮选段1302的顶端位于溢流收集段1301的顶端和底端之间；另外，溢流收集段1301的底端设有出料口1309。

尾灰收集段1305为尖端向下的锥斗状，且其底部尖端处设有尾灰出口1306，尾灰出口1306连接有尾灰管道1307，尾灰管道1307连接到尾灰箱110，尾灰箱110位于尾灰管道1307的末端，且套在尾灰管道1307之外，尾灰管道1307末端的高度位于顶层浮选板之上，且尾灰管道1307的末端设有液面调节装置，用于通过调节尾灰管道1307的末端的高度来调节浮选装置内的液面高度。尾灰箱110的底端设有排灰口1308。在第二浮选段1304和尾灰收集段1305之间设有过滤板19。

散气装置14为尖端向上的锥斗状，其锥斗角度为120°，其锥面上设有多个气孔1401；其位于第二浮选段1304内，且位于锥斗状尾灰收集段1305上方。散气装置14上设有多个超声分离装置18。

间隔设置的多层(例如三层)浮选板15分别位于第一浮选段1302和第二浮选段1304内，其中底层的浮选板15位于锥斗状散气装置14的上方。

分配装置12位于溢流收集段1301上方，为下部设置有多条(例如8条)分配管道1201的容器。分配管道1201的末端位于第二浮选段1304之内、锥斗状散气装置14和底层浮选板15之间。

储料装置11内设有搅拌装置1101，用于将粉煤灰原料浆和浮选剂充分搅拌。储料装置11的下部设有送料管道1102，送料管道1102上设有渣浆泵1103，该送料管道1102通向分配装置12。

供气装置16连接第一气体管道1601及第二气体管道1602；其中，第一气体管道1601与锥斗状散气装置14上的多个气孔1401连通，第二气体管道1602通向分配装置12。

该浮选系统的工作原理是：粉煤灰的主要成分为碳颗粒及灰分。加入浮选剂和/或捕收剂和/或其它助剂后，粉煤灰中的颗粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的碳颗粒选择性地粘附于气泡，并被携带上升，实现浮选。而可浮性差的灰分则向下沉。

图4所示为本实施例的炭化系统，其包括炭化炉和燃烧装置例如燃烧炉27。其中炭化炉包括进料装置21、第一转筒22、第二转筒23、收集装置24、燃气-烟气回路结构25、加热装置26、驱动第一转筒22及第二转筒23旋转的驱动装置(图中未示)。

其中，第一转筒22为封闭的圆柱，其轴线水平，其内壁上设有多个扬板(图中未示)；第一转筒22首部的端面上设有第一开口2503；第一转筒22尾部的侧面设有多个第二开口2504，其均位于与第一转筒22的尾端距离相等的同一纵截面上。

进料装置21为与第一开口2503连通的进料管道2101；进料管道2101的底端封闭，顶端设有进料口2102；进料管道2101内设有倾斜设置的、指向第一开口2503的挡板2103；进料管道2101的侧壁、第一开口2503的下方设有第五开口2502，该第五开口2502连接通向燃烧装置的第一气体管道2501。

第二转筒23为封闭的圆台状，其轴线与第一转筒22的轴线重合，第二转筒23的侧边与中轴线的夹角为10°；第二转筒23套在第一转筒22之外，第一转筒22的多个第二开口2504被套在第二转筒23之内；第二转筒23较细的首部邻近第一转筒22的尾部，第二转筒23较粗的尾部邻近第一转筒22的首部；第二转筒23的内壁上设有多个扬板(图中未示)。第二转筒23尾部的侧面设有多个第三开口2505，其均位于与第二转筒23的尾端距离相等的同一纵截面上。

收集装置24套在第二转筒23之外，并将所有第三开口2505均套于其内，收集装置24的顶端设有第四开口2506，该第四开口2506连接通向燃烧装置的第二气体管道2507。出料装置24的底端设有出料管道2401。

燃气-烟气回路结构25包括第一气体管道2501、第五开口2502、第一开口2503、第二开口2504、第三开口2505、第四开口2506、第二气体管道2507。

加热装置26为位于第一转筒22的轴线处的轴状电加热管。

燃烧炉27包括位于燃烧炉内的蓄热砖2701、位于燃烧炉27下方的进气口2702、位于燃烧炉27上方的出气口2703。燃烧炉27的进气口2702与第二气体管道2507的另一端连接，第二气体管道2507中间设有气体泵28。第一气体管道2501的另一端连接到燃烧炉的出气口2703。

该炭化系统的工作流程如下：

1、炭粉原料。经浮选的碳颗粒作为炭粉原料从进料口2102进入进料管道2101，被挡板2103阻挡后，从第一开口2503进入第一转筒22，在驱动装置的驱动下，第一转筒22及第二转筒23旋转，带动位于第一转筒22及第二转筒23内壁上的扬板旋转，将炭粉原料向第二开口2504的方向推送。炭粉原料前行的过程中，与位于第一转筒22的加热装置26或高温烟气接触，并被加热。炭粉原料从第二开口2504落入第二转筒23，并被旋转的扬板向第三开口2505的方向推送。在整个移动过程中，炭粉原料被加热、干燥、热解，最终被炭化。炭化后的炭粉原料从第三开口2505落到套在第二转筒23之外的收集装置24内，并经出料管道2401离开炭化炉。

2、燃气-烟气。本实施例中燃气-烟气与炭粉原料为顺流接触。在加热装置26的加热作用下，第一转筒22内的炭粉原料在热作用下产生可燃性气体，该可燃性气体顺着炭粉原料的流动方向经第二开口2504进入第二转筒23，并经第三开口2505、第四开口2506、第二气体管道2507进入燃烧炉27，在燃烧炉27中燃烧后产生高温的烟气。高温烟气经第一气体管道2501、第五开口2502、第一开口2503进入第一转筒22。第一转筒22内的炭粉原料在高温烟气的加热作用下，产生可燃性气体，该可燃性气体重复上述流程。

图5所示为本实施例的活化系统，其包括活化炉31、氮气供应装置32、第一回收装置33、第二回收装置34。

其中，活化炉31为密闭容器，其内设有原料容器如镍坩锅3101、加热装置如多条电加热丝3102；其顶端设有竖直的气体管道3103，气体管道3103顶端的出口为第一出气口，该第一出气口处设有防爆阀3104，当活化炉内的气体剧烈膨胀超过一定的限度时，防爆阀3104自动打开。气体管道3103的侧壁、第一出气口的下方设有氮气进气口3105。活化炉31的炉体上设有第二出气口3106；第二出气口处3106连接有第二连接管道3107；活化炉31为间歇式活化炉，其侧面设有能打开的端盖3108，端盖上设有用于通冷却水的水冷管道(图中未示)。活化炉31上设有用于显示炉内的压力表3109。活化炉31还包括用于控制电加热丝3102的加热控制柜3110，以实现精确控制加热温度及加热时间。

氮气供应装置32通过第一连接管道3201与活化炉31的氮气进气口3105相连通；

第一回收装置33为密闭容器，其内设有吸收液3306，第二连接管道3107插进第一回收装置33内，并延伸到吸收液3306的液面以下；吸收液3306液面的上部、第一回收装置33的顶部设有出气口3301。第一回收装置33的底部设有回收液出口3302及连接于该回收液出口3302的第一回收管道3303，该第一回收管道3303上设有阀门。第一回收装置33上设有用于显示装置内水位的水位计3304，以及用于调节活化炉31内压力的压力调节阀3305。

第二回收装置34为密闭容器，其设有进料口3401、物料回收口3402、排气口3403、过滤网3405。进料口3401设于第二回收装置34的侧壁、过滤网3405的下方，并通过第三连接管道3404与第一回收装置33的出气口3301相连通；物料回收口3402位于第二回收装置34的底部；排气口3403设置于第二回收装置34的顶部、过滤网3405的上方。排气口3403外连接有排气管道3408。第三连接管道3404的长度较长，这样第一回收装置33内的气体在经过第三连接管道3404的过程中，有充分的时间冷却。第二回收管道3406连接于物料回收口3402，该第二回收管道3406上设有阀门。

实施例2

实现本发明方法的系统的实施例2的其它部分与实施例1相似，其不同之处在于，浮选系统包括两个浮选装置，即在第一浮选装置之后设置第二浮选装置。该第二浮选装置包括：分配装置12’、竖直设置的筒体13’、锥斗状反射散气装置14’、多层浮选板15’、供气装置16’、物理分离装置如超声波分离装置18’、过滤板19’、溢流收集段1301’、尾灰收集段1305’。

竖直设置的筒体13’可分为三部分，从上到下依次为：第一浮选段1302’、扩散锥体段1303’、第二浮选段1304’。其中，第一浮选段1302’较细，其内设有一层浮选板15’。第二浮选段1304’较粗，其内设有散气装置14’和一层浮选板15’。扩散锥体段1303’位于第一浮选段1302’和第二浮选段1304’之间，为尖端向上的锥斗状的过渡区域。

溢流收集段1301’比第一浮选段1302’粗，套在第一浮选段1302’之外，且第一浮选段1302’的顶端位于溢流收集段1301’的顶端和底端之间；另外，溢流收集段1301’的底端设有出料口1309’。

尾灰收集段1305’为尖端向下的锥斗状，且其底部尖端处设有尾灰出口1306’。在第二浮选段1304’和尾灰收集段1305’之间设有过滤板19’。

散气装置14’为尖端向上的锥斗状，其锥斗角度为120°，其锥面上设有多个气孔1401’；其位于第二浮选段1304’内，且位于锥斗状尾灰收集段1305’上方。散气装置14’上设有多个超声分离装置18’。

间隔设置的多层(例如两层)浮选板15’分别位于第一浮选段1302’和第二浮选段1304’内，其中底层的浮选板15’位于锥斗状散气装置14’的上方。

分配装置12’位于溢流收集段1301’上方，为下部设置有多条(例如8条)分配管道1201’的容器。分配管道1201’的末端位于第二浮选段1304’之内、锥斗状散气装置14’和底层浮选板15’之间。

第一浮选装置的出料口1309连接出料管道1701，该出料管道1701的另一端通向第二浮选装置的分配装置12’。

供气装置16’连接第一气体管道1601’及第二气体管道1602’；其中，第一气体管道1601’与锥斗状散气装置14’上的多个气孔1401’连通，第二气体管道1602’通向分配装置12’。

该浮选系统的工作流程可分为两个阶段：在第一浮选装置内的第一阶段和在第二浮选装置内的第二阶段。

其中第一阶段为：向储料装置11中的粉煤灰原料浆加入浮选剂，形成混合物料。该混合物料经位于储料装置11下部的送料管道1102进入分配装置12。分配装置12内的粉煤灰原料和浮选剂的混合物经位于分配装置12下部的多条分配管道1201进入筒体内。供气装置16通过散气装置14上的气孔1401向筒体内供气，碳颗粒在浮选剂的作用下粘附于气泡，并以紊流状态四散漂浮并向上运动，顺利通过各层浮选板15上的孔，落到最上层的浮选板15上，实现碳颗粒的浮选。可浮性差的灰分则未通过浮选板15浮选，落到尾灰收集段1305。浮选出的碳颗粒被收集到溢流收集段1301内，并从出料口1309经出料管道1701进入第二浮选装置的分配装置12’内，开始了浮选的第二阶段。

第二阶段的是以第一阶段浮选出的碳颗粒作为原料进一步浮选，以制造含碳量更高的颗粒。其流程与第一阶段类似，具体为：分配装置12’内的颗粒经位于分配装置12’下部的多条分配管道1201’进入筒体内。供气装置16’通过散气装置14’上的气孔1401’向筒体内供气，碳颗粒在浮选剂的作用下粘附于气泡，并以紊流状态四散漂浮并向上运动，顺利通过各层浮选板15’上的孔，落到最上层的浮选板15’上，实现碳颗粒的浮选。浮选出的碳颗粒被收集到溢流收集段1301’内。可浮性差的灰分则未通过浮选板15’浮选，落到尾灰收集段1305’，并从尾灰出口1306’排出。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的发明范围所涵盖。

Claims

1.一种由粉煤灰制备活性炭的工艺，其包括对粉煤灰颗粒进行浮选的过程以及对浮选出的炭粉原料进行炭化的过程；

其中，所述浮选过程包括如下步骤：

①向粉煤灰颗粒中加入浮选剂，形成混合物料；

②在浮选设备中使步骤①中所得的混合物料从上部下落；

④收集步骤③中向上通过所述浮选设备之浮选板的颗粒物；

所述炭化过程包括如下步骤：

B关闭所述的加热装置；

D将所产生的高温烟气通入所述转筒，对所述炭粉原料进行加热，产生可燃的燃气；

F重复执行步骤D及步骤E。

2.如权利要求1所述的工艺，其中，所述浮选过程中，所述紊流状态是通过使所述气体在所述浮选设备中形成角度不同的多股向上气流而形成的。

3.如权利要求1所述的工艺，其中，所述的浮选过程进一步包括：

⑤在浮选设备中使步骤④中所得的颗粒物从上部下落；

⑦收集步骤⑥中向上通过所述浮选设备之浮选板的颗粒物。

4.如权利要求1所述的工艺，其中，所述浮选过程中，在所述的浮选设备中使用超声分离装置，以促进碳颗粒与灰分颗粒的剥离。

5.如权利要求1所述的工艺，其中，所述浮选过程中，在所述的浮选设备中设置反射面，使得自上方落下的混合物料及向下穿过浮选板的颗粒发生向上的反射。

6.如权利要求1所述的工艺，其中，所述炭化过程中，在所述的炭粉原料被加热的同时，使所述转筒转动，从而使所述的炭粉原料发生翻滚。

7.如权利要求1所述的工艺，其中，所述炭化过程中，所述的转筒中设置有带动所述的炭粉原料运动的装置。

8.如权利要求1所述的工艺，其中，在所述炭化过程之后，还包括对炭化后的炭粉进行活化的过程，所述活化过程包括如下步骤：

b向所述活化炉内通入氮气，排出其中的空气，同时采用分段升温-保温的方法，升温至700℃-1000℃，优选升温至700℃-900℃；

c将所述活化炉所产生的气体导入盛有水的密闭容器中，进行水封回收，而且该密闭容器进一步设置有水封回收后的气体出口；

d将所述活化炉降温，所得产物洗涤、干燥，得到高比表面积的活性炭。

9.如权利要求8所述的工艺，其中，所述活化过程中，所述的碳粉包括炭化后的炭粉和石油焦，其重量比为2∶8-8∶2，优选为3∶7-7∶3。

10.如权利要求8或9所述的工艺，其中，所述活化过程中，对水封回收后从所述密闭容器中流出的气体进行过滤，以脱除其中的固体颗粒，然后排空。