CN102328927B - 带自供气结构的由粉煤灰制备活性炭的浮选炭化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由粉煤灰制备活性炭的系统，其包括浮选系统及炭化系统。其优点在于：1.利用文丘里管的异形结构使流经该管流体的速度发生变化从而产生差压，并通过补气口使外部的气体进入循环管道，并随着物料一起进入筒体内，从而在筒体内形成气泡，避免了设置单独的供气装置，节省了设备的制造成本；2.散气装置喷气，驱动气泡以紊流状态在筒体内四散漂浮，达到更好的浮选效果；3.由于炭化系统中设置了燃气-烟气回路结构，炭化过程中产生的可燃性气体从该回路结构进入燃烧装置中燃烧，燃烧产生的高温烟气又从该回路结构中进入炭化炉，对炭化炉内的炭粉原料进行加热；如此循环，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

带自供气结构的由粉煤灰制备活性炭的浮选炭化系统

技术领域

本发明涉及利用粉煤灰制造活性炭，更具体地讲，本发明涉及一种带自供气结构的由粉煤灰制备活性炭的浮选炭化系统。

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，筒体内设多段鼓泡板，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。

中国专利200920064391.8公开了一种循环流化床锅炉粉煤灰专用浮选柱，在顶部装有矿浆分配器，内设多段鼓泡板，下部设多点旋流装置，底部连接安装锥形尾灰收集槽，矿浆分配器周围装置矿浆分配管，周边装置循环管道，矿浆分配管连接循环泵，在浮选柱上部还装有高碳灰均衡溢流板及收集口，锥形尾灰收集槽其底端连接的尾灰管道连接至尾灰自动调节箱。

中国专利200920261379.6公开了一种垃圾微波裂解生产活性炭使用的搅拌浮选设备；该搅拌浮选设备包括：机体部分F、动力部分G和搅拌浮选部分H。机体部分F包括：搅拌浮选缸、机架、浮选物出口和混合物出口，动力部分G包括：搅拌浮选电机和搅拌浮选轴，搅拌浮选电机固定设置在所述的机架上，搅拌浮选电机与搅拌浮选轴连接。搅拌浮选部分H包括：搅拌叶片和浮选叶片，搅拌叶片固定设置在所述的搅拌浮选轴底部，浮选叶片固定设置在所述的搅拌浮选轴上部。

中国专利200920063583.7公开了一种用粉煤灰制取活性炭的新设备，包括依次连接的粉煤灰原灰进灰斗、电子计量秤、箱式冲灰器、矿浆预处理器、第一级浮选柱、第二级浮选柱、第一浓缩机、第一过滤机、第一烘干机、活性炭专用磨、油水分离器、第二烘干机；矿浆预处理器和第二级浮选柱还连接有分散剂及复合浮选剂的自动加药机，活性炭专用磨还连接有高压蒸汽管道。

中国专利200820046239.2公开了一种粉煤灰浮选炭生产装置，粉煤灰浮选炭生产装置包括可对粉煤灰粒度进行筛选的筛分模块、搅拌模块，可把精煤和尾灰分离的浮选模块、脱水模块以及把以上模块依次有机联系成整体的输送机构。

上述技术方案的缺点是：1、需要在浮选装置内设置单独的喷气装置，增加了制造成本；2、采用旋流装置使气泡以旋流状态向上运动，其紊流效果差，浮选效果不理想。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种不需要单独的喷气装置、带自供气结构的由粉煤灰制备活性炭的浮选炭化系统。

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系统，其包括浮选系统及炭化系统。其中，浮选系统包括至少一个自供气式浮选装置，该自供气式浮选装置包括竖直设置的筒体、位于筒体内的浮选板、分配装置、循环装置、溢流收集段、尾灰收集段；其中，

浮选板上有多个孔；该浮选板的作用有两个：一是使具有不同浮力的不同物料分层；二是通过浮选板上的孔的孔径限制气泡的大小。浮选板上的孔的孔径为0.5厘米-5厘米，浮选板可为金属、各种塑料或其它材料制成，其具体可为单层或多层，优选为间隔设置的多层，例如2-5层，以利于将筒体内的物料分成多层，使比重较大的灰分沉到底层，使含碳量较高的颗粒浮到顶层。

溢流收集段位于筒体的上段的外部，其底端低于筒体的顶端，用于收集从浮选段溢流出的颗粒物，溢流收集段的底端设有出料口；例如，溢流收集段可为底板上有孔的圆柱形容器，筒体的顶端从其底板上的孔穿出，这样，筒体内浮选出的颗粒物不断地向上堆积，就越过筒壁流进溢流收集段内；又如，筒体的顶部外壁上设有溢流孔或溢流管，溢流收集段为位于该溢流孔或溢流管下方的容器；

尾灰收集段位于所述筒体的底端，其设有尾灰出口；

分配装置位于溢流收集段上方，其为下部或底端设置有多条分配管道的容器；分配管道的末端可位于顶层浮选板的上方，也可以位于任意一层浮选板之下；

循环装置包括循环管道及与位于循环管道上的循环泵；循环管道设有文丘里管结构，并在对应于文丘里管结构、形成负压的循环管道侧壁处，设置有补气装置，例如，该补气装置可包括补气口及连接于该补气口的补气管，并在补气管的末端设有用于遮挡雨水的挡雨帽。

这里的文丘里管结构为制造成文丘里管一样的结构，例如，包括圆形入口部分、渐缩部分、圆筒形喉部和渐扩部分。本发明中，利用文丘里管的异形结构使流经该管流体的速度发生变化从而产生差压，并通过补气装置使外部的气体进入循环管道，并随着物料一起进入筒体内，从而在筒体内形成气泡，避免了设置单独的供气装置，节省了设备的制造成本。

该系统的炭化系统包括：

燃烧装置，其具有进气口及出气口；

双筒旋转炭化炉，其包括可旋转的内筒及可旋转的外筒、位于内筒内的加热装置、驱动内筒及外筒旋转的驱动装置，外筒套在内筒之外；

燃气-烟气回路结构，该回路结构将炭化炉之炭粉原料受热所产生的燃气送入燃烧装置进行燃烧，并将燃气所产生的烟气进一步用于加热炭粉原料，其包括位于炭化炉的多个开口及连接于炭化炉和燃烧装置之间的气体管道。

本发明中所称的“炭粉原料”特指在炭化炉内炭化的原料，其可为颗粒状含碳物料，例如由粉煤灰浮选制得的含碳颗粒。

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。

本发明中，炭化炉的内筒及外筒的旋转方向可相同，也可相反。优选地，外筒的轴线与内筒的轴线重合。

外筒和内筒的轴线可水平，也可与水平面有微小的夹角，例如该夹角可为5°-8°。外筒和内筒在驱动装置的驱动下旋转，使位于其内的炭粉原料加热得更均匀更充分。

燃烧装置(例如燃烧炉)位于炭化炉之外，其通过气体管道与炭化炉相连通。气体管道中间可设置有气体泵。这样，在气体泵的抽送下，炭化炉内的炭粉原料炭化分解时产生的燃气通过气体管道进入燃烧装置的进气口，在燃烧装置内进行燃烧。燃烧后产生的高温烟气通过气体管道通入炭化炉内。此时关闭加热装置，依靠炭化炉内的高温烟气对炭化炉内的炭粉原料进行加热并炭化。炭化产生的燃气又被泵回燃烧装置内燃烧并产生高温烟气，如此循环。

由于设置了燃气-烟气回路结构，炭化过程中产生的可燃性气体从该回路结构进入燃烧装置中燃烧，燃烧产生的高温烟气从该回路结构中进入炭化炉，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，浮选系统包括至少两个自供气式浮选装置；其中，第一浮选装置的出料口通过出料管道与第二浮选装置的分配装置相连通。

根据本发明的另一实施方式，浮选系统还包括紊流式浮选装置，该紊流式浮选装置包括：竖直设置的筒体，位于该筒体顶部的溢流收集段和位于该筒体底部的尾灰收集段；溢流收集段设有出料口；尾灰收集段设有尾灰出口；该紊流式浮选装置进一步包括：

位于筒体内的散气装置，该散气装置的表面较大，用于对气泡及颗粒进行反射；为了增强反射效果，该散气装置为尖端向上的锥斗状；散气装置的锥面上设有多个气孔，该多个气孔设置为各自与水平面成不同的角度，以使筒体内的物料形成紊流；

位于筒体内、间隔设置的多层浮选板，其中底层浮选板位于散气装置的上方；

位于溢流收集段上部的分配装置，分配装置为下部或底端设置有多条分配管道的容器，分配管道的末端位于散气装置及底层浮选板之间；

供气装置，该供气装置通过第一气体管道与散气装置上的多个气孔连通。

根据本发明的另一实施方式，浮选系统包括至少两个浮选装置，第一浮选装置的出料口通过出料管道与第二浮选装置的分配装置相连通；其中，第一浮选装置为自供气式浮选装置，第二浮选装置为紊流式浮选装置；或者，第一浮选装置为紊流式浮选装置，第二浮选装置为自供气式浮选装置。

另外，本发明的浮选系统中，第一浮选装置可有一个或多个，例如3-5个；第二浮选装置可有一个；多个第一浮选装置的出料口均通过出料管道与第二浮选装置的分配装置相连通，即多个第一浮选装置的浮选产物进入第二浮选装置进行再次浮选，以提高最终浮选产物的含碳量。

根据本发明的另一实施方式，燃气-烟气回路结构包括位于内筒首部的第一开口、位于内筒尾部的第二开口、位于外筒尾部的第三开口；第二开口套在外筒之内。

第二开口的数目可以有多个，例如位于与内筒的尾端距离相等的同一纵截面上，外筒将所有第二开口均套于其内。

炭粉原料从内筒的第一开口处进入，在内筒旋转的作用下，流向第二开口，并经第二开口进入外筒，同样在外筒的旋转作用下，流向第三开口。燃气-烟气与炭粉原料可为顺流接触，也可为逆流接触。当顺流接触，炭粉原料在热作用下产生的可燃性气体从第三开口流出炭化炉，进入燃烧装置进行燃烧；可燃性气体燃烧产生的高温烟气从第一开口进入炭化炉，并经第二开口流向第三开口。当逆流接触，炭粉原料在热作用下产生的可燃性气体从第一开口流出炭化炉，进入燃烧装置进行燃烧；可燃性气体燃烧产生的高温烟气从第三开口进入炭化炉，并经第二开口流向第一开口。本发明优选为顺流接触。

根据本发明的另一实施方式，气体管道包括与第一开口连通的第一气体管道、与第三开口连通的第二气体管道，第一气体管道的另一端通向燃烧装置的进气口或出气口，第二气体管道的另一端通向燃烧装置的出气口或进气口。

粉煤灰颗粒经过浮选及炭化后，需通过活化以制造活性炭。适用本发明的系统的活化炉可为，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℃。

根据本发明的另一实施方式，该系统还包括利用碱进行活化的活化系统，该活化系统位于炭化系统之后，其包括：

氮气供应装置，其通过第一连接管道与活化炉的氮气进气口相连通；

活化炉，其为密闭容器，其内设有加热装置；该活化炉包括第一出气口和氮气进气口；其中，氮气进气口处设形成氮气气幕，第一出气口处连接有第二连接管道；

第一回收装置，其为内设吸收液的密闭容器，第二连接管道插进第一回收装置内，并延伸到吸收液的液面以下；吸收液的液面上部设有出气口。

本发明的活化系统适用于以碱为活化剂的活化反应。例如，以氢氧化钾为活化剂，其与炭颗粒在高温下的反应为：

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，会有金属钾蒸汽产生。金属钾蒸汽将进入石墨层间，发挥造孔、扩孔的作用。

由于金属钾蒸汽十分活跃，与空气直接接触会爆炸。为了避免爆炸的发生，在整个活化过程中要通入氮气，以阻止金属钾蒸汽与空气直接接触。

为了进一步提高本发明之系统的安全性，优选地，在本发明的系统中，其活化炉进一步包括第二出气口，该第二出气口处设有防爆阀，而且上述的氮气气幕位于该防爆阀的内侧。

这样，当活化炉内的压力超过一定限度，防爆阀门自动打开。这样设置有两个作用：一是当气体压力小时，挡住活化炉的第二出气口，作为阻止活化炉内的气体溢出的屏障；二是当活化炉内的气体剧烈膨胀超过一定的限度(例如3公斤)时，自动打开，避免活化炉炸膛。

氮气气幕位于防爆阀的内侧，与防爆阀门形成了阻止活化炉内的气体溢出的两道屏障。这样即使防爆阀门打开，在氮气气幕的阻挡下，活化炉内的气体仍然无法溢出。

整个反应过程中及反应后，活化炉内的气体通入到第一回收装置内进行回收。第一回收装置内的吸收液(例如水)将吸收气体中的KOH蒸汽、K₂CO₃蒸汽、K₂O蒸汽及高温钾蒸汽，以避免这些具有污染性、腐蚀性、爆炸性的危险气体通入大气中。

根据本发明的另一实施方式，活化炉设有竖直的气体管道；该气体管道顶端的出口为第二出气口，该第二出气口处设有防爆阀；该气体管道的侧壁、第二出气口的下方开有氮气进气口。氮气进气口位于防爆阀门之下，不断通入的高压氮气在氮气进气口处形成氮气气幕。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、利用文丘里管的异形结构使流经该管流体的速度发生变化从而产生差压，并通过补气装置使外部的气体进入循环管道，并随着物料一起进入筒体内，从而在筒体内形成气泡，避免了设置单独的供气装置，节省了设备的制造成本；

2、散气装置喷气，驱动气泡以紊流状态在筒体内四散漂浮，达到更好的浮选效果；

3、由于炭化系统设置了燃气-烟气回路结构，炭化过程中产生的可燃性气体从该回路结构进入燃烧装置中燃烧，燃烧产生的高温烟气又从该回路结构中进入炭化炉，对炭化炉内的炭粉原料进行加热；如此循环，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；

4、由于炭化炉设置了双筒，内筒中的炭粉原料进入外筒后从外筒出炉，这样，在同样长度的设备中，延长了炭粉原料的行程和加热时间，使炭粉原料被充分加热并炭化；

5、炭化炉的内筒和/或外筒设置为圆台状，使炭粉原料在重力分力的作用下沿着筒的内壁向前流动，使炭粉原料在向前流动的过程中被加热，提高了工作效率。

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是本发明一实施方式之结构框图；

图2是本发明一实施方式的浮选系统的结构示意图；

图3是本发明一实施方式的炭化系统的结构示意图；

图4是本发明一实施方式的活化系统的结构示意图；

图5是本发明另一实施方式的浮选系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例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(如图1所示)。

图2所示为本实施例的浮选系统，其包括一个自供气式浮选装置，该自供气式浮选装置包括：储料装置18、分配装置11、竖直设置的筒体12、溢流收集段13、尾灰收集段14、多层浮选板15、循环装置16、尾灰箱17。

其中，储料装置18内设有搅拌装置1801，用于将粉煤灰原料浆和浮选剂充分搅拌。储料装置18的下部设有送料管道1802，送料管道1802上设有渣浆泵1803，该送料管道1802通向分配装置1。

筒体12内设有间隔设置的多层浮选板15(例如3层)。

溢流收集段13位于筒体12上段的外部，且筒体12的顶端位于溢流收集段13的顶端和底端之间；溢流收集段13的底端设有出料口1301。

尾灰收集段14位于筒体12底部，其为尖端向下的锥斗状，其底部的尖端处设有尾灰出口1401。尾灰出口1401连接尾灰管道1402，该尾灰管道1402的末端的高度位于顶层浮选板15之上，以调整浮选装置内的液面高度。尾灰管道1402的末端设有液面调节装置(图中未示)，液面调节装置包括插在尾灰管道1402内的细管、固定连接于细管顶端的封盖、固定连接于封盖顶端的丝杆，其中细管的外径和尾灰管道1402的内径一致，且细管上部的侧壁上设有多个长孔；丝杆上设有旋柄，通过旋转旋柄使丝杆转动，从而带动插在尾灰管道1402内的细管上下运动。进而调节筒体12内的液面。

尾灰箱17位于尾灰管道1402的末端，且套在尾灰管道1402之外，尾灰箱7的下部开有排灰口1701。

分配装置11为下部设置有多条(例如4条)分配管道1103的容器，其位于溢流收集段13上方，分配管道1103的末端位于顶层浮选板15的上方；分配装置12上设有进料口1102，送料管道1802连接于该进料口1102。

循环装置16包括：物料收集段161、物料泵送段162、物料分流段163、物料补气段164。

其中，物料收集段161包括多条(例如4条)出料段1611及收集段1612。该多条出料段1611的一端均连接于筒体12的侧壁，且连接点位于底层浮选板15的下方，另一端均连接于收集段1612。收集段1612为竖直设置的半圆环状。

物料泵送段162的一端连接收集段1612；循环泵1621位于该物料泵送段162上。

物料泵送段62的另一端连接物料分流段63，该物料分流段63为水平设置的圆环状。

物料补气段164有多条(例如4条)，该多条物料补气段164的一端均连接于物料泵送段162，另一端均连接于筒体12的侧壁，且连接点位于底层浮选板15的下方。

每条物料补气段164内均设有文丘里管结构1641，每条物料补气段164的侧壁、对应于文丘里管结构1641形成负压的位置设有补气装置，该补气装置包括补气口及连接于该补气口的补气管1642。

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3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、可旋转的内筒22、可旋转的外筒23、收集装置24、燃气-烟气回路结构25、加热装置26、驱动内筒及外筒旋转的驱动装置(图中未示)。

其中，内筒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)；内筒22首部的端面上设有第一开口2503；内筒22尾部的侧面设有多个第二开口2504，其均位于与内筒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。

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

收集装置24套在外筒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为位于内筒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进入内筒22，在驱动装置的驱动下，内筒22及外筒23旋转，带动位于内筒22及外筒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，与位于内筒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落入外筒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落到套在外筒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，内筒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进入外筒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进入内筒22。内筒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4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

如图5所示，本实施例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，其第一浮选装置为图2所示的自供气式浮选装置，其第二浮选装置为紊流式浮选装置。

该紊流式的第二浮选装置包括：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1301连接出料管道1302，该出料管道1302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18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18下部的送料管道1802进入分配装置11。分配装置11内的粉煤灰原料和浮选剂的混合物经位于分配装置11下部或底端的多条分配管道1103进入筒体12内，落到顶层的浮选板15上。然后向下穿过层层浮选板15，到达筒体12的底部，进入循环管道，并从循环管道重新回到筒体12内。循环管道内的文丘里管结构1641产生负压，使外部的气体从补气口进入循环管道，并随着物料一起进入筒体12内，从而在筒体12内形成气泡。碳颗粒在浮选剂的作用下粘附于气泡，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浮选，落到尾灰收集段14，并经尾灰管道1402从排灰口1701排出。浮选出的碳颗粒被收集到溢流收集段13内，并从出料口1301经出料管道1302进入第二浮选装置的分配装置11’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’下部或底端的多条分配管道1201’进入筒体13’内。供气装置16’通过散气装置14’上的气孔向筒体13’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’。

实施例3

本实施例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，该两个浮选装置均为自供气式浮选装置。其中，第一浮选装置的出料口通过出料管道与第二浮选装置的分配装置相连通。

实施例4

本实施例的其它部分与实施例2相似，其不同之处在于，浮选系统包括两个浮选装置，其第一浮选装置为紊流式浮选装置，其第二浮选装置为自供气式浮选装置。其中，第一浮选装置的出料口通过出料管道与第二浮选装置的分配装置相连通。

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 (10)

1.一种由粉煤灰制备活性炭的系统，其包括浮选系统及炭化系统，其中，所述浮选系统包括至少一个自供气式浮选装置，所述自供气式浮选装置包括竖直设置的筒体、位于所述筒体内的浮选板、分配装置、循环装置、溢流收集段和尾灰收集段；其中，

所述的溢流收集段设置于所述筒体的上段的外部，其底端设有出料口；

所述的尾灰收集段设置于所述筒体的底端，其设有尾灰出口；

所述的分配装置位于所述溢流收集段上方，其为下部或底端设置有多条分配管道的容器；以及

所述的循环装置包括循环管道及与位于所述循环管道上的循环泵；所述循环管道设有文丘里管结构，并在对应于文丘里管结构、形成负压的循环管道侧壁处，设置有补气装置；

所述炭化系统包括：

燃烧装置，其具有进气口及出气口；

双筒旋转炭化炉，其包括可旋转的内筒及可旋转的外筒、位于所述内筒内的加热装置、驱动所述内筒及所述外筒旋转的驱动装置，所述的外筒套在所述的内筒之外；

燃气-烟气回路结构，该回路结构将炭化炉之炭粉原料受热所产生的燃气送入燃烧装置进行燃烧，并将燃气所产生的烟气进一步用于加热炭粉原料，其包括位于所述炭化炉的多个开口及连接于所述炭化炉和所述燃烧装置之间的气体管道；其中，所述炭化炉的多个开口包括位于所述炭化炉的内筒首部的第一开口、位于所述炭化炉的内筒尾部的第二开口、位于所述炭化炉的外筒尾部的第三开口；所述第二开口套在外筒之内；其中，炭粉原料从内筒的第一开口处进入，在内筒旋转的作用下，流向第二开口，并经第二开口进入外筒，同样在外筒的旋转作用下，流向第三开口。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述浮选系统包括至少两个自供气式浮选装置；其中，第一浮选装置的出料口通过出料管道与第二浮选装置的分配装置相连通。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述浮选系统还包括紊流式浮选装置，所述紊流式浮选装置包括：竖直设置的筒体，位于该筒体顶部的溢流收集段和位于该筒体底部的尾灰收集段；所述溢流收集段设有出料口；所述尾灰收集段设有尾灰出口；

位于所述筒体内的散气装置，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与水平面成不同的角度；

位于所述筒体内、间隔设置的多层浮选板，其中底层浮选板位于所述散气装置的上方；

位于所述溢流收集段上方的分配装置，所述分配装置为下部或底端设置有多条分配管道的容器，所述分配管道的末端位于所述散气装置及所述底层浮选板之间；

供气装置，该供气装置通过第一气体管道与所述散气装置上的多个气孔连通。

4.如权利要求3所述的系统，其中，所述浮选系统包括至少两个浮选装置，所述的自供气式浮选装置为第一浮选装置，所述的紊流式浮选装置为第二浮选装置，其中，第一浮选装置的出料口通过出料管道与第二浮选装置的分配装置相连通。

5.如权利要求3所述的系统，其中，所述浮选系统包括至少两个浮选装置，所述的紊流式浮选装置为第一浮选装置，所述的自供气式浮选装置为第二浮选装置，其中，第一浮选装置的出料口通过出料管道与第二浮选装置的分配装置相连通。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述炭化炉的多个开口包括位于所述炭化炉的内筒首部的第一开口、位于所述炭化炉的内筒尾部的第二开口、位于所述炭化炉的外筒尾部的第三开口；所述第二开口套在所述外筒之内。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述气体管道包括与所述第一开口连通的第一气体管道、与所述第三开口连通的第二气体管道，所述第一气体管道的另一端通向所述燃烧装置的进气口或出气口，所述第二气体管道的另一端通向所述燃烧装置的出气口或进气口。

8.如权利要求1-7之一所述的系统，其中，所述系统还包括活化系统，所述活化系统位于所述炭化系统之后，其包括：

氮气供应装置，其通过第一连接管道与活化炉的氮气进气口相连通；

活化炉，其为密闭容器，其内设有加热装置；所述活化炉包括第一出气口和氮气进气口；所述的氮气进气口处设形成氮气气幕，所述的第一出气口处连接有第二连接管道；

第一回收装置，其为内设吸收液的密闭容器，所述第二连接管道插进所述第一回收装置内，并延伸到所述吸收液的液面以下；所述吸收液的液面上部设有出气口。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述活化系统的活化炉进一步包括第二出气口，所述的第二出气口处设有防爆阀，所述的氮气气幕位于该防爆阀的内侧。

10.如权利要求8所述的系统，其中，所述活化系统的活化炉设有竖直的气体管道；该气体管道顶端的出口设置为所述的第二出气口；该气体管道的侧壁、所述第二出气口的下方设置有所述的氮气进气口。

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