CN102844270A

CN102844270A - 用于连续生产活性炭的设备

Info

Publication number: CN102844270A
Application number: CN2010800619420A
Authority: CN
Inventors: 金信哲
Original assignee: Letter Photochemical Industry (strain)
Current assignee: Letter Photochemical Industry (strain)
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2012-12-26
Also published as: KR101070636B1; WO2011090260A3; WO2011090260A2; KR20100018008A

Abstract

本发明涉及活性炭的连续生产。更具体地说，改善用于碳化窑和气体活化窑（广泛用于生产碳的连续窑设备）的热供给结构和热循环，并且使用最少的气体燃料且在最短的时间内使连续窑设备的内部温度稳定，以生产高品质的活性炭。

Description

用于连续生产活性炭的设备

技术领域

本发明涉及活性炭的连续生产。更具体地说，改善了用于碳化窑和气体活化窑（广泛用于生产炭的连续窑设备）的热供给结构和热循环，使用最少的气体燃料且在最短的时间内使连续窑设备的内部温度稳定，以生产高品质的活性炭。

背景技术

作为发达的工业文明地点，市区聚集了高密度的人口和设施，由环境污染物导致严重的大气污染。这对城市居民造成了许多的健康风险，因此，已开发了清除空气中有害物质的净化技术。特别的，活性炭的功效是众所周知的，由于其多孔碳晶体吸附各种不利于人体的有害物质并净化周围空气。因此，已经开发了许多形式的活性炭。

制造活性炭的工艺可分为：1）通过气体活化的碳化过程，这是目前使用最广泛的方法，其包括在600?800℃的范围加热有机物（活性炭的原料）并通过燃烧有机物中含有的可燃组织来生成碳化物（木炭）（作为碳化物晶体组织）；以及2）活化过程，在800?1100℃的范围通过添加气体催化剂如蒸汽气体（水蒸气）再次加热上述碳化物以生成细微的多孔吸附炭。如上所述，通过气体活化方法生产的大部分活性碳是利用普通的窑设备生产的（由燃气供给部、引入原料的入口、碳化窑、通过由气体催化剂引发的气体活化反应生产活性碳的碳化窑、气体出口等构成）。

另一方面，如果活性碳具有优良的吸附性，其碳晶体的组织没有被破坏；并且众所周知的，更多的气孔在碳化物的外表面上形成，并且每单位表面积应为一最大值。为生产高质量的活性碳，最重要的因素是在上述窑设备(即，1)碳化窑和2）气体活化窑）中保持恒定的适当温度，对于两种类型的窑来说这必然需要足够的预热（加热）。

此外，为了用上述窑设备生产活性碳，这两种类型的窑通常需要建造地相当的长，超过一定尺寸，从而可以一次加热大量活性碳。这适用于在其内部需要保持高温的碳化窑和气体活化窑。

不过，对于常规的连续的窑设备(即，加热炉和气体活化炉)，进口位于窑的一侧，可燃气体通过其进入并加热内部的温度，从而在设定的温度可以在长的窑里面维持之前，在预加热的过程期间消耗了很多时间和可燃气体。这导致生产率下降和经济问题。当某些人忽略前述的预加热的过程并、把大量燃气供给到上述炉中并且通过迅速加热的碳化物生产活性碳时，由于在炉内的不均匀的温度，这就会导致在碳化物上孔形成中的不稳定，并且生成低质量的活性碳。

但是不同于常规的连续窑设备，常规的窑设备分为不同的结构，如在其中提取碳化物（活性碳的原料）的碳化窑，以及在其中通过碳化物和气体催化剂之间的反应提取多孔活性碳的气体活化窑，最近的先进技术提出了多种窑设备，其利用单一类型的炉，其可以同时执行利用只采用气体活化的碳化窑的碳化以及使用气体活化炉的气体活化。

但使用单一类型炉的窑设备仍然有问题，因为在冷却单个炉中提取的碳化物之后（并且使用一部分碳化物用于点燃煤而其余的作为活性碳的原料），它们被再次送入炉中用于再次加热，从而可以提取更多的碳化物以用于活性碳的生产，需要重新供给许多燃气以提升碳化物的温度，这意味着注入不必要的燃料。

另一方面，常规的窑排出包含各种有害污染物的废气，废气在空中散布并且对人体健康造成危害。

发明内容

要解决的问题

为了解决上述问题，本发明设法首先提供一种结构，通过该结构输送到1)碳化窑和2)气体活化窑的燃烧热被供给到窑的两端，减少预加热过程的时间，从而窑内的内部温度被均匀地维持，从而提高生产率并生产连续的高质量的活性碳。

本发明的另一目的是提供一种结构，用于循环输送到两种类型的炉子（也就是炉1和炉2）的燃烧热，以便把燃烧气体的消耗限制到最小并且减少燃料花费。

本发明的又一目的是为废热回收特征增加废气冷凝结构，以限制释放到环境中的废气的量。

解决问题的装置

现在更详细地描述用于实现上述目标的该装置。

使用本发明连续制造活性碳

原料漏斗100，在其中储存作为活性碳110的来源的未加工的有机物。

内侧是耐火材料，连接到内部的第1框架210的两端每个都具有入口，一个是原料入口220，一个是用于在600~800℃的温度范围供给的燃烧热的（第一）入口230。位于两个入口220、230旁边的是分开的转移主体240和碳化物出口250，存在转移装置270用于上述在第1框架210的内腔260中的有机原料110（有助于用于生产活性碳280的第1碳化窑200的配置），以及：

内侧是耐火材料，连接到内部的第2框架310的两端每个都具有通风孔320，并连接到上述转移主体240，一个（第二）入口用于供给在800 ~ 1100 ℃温度范围的燃烧热。位于通风孔320和用于可燃气体的第2入口旁边的是连接到碳化物出口250的用于活性碳的入口340，以及在第2框架310的内腔中用于输送上述碳化物280的单独的转移装置370（有助于用于生产多孔活性碳280的第2气体活化窑200的配置），以及：

在密封的主体410中心的是用于废气的收集管420，其连接到前述的通风孔320，一根回流管在一个顶端连接到第1燃烧热入口230。下面，用于废气的冷凝管440连接到上述主体410的底面，且冷凝管440的外部与填充有单独致冷剂450的废热回收特征合成在一起。

本发明的效果

如上所述，本发明有利之处在于它通过改进的热供给结构而缩短了预加热时间，从而提高了生产率。它不但通过改善的热循环结构将燃气消耗限制到最小从而减少燃料费用，而且还通过冷凝废气限制废气排放的扩散从而改善周围环境，这两种都是非常有益的效果。

附图说明

图1示出了在其完全装配状态的本发明。

图2示出了活性碳的生产路径，顺序地描绘了本发明的活性碳生产过程。

图3示出了用于燃气的供给路径，或者说示出了燃气是怎样供给的。

图4显示其生产活性碳的过程。

附图标记说明

100	原料漏斗	110	有机原料
				200	第1碳化窑	210	第1 框架
220	原料入口	230	第1 燃烧热入口
				240	转移主体	250	碳化物出口
260、360	腔（空间)	270、370	转移装置
				280	碳化物	300	第1 气体活化窑
310	第1 框架	320	通风孔
				330	第2 燃烧热入口	340	碳化物入口
350	活性碳出口	380	活性碳
				400	废热回收特征	410	主体
420	废气收集管	430	回流管
				440	废气出口	450	致冷剂

具体实施方式

以下是实例研究，其中附图用来在更详细地描述本发明的结构和效果。

图1示出了原料漏斗100、第1碳化窑200、第2气体活化窑300和废热回收特征400的完全装配状态。图2以顺序步骤示出了生产活性碳的路径。图3 示出了用于燃气供应的路径。

如图1中所示，本发明的用于连续生产活性碳的设备由以下装置组成：漏斗100，用于存储制造活性碳的有机原料；通过在600~800℃的温度范围加热上述有机原料110生产组织化为碳化晶体的碳化物280的第1碳化窑；用于活化气体的第2窑300，其通过在800~1100℃的温度范围添加水煤气催化剂再次加热上述碳化物280从而生产多孔活性碳380；以及废热回收特征400，其释放由第1窑200和第2窑300产生的废气排放。

就原料漏斗100的单独的结构而言，第1窑200和第2窑300与常规的用于生产活性碳的窑设备没有不同，这3 个组成部分100、200、300的结构和效果，在此将不再详细描述。

在下文，将给出本发明的独特特征的详细描述，即，原料漏斗100、第1窑200和第2窑300以及废热回收特征400的结合结构；并且，借助那种相同的结构，废热回收结构包含在燃烧热供给循环结构和燃气中。

首先，在图1中，根据本发明的结合结构，转移主体240连接到与上述具有第1燃烧热入口230的第1碳化窑200相对的端部，并连接到与具有第2燃烧热入口330的第2气体活化窑相对的端部。此外，位于用于上述第1碳化窑的第1燃烧热入口230旁边的碳化物出口250连接到第2气体活化窑上的第2燃烧热入口330，还连接到位于相对侧的碳化物入口340。此外，在废热回收特征400上的用于废气的收集管420与位于上述第2气体活化窑上的第2燃气入口330以及相对其定位的通风孔320结合。并且最终，在构成废热回收特征400的主体410的上部的回流管430，在结构上连接到上述第1燃烧热入口230；上述主体410的底面连接到用于废气的冷凝管440，冷凝管外表面用致冷剂450填满。

转到图2，其示出了本发明的燃烧供给循环结构，其中由第1燃烧热入口230供给的用于第1碳化窑200的燃烧热加热第1框架210的内腔260，同时还经由碳化物出口250和碳化物入口340加热第2气体活化窑300的第2框架310的内腔360。此外，由第2气体活化窑300的第2燃烧热入口330供给的燃烧热加热第2框架310的内腔360，并同时经由转移主体240加热第1框架210的内腔，从而从入口230、330向两个内腔260、360供给燃烧热。该特殊系统通过减少并加快预热过程并在两窑200、300内维持稳定温度而提升活化碳的生产率。

如图3中所示，下一个重要的点是包含在本发明的燃气中的废热回收特征。该特征加热在第1碳化窑的内腔260中的前述有机原料110，并生产晶体化的碳化物280。当这发生时，包含在上述有机原料110中的杂质被燃烧并产生废气，其穿过第1框架210两端的碳化物出口和转移主体240，在通过冷凝管440排出之前，进入第2框架的内部主体处的用于废气的收集管420和废热回收特征400。

在此，上述废气含有大量高温有机挥发性化合物，且其维持高温。本发明引导那些废气穿过第2框架310的内腔360，从而将其高温有机挥发性化合物作为燃烧热循环。此外，残留在进入上述收集管420的废气中的该有机挥发性化合物当然也可以作为废热通过第1燃烧热入口230的回流管430再循环。

此外，由于连接到构成废热回收特征400的主体410的底面的冷凝管440的外部填充有致冷剂，当上述具有高温热量的废气通过冷凝管440排出时，高温废气借助致冷剂450以冷凝形式排出，从而限制排出到外部环境的废气的分散。

下面，如图4中所示，用于活性碳的本发明的生产过程的检查显示，当存储在原料漏斗100中的有机原料110被引入到第1窑200的原料入口220时，通过同时从第1燃烧热入口230供给600~800℃温度范围的燃烧热以及从第2燃烧热入口330供给800~1100℃温度范围的燃烧热，构成第1碳化窑200的第1框架210的内腔260中的内部温度用于减少并加快预热过程。经由安装在第1框架的内腔260的转移装置270转运的有机原料110在所需的温度均匀加热，从而提升生产的碳化物280的质量。

仅使用了上述例子描述本发明，但只要未极大地偏离支持技术的想法，当然可以利用各种方式。

Claims

1.一种用于生产活性碳的常规连续窑设备，包括原料漏斗、燃烧热入口、第1碳化窑、第2气体活化窑、以及废气出口，其具有：原料漏斗(100)，用于存储有机原料（110）（也就是活性碳的原料）；原料入口（220）；以及位于第1框架（210）两端的在600~800℃的温度范围的第1燃烧热入口（230），其连接到由耐火材料制成的内部；其特征在于：

在原料入口（220）和第1燃烧热入口（230）的旁边安装有单独的转移主体（240）和碳化物出口（250），且在第1框架（210）的腔（260）中的是用于上述有机原料（110）的转移装置（270）；在用于生产碳化物（280）的第1碳化窑（200）以及连接到由耐火材料制成的内部的第2框架（310）的两端是通风孔（320）以及提供800~1100℃温度范围的燃烧热的与上述转移主体（240）连接的第2燃烧热入口（330）；上述通风孔（320）和第2燃烧热入口（330）旁边的是连接到上述碳化物出口（250）的碳化物入口（340）以及碳化物出口（350）；在上述第2框架的腔（360）中的是单独的转移装置（370），其转移上述碳化物（280），以及用于生产多孔活性碳（380）的第2气体活化窑（300）；

在密封的主体(410)的中心是用于废气的收集管(420)，其连接到上述的通风孔(320)，在最顶端，回流管（430）连接到第1燃烧热入口（230）；下面，用于废气的冷凝管(440)连接到上述复合废热回收特征（400）的主体(410)的底面，废热回收特征（400）在冷凝管（440）的外表面上被单独的致冷剂（450）填充，以形成用于连续生产活化碳的本系统。