CN103058184A - 一种活性炭生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活性炭生产工艺，包括以下步骤：1、将炭化料烘干后经旋转活化炉的炉头进料装置送入炉体内，炉体内的温度设为800～1000℃，炉体前三段的每段均设置有热电偶测温装置和鼓风机；2、向炉体内通入水蒸汽与炭化料进行反应，反应时间控制在3～10小时，反应生成的尾气经炉尾设置的尾气回收装置进行回收处理，然后主要以CO和H2的混合气体形式引入产生水蒸汽的锅炉内以提供锅炉燃烧所需；3、反应得到的活性炭由炉尾的出料口进入出料冷却器内进行冷却，冷却后粉碎、检验、包装入库。本发明得率高、产品质量好、劳动强度低、生产效率高且节能环保。

Description

一种活性炭生产工艺
技术领域
本发明涉及活性炭生产技术领域，具体说是一种活性炭生产工艺。
背景技术
活性炭是一种由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、表面积大，吸附能力强的一类微晶质碳素材料。几乎所有含碳材料都可用来制造活性炭，例如木材、锯屑、坚果壳、煤、泥炭、稻草等。制造活性炭的关键工艺是活化，由于所用活化剂的不同，活性炭的活化可分为两类：1、用氯化锌、磷酸或氢氧化钾等化学品为活化剂的化学品活化法，又称化学活化法；2、用水蒸汽或二氧化碳等为活化剂的气体活化法，又称物理活化法。上述两种方法制得的活性炭分别为化学炭和物理炭。
传统的活性炭生产工艺多采用气体活化法，活化炉多选用土耙炉，活化气体为水蒸汽与空气的混合气体，活化时，首先往炉内增添木材等燃料将炉体烧至通红，然后往炉内加入炭化料并继续升温，当炉内温度达到800℃以上（无测温装置，一般通过肉眼观看炭化料是否通体发红，若通体发红则基本已达到活化点800℃）时，向炉内通入水蒸汽，所述水蒸汽由锅炉烧开后得到，然后人工用重达20公斤的铁耙不停地翻动料层使炽热的炭化料与水蒸汽反应，生成的尾气（包括CO和H2）直接排空，最后由人工出料，将空桶放至炉外出料口，把出料口打开，用铁耙将高温活性炭耙至空桶内，由于无冷却系统，刚出炉的活性炭温度很高，通体发红，急需用水冷却，再放于空地冷却，当活性炭冷却过后，再经人工将质量不一的活性炭筛选开来，用磁铁祛除活性炭中的铁物质，拣出残渣，粉碎后搅拌，由化验人员检测质量指标，包装入库。
上述生产工艺存在以下缺陷：
（1）由于无法控制炉内温度、蒸汽流量、氧气流量的大小，炭化料无法得到均匀的活化，产品得率低、产品质量差且不稳定；
（2）烧锅炉需消耗大量的燃煤，生产成本高，能源消耗大，无法满足节能环保的要求；
（3）尾气排放量大，环境污染严重，热能损失大；
（4）工艺不连续、劳动强度大、工作环境差；
（5）不适应多种原料。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种得率高、产品质量好、劳动强度低、生产效率高且节能环保的活性炭生产工艺。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种活性炭生产工艺，包括以下步骤：
步骤1、将炭化料烘干后经旋转活化炉的炉头进料装置送入炉体内，炉体内的温度设为800～1000℃，炉体前三段的每段均设置有热电偶测温装置和鼓风机，所述热电偶测温装置用于随时监控炉体相应段的温度，所述鼓风机用于向炉体内通入不同的氧气量以维持炉体相应段温度的恒定；
步骤2、向炉体内通入水蒸汽与炭化料进行反应，反应时间控制在3～10小时，反应生成的尾气经炉尾设置的尾气回收装置进行回收处理，然后主要以CO和H2的混合气体形式引入产生水蒸汽的锅炉内以提供锅炉燃烧所需；
步骤3、反应得到的活性炭由炉尾的出料口进入出料冷却器内进行冷却，冷却后粉碎、检验、包装入库。
其中，所述炭化料为经过去铁除渣后得到的颗粒炭化料。
其中，所述炭化料在120～150℃条件下烘干至含水量小于10%后送入炉体内。
本发明具有以下有益效果：
1、采用旋转活化炉进行活化，能适应多种不同的原料，并通过准确控制炉内温度、蒸汽流量和氧气流量的大小，使炭化料得到了均匀的活化，提高了产品得率和质量，质量稳定性好，经测算，每1.6吨炭化料便可生产出1吨国家优级品活性炭，相比传统工艺下的每5吨生产1吨，得率大大提高；
2、燃烧锅炉所需的燃料由反应生成的尾气提供，充分利用了尾气中的可燃气体CO和H2，避免环境污染的同时降低了生产成本和热能损失，完全实现了零煤耗与零排放，经测算，一条旋转活化炉生产线一天大约可节约燃煤8吨；
3、反应得到的活性炭经出料冷却器进行冷却，很好地解决了活性炭出料温度高、烧失率大的问题，既节省工作时间又改善了操作环境；
4、整个工艺过程连续进行，操作方便，仅需一个转炉工和一个锅炉工分别监视和控制炉体温度、蒸汽量、氧气量和锅炉压力即可，大大降低了劳动强度，提高了生产效率。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。
本发明的活性炭生产工艺，包括以下步骤：
步骤1、将炭化料烘干后经旋转活化炉的炉头进料装置送入炉体内，炉体内的温度设为800～1000℃，炉体前三段的每段均设置有热电偶测温装置和鼓风机，所述热电偶测温装置用于随时监控炉体相应段的温度，所述鼓风机用于向炉体内通入不同的氧气量以维持炉体相应段温度的恒定；
其中，所述炭化料为经过去铁除渣后得到的颗粒炭化料，且在送入炉体内之前，在烘干箱内于120～150℃条件下烘干至含水量小于10%后再送入炉体内，以避免炭化料中的水分在高温下形成水蒸汽而提前活化，影响产品质量；所述热电偶测温装置安装在炉体前三段的每段区域内，以分别检测各段炉体的温度，并可通过数据传输线路显示在外部的数字显示器上以供操作人员查看，炉体前三段的温度读数是控制转炉转速、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，并利用鼓风机向炉体内增加氧气量来提高该段的运行温度，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的温度时，为了确保旋转活化炉的运行安全，以及所活化的活性炭的各项理化指标，必须及时降低炉体内的运行温度，同时减少鼓风机的氧气鼓入量，加快转炉的运转速度，以达到工艺要求所设定的温度，用氧气量控制炉内温度、转速，从而控制活性炭的活化质量指标。
步骤2、向炉体内通入水蒸汽与炭化料进行反应，反应时间控制在3～10小时，反应生成的尾气经炉尾设置的尾气回收装置进行回收处理，然后主要以CO和H2的混合气体形式引入产生水蒸汽的锅炉内以提供锅炉燃烧所需；
在炉体内，炭化料借助炉体的自动旋转而不断翻动并向炉尾的出料口方向缓慢移动，与通入的水蒸汽相互冲击形成良好的接触而使活化更为均匀，在活化过程中，炽热的炭化料与水蒸汽反应，主要生成CO和H2，而CO和H2均为可燃性气体，直接排空不仅污染环境而且热能大量损失，通过炉尾设置的尾气回收装置，CO和H2被引入产生水蒸汽的锅炉内，既达到了零排放，又提供了锅炉燃烧所需的燃料，使水蒸汽的产生无需消耗燃煤，大大降低了成产成本。
步骤3、反应得到的活性炭由炉尾的出料口进入出料冷却器内进行冷却，冷却后粉碎、检验、包装入库。
本发明具有以下有益效果：
1、采用旋转活化炉进行活化，能适应多种不同的原料，并通过准确控制炉内温度、蒸汽流量和氧气流量的大小，使炭化料得到了均匀的活化，提高了产品得率和质量，质量稳定性好，经测算，每1.6吨炭化料便可生产出1吨国家优级品活性炭，相比传统工艺下的每5吨生产1吨，得率大大提高；
2、燃烧锅炉所需的燃料由反应生成的尾气提供，充分利用了尾气中的可燃气体CO和H2，避免环境污染的同时降低了生产成本和热能损失，完全实现了零煤耗与零排放，经测算，一条旋转活化炉生产线一天大约可节约燃煤8吨；
3、反应得到的活性炭经出料冷却器进行冷却，很好地解决了活性炭出料温度高、烧失率大的问题，既节省工作时间又改善了操作环境；
4、整个工艺过程连续进行，操作方便，仅需一个转炉工和一个锅炉工分别监视和控制炉体温度、蒸汽量、氧气量和锅炉压力即可，大大降低了劳动强度，提高了生产效率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种活性炭生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将炭化料烘干后经旋转活化炉的炉头进料装置送入炉体内，炉体内的温度设为800～1000℃，炉体前三段的每段均设置有热电偶测温装置和鼓风机，所述热电偶测温装置用于随时监控炉体相应段的温度，所述鼓风机用于向炉体内通入不同的氧气量以维持炉体相应段温度的恒定；
步骤2、向炉体内通入水蒸汽与炭化料进行反应，反应时间控制在3～10小时，反应生成的尾气经炉尾设置的尾气回收装置进行回收处理，然后主要以CO和H2的混合气体形式引入产生水蒸汽的锅炉内以提供锅炉燃烧所需；
步骤3、反应得到的活性炭由炉尾的出料口进入出料冷却器内进行冷却，冷却后粉碎、检验、包装入库。
2.根据权利要求1所述的活性炭生产工艺，其特征在于：所述炭化料为经过去铁除渣后得到的颗粒炭化料。
3.根据权利要求1所述的活性炭生产工艺，其特征在于：所述炭化料在120～150℃条件下烘干至含水量小于10%后送入炉体内。
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