CN103224234B - 一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺 - Google Patents
一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103224234B CN103224234B CN201310122955.XA CN201310122955A CN103224234B CN 103224234 B CN103224234 B CN 103224234B CN 201310122955 A CN201310122955 A CN 201310122955A CN 103224234 B CN103224234 B CN 103224234B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- activation
- carbonization
- temperature
- high temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺是将保温气柜的高温混合气体通入到炭化活化炉所设的纯氧燃烧器，控制温度进行炭化反应，所产生的高温水蒸汽和二氧化碳通过下设的气体分布器与下行的炭化料进行活化反应，活化反应后的活性炭进入冷却室后排出，炭化室与活化室排出的高温烟气再次通入纯氧燃烧器进行燃烧，产生的高温水蒸汽和二氧化碳作为混合活化气再次通过气体分布器与下行的炭化料进行活化反应，循环连续制得活性炭。本工艺利用炭化活化产生的高温烟气循环生产活性炭，节省了水蒸汽能源，降低了成本，且连续生产，有效地避免了环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产活性炭的方法，尤其是一种循环利用高温烟气炭化活化一并生产活性炭的工艺。
背景技术
煤基活性炭与木质和果壳活性炭相比，价廉、易再生、抗磨损、流体阻力小。由于活性炭可以应用到空气净化、微晶工业、水处理、溶剂回收和医药等领域。因此，近年来国内外市场对煤基活性炭的需求量呈逐年递增趋势，优质品的供应缺口较大，特别是在水处理、环保用途上前景十分广阔。
传统生产煤基活性炭的主要工序依次为：原料准备工序、挤压成型及粗破碎、筛选工序、炭化工序和活化工序。活化工序是整个生产煤基活性炭的核心工序，主要是用气体活化法，将含碳原料炭化，炭化生产的焦与水蒸汽、二氧化碳等气化剂进行反应生产活性炭。如公开号为CN100383038C公开了“一种用于制备活性炭的活化反应尾气加氧循环利用工艺及设备”。该设备在活化炉上设置有炭化物料进口、活化气体入口、出料口和废烟气出口，在炭化物料进料口处设置有一氧化碳排放口，收集活化反应产生的一氧化碳，对其进行加氧燃烧，并将获得二氧化碳气体与外界提供的水蒸汽混合，形成活化气体与活化炉中的炭化物料进行活化反应，制得活性炭。该工艺利用尾气，不适用于一体化生产活性炭，活化尾气的其他成分仍旧排空，浪费资源，污染环境。此外该工艺仍然需要锅炉提供水蒸汽，自身产能不能够合理有效地利用。再如公开号为CN2012104Y公开了“一种生产活性炭用的炭化活化一体炉”，包括炭化室和活化室，还包括储热室、余热锅炉和排气管。该设备能够利用烟气在储热室经过二次燃烧后转为无害气体，对环境不会造成污染，但是炉内的高温气体不能循环利用，造成能源浪费。
上述生产煤基活性炭的工艺中，炭化段和活化段是独立设置的，而炭化和活化时间较长，产率较低，所需原料加工、转运成本较高；此外，还需要单独设置锅炉来提供炭化和活化所需蒸汽。在生产过程中，因需要燃烧大量的原料煤而排放出大量的二氧化硫、氮氧化合物等有害气体和粉尘，造成严重的环境污染，同时也造成了资源的严重浪费。
为此，迫切需要在现有生产活性炭工艺的基础上，利用自身生产活性炭的高温烟气作为生产活性炭的热能，使炭化活化工艺更加合理，使得工艺过程更加环保。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何将炭化和活化所产生的高温烟气用于生产活性炭的炭化与活化，并形成循环生产系统，其目的是提供一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺。
为了解决上述问题，本发明所采取的措施是一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺，其所述工艺如下：
在一炭化活化炉顶部加入成型料干燥；
在炭化活化炉中部的炭化室中设置有纯氧燃烧器，并将保温气柜中的高温混合气体和氧气按体积比为1~2∶1通入纯氧燃烧器中进行燃烧，炭化室中下行的干燥成型料进行炭化反应，炭化温度为600～800℃，炭化时间为60～90分钟，制得炭化料；
在炭化活化炉下部的活化室中设置有气体分布器，纯氧燃烧器中所产生的高温水蒸汽和二氧化碳通过气体分布器与下行的炭化料在活化室中进行活化反应，活化温度为800℃～900℃，活化时间为90～120分钟；制得活性炭；
所述炭化室排出的高温烟气经冷却装置进行冷却，冷却后产生的焦油回收，冷却后产生低温炭化气体通入热泵；
所述活化室排出的高温烟气通过除尘装置进入冷却装置Ⅱ进行冷却，冷却后的冷凝水输入到加热装置进行加热；冷却后的低温活化气经过脱硫脱碳装置通入热泵；
热泵产生500～700℃的高温混合气体通过保温气柜与加热装置加热的水蒸汽一并进入纯氧燃烧器与通入的氧气进行燃烧，产生的高温水蒸汽和二氧化碳气体再次作为混合活化气体与下行的炭化料循环进行活化反应，循环连续制得活性炭。
基于上述解决问题的技术方案，本发明进一步的附加技术特征在于：
所述混合气体主要含有CH4、H2和CO；
所述成型料是由无烟煤或烟煤经过挤压成型设备制得；
所述混合活化气体与炭化料的质量之比为6~8∶1；
所述纯氧燃烧器是“Y”型结构；所述“Y”型结构是由两平行火道板与下设通道连通构成；所述两平行火道板的高度至少是炭化室高度的三分之二，两平行火道板之间的距离是炭化室内径的二分之一，并居中于炭化室中线两侧；
所述气体分布器是“喇叭”型结构；所述“喇叭”型结构的下端喇叭口直径与活化室的内径之比为2∶3~4∶5。
实现本发明上述的一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺，与现有的技术相比，所具有得优点与效果如下：
本发明内热式炭化室中设置有纯氧燃烧器，将炭化室和活化室产生的高温烟气进行加氧燃烧，一方面为炭化室提供能量，有效地利用烟气；另一方面燃烧产生的高温水蒸汽和二氧化碳气体作为混合活化气体与炭化料进行活化反应，不需要再次提供水蒸汽热源，而且水蒸汽中含有二氧化碳，对提高活性炭的质量有很大的效用，同时也避免了环境的污染。
本发明采用对烟气进行直接燃烧循环利用，未经过换热的方式连续生产活性炭，既降低了生产成本，又避免了能源的浪费，而且有效地回收了炭化室释放出来的高温烟气中的焦油，避免了浪费。
总之，本工艺是一种炭化活化一体化的洁净工艺，是对炭化活化所产生的高温烟气直接循环加以利用，从而降低了成本。本工艺合理利用能源，循环连续生产，节能减排，有利于环境的保护。
附图说明
图1是本发明工艺流程及设备示意图。
图中：1：入料口；2：干燥室；3：炭化室；4：活化室；5：冷却室；6：下料口；7：纯氧燃烧器；8：气体分布器；9：冷却装置Ⅰ；10：保温气柜；11：热泵；12：加热装置；13：除尘装置；14：冷却装置Ⅱ；15：脱硫脱碳装置。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
具体实施方式1
实施本发明所提供的一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺，其所述工艺过程如下：
首先，将无烟煤或者是烟煤经过挤压成型设备制得的成型煤料，并由加料设备通过炭化活化炉顶部的入料口1加入到干燥室2中，对成型料通过炭化活化炉中上行的热气进行干燥，干燥温度为100℃～120℃，干燥时间为30～60分钟后，并缓慢下行。
其次，在炭化活化炉的中部设置有炭化室3及其“Y”型结构的纯氧燃烧器7，其工艺过程是将保温气柜10中主要含有CH4、H2和CO的混合气体和氧气，按体积比为1~2∶1通入到“Y”型结构的纯氧燃烧器7中进行燃烧，炭化室3中的下行干燥成型料，在温度为600～800℃下进行炭化反应，时间为60～90分钟，获得炭化料，而炭化料通过隔层通道均匀下行，进入活化室4中进行活化；其中，所述“Y”型结构是由两块平行火道板与下设的通道连通构成，其火道板的高度设置至少是炭化室高度的三分之二，而两火道板之间的距离为炭化室内径的二分之一，并均布于炭化室中线两侧，以使得燃烧炭化过程充分均匀。
再次，在炭化活化炉下部设置有活化室4及其气体分布器8，气体分布器8的通道与“Y”型结构的纯氧燃烧器7的下通道相连通，并将“Y”型结构的纯氧燃烧器7中所产生的高温水蒸汽和二氧化碳，通过“喇叭” 型结构的气体分布器8与缓慢下行的炭化料在活化室4中进行活化反应，活化温度为800℃～900℃，活化时间为90～120分钟；制得活性炭；其中，所述“喇叭” 型结构下端的喇叭口直径与活化室4的内径比为2∶3~4∶5，这主要是考虑气体分布的均匀性，以及活化效果。
最后，将炭化室3排出的高温烟气经冷却装置Ⅰ9进行冷却，冷却后产生的焦油进行回收，冷却后产生低温炭化气体通入热泵11中。
将活化室4排出的高温烟气通过除尘装置13进入冷却装置Ⅱ14中进行冷却，冷却后的冷凝水输入到加热装置12中进行加热，冷却后的低温活化气经过脱硫脱碳装置15通入热泵11中。
将通入热泵11中的低温炭化气体与经过脱硫脱碳装置15的低温活化气加热为500～700℃的高温混合气体，并通过保温气柜10与加热装置12加热的水蒸汽一并进入纯氧燃烧器7中，与氧气进行燃烧，产生的高温水蒸汽和二氧化碳气体再次作为高温混合活化气体通过气体分布器8与下行的炭化料循环进行活化反应，连续制得活性炭。
本发明上述工艺过程解决了如何将炭化和活化所产生的高温烟气用于生产活性炭的炭化与活化的问题，并形成了循环生产系统，是一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺方法，具体体现在将炭化室和活化室产生的高温烟气进行加氧燃烧，有效地利用了烟气，燃烧产生的高温水蒸汽和二氧化碳气体作为混合活化气体与炭化料进行活化反应，充分利用了水蒸汽中含有二氧化碳对提高生产活性炭质量的有效性，同时也避免了环境的污染。
具体实施方式2
本发明使用的成型料的工业分析如下：
| Moisture | Ash | Volatile matter | Fixed carbon |
| M ad | A ad | V ad | FC ad |
| 2.44 | 3.83 | 9.62 | 84.11 |
将上述成型料由传送装置运至炉顶的入料口1后，借重力作用沿着产品通道缓慢下行至干燥室2中，控制温度为100~120℃对成型料进行干燥，干燥后的成型料下行到炭化室3中，炭化室3中的纯氧燃烧器7通入气柜10中的高温混合气体和氧气，经点火装置点火，高温混合气体在纯氧燃烧器7中进行燃烧，调节高温水蒸汽和二氧化碳的流量并使其通过下通道进入到下设的“喇叭”型气体分布器8中，然后从气体分布器8的下端和气孔逸出与下行的炭化料进行活化反应，制得活性炭。活化室中排出的高温烟气通过排气管道依次经过除尘装置13和冷却装置Ⅱ14，冷却后的冷凝水经过泵抽到加热装置12中进行加热，加热装置12产生的水蒸汽也同时通入到纯氧燃烧器7中；冷却后的低温活化气体经过脱硫脱碳装置15再与炭化室排放出的经过冷却装置Ⅰ9后的低温炭化气体混合，并依次通入热泵11和保温气柜10中，最后一并通入到纯氧燃烧器7中与氧气进行燃烧，产生高温水蒸汽和二氧化碳通过下通道进入到下设的“喇叭”型气体分布器8中，然后再从气体分布器8下端和气孔逸出与下行的炭化料进行活化反应，最后活性炭通过冷却室5和下料器6成为成品，其活性炭的冷却时间为15～30分钟，下料温度为35℃。此操作循环往复地进行炭化活化，最终连续不断地生产出活性炭成品。
Claims (1)
1.一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺，其所述工艺如下：
在一炭化活化炉顶部加入成型料干燥；
在炭化活化炉中部的炭化室（3）中设置有纯氧燃烧器（7），并将保温气柜（10）中的高温混合气体和氧气按体积比为1~2∶1通入纯氧燃烧器（7）中进行燃烧，炭化室（3）中下行的干燥成型料进行炭化反应，炭化温度为600～800℃，炭化时间为60～90分钟，制得炭化料；
在炭化活化炉下部的活化室（4）中设置有气体分布器（8），纯氧燃烧器（7）中所产生的高温水蒸汽和二氧化碳通过气体分布器（8）与下行的炭化料在活化室（4）中进行活化反应，活化温度为800℃～900℃，活化时间为90～120分钟；制得活性炭；
所述炭化室（3）排出的高温烟气经冷却装置（9）进行冷却，冷却后产生的焦油回收，冷却后产生低温炭化气体通入热泵（11）；
所述活化室（4）排出的高温烟气通过除尘装置（13）进入冷却装置Ⅱ（14）进行冷却，冷却后的冷凝水输入到加热装置（12）进行加热；冷却后的低温活化气经过脱硫脱碳装置（15）通入热泵（11）；
热泵（11）产生500～700℃的高温混合气体通过保温气柜（10）与加热装置（12）加热的水蒸汽一并进入纯氧燃烧器（7）与通入的氧气进行燃烧，产生的高温水蒸汽和二氧化碳气体再次作为混合活化气体与下行的炭化料循环进行活化反应，循环连续制得活性炭；
其中：所述混合气体主要含有CH4、H2和CO；所述成型料是由无烟煤或烟煤经过挤压成型设备制得；所述混合活化气体与炭化料的质量之比为6~8∶1；所述纯氧燃烧器（7）是“Y”型结构；所述“Y”型结构是由两平行火道板与下设通道连通构成；所述两平行火道板的高度至少是炭化室高度的三分之二，两平行火道板之间的距离是炭化室内径的二分之一，并居中于炭化室中线两侧；所述气体分布器（8）是“喇叭”型结构；所述“喇叭”型结构的下端喇叭口直径与活化室（4）的内径之比为2∶3~4∶5。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310122955.XA CN103224234B (zh) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | 一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310122955.XA CN103224234B (zh) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | 一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103224234A CN103224234A (zh) | 2013-07-31 |
| CN103224234B true CN103224234B (zh) | 2014-12-10 |
Family
ID=48834914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310122955.XA Expired - Fee Related CN103224234B (zh) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | 一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103224234B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103449432B (zh) * | 2013-08-30 | 2015-05-06 | 林旭 | 喷动式活化炉及其利用该炉生产超级电容炭的方法 |
| CN103693642B (zh) * | 2013-12-23 | 2016-01-06 | 湖南华银能源技术有限公司 | 制备竹基活性炭的方法及其生产装置 |
| CN104891487A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-09-09 | 山东大学 | 一种粉末活性焦快速制备的方法 |
| CN105439140B (zh) * | 2015-12-03 | 2017-11-03 | 神雾科技集团股份有限公司 | 一种活性炭制备系统及其制备方法 |
| CN105800609B (zh) * | 2016-03-09 | 2017-09-05 | 太原理工大学 | 一种氢燃烧水蒸气活化炉的活性炭活化方法 |
| CN105800608B (zh) * | 2016-03-09 | 2017-09-05 | 太原理工大学 | 一种氢燃烧水蒸气活化炉 |
| CN107344718B (zh) * | 2017-06-29 | 2023-07-25 | 安泰环境工程技术有限公司 | 一种连续式高温炭化活化一体装置及方法 |
| CN108101057B (zh) * | 2018-02-06 | 2019-05-24 | 盐城鑫港环保科技有限公司 | 一种煤制活性炭炉 |
| CN109368641B (zh) * | 2018-12-12 | 2024-02-20 | 宁夏尼西活性炭有限公司 | 一种活性炭制备可燃气体循环利用装置 |
| CN110980728A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 南京信息工程大学 | 一种煤泥活性炭及其自活化制备方法 |
| CN114105138B (zh) * | 2021-09-28 | 2023-05-30 | 南平元力活性炭有限公司 | 一种高品质物理法颗粒活性炭的生产方法 |
| CN116354347B (zh) * | 2023-03-31 | 2023-12-29 | 石家庄市博通宇工贸有限公司 | 一种改进的活性炭生产设备 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101693535B (zh) * | 2009-02-23 | 2011-08-03 | 深圳市兖能环保科技有限公司 | 一种制备活性炭的系统、装置和方法 |
| CN101723363B (zh) * | 2010-01-25 | 2011-11-23 | 哈尔滨工业大学 | 烟气与水蒸气复合活化的活性炭炉前制备方法 |
| CN102161484B (zh) * | 2011-04-25 | 2012-10-10 | 李立建 | 零煤耗的活性炭生产工艺及用于该工艺的生产装置 |
| CN102249226B (zh) * | 2011-06-13 | 2013-06-12 | 福建省龙岩龙能粉煤灰综合利用有限公司 | 活性炭制备中零排放和自供热的炭化工艺 |
| CN102295282B (zh) * | 2011-08-08 | 2015-11-04 | 北京国电富通科技发展有限责任公司 | 炭化活化一体炉 |
-
2013
- 2013-04-10 CN CN201310122955.XA patent/CN103224234B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103224234A (zh) | 2013-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103224234B (zh) | 一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺 | |
| CN104762097B (zh) | 一种带煤气循环的回转炉低阶粉煤热解提质方法 | |
| CN101514291B (zh) | 一种煤内热低温干馏干熄焦的方法 | |
| CN102776007B (zh) | 一种连续式生物质热解炭气油多联产系统 | |
| CN103409155A (zh) | 多管回转炉以及用其进行物料低温干馏的方法 | |
| CN103575068A (zh) | 褐煤干燥水回收及干燥尾气再循环利用系统 | |
| TW201037069A (en) | Carbonization plant with waste gas recirculation | |
| CN104513501B (zh) | 一种炭黑尾气的处理方法及炭黑生产系统 | |
| CN105621410B (zh) | 一种活性炭生产工艺 | |
| CN103756745B (zh) | 生物质烘焙方法 | |
| CN102964884B (zh) | 尾气联产热裂法炭黑制备工艺 | |
| CN201309830Y (zh) | 化学法制造活性炭的内胆式回转炭活化炉 | |
| CN103708744A (zh) | 低热值煤气蓄热式石灰窑 | |
| CN101580740B (zh) | 一种预热式多级配风固定床秸秆气化工艺 | |
| CN102241997A (zh) | 用生物质燃料连续制炭和热风利用的一体化装置 | |
| CN202595039U (zh) | 一种气体热载体低温热解炉 | |
| CN201520746U (zh) | 外燃内热式煤干馏炉 | |
| CN208829594U (zh) | 一种内燃内热式生物质连续炭化系统 | |
| CN101691492A (zh) | 一种煤干馏工艺 | |
| CN106701128A (zh) | 一种粉煤蓄热式热解反应系统及方法 | |
| CN205328940U (zh) | 热解煤的系统 | |
| CN109574455A (zh) | 一种蓄热式污泥干化炭化系统 | |
| CN205556106U (zh) | 一种活性炭生产装置 | |
| CN205933751U (zh) | 一种内外热式煤炭干馏装置 | |
| CN104804752A (zh) | 木材连续炭化和气化的方法与设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141210 Termination date: 20170410 |