CN105621410A - 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，低阶粉煤在外热式低阶粉煤干馏炉炭化室内自上而下连续移动，干馏后生成的兰炭自流入高温段，高温段中兰炭的温度在600～900℃；高温段设蒸汽供入装置，700～1000℃高温蒸汽通过蒸汽供入装置进入炭化室高温段，并在穿过兰炭层的过程中与兰炭发生活化反应得到粉状的活性炭，活性炭由下部熄焦冷却后排出；反应后产生的气体由设在炭化室内的气道收集后排出。本发明利用现有外热式低阶粉煤干馏炉生产兰炭的工艺条件进一步实现活性炭的生产，产量与传统活性炭生产工艺有大幅度提高；不需要额外增加废水废气处理系统，可有效降低能耗，清洁环保。

Description

一种活性炭生产工艺
技术领域
本发明涉及低阶煤利用技术领域，尤其涉及一种活性炭生产工艺。
背景技术
活性炭的生产工艺主要有化学活化法和物理活化法。化学活化法是以颗粒状兰炭为原料，采用化学活化剂(氯化锌，磷酸或氢氧化钾)和兰炭混合均匀,在一定的温度下活化到所规定的时间,冷却后即可得到产品。化学活化法原料利用率低，对设备的要求严苛，能耗高，活化剂消耗量大，因此在工业生产中很少使用。物理活化法则是将兰炭烘干,用二氧化碳或水蒸气在高温下活化一定时间即得产品。目前利用兰炭制活性炭产能较低，兰炭需要加热到850℃以上后与高温水蒸气反应，加热过程消耗大量热能，能量利用率低，处理能力小。
外热式低阶粉煤干馏炉在低阶煤中低温干馏领域具有较为明显的技术优势，主要以低阶粉煤为原料，经过炭化室干馏后的主要产品为兰炭，其处理能力大，可通过调节粉煤在炭化室内停留时间和燃烧室煤气量以调整兰炭产品的挥发分和最佳活化温度。
结合以上两种生产工艺的技术特点，以低阶粉煤为原料，在外热式低阶粉煤干馏炉内的高温段(此时低阶煤已干馏完成)通入高温水蒸汽即可生产活性炭。该工艺目前还没有应用先例，对于活性炭生产工艺的改进具有巨大意义。
发明内容
本发明提供了一种活性炭生产工艺，利用现有外热式低阶粉煤干馏炉生产兰炭的工艺条件进一步实现活性炭的生产，产量与传统活性炭生产工艺有大幅度提高；不需要额外增加废水废气处理系统，可有效降低能耗，清洁环保。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种活性炭生产工艺，包括如下步骤：
1)低阶粉煤在外热式低阶粉煤干馏炉炭化室内自上而下连续移动，先后经干燥段除水和干馏段进行中低温干馏；干馏后生成的兰炭自流入高温段，高温段中兰炭的温度在600～900℃；
2)在高温段设蒸汽供入装置，700～1000℃高温蒸汽通过蒸汽供入装置进入炭化室高温段，并在穿过兰炭层的过程中与兰炭发生活化反应得到粉状的活性炭，活性炭由下部熄焦冷却后排出；反应后产生的气体由设在炭化室内的气道收集后排出。
所述高温蒸汽由蒸汽热风炉产生，蒸汽热风炉由低阶粉煤干馏炉产生的煤气燃烧提供热源。
所述外热式低阶粉煤干馏炉采用连续生产方式，粉煤由炭化室上部加入下部排出，炭化室由上至下分为预热段、干馏段、高温段和冷却段。
所述蒸汽供入装置安装在炭化室中部，纵向贯穿整个炭化室；由沿高向并排设置的数个蒸汽输送管道组成；蒸汽输送管道沿轴向和周向均匀设置多个蒸汽排放孔，蒸汽由各蒸汽排放孔进入兰炭层；蒸汽输送管道截面形状为圆形、方形、三角形或扇形。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)与常规活性炭生产方法相比，生产能力显著提高，单孔处理能力可达～1t/h兰炭；
2)热效率高；原生产工艺需将冷态兰炭加热到800℃以上进行活化，而本发明充分利用现有外热式低阶粉煤干馏炉生产兰炭的工艺条件，在兰炭生产过程中的高温环节直接进行活性炭生产，可有效节约能源；
3)清洁环保；生产活性炭产生大量带有粉尘的H2和CO，本发明中兰炭活化生成活性炭过程中产生的气体直接与外热式低阶粉煤干馏炉荒煤气一起进入集气系统进行处理，不需要额外增加废水废气处理系统，可有效降低能耗；
附图说明
图1是本发明所述活性炭生产工艺的原理图。
图2是所述蒸汽供入装置的结构示意图。
图3是图2中的A-A视图。
图4是图2中的B-B(C-C)视图。
图中：1.炭化室2.熄焦箱3.蒸汽供入装置4.蒸汽热风炉5.蒸汽输送管道6.蒸汽排放孔
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明一种活性炭生产工艺，包括如下步骤：
1)低阶粉煤在外热式低阶粉煤干馏炉炭化室1内自上而下连续移动，先后经干燥段除水和干馏段进行中低温干馏；干馏后生成的兰炭自流入高温段，高温段中兰炭的温度在600～900℃；
2)在高温段设蒸汽供入装置3，700～1000℃高温蒸汽通过蒸汽供入装置3进入炭化室1高温段，并在穿过兰炭层的过程中与兰炭发生活化反应得到粉状的活性炭，活性炭由下部熄焦冷却后排出；反应后产生的气体由设在炭化室1内的气道收集后排出。
所述高温蒸汽由蒸汽热风炉4产生，蒸汽热风炉4由低阶粉煤干馏炉产生的煤气燃烧提供热源。
所述外热式低阶粉煤干馏炉采用连续生产方式，粉煤由炭化室1上部加入下部排出，炭化室1由上至下分为预热段、干馏段、高温段和冷却段。
如图2-图4所示，所述蒸汽供入装置3安装在炭化室1中部，纵向贯穿整个炭化室1；由沿高向并排设置的数个蒸汽输送管道5组成；蒸汽输送管道5沿轴向和周向均匀设置多个蒸汽排放孔6，蒸汽由各蒸汽排放孔6进入兰炭层；蒸汽输送管道5截面形状为圆形、方形、三角形或扇形。
本发明一种活性炭生产工艺中，煤料和气体流向图如图1所示，图中大箭头表示粉煤料流向，小箭头表示蒸汽和活化产生气体的流向；低阶粉煤由干馏炉炉顶装入，经过预热段、干馏段、高温段后，由下部熄焦箱2冷却后排出，完成整个干馏过程，其生产工艺参数应符合兰炭生产要求。
高温段的高温兰炭(约600～900℃)即为本发明中活性炭生产原料。本发明利用兰炭生产过程中高温段的高温环境，在高温段直接通入700～1000℃高温蒸汽使兰炭活化。蒸汽通过蒸汽热风炉4加热到700～1000℃后由炭化室1高温段的端墙进入安装在炭化室1宽向中心位置的蒸汽供入装置3。再通过蒸汽供入装置3上的蒸汽排放孔6进入高温兰炭层，兰炭在由上至下顺行过程中，高温蒸汽逆向穿过兰炭层与兰炭进行活化反应。高温蒸汽与高温兰炭反应产生的气体(主要是H2和CO)穿过兰炭层，经由炭化室1内的集气道和砖煤气道进入炉顶的上升管，与干馏产生的荒煤气一并处理。

Claims (4)

1.一种活性炭生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)低阶粉煤在外热式低阶粉煤干馏炉炭化室内自上而下连续移动，先后经干燥段除水和干馏段进行中低温干馏；干馏后生成的兰炭自流入高温段，高温段中兰炭的温度在600～900℃；
2)在高温段设蒸汽供入装置，700～1000℃高温蒸汽通过蒸汽供入装置进入炭化室高温段，并在穿过兰炭层的过程中与兰炭发生活化反应得到粉状的活性炭，活性炭由下部熄焦冷却后排出；反应后产生的气体由设在炭化室内的气道收集后排出。
2.根据权利要求1所述的一种活性炭生产工艺，其特征在于，所述高温蒸汽由蒸汽热风炉产生，蒸汽热风炉由低阶粉煤干馏炉产生的煤气燃烧提供热源。
3.根据权利要求1所述的一种活性炭生产工艺，其特征在于，所述外热式低阶粉煤干馏炉采用连续生产方式，粉煤由炭化室上部加入下部排出，炭化室由上至下分为预热段、干馏段、高温段和冷却段。
4.根据权利要求1所述的一种活性炭生产工艺，其特征在于，所述蒸汽供入装置安装在炭化室中部，纵向贯穿整个炭化室；由沿高向并排设置的数个蒸汽输送管道组成；蒸汽输送管道沿轴向和周向均匀设置多个蒸汽排放孔，蒸汽由各蒸汽排放孔进入兰炭层；蒸汽输送管道截面形状为圆形、方形、三角形或扇形。
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