CN106430191B - 活性炭活化炉及活性炭生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活性炭活化炉及活性炭生产方法，涉及活性炭生产设备及活性炭生产工艺领域。本发明能够一定程度提高活性炭生产过程的安全性，活化炉长期稳定运行，极大提升生产的活性炭品质、产能。本发明的活性炭活化炉，包括炉体、物料入炉装置和出料机构，炉体内设置有与炉体内部连通的燃烧通道，该燃烧通道内通有空气，炉体内部为负压状态且燃烧通道内的气压低于炉体内部。本发明的活性炭生产方法，包括以下步骤；步骤A：设置燃烧通道和物料通道；步骤B：向物料通道内通入蒸汽；步骤C：将物料通道内析出气体引入燃烧通道内；步骤D：加热物料通道内的物料；步骤E：将燃烧产生的烟气通入蒸汽发生器进行换热。本发明主要用于活性炭的生产。

Description

活性炭活化炉及活性炭生产方法

技术领域

本发明涉及活性炭生产设备及活性炭生产工艺领域，更具体地说，涉及一种活性炭活化炉及活性炭生产方法。

背景技术

目前，国内外活性炭生产方法主要分为两大类，即：物理法和化学法。物理法是先把原料(优质煤、果壳、木炭等)放在密闭的炉体中闷烧炭化，再通入适量的水蒸汽活化而制得活性炭。化学法是把原料(一般为锯木屑)先通过化学药剂(磷酸、氯化锌等)浸渍后，在空气流通的炉体中炭化、活化而制得活性炭。目前，较多厂家使用物理法生产活性炭。

当前，我国物理法生产活性炭设备普遍为传统的立式活化炉、外热型转炉、内胆回转炉、内热正压回转炉、内热直燃型活化炉。具体例如专利公开号：CN 104477905A，公开日：2015年04月01日，发明创造名称为：活性炭生产设备用加热炉，该申请案涉及活性炭生产设备用加热炉，包括加热炉本体，加热炉本体包括壳体、在壳体内部轴向设置的炉体、设置在壳体与外炉体之间的保温层，炉体包括外炉体和内炉体，外炉体和内炉体之间构成一个封闭的空腔，空腔中设有若干加热组件，内炉体的一端为进料口，另一端为出料口，加热炉本体上设有连通内炉体的排烟管。保温层的设置有效降低加热炉的热损失；通过加热组件对内炉体中的活性炭的原料进行加热，避免了内热式加热炉自重过大，动力消耗过大等问题；加热组件采用若干组，若干加热组件可根据实际的加工要求对内炉体中的原料的加热温度实现不同的温度控制。

但是，现有物理法生产活性炭的活化炉普遍存在着一定的技术缺陷：(1)安全隐患较大：由于炭化料成分不一致受热后，产生气体数量变化会引起气体压力的不稳定，气压的突升会造成高温气体爆燃，引起炉体密封处喷燃等安全隐患，尤其对于回转式的活化炉，其旋转接头处的密封性能相对较差，一旦发生喷燃现象，容易引发安全事故。(2)活性炭产能及品质较低：由于炉体不能很好的区域密封，物料受热析出的可燃气体容易直接在物料放置的区域发生燃烧反应而造成炭化料或者活性炭烧蚀量大大增加，降低了活性炭的产能和品质，增加了原料消耗及能源消耗；同时，现有的活化炉单位时间内加料量有限，活性炭产能无法进一步显著提升，且加入的原料由于重力作用始终堆积在活化炉的下部，难以充分与蒸汽接触，导致活化效果差，降低了活性炭的品质。

综上所述，如何进一步提高活性炭生产过程的安全性、提升其产能和品质，是现有技术中亟需解决的技术问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明提供了一种活性炭活化炉及活性炭生产方法，采用本发明的活性炭活化炉及活性炭生产方法，能够一定程度提高活性炭生产过程的安全性，提升生产的活性炭品质。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的活性炭活化炉，包括炉体、物料入炉装置和出料机构，所述物料入炉装置与所述炉体的进料口连通，所述出料机构与所述炉体的出料口连通，所述炉体内设置有与炉体内部连通的燃烧通道，该燃烧通道内通有空气，炉体内部为负压状态且燃烧通道内的气压低于炉体内部。

作为本发明的活性炭活化炉更进一步的改进，所述燃烧通道沿炉体的长度方向设置，燃烧通道的首端靠近炉体的进料口且其通过管道与换热机构连通，燃烧通道的尾端靠近炉体的出料口且其开口设置。

作为本发明的活性炭活化炉更进一步的改进，炉体内部分隔有至少两个物料通道，所述物料通道沿炉体的长度方向设置，每个物料通道内通有蒸汽。

作为本发明的活性炭活化炉更进一步的改进，所述炉体包括外筒体，至少两段分仓支撑件沿外筒体内壁周向设置并围成燃烧通道，相邻两段分仓支撑件、外筒体内壁以及燃烧通道外壁之间围成一个物料通道。

作为本发明的活性炭活化炉更进一步的改进，每个分仓支撑件包括分仓支撑柱和分仓支撑板，所述分仓支撑柱的一端与外筒体内壁连接，分仓支撑柱的另一端与所述分仓支撑板连接，所述分仓支撑板为弧形板，沿周向设置的分仓支撑板在炉体内部中心位置围成径向横面为圆形的燃烧通道，沿炉体周向相邻的两个分仓支撑柱、外筒体内壁以及燃烧通道外壁之间围成一个物料通道的一截；若干个分仓支撑件沿炉体的长度方向排列并组成一段分仓支撑件。

作为本发明的活性炭活化炉更进一步的改进，沿炉体周向相邻的两个分仓支撑件之间、沿炉体长度方向相邻的两个分仓支撑件之间均采用子母扣连接在一起且其之间的连接缝隙均采用胶泥密封。

作为本发明的活性炭活化炉更进一步的改进，所述燃烧通道的尾端连接有一挡料环，该挡料环的内壁固定在燃烧通道的外壁上。

作为本发明的活性炭活化炉更进一步的改进，所述燃烧通道的首端通过管道依次与蒸汽发生器、除尘器、烟囱连通，所述蒸汽发生器的进烟端和或出烟端上设置有引风机，所述蒸汽发生器的排蒸汽口通过管道与蒸汽配入机构连通，该蒸汽配入机构包括多支蒸汽喷管，每个物料通道内至少通入一支蒸汽喷管；空气配入机构包括多支空气管，多支空气管沿燃烧通道的长度方向分布且每支空气管对应穿过一个分仓支撑件与燃烧通道内部连通。

作为本发明的活性炭活化炉更进一步的改进，所述物料入炉装置通过上料机构供应物料，所述出料机构采用螺旋输送机，所述外筒体通过其上的传动装置驱动旋转，所述燃烧通道的首端安装有旋转接头，外筒体底部的两侧分别设有一个支座，外筒体通过支座调整装置调整两个支座的相对高度；

所述外筒体的内壁上由内向外依次设置有保温层和耐火层，所述耐火层采用耐火浇注料制作；所述分仓支撑件由氮化硅结合碳化硅的复合材料制造；

每支蒸汽喷管上均设有蒸汽流量阀，每支空气管上均设有空气流量阀，炉体沿长度方向的不同位置处设有测温装置，所述蒸汽流量阀、所述空气流量阀和所述测温装置均与计算机连接。

本发明的活性炭生产方法，活性炭生产开始前预热好回转式的活化炉，活性炭生产时包括以下步骤：

步骤A：在活化炉内设置一个燃烧通道和至少两个物料通道，所述至少两个物料通道围绕设置在所述燃烧通道周围，所述燃烧通道和所述物料通道均与活化炉内连通；

步骤B：通过物料入炉装置分别将物料送入各个物料通道内，向各个物料通道内分别通入蒸汽，物料活化后经出料机构出料；

步骤C：开启与燃烧通道连通的引风机，使得活化炉内为负压状态且燃烧通道内的气压低于活化炉内，从而将各个物料通道内受热后析出气体引入燃烧通道内，并与燃烧通道内通入的空气混合、燃烧；

步骤D：燃烧通道内燃烧产生的热量热辐射、热传导至各个物料通道内的物料；

步骤E：将燃烧通道内燃烧产生的烟气通入蒸汽发生器，经过换热，所产生的蒸汽后续使用，剩余烟气除尘后排出；

以此往复，重复步骤B、步骤C、步骤D、步骤E，直至活性炭生产完成。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著有益效果：

(1)本发明中，炉体内设置有与炉体内部连通的燃烧通道，且燃烧通道内的气压低于炉体内部，从而使得炉体内部物料受热析出的可燃气体直接从炉体内部被吸到燃烧通道内，并与燃烧通道内通入的空气混合、燃烧，一方面为炉体内部物理法生产活性炭提供热源；另一方面，由于燃烧通道内的气压低于炉体内部，物料受热析出的气体源源不断地被吸入燃烧通道内或燃烧或排走，气体是从炉体内部向燃烧通道内单向流动，从而燃烧通道内通入的空气无法到达炉体内部，因此炉体内部物料放置的区域处于缺氧状态，物料受热析出的可燃气体则无法直接在炉体内部物料放置的区域燃烧，避免炭化料或者活性炭被烧蚀，提高了活性炭的产能及品质，减少了原料消耗及能源消耗；且由于燃烧通道内的气压低于炉体内部，完全不用担心燃烧通道内的烟气窜入炉体内部而污染物料。

(2)本发明中，设置炉体内部为负压状态，因此即使炉体内部发生气压突升而造成的高温气体爆燃现象，由于炉体内部负压状态的缓冲作用，爆燃的火焰难以从炉体密封处喷出燃烧，大大避免了炉体密封处的喷燃而引发的安全事故。

(3)本发明中，将炉体内部分隔为至少两个物料通道，由于将物料通道分隔为多个，自炉体的进料口送入的物料被均匀地分配在各个物料通道内，每个物料通道内的料层厚度适中合理，同时活化炉采用低斜度转动，每个物料通道分别上下反复旋转，物料在炉内翻动次数增多，物料翻动更加充分，蒸汽与物料接触的次数和时间大大增加，达到最佳活化效果，提高了活性炭的品质；同时，物料通道分隔为多个后，在确保活性炭品质的前提下，单位时间内的加料量相比于过去大大增加理，显著增加了活性炭的产能。

(4)本发明中，至少两段分仓支撑件沿外筒体内壁周向设置并围成燃烧通道，通过分仓支撑件支撑形成燃烧通道，相邻两段分仓支撑件、外筒体内壁以及燃烧通道外壁之间围成一个物料通道，采用上述结构围成的燃烧通道及物料通道，其中燃烧通道被支撑在多个物料通道之间，结构稳定性较好。

(5)本发明中，每一段分仓支撑件均由若干个分仓支撑件沿炉体的长度方向排列并组成，采用这种模块化的结构形式，相邻模块间有较好的形变缓冲，能够最大限度地防止组装的物料通道和燃烧通道因发生变形而断裂，大大提高了物料通道和燃烧通道的结构稳定性和可靠性,大大提高了设备的可靠性和使用年限。

(6)本发明中，沿炉体周向相邻的两个分仓支撑件之间、沿炉体长度方向相邻的两个分仓支撑件之间均采用子母扣连接在一起且其之间的连接缝隙均采用胶泥密封，通过子母扣能够将相邻两个分仓支撑件相对的固定在一起，且即使在发生较剧烈的热胀冷缩时，子母扣也能形成一定的缓冲，避免相邻两个分仓支撑件之间因应力变形发生脱落或断裂；为了确保物料通道和燃烧通道的相对密封性，相邻两个分仓支撑件之间的连接缝隙采用胶泥密封，胶泥在活化炉初次使用时即受热凝固，起到良好的密封作用。

(7)本发明中，每支蒸汽喷管上均设有蒸汽流量阀，每支空气管上均设有空气流量阀，炉身沿长度方向的不同位置处设有测温装置，蒸汽流量阀、空气流量阀和测温装置均与计算机连接，使用计算机智能控制系统，根据活性炭生产物料品种的不同，通过对炉体各段温度数据、入炉物料的数量、蒸汽流量、空气流量、外筒体转速等数据的测控，实现了生产全过程的智能化控制管理。

(8)本发明中，燃烧通道放置在炉体中心位置，物料通道均匀分布在燃烧通道四周，有利于对各个物料通道均匀辐射加热，稳定了物料的受热温度，提高了物料的活化效果；燃烧通道内燃烧后的高温烟气经过蒸汽发生器换热产生的蒸汽满足了生产过程中对于蒸汽的需求，整个生产过程不需要外部热源，大大降低了能源消耗；同时物料析出气体经燃烧后再通过换热、除尘净化后排放，解决了析出的气体对环境造成的污染问题，达到了绿色环保标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1的活性炭活化炉的结构示意图；

图2为图1中炉体沿径向的剖视结构示意图；

图3为实施例2中单个分仓支撑件的结构示意图；

图4为实施例3中外筒体的右视结构示意图；

图5为实施例4的活性炭生产方法的流程图。

示意图中的标号说明：

1、外筒体；2、保温层；3、耐火层；4、分仓支撑件；401、分仓支撑柱；402、分仓支撑板；5、物料通道；6、燃烧通道；7、蒸汽配入机构；8、空气配入机构；9、引风机；10、蒸汽发生器；11、除尘器；12、烟囱；13、物料入炉装置；14、上料机构；15、出料机构；16、传动装置；17、支座调整装置；18、旋转接头；19、挡料环。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

参考图1和图2，本实施例的活性炭活化炉，包括炉体、物料入炉装置13和出料机构15，物料入炉装置13与炉体的进料口连通，出料机构15与炉体的出料口连通，炉体内设置有与炉体内部连通的燃烧通道6，该燃烧通道6内通有空气，炉体内部为负压状态且燃烧通道6内的气压低于炉体内部。

当前的工艺水平和方法，炉体内区域间无法做到完全相对密封，因此物料受热析出的可燃气体容易直接在物料放置的区域发生燃烧反应而造成炭化料或者活性炭烧蚀量大大增加，降低了活性炭的产能及品质，增加了原料消耗及能源消耗，而本实施例中则完全避免了上述问题，具体如下：

本实施例中，炉体内设置有与炉体内部连通的燃烧通道6(燃烧通道6的四壁将燃烧通道6与炉体内部物料放置的区域分割成相对独立的两个区域)，且燃烧通道6内的气压低于炉体内部，从而使得炉体内部物料受热析出的可燃气体直接从炉体内部被吸到燃烧通道6内，并与燃烧通道6内通入的空气混合、燃烧，一方面为炉体内部物理法生产活性炭提供热源，具体为将燃烧通道6内燃烧产生的热量热辐射、热传导给物料；另一方面，由于燃烧通道6内的气压低于炉体内部，物料受热析出的气体源源不断地被吸入燃烧通道6内或燃烧或排走，气体是从炉体内部向燃烧通道6内单向流动，从而燃烧通道6内通入的空气无法到达炉体内部，因此炉体内部物料放置的区域处于缺氧状态，物料受热析出的可燃气体则无法直接在炉体内部物料放置的区域燃烧，避免炭化料或者活性炭被烧蚀，提高了活性炭的产能及品质，减少了原料消耗及能源消耗；且由于燃烧通道6内的气压低于炉体内部，完全不用担心燃烧通道6内的烟气窜入炉体内部而污染物料。

由于炭化料成分不一致受热后，产生气体数量变化会引起气体压力的不稳定(即炭化料受热不均匀等原因会引起炉内产气量变化，从而造成气压的不稳定)，气压的突升会造成高温气体爆燃，引起炉体密封处喷燃等安全隐患，尤其对于回转式的加热炉，其旋转接头处的密封性能相对较差，一旦发生喷燃现象，容易引发安全事故，而本实施例中则完全避免了上述问题，具体如下：本实施例中，设置炉体内部为负压状态，因此即使炉体内部发生气压突升而造成的高温气体爆燃现象，由于炉体内部负压状态的缓冲作用，爆燃的火焰难以从炉体密封处喷出燃烧，大大避免了炉体密封处的喷燃而引发的安全事故。

优选的，本实施例中燃烧通道6沿炉体的长度方向设置，燃烧通道6的首端靠近炉体的进料口且其通过管道与换热机构连通，燃烧通道6的尾端靠近炉体的出料口且其开口设置。

本实施例中，燃烧通道6沿炉体的长度方向设置，使得燃烧通道6沿着炉体的长度方向加热炉体内部的物料，提高了物料的加热效果；燃烧通道6的首端通过管道与换热机构连通，可以对燃烧通道6内燃烧后的高温烟气进行热回收，提高能源利用效率；燃烧通道6的首端延伸至炉体的进料口，燃烧通道6的尾端延伸至炉体的出料口，且燃烧通道6的尾端开口设置，使得炉体内部物料受热析出的可燃气体顺着物料移动的方向汇集后通入燃烧通道6的尾端，有利于可燃气体更加顺畅地通入燃烧通道6内燃烧。

需要指出的是，本实施例中还可以将燃烧通道6的首端和尾端所在的方位进行对调，同样可以实现可燃气体在燃烧通道6内的收集；还可以将燃烧通道6的首端、尾端均分别通过管道与换热机构连通，在燃烧通道6的中部某处截断或挖孔，形成用于抽取可燃气体的开口，同样可以实现可燃气体在燃烧通道6内的收集。上述技术方案的宗旨是，燃烧通道6与炉体内部相连通，且燃烧通道6内部燃烧后的烟气通入换热机构内回收热量，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离此处发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

优选的，本实施例中炉体内部分隔有至少两个物料通道5，物料通道5沿炉体的长度方向设置，每个物料通道5内通有蒸汽。

现有的活化炉单位时间内加料量有限，因此活性炭产能无法进一步显著提升，且加入的原料由于重力作用始终堆积在活化炉的下部，难以充分与蒸汽接触，导致活化效果差，降低了活性炭的品质。

本实施例中，将炉体内部分隔为至少两个物料通道5，物料通道5沿炉体的长度方向设置，自炉体的进料口送入的物料被均匀地分配在各个物料通道5内，可以显著提升活性炭的产能及品质，具体原因分析如下：现有的活化炉内仅有一个大的物料通道，物料按照规定量加入其中，虽然活化炉可以转动，但是由于重力作用大量物料始终堆积在活化炉的下部，活化炉下部形成较厚的物料层，一方面难以充分翻转开来从而与蒸汽充分接触，活化效果差，降低了活性炭的品质；另一方面，所有的物料在重力作用下堆积在活化炉的下部，具有一定的厚度，较厚的物料层内部难以与蒸汽充分接触，物料层内部的物料活化效果明显较差，导致活性炭的品质参差不齐。而本实施例中则可以一定程度上改善上述问题，具体如下：将炉体内部分隔为至少两个物料通道5，由于将物料通道5分隔为多个，自炉体的进料口送入的物料被均匀地分配在各个物料通道5内，每个物料通道5内的料层厚度适中合理，同时活化炉采用低斜度转动，每个物料通道5分别上下反复旋转，物料在炉内翻动次数增多，物料翻动更加充分，蒸汽与物料接触的次数和时间大大增加，达到最佳活化效果，提高了活性炭的品质。同时，物料通道5分隔为多个后，在确保活性炭品质的前提下，单位时间内的加料量相比于过去大大增加(因为物料通道5被分隔为多个后，相同总加料量条件下，物料与蒸汽的混合情况得到显著提升，为增加单位时间内的加料总量提供条件；虽然单个物料通道5的加料量相对较少，但所有物料通道5的加料总量相对显著提升)，理论上，物料通道5被分隔的越多越好，但是考虑制造和生产工艺实际情况，本实施例中炉体内部被分隔为3～12个物料通道，具体本实施例中，炉体内部被分隔为8个物料通道5，其单位时间内的加料总量是过去的2～3倍，显著增加了活性炭的产能。

优选的，本实施例中炉体包括外筒体1，外筒体1由钢板卷制而成，外筒体1的内壁上由内向外依次设置有保温层2和耐火层3，传统活化炉普遍采用耐火砖作为耐火层3，在高温状态下耐火砖会产生膨胀，活化炉转动中会产生振动，容易造成耐火砖松动脱落，炉体变形等。本实施例中，耐火层3采用耐火浇注料制作，使得耐火层3为一个整体具备耐高温、强度大等优良性能，提高了设备的可靠性和使用寿命。

本实施例中，炉体包括外筒体1，至少两段分仓支撑件4沿外筒体1内壁周向设置并围成燃烧通道6，相邻两段分仓支撑件4、外筒体1内壁以及燃烧通道6外壁之间围成一个物料通道5。参考图2，本实施例中，燃烧通道6及多个物料通道5依靠多段分仓支撑件4围成，具体的，至少两段分仓支撑件4沿外筒体1内壁周向设置并围成燃烧通道6，通过分仓支撑件4支撑形成燃烧通道6，相邻两段分仓支撑件4、外筒体1内壁以及燃烧通道6外壁之间围成一个物料通道5，采用上述结构围成的燃烧通道6及物料通道5，其中燃烧通道6被支撑在多个物料通道5之间，结构稳定性较好。本实施例中，构成燃烧通道6和物料通道5的多段分仓支撑件4可以为一体结构，一次整体制造成型，制作方便。

优选的，燃烧通道6的首端通过管道依次与蒸汽发生器10、除尘器11、烟囱12连通，蒸汽发生器10的进烟端和或出烟端上设置有引风机9(具体本实施例中，蒸汽发生器10的进烟端和出烟端上分别设置有引风机9，蒸汽发生器10进烟端设置的引风机9主要用于使得炉体内部为负压状态且燃烧通道6内的气压低于炉体内部，蒸汽发生器10出烟端设置的引风机9主要用于将换热后的烟气排出)，蒸汽发生器10的排蒸汽口通过管道与蒸汽配入机构7连通，为物料通道5内的物料提供蒸汽，该蒸汽配入机构7包括多支蒸汽喷管，每个物料通道5内至少通入一支蒸汽喷管；本实施例中，燃烧通道6内燃烧后的高温烟气经过蒸汽发生器10换热产生的蒸汽，满足了生产过程中蒸汽需求，整个生产过程不需要外部热能源，大大节约了生产成本，降低了能源消耗；且高温烟气经过蒸汽发生器10换热、除尘器11净化后排放，解决了烟气对环境造成的污染问题，达到了绿色环保标准。空气配入机构8包括多支空气管，多支空气管沿燃烧通道6的长度方向分布且每支空气管对应穿过一个分仓支撑件4与燃烧通道6内部连通，解决了空气管由燃烧通道6尾部通入造成的密封、弯曲变形、维修困难等问题。其中，可以控制燃烧通道6内不同位置处空气的供给量来调节燃烧通道6内火焰的强度，从而调节炉内的温度分布，以更好的满足生产工艺的需求，提高产品品质。

物料入炉装置13通过上料机构14供应物料，出料机构15采用螺旋输送机，外筒体1通过其上的传动装置16驱动旋转，燃烧通道6的首端安装有旋转接头18，外筒体1底部的两侧分别设有一个支座，通过支座调整装置17调整两个支座的相对高度，本实施例中，靠近炉体进料口处的支座高于远离炉体进料口处的支座，两个支座的相对高度设置使得外筒体1整体倾斜，实现了物料在外筒体1内随外筒体1的旋转而慢慢向出料机构15推进的目的。

每支蒸汽喷管上均设有蒸汽流量阀，每支空气管上均设有空气流量阀，炉身沿长度方向的不同位置处设有测温装置，蒸汽流量阀、空气流量阀和测温装置均与计算机连接。本实施例中，使用计算机智能控制系统，根据活性炭生产物料品种的不同，通过对炉体各段温度数据、入炉物料的数量、蒸汽流量、空气流量、外筒体1转速等数据的测控，实现了生产全过程的智能化控制管理。

实施例2

参考图3，本实施例的活性炭活化炉，其结构与实施例1基本相同，更进一步的：

本实施例中，每个分仓支撑件4包括分仓支撑柱401和分仓支撑板402，分仓支撑柱401的一端与外筒体1内壁连接，分仓支撑柱401的另一端与分仓支撑板402连接，分仓支撑板402为弧形板，沿周向设置的分仓支撑板402在炉体内部中心位置围成径向横面为圆形的燃烧通道6，沿炉体周向相邻的两个分仓支撑柱401、外筒体1内壁以及燃烧通道6外壁之间围成一个物料通道5的一截；若干个分仓支撑件4沿炉体的长度方向排列并组成一段分仓支撑件4；具体本实施例中，该燃烧通道6长度设置为12～20米，内径设置为0.4～1.0米，物料通道5高度设置为0.2～0.5米。其中，燃烧通道6放置在炉体中心位置，物料通道5均匀分布在燃烧通道6四周，有利于对各个物料通道5均匀辐射加热，稳定了物料的受热温度，提高了物料的活化效果；燃烧通道6内燃烧后的高温烟气经过蒸汽发生器10换热产生的蒸汽满足了生产过程中对于蒸汽的需求，整个生产过程不需要外部热源，大大降低了能源消耗；同时物料析出气体经燃烧后再通过换热、除尘净化后排放，解决了析出的气体对环境造成的污染问题，达到了绿色环保标准。

由于金属材料在不发生严重变形下，具有较好的密封性能，因此发明人一开始倾向于采用金属材料制作燃烧通道6或物料通道5，但是，活化炉实际使用过程中，炉体内部处于900度左右较高的温度，经过一段时间的使用后，几乎所有金属材料(例如耐高温不锈钢)制作的物料通道5和燃烧通道6都出现了弯曲、变形、开裂、漏气、断裂等问题，难以满足使用需求。如何找到一种适合活化炉内部使用的耐高温金属材料，是发明人初期阶段重点研究的课题，但是发明人投入大量人力物力后，均未找到合适的耐高温金属材料。总结之前的失败经验，发明人发现，现有的活性炭活化炉体积巨大，采用金属材料制作的物料通道5和燃烧通道6，一方面由于轴向和径向尺寸相对较大，在活化炉内部受到强烈的热胀冷缩效应后，金属材料本身的变形、开裂甚至断裂等问题在当前材料科学水平下根本无法避免，且活化炉中旋转接头处的轴向和径向尺寸精度要求更严，采用金属材料制作的物料通道5和燃烧通道6基于当前的技术水平，难以实现。

发明人经过实验发现，分仓支撑件4由氮化硅结合碳化硅的复合材料制造，具备耐高温、强度大、韧性好、抗氧化与导热性能好等性能，大大提高了设备的可靠性和使用寿命。且本实施例中，每一段分仓支撑件4均由若干个分仓支撑件4沿炉体的长度方向排列并组成，采用这种模块化(碎片化)的结构形式，相邻模块间有较好的形变缓冲，能够最大限度地防止组装的物料通道5和燃烧通道6因发生变形而断裂，大大提高了物料通道5和燃烧通道6的结构稳定性和可靠性,大大提高了设备的可靠性和使用年限。

优选的，为了确保组装的物料通道5和燃烧通道6既具有较高的结构强度，又具有较好的密封性能，本实施例中，沿炉体周向相邻的两个分仓支撑件4之间、沿炉体长度方向相邻的两个分仓支撑件4之间均采用子母扣连接在一起且其之间的连接缝隙均采用胶泥密封，通过子母扣能够将相邻两个分仓支撑件4相对的固定在一起，且即使在发生较剧烈的热胀冷缩时，子母扣也能形成一定的缓冲，避免相邻两个分仓支撑件4之间因应力变形发生脱落或断裂；为了确保物料通道5和燃烧通道6的相对密封性，相邻两个分仓支撑件4之间的连接缝隙采用胶泥密封，胶泥在活化炉初次使用时即受热凝固，起到良好的密封作用。需要强调的是，上述子母扣连接和胶泥密封虽然结构和组装方法看似简单，但经发明人现场多次实验证实，二者相互配合，既提高了物料通道5和燃烧通道6的结构稳定性，又确保物料通道5和燃烧通道6相应的密封性。

需要说明的是，本实施例的活性炭活化炉是用于物理法生产活性炭的，因此，物料在物料通道5内受热活化等过程中，需要确保物料通道5具有很好的区域密封性能，以免物料受热析出气体直接在物料通道5内发生燃烧反应而烧蚀炭化料或者活性炭，从而影响活性炭的产能及品质，上述采用分仓支撑件4制作的物料通道5，虽然已经密封性能较好，但是距离更好满足物理法生产活性炭对于物料通道5密封性能的要求，还有进一步提高的余地，此时需要强调的是，本实施例中采用多个分仓支撑件4制作的物料通道5，一定要与本实施例中炉体内部为负压状态且燃烧通道6内的气压低于炉体内部的结构相配合使用，因为二者配合使用，就能使得物料受热析出的可燃气体时刻从炉体内部被吸入到燃烧通道6内，在燃烧通道6内配入空气后燃烧，确保物料通道5内处于缺氧状态。同时，燃烧通道6内的空气和烟气无法混入物料通道5内，从而直接满足了物理法生产活性炭对于物料通道5密封性能的极高要求，既确保了物料通道5和燃烧通道6的结构稳定性，提高设备使用寿命，降低成本，又确保了活性炭的产能及品质。

实施例3

参考图4，本实施例的活性炭活化炉，其结构与实施例2基本相同，更进一步的：

本实施例中，燃烧通道6的尾端连接有一挡料环19，该挡料环19的内壁固定在燃烧通道6的外壁上。外筒体1旋转过程中，位于燃烧通道6尾端上部的物料通道5，由于物料堆积在其底部，该物料通道5内的气体在被抽吸进入燃烧通道6时，容易将其中的物料颗粒带进燃烧通道6内，通过挡料环19的安装，能够将旋转至燃烧通道6尾端上部的物料通道5其内堆积的物料阻挡住，避免其直接落下被吹入燃烧通道6内。

实施例4

参考图5，本实施例的活性炭生产方法，活性炭生产开始前预热好实施例3中的活性炭活化炉，活性炭生产时包括以下步骤：

步骤A：在活化炉内设置一个燃烧通道6和至少两个物料通道5，上述至少两个物料通道5围绕设置在燃烧通道6周围，燃烧通道6和物料通道5均与活化炉内连通；

步骤B：通过物料入炉装置13分别将物料送入各个物料通道5内，向各个物料通道5内分别通入蒸汽，物料活化后经出料机构15出料；

步骤C：开启与燃烧通道6连通的引风机9，使得活化炉内为负压状态且燃烧通道6内的气压低于活化炉内，从而将各个物料通道5内受热后析出气体引入燃烧通道6内，并与燃烧通道6内通入的空气混合、燃烧；

步骤D：燃烧通道6内燃烧产生的热量热辐射、热传导至各个物料通道5内的物料；

步骤E：将燃烧通道6内燃烧产生的烟气通入蒸汽发生器10，经过换热，所产生的蒸汽后续使用，剩余烟气除尘后排出；

以此往复，重复步骤B、步骤C、步骤D、步骤E，直至活性炭生产完成。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种活性炭活化炉，包括炉体、物料入炉装置(13)和出料机构(15)，所述物料入炉装置(13)与所述炉体的进料口连通，所述出料机构(15)与所述炉体的出料口连通，其特征在于：所述炉体内设置有与炉体内部连通的燃烧通道(6)，该燃烧通道(6)内通有空气，炉体内部为负压状态且燃烧通道(6)内的气压低于炉体内部；

所述燃烧通道(6)沿炉体的长度方向设置，燃烧通道(6)的首端靠近炉体的进料口且其通过管道与换热机构连通，燃烧通道(6)的尾端靠近炉体的出料口且其开口设置；

炉体内部分隔有至少两个物料通道(5)，所述物料通道(5)沿炉体的长度方向设置，每个物料通道(5)内通有蒸汽；

所述炉体包括外筒体(1)，至少两段分仓支撑件(4)沿外筒体(1)内壁周向设置并围成燃烧通道(6)，相邻两段分仓支撑件(4)、外筒体(1)内壁以及燃烧通道(6)外壁之间围成一个物料通道(5)。

2.根据权利要求1所述的活性炭活化炉，其特征在于：每个分仓支撑件(4)包括分仓支撑柱(401)和分仓支撑板(402)，所述分仓支撑柱(401)的一端与外筒体(1)内壁连接，分仓支撑柱(401)的另一端与所述分仓支撑板(402)连接，所述分仓支撑板(402)为弧形板，沿周向设置的分仓支撑板(402)在炉体内部中心位置围成径向横面为圆形的燃烧通道(6)，沿炉体周向相邻的两个分仓支撑柱(401)、外筒体(1)内壁以及燃烧通道(6)外壁之间围成一个物料通道(5)的一截；若干个分仓支撑件(4)沿炉体的长度方向排列并组成一段分仓支撑件(4)。

3.根据权利要求2所述的活性炭活化炉，其特征在于：沿炉体周向相邻的两个分仓支撑件(4)之间、沿炉体长度方向相邻的两个分仓支撑件(4)之间均采用子母扣连接在一起且其之间的连接缝隙均采用胶泥密封。

4.根据权利要求2所述的活性炭活化炉，其特征在于：所述燃烧通道(6)的尾端连接有一挡料环(19)，该挡料环(19)的内壁固定在燃烧通道(6)的外壁上。

5.根据权利要求2所述的活性炭活化炉，其特征在于：所述燃烧通道(6)的首端通过管道依次与蒸汽发生器(10)、除尘器(11)、烟囱(12)连通，所述蒸汽发生器(10)的进烟端和或出烟端上设置有引风机(9)，所述蒸汽发生器(10)的排蒸汽口通过管道与蒸汽配入机构(7)连通，该蒸汽配入机构(7)包括多支蒸汽喷管，每个物料通道(5)内至少通入一支蒸汽喷管；空气配入机构(8)包括多支空气管，多支空气管沿燃烧通道(6)的长度方向分布且每支空气管对应穿过一个分仓支撑件(4)与燃烧通道(6)内部连通。

6.根据权利要求2～5任意一项所述的活性炭活化炉，其特征在于：所述物料入炉装置(13)通过上料机构(14)供应物料，所述出料机构(15)采用螺旋输送机，所述外筒体(1)通过其上的传动装置(16)驱动旋转，所述燃烧通道(6)的首端安装有旋转接头(18)，外筒体(1)底部的两侧分别设有一个支座，外筒体(1)通过支座调整装置(17)调整两个支座的相对高度；

所述外筒体(1)的内壁上由内向外依次设置有保温层(2)和耐火层(3)，所述耐火层(3)采用耐火浇注料制作；所述分仓支撑件(4)由氮化硅结合碳化硅的复合材料制造；

每支蒸汽喷管上均设有蒸汽流量阀，每支空气管上均设有空气流量阀，炉体沿长度方向的不同位置处设有测温装置，所述蒸汽流量阀、所述空气流量阀和所述测温装置均与计算机连接。

7.一种活性炭生产方法，其特征在于，活性炭生产开始前预热好回转式的活化炉，活性炭生产时包括以下步骤：

步骤A：在活化炉内设置一个燃烧通道和至少两个物料通道，所述至少两个物料通道围绕设置在所述燃烧通道周围，所述燃烧通道和所述物料通道均与活化炉内连通；

步骤B：通过物料入炉装置分别将物料送入各个物料通道内，向各个物料通道内分别通入蒸汽，物料活化后经出料机构出料；

步骤C：开启与燃烧通道连通的引风机，使得活化炉内为负压状态且燃烧通道内的气压低于活化炉内，从而将各个物料通道内受热后析出气体引入燃烧通道内，并与燃烧通道内通入的空气混合、燃烧；

步骤D：燃烧通道内燃烧产生的热量热辐射、热传导至各个物料通道内的物料；

步骤E：将燃烧通道内燃烧产生的烟气通入蒸汽发生器，经过换热，所产生的蒸汽后续使用，剩余烟气除尘后排出；

以此往复，重复步骤B、步骤C、步骤D、步骤E，直至活性炭生产完成。