CN106698428A - 一种生产活性炭的设备及利用该设备生产活性炭的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种生产活性炭的设备及利用该设备生产活性炭的方法，该设备包括一碳化部、一连通所述碳化部的活化部，所述碳化部上设有第一进料斗，还包括一燃烧部，所述燃烧部包含一油仓体、一置于所述油仓体内的炉体、一第二进料斗以及多条水汽管道，所述炉体与所述碳化部连通以为所述碳化部提供高温烟气，所述水汽管道连通所述活化部以为所述活化部提供高温蒸汽，所述炉体与所述油仓体之间形成一装有液体载能介质的夹套空间，所述液体载能介质循环供热于所述燃烧部及所述碳化部。该设备能够实现对活性炭碳化阶段的期望温度的控制；设备一体化设计，运行简单，环境友好，成本低，提高了活性炭的产率及品质。

Description

一种生产活性炭的设备及利用该设备生产活性炭的方法

技术领域

本发明涉及活性炭生产领域，具体地涉及一种生产活性炭的一体化设备以及利用该设备生产活性炭的方法。

背景技术

木质活性炭的生产主要由碳化过程和活化过程组成，具体的是由果壳或木材等木质物料与空气在400-650℃下发生反应并生产碳化料，实现木质物料的碳化；然后将碳化料与空气在700-900℃下进行活化生成活化料，活化料再经出料工艺处理，最终生产出活性炭。

当前，我国生产活性炭设备普遍为窑式、立式炉体结构或外热型、内热型旋转炉，如立式活化炉和旋转炭化炉生产活性炭：原料经斗提机或皮带机加入炭化炉，炉头由炉煤气加热，热烟气以逆流方式与物料接触，随温度的逐步升高，顺序完成预热升温、干燥脱水、裂解碳化等过程；产生的碳化料由炉尾部排出经冷却后仓储备用，碳化尾气经废热锅炉焚烧后排空；碳化料经提升设备由立式活化炉顶部加入，经高温水蒸汽的活化，由炉底部排出，即成品活性炭。

上述的碳化炉和活化炉是相互独立设置的，所需原料加工、转运成本较高；炉体的结构难以实现期望的温度控制，导致活性炭的产量低、产品质量稳定性差；常用的内热式蒸汽活化炉虽可通过二次通风等装置调节筒体内的温度，但难以实现将碳化温度控制在400-650℃、活化温度控制在700-900℃这一技术要求；另外，还需独立设置锅炉来提供活化所需的蒸汽；炉体缺少余热回收装置和可燃气体再利用装置，造成了热能、资源的浪费。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明人提出一种生产活性炭的设备及利用该设备生产活性炭的方法，能够降低成本，实现炉体碳化反应温度的控制，提高活性炭的产能及品质，减少资源损失。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种生产活性炭的设备，包括一碳化部、一连通所述碳化部的活化部，所述碳化部上设有第一进料斗，还包括一燃烧部，所述燃烧部包含一油仓体、一置于所述油仓体内的炉体、一第二进料斗以及多条水汽管道，所述炉体与所述碳化部连通以为所述碳化部提供高温烟气，所述水汽管道连通所述活化部以为所述活化部提供高温蒸汽，所述炉体与所述油仓体之间形成一装有液体载能介质的夹套空间，所述液体载能循环供热于所述燃烧部及所述碳化部。该方案中液体载能介质的导热和蓄热能力强、沸点高、环境友好，所以上述的液体载能介质经加热后与高温烟气提供碳化部所需的高温环境；高温烟气与高温蒸汽提供活化部所需的高温环境和活化条件；液体载能介质强制循环于燃烧部和碳化部使二者联接为一体，从而使得其既可吸收燃烧部热量为碳化部提供高温环境，又可与碳化部释放的多余热量形成平衡，使多余热量回到燃烧部为燃烧部提供热量。

优选地，所述燃烧部、碳化部及活化部上均设有一用于运输对应物料的链排。链排使得对应的物料直接连续地快速反应，受热均匀。

优选地，所述活化部设于所述碳化部的下方。

优选地，所述水汽管道螺旋设于所述炉体的内壁上或/和在所述夹套空间内部螺旋缠绕在所述炉体的外壁上。将水汽管道螺旋缠绕在该炉体的外壁上或内壁上有利于该水汽管道的加热，可吸收炉体内的热量和液体载能介质的热量，提高了加热效率，使水汽管道内的水形成高温蒸汽。

优选地，所述液体载能介质的沸点为340℃。

优选地，所述活化部设有一用于均匀喷出高温蒸汽的布汽装置，所述布汽装置连通所述水汽管道的出口端。布汽装置对应链排上的物料喷洒，使得活化均匀完全。

优选地，该设备还包括一烟气处理塔，所述烟气处理塔上进口处上安装有一引风机，所述引风机连通所述活化部及所述碳化部。引风机将烟气送到烟气处理塔处理达标排放，其中的焦油、挥发份等可燃成分由可燃物质回收装置回收进入燃烧部进行燃烧，回收热量，减少损失。

优选地，所述碳化部上设有一用于向外部出料的出料口。碳化部碳化成的碳化料可直接进入活化部进行活化，也可从出料口排出，使得该设备在生产活性炭的同时也可生产碳化料，适应不同厂家的需求。

一种应用上述的活性炭生产设备生产活性炭的方法，包括以下步骤：

步骤1，将燃料投入炉体燃烧产生高温烟气，并加热液体载能介质及加热水生成高温蒸汽；

步骤2，将原料投入碳化部中，所述原料在步骤1处理后的液体载能介质与所述高温烟气协同作用下碳化成碳化料；

步骤3，将所述碳化料输送至活化部中，所述碳化料在步骤1产生的高温蒸汽作用下穿透活化成活化料；

步骤4，将所述活化料出料处理，即得活性炭。

其中，步骤1中的燃料可选择木业、林业、建筑业等各行业的生产废料，减少资源浪费；步骤2中的原料选择木材、木屑或果壳等，原料在碳化部的高温环境下被高温烟气直接快速碳化，相对于现有技术而言，该方案的碳化不燃烧原料本身，提高产品的产率和产量。

本发明的有益效果至少有：

1.本发明通过设置燃烧部产生高温烟气、高温蒸汽，以及设置了液体载能介质用于供热，使得整个设备在生产活性炭的碳化阶段和活化阶段，实现对期望温度的控制。

2.本发明采用链排流水线式生产，可以适应各种物料直接投入，无需破碎，省略了原料的预处理，节省时间和成本，同时物料在链排上连续、平稳移动，均匀受热，温度可调控，加热时间可调控，从而保证了产品质量，且在链排上平稳移动避免了物料之间的摩擦碰撞，提高了产品得率，提高了产品的外观品质。

3.本发明采用高温烟气穿透碳化，碳化时不燃烧原料本身，大大提高了产品的产率和产量。

4.本发明设置了可燃物质回收装置以及利用废料燃烧，能源循环利用，绿色环保。

5.本发明设备一体化设计合理，运行简单，环境友好，成本低，设备多个用途，燃烧部产生的高温蒸汽在满足活化部的同时，也可对外供应；设备在生产活性炭时，也可生产碳化料，适应不同需求。

附图说明

图1为本发明的实施例1的生产活性炭设备的内部示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例1

如图1所示的一种生产活性炭的设备，包括

一燃烧部1，其将木业、林业、建筑业等生产废料作为燃料燃烧产生高温烟气，具体地，燃烧部1包括一第一油仓筒体11，一置于第一油仓筒体11内的第一炉体12，以及一用于传输燃料的第一链排13，第一链排13横穿第一炉体12，第一炉体12与第一油仓筒体11之间形成一容纳有沸点为340℃的液体载能介质的第一夹套空间14，第一炉体12内壁上螺旋缠绕有第一水汽管道15，第一夹套空间14内部在第一炉体12的外壁上螺旋缠绕有第二水汽管道16。另外，燃烧部1在第一链排13的出料端132设有一螺旋出渣机17，用于排出燃料燃烧后形成的废渣，燃烧部1在第一链排13的进料端131设有一鼓风机18，用于助燃燃料，使其充分燃烧，且在第一链排13的进料端131上方设有用于投放燃料第一进料斗19。

一通过连通管2连接第一炉体12出口端的炭化部3，其通过高温烟气将原料加热碳化成碳化物；具体地，碳化部3具有一第二油仓筒体31，一置于第二油仓筒体31内的第二炉体32，以及一用于传输原料的第二链排33，第二链排33横穿第二炉体33，第二炉体32与第二油仓筒体31之间形成一容纳液体载能介质的第二夹套空间34，第二夹套空间34内的液体载能介质是由油泵通过管道（图未示）将第一夹套14内的被加热至300℃以上的液体载能介质泵送而来，用于伺候碳化部3碳化所需的高温环境，液体载能介质既可吸收燃烧部1热量为碳化部3提供高温环境，又可与碳化部3释放的多余热量形成平衡，使多余热量回到燃烧部1为燃烧部1提供热量。另外，碳化部3的出口端设有一第一出料口35、一将碳化料排出的第二出料口36及用于向第二链排33的进料端331投入原料的第二进料斗37。

以及一设于碳化部3下方的活化部4，且活化部4的进料口41连接碳化部3的第一出料口35，其通过高温蒸汽将碳化料活化而形成活化料；具体地，活化部4设有一可均匀喷出高温蒸汽的布汽装置42，第三链排43置于布汽装置42的上方，第一水汽管道15和第二水汽管道16的输出端（图未示）均连接于布汽装置42，第一水汽管道15和第二水汽管道16的输入端（图未示）输入水，通过控制水的输入压力、速度以及在第一水汽管道15和第二水汽管道16的输出端设置控制阀控制管道内的压强、流出速度，使得第一水汽管道15和第二水汽管道16内水被加热后以高温蒸汽的形态输出于布汽装置42中。

另外，该设备还包括一烟气处理塔5，烟气处理塔5进口处上安装有一引风机51以及连接有一可燃物质回收装置（图未示），引风机51连通碳化部3及活化部4。引风机51将烟气送到烟气处理塔5处理达标排放，其中的焦油、挥发份等可燃成分由可燃物质回收装置回收进入燃烧部1进行燃烧，回收热量，减少损失。

实施例2

一种应用实施例1的生产活性炭的设备生产活性炭的方法，其包括如下步骤：

步骤1，将木业、林业、建筑业等生产废料作为燃料通过第一进料斗19投入第一链排13上进行一边平缓移动，一边燃烧产生高温烟气，并加热第一夹套空间14内的液体载能介质和第一水汽管道15、第二水汽管道16中输入端的水；燃料在第一链排13上燃烧后形成的废渣，经第一链排13的出料端132到达螺旋出渣机17处，经螺旋出渣机17排出；液体载能介质在第一夹套空间14内加热至300℃以上后，由油泵泵送循环于第一夹套空间14和第二夹套空间34；

步骤2，将10吨含水率低于40%的原料通过第二进料斗37投入第二链排33上，原料在第二链排33上一边平缓移动，一边由高温烟气穿透碳化成2.7-3.5吨的碳化料，形成的碳化料经第一出料口35至活化部4，也可由第二出料口36排出储存；

步骤3，步骤2碳化成的碳化料被输送至活化部4的第三链排43上，经由高温烟气及布汽装置42喷洒出的高温蒸汽活化成活化料；

步骤4，将活化料出料处理，即得2.5吨活性炭，计算产率。

相对于现有的生产活性炭的方法，本发明的方案使得活性炭的产率提高20%，产量提高5-10倍。现有的技术生产活性炭时，10吨原料经碳化、活化后仅能产出1吨活性炭。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生产活性炭的设备，包括一碳化部、一连通所述碳化部的活化部，所述碳化部上设有第一进料斗，其特征在于：还包括一燃烧部，所述燃烧部包含一油仓体、一置于所述油仓体内的炉体、一第二进料斗以及多条水汽管道，所述炉体与所述碳化部连通以为所述碳化部提供高温烟气，所述水汽管道连通所述活化部以为所述活化部提供高温蒸汽，所述炉体与所述油仓体之间形成一装有液体载能介质的夹套空间，所述液体载能介质循环供热于所述燃烧部及所述碳化部。

2.根据权利要求1所述的生产活性炭的设备，其特征在于：所述燃烧部、碳化部及活化部上均设有一用于运输对应物料的链排。

3.根据权利要求1所述的生产活性炭的设备，其特征在于：所述活化部设于所述碳化部的下方。

4.根据权利要求1所述的生产活性炭的设备，其特征在于：所述水汽管道螺旋设于所述炉体的内壁上或/和在所述夹套空间内部螺旋缠绕在所述炉体的外壁上。

5.根据权利要求1所述的生产活性炭的设备，其特征在于：所述液体载能介质的沸点为340℃。

6.根据权利要求2所述的生产活性炭的设备，其特征在于：所述活化部设有一用于均匀喷出高温蒸汽的布汽装置，所述布汽装置连通所述水汽管道的出口端。

7.根据权利要求1所述的生产活性炭的设备，其特征在于：还包括一烟气处理塔，所述烟气处理塔的进口处安装有一引风机，所述引风机连通所述活化部及所述碳化部。

8.根据权利要求7所述的生产活性炭的设备，其特征在于：所述烟气处理塔连接有一可燃物质回收装置，所述可燃物质回收装置连通所述燃烧部。

9.根据权利要求1所述的生产活性炭的设备，其特征在于：所述碳化部上设有一用于向外部出料的出料口。

10.一种应用如权利要求1所述的活性炭生产设备生产活性炭的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，将燃料投入炉体燃烧产生高温烟气，并加热液体载能介质及加热水生成高温蒸汽；

步骤2，将原料投入碳化部中，所述原料在步骤1处理后的液体载能介质与所述高温烟气协同作用下碳化成碳化料；

步骤3，将所述碳化料输送至活化部中，所述碳化料在步骤1产生的高温蒸汽作用下穿透活化成活化料；

步骤4，将所述活化料出料处理，即得活性炭。