CN106966393B - 一种立式碳酸钠法活性炭活化炉系统 - Google Patents

一种立式碳酸钠法活性炭活化炉系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106966393B
CN106966393B CN201710269336.1A CN201710269336A CN106966393B CN 106966393 B CN106966393 B CN 106966393B CN 201710269336 A CN201710269336 A CN 201710269336A CN 106966393 B CN106966393 B CN 106966393B
Authority
CN
China
Prior art keywords
furnace
bell
activation
reacting furnace
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
Application number
CN201710269336.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106966393A (zh
Inventor
于颖
孙显涛
周洋洋
高兴
王伟
商景阁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Pharmaceutical University
Original Assignee
China Pharmaceutical University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Pharmaceutical University filed Critical China Pharmaceutical University
Priority to CN201710269336.1A priority Critical patent/CN106966393B/zh
Publication of CN106966393A publication Critical patent/CN106966393A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106966393B publication Critical patent/CN106966393B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003—Linings or walls
    • F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/02—Ohmic resistance heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0073—Seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/0002—Cooling of furnaces
    • F27D2009/001—Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas
    • F27D2009/0013—Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas the fluid being water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028—Regulation
    • F27D2019/0034—Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
    • F27D2019/0037—Quantity of electric current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

一种立式碳酸钠法活性炭活化炉是由两个反应炉、一个可升降旋转支柱和焦油回收装置组成，可实现物料的浸渍、烘干和活化在同一炉体中完成。所述活化炉由炉体、内衬、隔热砖和炉盖组成，分别位于支柱的两边，呈180°角；所述炉体右侧设有一气体接口，此接口与氮气管路、真空管路和焦油回收装置相连接。所述炉体由不锈钢外壳、中间隔热层和电热丝组成。所述炉盖分为两种，分别为活化用炉盖和浸渍、烘干用炉盖，所述活化用炉盖由外炉盖、隔热砖、温度探头和加热棒组成，所述浸渍、烘干用炉盖由外炉盖和搅拌桨组成。本发明通过支柱升降和旋转实现物料的浸渍、烘干和活化在一个炉体中进行，炉体的密闭性保证了活性炭的活化效果和产率。

Description

一种立式碳酸钠法活性炭活化炉系统
技术领域
本发明设计一种碳酸钠化学活化法制备活性炭的设备，具体来说是一种物料浸渍、烘干和活化于一体的内衬可拆卸式活化炉。
背景技术
国内现有生物质基活性炭的制备所用较多的设备有内热式回转炉、外热式回转炉等，且所用活化方法为水蒸气活化法，属于物理法；而使用化学活化法制备生物质基活性炭的设备较少。
发明内容
本发明为一种环保的活性炭活化系统。目的在于使生物质活性炭制备过程中的浸渍、烘干和活化过程在同一反应炉中完成，且活化过程隔绝氧气，收集植物焦油，保证活性炭的产品品质和减少环境污染。
本技术的实现方案：
本发明中于支柱左右各设置第一反应炉和第二反应炉，两个反应炉均可以实现物料的浸渍、烘干和活化操作。
反应炉炉体主要由外壳、中间隔热层、电阻丝和内衬组成，外壳采用304不锈钢材质，中间隔热层采用氧化铝陶瓷纤维，内衬采用耐高温的310S不锈钢。炉体开口处设有一密封圈密封圈用于活化阶段的炉内密封，炉口内部设有冷却水通道，其中通入冷却水使炉口温度处于较低水平以延长橡胶圈的使用寿命；炉口稍下位置设有一压强显示仪表，用于显示炉体内部的压强数值。炉体上还设置有温度控制器，用于控制电阻丝的温度。炉体上设有管路接口，可与第一氮气管路、第二氮气管路、第一真空管路、第二真空管路和第一换热器和第二换热器连接。
第一换热器和第二换热器与收集罐组成水回收和植物焦油收集系统。
内衬上端设有对称的两个圆孔，便于起重装置将其从炉体中取出，内衬下端设有一金属环，便于起重装置将内衬横置或衬口略向下放置以将其中活性炭产物取出。
内衬和外壳之间设有中间隔热层，由氧化铝陶瓷纤维制成，中间隔热层与内衬接触面设有螺旋状凹槽，此凹槽用于放置加热用的电阻丝。
炉盖设计成两种形式，分别为浸渍烘干用炉盖和活化用炉盖，分别与支柱两端相连，支柱为可旋转和可升降设计，通过支柱的升降和旋转实现两种炉盖在两个炉体上的开启、交换和关闭。
浸渍烘干用炉盖与电动机和搅拌桨为一体，由于浸渍物料粘度很高，所以搅拌桨采用螺带式搅拌桨；炉盖上设有温度传感器和温度显示器，可将温度信号反馈到炉体上的温度控制器，实现温度的自动控制。
活化用炉盖包括隔热砖和电热管，隔热砖上设有一圈凹槽，使其能与内衬很好地接合，隔热砖的目的主要是阻止内衬中热量的散失，炉门关闭时，隔热砖的凹槽与内衬的上边缘并不是紧密接触，而是留有一定的缝隙，便于内衬及炉内压强的调节和挥发性气体的排出。
隔热砖通过金属杆固定于炉盖，电热管的一端整合于隔热砖中。
浸渍烘干用炉盖上设有机械密封装置和轴套装置，轴套装置与支柱相连，轴套通过支架支撑于炉盖上，电动机通过支架支撑于轴套上，炉盖上的温度传感器分别与两个炉体上的温度控制器相连(并联)。
活化用炉盖上的温度传感器也分别与两个炉体上的温度控制器相连(并联)，第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关实现每个温度传感器分别只与一个温度控制器相连。活化用炉盖上的温度传感器与炉盖上的温度控制器相连，用于控制电热管的温度。
支柱上的支架为空心管道，用于电线的通道，支柱底部设内外两层铜环，共四对，外层四个铜环分别与两个炉盖上的温度传感器引出的四根导线相连，内层四个铜环分别与第一温度控制器和第二温度控制器引出的四根导线相连，这两层铜环起到导线接头的作用，用于连接温度传感器和温度控制器。环状接头可以实现支柱旋转时导线连接不受影响。支柱上设一小的控制面板用于安装单刀双掷开关。
附图说明
图1为活化炉系统的结构示意图
图2为图1中活化炉的炉体结构剖视图
图3为图2中活化炉体内衬结构示意图
图4为浸渍烘干用炉盖结构示意图
图5为活化用炉盖结构示意图
图中：1、第一水和植物焦油储罐，2、第一冷凝器，3、炉体支座，4、第一真空管道，5、第一氮气管道，6、浸渍烘干用炉盖，7、机械密封装置，8、轴套，9、电动机，10、密封圈，11、第一单刀双掷开关，12、第一温度控制器，13、第一反应炉，14、支柱，15、铜环，16、第二温度控制器，17、第二单刀双掷开关，18、金属连杆，19、活化用炉盖，20、第二氮气管道，21、第二真空管道，22、第二反应炉，23、第二冷凝器，24、第二水和植物焦油储罐，25、继电器，26、外壳，27、中间隔热层，28、电阻丝，29、内衬，30、冷却水通道，31、搅拌桨，32、电热管，33、隔热砖，34、圆环，35、圆孔。
具体实施方式
本装置的循环操作说明如下：
第一步：如附图1和图2，通过支柱14提升打开第一反应炉13的浸渍烘干用炉盖6，向内衬29中加入粉碎后的中药渣和浸渍液；再通过支柱14降低关闭浸渍烘干用炉盖6，开动搅拌器，进行浸渍。24h后电阻丝28通电对炉内物料进行烘干操作，浸渍烘干用炉盖6上的温度传感器将探测到的电信号传递给温度控制器，通过控制电阻丝28的功率使炉内温度维持在105℃左右，搅拌器缓慢搅拌。蒸发的水蒸气通过第一冷凝器2进行收集，收集于第一水和植物焦油储罐1中。
第二步：初次使用本装置时，第一反应炉13的浸渍和烘干阶段中，第二反应炉22处于空置状态。烘干约需24h，烘干结束之后，打开浸渍烘干用炉盖6和活化用炉盖19，支柱14升高使浸渍烘干用炉盖6和活化用炉盖19分别与两个炉体分离并进行位置交换，打开活化用炉盖19，第二反应炉22重复第一步中的操作。此时，第一反应炉13内为烘干物料，炉体升温进行活化操作。活化之前要先进行炉内除氧操作，通过交替充氮气和抽真空达到驱除炉内氧气的目的。升温过程为先从常温升温到800℃，此温度为活化温度，升温幅度为5℃/min，800℃下恒温1.5h，然后进入降温阶段。升温过程中，关闭氮气管路和真空管路，开启冷凝管路。炉内热解气体经冷凝器冷却收集其中的植物焦油，植物焦油收集于与第一水和植物焦油储罐1中。恒温过程结束时，关闭冷凝管路，由于冷却过程中炉内压强不断减小，所以开启氮气管路，向炉内充入氮气，保证压强恒定。此处炉内压强采用反馈控制。
第三步：由于第二步中的活化过程和冷却过程的总时间小于48h，所以待第二反应炉22内物料烘干后，同时开启两个炉盖，利用升降机将第一反应炉13中的内衬连同活性炭产物一同取出。如图3所示，升降装置的抓手抓住内衬29上方的圆孔35，取出内衬29，转移至附近的粉碎机投料口的上方，然后再将圆环34抓住并以圆孔35为圆心旋转内衬29，使内衬29中的物料转移至粉碎机中进行粉碎操作。对内衬29进行清洗，并放回第一反应炉13中。
第四步：向第一反应炉13中加入中药渣和浸渍液，重复第一步中的操作，旋转支柱14交换两炉的炉盖，第二反应炉22重复第三步中的操作。至此系统可以完成循环操作。

Claims (6)

1.一种立式碳酸钠法活性炭活化炉，其特征在于，在支柱(14)左右各设置第一反应炉(13)和第二反应炉(22)，第一反应炉(13)和第二反应炉(22)均能够实现物料的浸渍、烘干和活化操作；
第一反应炉(13)和第二反应炉(22)的炉体均由外壳(26)、中间隔热层(27)、电阻丝(28)和内衬(29)组成；内衬(29)和外壳(26)之间设置中间隔热层(27)，中间隔热层(27)与内衬(29)接触面设有螺旋状凹槽，此凹槽用于放置加热用的电阻丝(28)；
第一反应炉(13)和第二反应炉(22)的炉体开口处设有用于活化阶段进行炉内密封的密封圈(10)，第一反应炉(13)和第二反应炉(22)的炉口内部设有冷却水通道(30)，冷却水通道(30)中通入冷却水使第一反应炉(13)和第二反应炉(22)的炉口温度处于较低水平以延长橡胶圈的使用寿命；第一反应炉(13)和第二反应炉(22)的炉口下方设有用于显示炉体内部的压强数值的压强显示仪表；第一反应炉(13)和第二反应炉(22)的炉体上均设置有用于控制电阻丝(28)温度的 温度控制器，第一反应炉(13)设置第一温度控制器(12)，第二反应炉(22)设置第二温度控制器(16)；第一反应炉(13)和第二反应炉(22)炉体上均设有管路接口，第一反应炉(13)炉体上的管路接口与第一氮气管路(5)、第一真空管路(4)、第一换热器(2)连接；第二反应炉(22)与第二氮气管路(20)、第二真空管路(21)、第二换热器(23)连接；
第一换热器(2)、第二换热器(23)与收集罐组成水回收和植物焦油收集系统；
炉盖包括浸渍烘干用炉盖(6)和活化用炉盖(19)，分别与支柱(14)两端相连，支柱(14)为可旋转和可升降设计，通过支柱(14)的升降和旋转实现浸渍烘干用炉盖(6)和活化用炉盖(19)在第一反应炉(13)和第二反应炉(22)炉体上的开启、交换和关闭；
浸渍烘干用炉盖(6)与电动机(9)和搅拌桨(31)为一体；浸渍烘干用炉盖(6)上设有温度传感器和温度显示器，可将温度信号反馈到炉体上的温度控制器，实现温度的自动控制；浸渍烘干用炉盖(6)上设有机械密封装置(7)和轴套装置(8)，轴套装置(8)与支柱(14)相连，轴套(8)通过支架支撑于浸渍烘干用炉盖(6)炉盖上，电动机(9)通过支架支撑于轴套(8)上，浸渍烘干用炉盖(6)上的温度传感器分别与第一反应炉(13)和第二反应炉(22)炉体上的温度控制器连接；
活化用炉盖(19)包括隔热砖(33)和电热管(32)，隔热砖(33)上设有一圈凹槽，使其能与内衬(29)匹配接合，炉门关闭时，隔热砖的凹槽与内衬的上边缘留有一定的缝隙，便于内衬(29)调节，同时便于炉内压强的调节和挥发性气体的排出；隔热砖(33)通过金属杆(18)固定于活化用炉盖(19)，电热管(32)的一端整合于隔热砖(33)中；
活化用炉盖(19)上的温度传感器也分别与第一反应炉(13)和第二反应炉(22)炉体上的温度控制器连接，第一单刀双掷开关(11)和第二单刀双掷开关(17)实现每个温度传感器分别只与一个温度控制器相连；活化用炉盖(19)上的温度传感器与炉体上的温度控制器相连，用于控制电热管(32)的温度；
支柱(14)上的支架为空心管道，空心管道用作电线的通道，支柱(14)底部设有内外两层总计4对铜环，每对铜环相互接触，铜环用绝缘材料与支柱(14)和外界隔开，并各留一个导线接头；所述铜环的上两对铜环的外层铜环与浸渍烘干用炉盖(6)上的温度传感器相连，上两对铜环的内层铜环分别与第一反应炉(13)和第二反应炉(22)的温度控制器相连；下两对铜环的外层铜环分别与活化用炉盖上(19)的温度传感器相连，下两对铜环的内层铜环分别与第一反应炉(13)和第二反应炉(22)的温度控制器相连。
2.根据权利要求1所述的一种立式碳酸钠法活性炭活化炉，其特征在于，所述外壳(26)采用304不锈钢材质，中间隔热层(27)采用氧化铝陶瓷纤维，内衬(29)采用耐高温的310S不锈钢，内径为2m，内高为2.5m，厚度为10mm。
3.根据权利要求1所述的一种立式碳酸钠法活性炭活化炉，其特征在于，内衬(29)上端设有对称的两个圆孔(35)，便于起重装置将其从炉体中取出，内衬(29)下端设有一金属环(34)，便于起重装置将内衬横置或衬口略向下放置以将其中活性炭产物取出。
4.根据权利要求1所述的一种立式碳酸钠法活性炭活化炉，其特征在于，中间隔热层(27)由氧化铝陶瓷纤维制成。
5.根据权利要求1所述的一种立式碳酸钠法活性炭活化炉，其特征在于，搅拌桨(31)采用螺带式搅拌桨。
6.根据权利要求1所述的一种立式碳酸钠法活性炭活化炉，其特征在于，支柱(14)上设置有控制面板用于安装第一单刀双掷开关(11)和第二单刀双掷开关(17)。
CN201710269336.1A 2017-04-18 2017-04-18 一种立式碳酸钠法活性炭活化炉系统 Expired - Fee Related CN106966393B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710269336.1A CN106966393B (zh) 2017-04-18 2017-04-18 一种立式碳酸钠法活性炭活化炉系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710269336.1A CN106966393B (zh) 2017-04-18 2017-04-18 一种立式碳酸钠法活性炭活化炉系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106966393A CN106966393A (zh) 2017-07-21
CN106966393B true CN106966393B (zh) 2019-03-19

Family

ID=59333170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710269336.1A Expired - Fee Related CN106966393B (zh) 2017-04-18 2017-04-18 一种立式碳酸钠法活性炭活化炉系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106966393B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2130815Y (zh) * 1992-07-21 1993-04-28 冷水江市星海化工公司 双筒内热式连续炭化炉
CN1599105A (zh) * 2004-08-18 2005-03-23 马志刚 一种镍氢电池负极板真空烧结方法
CN102080151A (zh) * 2010-12-15 2011-06-01 中国科学院合肥物质科学研究院 井式真空充气保护Nb3Sn线圈热处理炉系统
CN202709744U (zh) * 2012-08-02 2013-01-30 济南澳海炭素有限公司 敞开式环式焙烧炉移动式炉盖
CN102994779A (zh) * 2013-01-09 2013-03-27 九洲资源控股集团有限公司 隧道式双循环真空冶炼炉及其方法
CN103043662A (zh) * 2011-10-17 2013-04-17 王钜 一种水蒸汽活化法生产活性炭的设备与工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2130815Y (zh) * 1992-07-21 1993-04-28 冷水江市星海化工公司 双筒内热式连续炭化炉
CN1599105A (zh) * 2004-08-18 2005-03-23 马志刚 一种镍氢电池负极板真空烧结方法
CN102080151A (zh) * 2010-12-15 2011-06-01 中国科学院合肥物质科学研究院 井式真空充气保护Nb3Sn线圈热处理炉系统
CN103043662A (zh) * 2011-10-17 2013-04-17 王钜 一种水蒸汽活化法生产活性炭的设备与工艺
CN202709744U (zh) * 2012-08-02 2013-01-30 济南澳海炭素有限公司 敞开式环式焙烧炉移动式炉盖
CN102994779A (zh) * 2013-01-09 2013-03-27 九洲资源控股集团有限公司 隧道式双循环真空冶炼炉及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106966393A (zh) 2017-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104477885B (zh) 一种立式连续感应高温石墨化炉
NO156333B (no) System for prefabrikerte betongelementer.
CN106966393B (zh) 一种立式碳酸钠法活性炭活化炉系统
CN210546975U (zh) 一种废旧锂电池热解冷却装置
CN1233860C (zh) 真空无污染提取砷的方法及其系统
CN108642303A (zh) 一种氧化锌矿的真空冶炼方法
CN201864763U (zh) 真空热还原装置
CN110822451A (zh) 一种易拆装式含油污泥低温燃烧三维温度测控实验装置
NO157394B (no) Fremgangsmaate og apparat for gjenvinning av brennbare gasser i en elektrometallurgisk ovn.
CN212833619U (zh) 一种带防堵机构的焦化装置
CN204514031U (zh) 一种高温冶炼设备
CN211595750U (zh) 一种电解铝用废渣回收装置
CN208055429U (zh) 一种新型金属镁冶炼竖式放置还原罐封料卸渣装置
CN107262497A (zh) 一种等离子体固体废物处理装置
CN202582188U (zh) 快速降温试验加热炉
CN206504605U (zh) 一种新型防氧化马弗炉
CN213913672U (zh) 一种加工氧化锌产品的蒸发焙烧设备
CN101748292A (zh) 倾转装出料式还原炉及其还原方法
CN205495591U (zh) 一种硫酸钾制备的球形反应炉
CN213253056U (zh) 一种改进型的蒸馏釜装置
CN213901961U (zh) 一种利用熔融高温炉余热的装置
CN109341334A (zh) 一种节能环保小型金属熔炉
CN211522247U (zh) 吹氩气精炼高锰钢的系统
CN204509377U (zh) 一种铁水吹炼直炉
CN209116682U (zh) 一种石墨粉快速烘干设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190319

Termination date: 20200418

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee