CN108046235A - 散状炭材料超高温提纯炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种散状炭材料超高温提纯炉,炉体上密封盖设有炉盖,在炉体上设置有环形烟道,炉盖的上部为漏斗形的给料储料盆,炉盖的下部为拱形盖体,所述盖体内部设置有隔热保护层,漏斗形的给料储料盆较窄的一端与拱形盖体通过一下料通道连通;炉体的内部设置有一定厚度的环状耐高温绝缘内衬,在炉体内壁上设置有隔热保护层,环形烟道与炉体的内腔连通,负极导电极环套装在所述的圆孔上,在环状耐高温绝缘内衬的内壁上位于导电负极的下方设置有中部开设通孔的恒温保护层,冷却导热保护衬与恒温保护层之间隔设置有恒温冷却过度隔离层。本发明具有提纯产品质量稳定、能耗低、提纯出的其他成份集中收集与处理,不污染环境。
Description
技术领域
本发明化工设备,具体涉及一种用于石油焦、无烟煤、沥青焦等高含炭量的粒状材料的物理提纯的专用设备,尤其涉及一种散状炭材料超高温提纯炉。
背景技术
高含炭量颗粒材料广泛用于黑色冶金、有色冶金、合金冶炼等行业,不管是有传统的奇逊炉还是内热串接石墨化炉,虽然都可以对炭材料进行高温提纯,但由于上述两种炉型主要用于石墨电极生产过程中对石墨电极、或者是锂电负极材料的石墨化,对散状炭材料储如冶金焦、石油焦、无烟煤的提纯都是作为保温料或者电阻料来使用,在得纯过程中受炉型结构影响,提纯效果不均匀,同时由于上述两种炉型的运行特点,①产品质量不均匀、②生产环境差、③能耗高、④生产效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种散状炭材料超高温提纯炉。本发明在对散状炭材料进行提纯处理,同时对一些储如铝电解槽、高炉内衬炭砖等工业废品进行无害化处理与循环利用,将工业废品再生作为炭素生产的原料或者冶金等工业生产的优质再生使用。本发明具有提纯产品质量稳定、能耗低、提纯出的其他成份集中收集与处理,不污染环境。
本发明采用的技术方案:一种散状炭材料超高温提纯炉,它包括炉体、炉盖、导电正极、导电负极、负极导电极环、炉底冷却水台、冷却水套、恒温保护层、恒温冷却过度隔离层、冷却导热保护衬、排料槽、旋转冷却炉胆、旋转接头、冷却水管和炉胆旋转驱动器,炉体上密封盖设有炉盖,在炉体上设置有环形烟道,炉盖的上部为漏斗形的给料储料盆,炉盖的下部为拱形盖体,所述盖体内部设置有隔热保护层,漏斗形的给料储料盆较窄的一端与拱形盖体通过一下料通道连通,导电正极竖直地通过所述下料通道穿过炉盖且一端悬置于炉体内;炉体的内部设置有一定厚度的环状耐高温绝缘内衬,在炉体内壁上位于环状耐高温绝缘内衬与炉体之间的区域设置有隔热保护层,所述环形烟道与炉体的内腔连通,导电负极为中部开有一圆孔的板状结构,导电负极水平穿过炉体且伸出在环状耐高温绝缘内衬的内腔,负极导电极环为中部通孔的柱状体,负极导电极环套装在所述的圆孔上,在环状耐高温绝缘内衬的内壁上位于导电负极的下方设置有中部开设通孔的恒温保护层,在炉体底部的中部位置开设有一中孔,在该中孔内套装有中部开设通孔的冷却导热保护衬,冷却导热保护衬与恒温保护层之间隔设置有恒温冷却过度隔离层,其中,负极导电极环与恒温保护层、恒温冷却过度隔离层和冷却导热保护衬的中部通孔均位于一个竖直的方向上;在炉体的底部设置有炉底冷却水台,在冷却导热保护衬的外部贴附有一圈冷却水套;旋转冷却炉胆可转动地插装在冷却导热保护衬的内部,旋转冷却炉胆与冷却导热保护衬之间的间隙为散状炭材料下漏的通道,旋转冷却炉胆固定在旋转固定架上,并通过炉胆旋转驱动器驱动进行转动,旋转冷却炉胆的内部开设有冷却循环水腔,冷却水管通过旋转接头与冷却循环水腔连通,且炉底冷却水台和冷却水套均与冷却水管连通;所述冷却水套的下方一侧设置有供散状炭材料出料的排料口,所述排料口下方设置有排料槽。
进一步地,还包括一排料防尘罩,所述排料防尘罩罩设在排料槽的上方。
进一步地,所述旋转冷却炉胆由锥形石墨柱、冷却循环水腔和圆形冷却盘组成,其中,锥形石墨柱与冷却循环水腔的顶部连接,冷却循环水腔固定在圆形冷却盘上,且冷却循环水腔与圆形冷却盘连通,圆形冷却盘固定在旋转固定架上,所述旋转冷却炉胆与冷却导热保护衬之间的散状炭材料下漏的通道正对圆形冷却盘,且形成一L形的转弯排料口。
进一步地,所述耐高温绝缘内衬的上部端口为锥形漏斗口,下部为直的通道。
进一步地,所述环形烟道与外部引风机连接。
进一步地,所述恒温保护层为石墨环状体,且该石墨环状体与负极导电极环组成的内部区域为恒温区。
进一步地,所述导电正极位于下料通道的中部,且导电正极与下料通道的内壁之间有一定的过料间隙,且导电正极与负极导电极环的区域为高温加热区。
进一步地,所述冷却导热保护衬一端与炉体底部平齐,另一端超出炉体底部一定距离,形成散状炭材料的冷却段。
进一步地,所述冷却导热保护衬由冷却高导热衬和冷却低导热保护衬组成,冷却低导热保护衬位于冷却高导热衬和冷却水套之间,且冷却低导热保护衬与冷却高导热衬的上端齐平,冷却低导热保护衬由上到下厚度逐渐减小,且冷却低导热保护衬总长度为冷却高导热衬的一半;其中,冷却高导热衬为石墨环状体,冷却低导热保护衬为碳砖环状体。
进一步地,还包括一冷却末端水套,该冷却末端水套位于冷却水套的下端,且冷却末端水套与冷却循环水腔连通。
本发明与现有技术相比其有益效果是:本发明的生产过程中可以稳定连续生产,散状炭材料中的杂质可以通过环形排烟道集中收集处理排放,收集设备可以稳定的进行工作。本发明在对散状炭材料进行提纯处理,同时对一些储如铝电解槽、高炉内衬炭砖等工业废品进行无害化处理与循环利用,将工业废品再生作为炭素生产的原料或者冶金等工业生产的优质再生使用。本发明具有提纯产品质量稳定、能耗低、提纯出的其他成份集中收集与处理,不污染环境。
附图说明
图1为本发明的半剖结构示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
如图1所示,一种散状炭材料超高温提纯炉,它包括炉体1、炉盖2、导电正极3、导电负极4、负极导电极环5、炉底冷却水台6、冷却水套7、冷却末端水套8、恒温保护层9、恒温冷却过度隔离层10、冷却导热保护衬、排料槽12、排料防尘罩13、旋转冷却炉胆、旋转接头14、冷却水管15和炉胆旋转驱动器16,炉体1上密封盖设有炉盖2,在炉体1上设置有环形烟道17,环形烟道17内设置有高温耐火砖,炉盖2的上部为漏斗形的给料储料盆20,炉盖2的下部为拱形盖体18,所述拱形盖体18内部设置有隔热保护层19,漏斗形的给料储料盆20较窄的一端与拱形盖体18通过一下料通道21连通,导电正极3竖直地通过所述下料通道21穿过炉盖2且一端悬置于炉体1内;炉体1的内部设置有一定厚度的环状耐高温绝缘内衬22,在炉体1内壁上位于环状耐高温绝缘内衬22与炉体1之间的区域设置有隔热保护层19,所述环形烟道17与炉体1的内腔连通,导电负极4为中部开有一圆孔的板状结构,导电负极4水平穿过炉体1且伸出在环状耐高温绝缘内衬22的内腔,负极导电极环5为中部通孔的柱状体,负极导电极环5套装在所述的圆孔上,在环状耐高温绝缘内衬22的内壁上位于导电负极4的下方设置有中部开设通孔的恒温保护层9,在炉体1底部的中部位置开设有一中孔,在该中孔内套装有中部开设通孔的冷却导热保护衬,冷却导热保护衬与恒温保护层9之间隔设置有恒温冷却过度隔离层10,其中,负极导电极环5与恒温保护层9、恒温冷却过度隔离层10和冷却导热保护衬的中部通孔均位于一个竖直的方向上;在炉体1的底部设置有炉底冷却水台6,在冷却导热保护衬的外部贴附有一圈冷却水套7;旋转冷却炉胆可转动地插装在冷却导热保护衬的内部,旋转冷却炉胆与冷却导热保护衬之间的间隙为散状炭材料下漏的通道,旋转冷却炉胆固定在旋转固定架上,并通过炉胆旋转驱动器16驱动进行转动,旋转冷却炉胆的内部开设有冷却循环水腔23,冷却水管15通过旋转接头14与冷却循环水腔23连通,且炉底冷却水台6和冷却水套7均与冷却水管15连通;所述冷却水套7的下方一侧设置有供散状炭材料出料的排料口24,所述排料口24下方设置有排料槽12。
所述排料防尘罩13罩设在排料槽12的上方。所述旋转冷却炉胆由锥形石墨柱25、冷却循环水腔23和圆形冷却盘26组成,其中,锥形石墨柱25与冷却循环水腔23的顶部连接,冷却循环水腔23固定在圆形冷却盘26上,且冷却循环水腔23与圆形冷却盘26连通,圆形冷却盘26固定在旋转固定架上,所述旋转冷却炉胆与冷却导热保护衬之间的散状炭材料下漏的通道正对圆形冷却盘26,且形成一L形的转弯排料口24。所述环状耐高温绝缘内衬22的上部端口为锥形漏斗口27,下部为直的通道。所述环形烟道17与外部引风机连接。所述恒温保护层9为石墨环状体,且该石墨环状体与负极导电极环5组成的内部区域为恒温区。所述导电正极3位于下料通道21的中部,且导电正极3与下料通道21的内壁之间有一定的过料间隙,且导电正极3与负极导电极环5的区域为高温加热区。所述冷却导热保护衬一端与炉体1底部平齐,另一端超出炉体1底部一定距离,形成散状炭材料的冷却段。所述冷却导热保护衬由冷却高导热衬28和冷却低导热保护衬29组成,冷却低导热保护衬29位于冷却高导热衬28和冷却水套7之间,且冷却低导热保护衬29与冷却高导热衬28的上端齐平,冷却低导热保护衬29由上到下厚度逐渐减小,且冷却低导热保护衬29总长度为冷却高导热衬28的一半;其中,冷却高导热衬28为石墨环状体,冷却低导热保护衬29为碳砖环状体。所述冷却末端水套8位于冷却水套7的下端,且冷却末端水套8与冷却循环水腔23连通。
工作过程:待提纯的散状炭材料由其他上料机构加入炉上料盆后,根据产品质量要求,控制供电电流与供电电压,控制排料速度。当散状炭材料(颗粒度在2—50mm)经给料储料盆20进入炉内时,在炉体1内上部传导来的热量进行预热,炭材料在其内部的挥发份受热挥发排出后就电导率大幅度提高,并逐步进入高温加热区,在高温加热区由调压整流给出的大电流(电流范围25KA—35KA),低电压(15V—30V)经导电正极3与导电负极4和负极导电极环5加在要提纯的炭材料上,使炭材料自身发热而温度上升,当温度上升至2500℃以上时其内部的杂质就会在气态形式存在,随着炉内热场的作用布上升,上升至环形烟道17的位置,由外部引风机引出炉外。而经过提纯后的炭材料在排料过程中逐渐下降,进入保温区,即负极导电极环5与石墨环所组成的恒温区域,保证要提纯的炭材料充分反应,内部的杂质充分气化上升。当提纯到合乎使用的条件下继续下降至由冷却导热保护衬与冷却水套7构成的冷却区域进行降温冷却。最后由进入排料槽12排出炉外,达到高温提纯的目标。
本发明的提纯炉同时具有散状炭材料的石墨化功能。可根据对物料的提纯要求,可以很好的通过控制工作电流灵活的进行控制炉体1内部高温加热的工作温度,针对不同材料,不同的产品质量要求灵活的将炉内工作温度控制在1750℃—3000℃的温度范围。整个提纯设备的热能利用是最为充分的,首先,充分利用炉内高温气态下的对流原理,对物料进行预热。在高温区由电能充分转化为热能,经过恒温区使产品质量充分均匀、充分提纯。在冷却段充分将物料自身高温所带的温度由冷却水集中带走,冷却水可以做为取暖、洗浴等热水用途得到充分使用。可以进一步用于节能发电等。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.散状炭材料超高温提纯炉,它包括炉体、炉盖、导电正极、导电负极、负极导电极环、炉底冷却水台、冷却水套、恒温保护层、恒温冷却过度隔离层、冷却导热保护衬、排料槽、旋转冷却炉胆、旋转接头、冷却水管和炉胆旋转驱动器,其特征在于,炉体上密封盖设有炉盖,在炉体上设置有环形烟道,炉盖的上部为漏斗形的给料储料盆,炉盖的下部为拱形盖体,所述盖体内部设置有隔热保护层,漏斗形的给料储料盆较窄的一端与拱形盖体通过一下料通道连通,导电正极竖直地通过所述下料通道穿过炉盖且一端悬置于炉体内;炉体的内部设置有一定厚度的环状耐高温绝缘内衬,在炉体内壁上位于环状耐高温绝缘内衬与炉体之间的区域设置有隔热保护层,所述环形烟道与炉体的内腔连通,导电负极为中部开有一圆孔的板状结构,导电负极水平穿过炉体且伸出在环状耐高温绝缘内衬的内腔,负极导电极环为中部通孔的柱状体,负极导电极环套装在所述的圆孔上,在环状耐高温绝缘内衬的内壁上位于导电负极的下方设置有中部开设通孔的恒温保护层,在炉体底部的中部位置开设有一中孔,在该中孔内套装有中部开设通孔的冷却导热保护衬,冷却导热保护衬与恒温保护层之间隔设置有恒温冷却过度隔离层,其中,负极导电极环与恒温保护层、恒温冷却过度隔离层和冷却导热保护衬的中部通孔均位于一个竖直的方向上;在炉体的底部设置有炉底冷却水台,在冷却导热保护衬的外部贴附有一圈冷却水套;旋转冷却炉胆可转动地插装在冷却导热保护衬的内部,旋转冷却炉胆与冷却导热保护衬之间的间隙为散状炭材料下漏的通道,旋转冷却炉胆固定在旋转固定架上,并通过炉胆旋转驱动器驱动进行转动,旋转冷却炉胆的内部开设有冷却循环水腔,冷却水管通过旋转接头与冷却循环水腔连通,且炉底冷却水台和冷却水套均与冷却水管连通;所述冷却水套的下方一侧设置有供散状炭材料出料的排料口,所述排料口下方设置有排料槽。
2.根据权利要求1所述的散状炭材料超高温提纯炉,其特征在于,还包括一排料防尘罩,所述排料防尘罩罩设在排料槽的上方。
3.根据权利要求1所述的散状炭材料超高温提纯炉,其特征在于,所述旋转冷却炉胆由锥形石墨柱、冷却循环水腔和圆形冷却盘组成,其中,锥形石墨柱与冷却循环水腔的顶部连接,冷却循环水腔固定在圆形冷却盘上,且冷却循环水腔与圆形冷却盘连通,圆形冷却盘固定在旋转固定架上,所述旋转冷却炉胆与冷却导热保护衬之间的散状炭材料下漏的通道正对圆形冷却盘,且形成一L形的转弯排料口。
4.根据权利要求1所述的散状炭材料超高温提纯炉,其特征在于,所述耐高温绝缘内衬的上部端口为锥形漏斗口,下部为直的通道。
5.根据权利要求1所述的散状炭材料超高温提纯炉,其特征在于,所述环形烟道与外部引风机连接。
6.根据权利要求1所述的散状炭材料超高温提纯炉,其特征在于,所述恒温保护层为石墨环状体,且该石墨环状体与负极导电极环组成的内部区域为恒温区。
7.根据权利要求1所述的散状炭材料超高温提纯炉,其特征在于,所述导电正极位于下料通道的中部,且导电正极与下料通道的内壁之间有一定的过料间隙,且导电正极与负极导电极环的区域为高温加热区。
8.根据权利要求1所述的散状炭材料超高温提纯炉,其特征在于,所述冷却导热保护衬一端与炉体底部平齐,另一端超出炉体底部一定距离,形成散状炭材料的冷却段。
9.根据权利要求1所述的散状炭材料超高温提纯炉,其特征在于,所述冷却导热保护衬由冷却高导热衬和冷却低导热保护衬组成,冷却低导热保护衬位于冷却高导热衬和冷却水套之间,且冷却低导热保护衬与冷却高导热衬的上端齐平,冷却低导热保护衬由上到下厚度逐渐减小,且冷却低导热保护衬总长度为冷却高导热衬的一半;其中,冷却高导热衬为石墨环状体,冷却低导热保护衬为碳砖环状体。
10.根据权利要求1所述的散状炭材料超高温提纯炉,其特征在于,还包括一冷却末端水套,该冷却末端水套位于冷却水套的下端,且冷却末端水套与冷却循环水腔连通。
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