CN109368641A - 一种活性炭制备可燃气体循环利用装置 - Google Patents

一种活性炭制备可燃气体循环利用装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，结构包括：炭化活化一体炉；与炭化活化一体炉尾气排放管连接的冷凝器；与冷凝器连接的焦炭罐，焦炭罐的底部与冷凝器顶部的排气口连通；与焦炭罐的排气管连接的风机，风机的另一端与炭化活化一体炉连接。炭化活化一体炉的右上侧烟道直接与冷凝器连通，冷凝器去除尾气中水分，与冷凝器连通的焦炭罐去除尾气中的油分，风机将除水去油的尾气再次抽送到炭化活化一体炉的活化段，尾气在活化段中和空气燃烧，再与水蒸气及炭化后的碳棒共同反应，使碳棒活化形成活性炭，本发明实现能源的循环利用，节约能源，且不向大气中排放有害物质，避免了环境污染。

Description

一种活性炭制备可燃气体循环利用装置
技术领域
本发明属于活性炭生产技术领域，具体涉及了一种活性炭制备可燃气体循环利用装置。
背景技术
活性炭是一种黑色多孔结构的固体炭质，具有很强的吸附性能，可有效的吸附异味、色度和某些无机物等，又具有不易带来二次污染的优点，因而广泛的应用于食品、医药、味精化工等产品脱色和水的净化处理中。
现有技术制备活性炭，通常炭化工序和活化工序是两个独立的工序，炭条先经过炭化炉完成炭化反应，再转至活化炉进行活化处理，但是在碳化工序段，活性炭中的煤焦油因高温而形成大量一氧化碳、甲烷、氢气等含烟可燃气体，及其含有苯、酚、萘及硫化物等有害物质，现有技术处理尾气的方法是，活化炉连接燃烧器，将尾气燃烧，再经过脱硫、脱硝处理后直接排放到大气，导致大量可燃气体的浪费，如果脱硫、脱硝处理不彻底，排放到大气的尾气会造成环境污染。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，实现了活性炭炭化或活化尾气的循环利用，既节约能源，又减少了环境污染。
本发明提供的技术方案是：一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，结构包括：炭化活化一体炉；与炭化活化一体炉尾气排放管连接的冷凝器；与冷凝器连接的焦炭罐，焦炭罐的底部与冷凝器顶部的排气口连通；与焦炭罐的排气管连接的风机，风机的另一端与炭化活化一体炉连接。炭化活化一体炉的右上侧烟道直接与冷凝器连通，冷凝器去除尾气中水分，与冷凝器连通的焦炭罐去除尾气中的油分，风机将除水去油的尾气再次抽送到炭化活化一体炉的活化段，尾气在活化段中和空气燃烧，再与水蒸气及炭化后的碳棒共同反应，使碳棒活化形成活性炭，尾气得到了二次利用，实现能源的循环利用，节约能源，且不向大气中排放有害物质，避免了环境污染。
所述炭化活化一体炉包括：炉本体，设置在炉本体内的多个产品道，用于盛装炭条；安装在炉本体上方的加料器，用于向产品道中加入炭条；安装在炉本体下方的卸料器，用于卸载完成炭化、活化的活性炭；设置在炉本体左侧的左侧烟道，其与炉本体等高；设置在炉本体右侧上部的右上侧烟道，用于排放炉本体内的尾气；设置在炉本体右侧下部的右下侧烟道，用于向炉本体内输入活化剂，右上侧烟道与右下侧烟道的中部通过耐火砖隔断。尾气中的可燃气体在炉本体内燃烧，一方面为炉本体提供热量，完成活性炭的制备；另一方面不需要输送设备，可直接实现将炭化工序中产生的尾气在活化段的利用，避免了能源的损失浪费，实现了能源的二次利用，既节约能源，又减少了环境污染。。
所述炉本体的上半段为炭化段，所述炉本体的下半段为活化段。
所述右下侧烟道分别与尾气回收管道、空气管道、水蒸气管道连通。
所述产品道由设有气孔的耐火砖砌成，两侧耐火砖上的气孔对称布置，气孔角度与水平方向呈现10°～80°。
所述产品道按列布置，相邻两列产品道之间为气道，该气道与左侧烟道、右上侧烟道、右下侧烟道连通；同一列的产品道之间通过耐火砖隔断；每列产品道之间相互对正形成一行。
所述不同行的产品道，其尺寸规格不同，所述每行产品道的下方分别安装一个卸料器，每个卸料器下方均配置独立的活性炭封包机。
所述冷凝器结构包括：冷凝器主体段并列布置的多个翅片管，翅片管下部的进气口与尾气进口段连通，尾气进口段的侧面连通炭化活化炉尾气排放管，尾气进口段的下部设置有排水口；冷凝器的数量为两个，两个冷凝器串联连接。
所述冷凝器主体段的结构为：一侧为敞口，与敞口侧对正的另一侧自上而下线性排列安装多个轴流风机，冷凝器主体段的其他侧面与安装轴流风机的一侧安装密封挡板。
所述2个冷凝器下部的排水口与生产用水管连通。实现了废水循环利用，既节约资源，又降低生产成本。
前述活性炭制备可燃气体循环利用装置的结构还包括：与炭化活化一体炉的尾气排放管连接的余热锅炉，余热锅炉的尾气排放管与冷凝器的底部连通，余热锅炉的蒸气输出管与水蒸气管道连通。
与现有技术相比，本装置一种活性炭制备可燃气体循环利用装置的优点在于：1)活性炭的燃烧会产生一氧化碳、甲烷、氢气等含烟可燃气体，及其含有苯、酚、萘及硫化物等有害物质，本发明经过炭化活化一体炉的反应处理后，产生的尾气可作为燃料及活化剂，经过处理后继续使用，实现能源的循环利用，节约能源，且不向大气中排放有害物质，避免了环境污染；2)本装置在炭化工序与活化工序之间不需要设有输送设备，产品道中的炭条自炭化段向活化段持续移动，可直接实现将炭化工序中产生的尾气在活化段的利用，提高效率，降低生产成本；3)炭化活化一体炉排放尾气的余热可供余热锅炉使用，将余热锅炉中的水加热形成水蒸气，水蒸气循环进入炭化活化一体炉中，作为活化剂成分之一使用。
附图说明
图1为一种活性炭制备可燃气体循环利用装置的结构示意图；
图2为炭化活化炉的A-A截面剖视图；
图3为炭化活化炉的B-B截面剖视图；
图4为炭化活化炉的C-C截面剖视图；
图5为炭化活化炉的P局部放大图；
图6为冷凝器的俯视图。
图中附图标记分别为：1、炭化活化一体炉；1-1、炭化段；1-2、活化段；1-3、左侧烟道；1-4、加料段；1-5、右上侧烟道；1-6、右下侧烟道；1-7、尾气回收管道；1-8、空气管道；1-9、水蒸气管道；1-10、卸料器；1-11、；1-12、产品道；1-13、气道；1-14、气孔；2、冷凝器；2-1、冷凝器主体段；2-2、翅片管；2-3、翅片管下部的进气口；2-4、尾气进口段；2-5、排水口；2-6、密封挡板；2-7、轴流风机；3.焦炭罐；4.风机；5.生产用水管。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的实施方式进行说明。
实施例一
如图1-6所述，本发明提供了一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，结构包括：炭化活化一体炉1；与炭化活化一体炉尾气排放管1-11连接的冷凝器2，用于冷却尾气，去除尾气中的水分；与冷凝器2连接的焦炭罐3，焦炭罐3的底部与冷凝器2顶部的排气口连通，用于去除尾气中的油；与焦炭罐3的排气管连接的风机4，风机4的另一端与炭化活化一体炉1连接。
所述炭化活化一体炉1包括：炉本体，设置在炉本体内的多个产品道1-12，用于盛装炭条；安装在炉本体上方的加料器1-4，用于向产品道1-12中加入炭条；安装在炉本体下方的卸料器1-10，用于卸载完成炭化、活化的活性炭；设置在炉本体左侧的左侧烟道1-3，其与炉本体等高；设置在炉本体右侧上部的右上侧烟道1-5，用于排放炉本体内的尾气；设置在炉本体右侧下部的右下侧烟道1-6，用于向炉本体内输入活化剂，右上侧烟道与右下侧烟道的中部通过耐火砖隔断。
所述炉本体的上半段为炭化段1-1，所述炉本体的下半段为活化段1-2。
所述右下侧烟道1-6分别与尾气回收管道1-7、空气管道1-8、水蒸气管道连通1-9。
所述产品道1-12由设有气孔1-14的耐火砖砌成，两侧耐火砖上的气孔1-14对称布置，气孔1-14角度与水平方向呈现10°～80°。
所述产品道1-12按列布置，相邻两列产品道1-12之间为气道，该气道1-13与左侧烟道1-3、右上侧烟道1-5、右下侧烟道(1-6)连通；同一列的产品道(1-12)之间通过耐火砖隔断；每列产品道1-12之间相互对正形成一行。
所述不同行的产品道1-12，其尺寸规格不同，所述每行产品道1-12的下方分别安装一个卸料器1-10，每个卸料器1-10下方均配置独立的活性炭封包机。
所述冷凝器2结构包括：冷凝器主体段2-1并列布置的多个翅片管2-2，翅片管下部的进气口2-3与尾气进口段2-4连通，尾气进口段2-4的侧面连通炭化活化炉尾气排放管1-11，尾气进口段2-4的下部设置有排水口2-5；冷凝器的2数量为两个，两个冷凝器2串联连接。
所述冷凝器主体段2-1的结构为：一侧为敞口，与敞口侧对正的另一侧自上而下线性排列安装多个轴流风机2-7，冷凝器主体段的其他侧面与安装轴流风机的一侧安装密封挡板2-6。
所述2个冷凝器2下部的排水口与生产用水管5连通。
图5中箭头方向是反应气体排出方向。
本发明中的炭化活化一体炉1中产生的尾气经过右上侧烟道1-5进入炭化活化炉尾气排放管1-11，到达冷凝器2的尾气进口段2-4，尾气进口段2-4的尾气沿多个翅片管下端的进气口2-3进入翅片管2-2，轴流风机2-7抽气，使冷凝器主体段2-1形成空气流，加速尾气的冷却，尾气中的水蒸气遇冷凝结成水，沿翅片管2-2向下流入尾气进口段2-4，再经过排水口2-5流入生产用水管5中，供生产使用，尾气经过两级冷凝器2冷却后进入焦炭罐3中，去除尾气中的油分，尾气经风机4抽送至炭化活化一体炉1的尾气回收管道1-7，活化段1-2由尾气回收管道1-7通入回收处理后的尾气、由空气管道1-8通入空气和由水蒸气管道1-9通入水蒸气，其中回收处理后的尾气含有大量的CO、H2可燃气体。炭化后的碳棒，进入活化段，与活化剂水蒸气、空气等进行充分的氧化反应，使活化气体变成CO、CO2、H2等，增大炭粒内部的比表面积，生成具有空隙结构的活性炭；如图4所示，活化气体和炭条反应后产生的气体通过耐火砖上的气孔1-14排到气道1-13内；如图2所示，在活化段中活化气体沿箭头方向向左侧烟道1-3流动，进入左侧烟道1-3内的活化气体沿图1箭头方向向上流动，到达炭化段1-1中；如图3所示，活化气体沿箭头方向通过右上侧烟道1-5，再次进入冷凝器2的尾气进口段2-4，实现了可燃气体的循环利用，节约能源，实现能源的循环利用，且减少污染。炉本体内的活性炭经过活化处理后，每间隔一定周期，卸料器1-10的卸料端定时打开几秒，产品道1-12中的活性炭向下排出一定量，同时加料段1-4向产品道1-12补给炭条，提高效率，降低生产成本。
实施例二
在实施例一的基础上增加余热锅炉，余热锅炉的一端与炭化活化一体炉1的尾气排放管1-11连接，另一端与冷凝器的尾气进口段2-4连通，余热锅炉的蒸气输出管与水蒸气管道1-9连通，使得炭化活化一体炉排放尾气的余热得到进一步循环利用，将余热锅炉中的水加热形成水蒸气，水蒸气循环进入炭化活化一体炉1中，作为活化剂成分之一使用。其他装置的工作原理和实施例一相同。最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，其特征在于，结构包括：
炭化活化一体炉(1)；
与炭化活化一体炉尾气排放管(1-11)连接的冷凝器(2)，用于冷却尾气，去除尾气中的水分；
与冷凝器(2)连接的焦炭罐(3)，焦炭罐(3)的底部与冷凝器(2)顶部的排气口连通，用于去除尾气中的油；
与焦炭罐(3)的排气管连接的风机(4)，风机(4)的另一端与炭化活化一体炉(1)连接。
2.如权利要求1所述的一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，其特征在于，所述炭化活化一体炉(1)包括：炉本体，设置在炉本体内的多个产品道(1-12)，用于盛装炭条；
安装在炉本体上方的加料器(1-4)，用于向产品道(1-12)中加入炭条；
安装在炉本体下方的卸料器(1-10)，用于卸载完成炭化、活化的活性炭；
设置在炉本体左侧的左侧烟道(1-3)，其与炉本体等高；
设置在炉本体右侧上部的右上侧烟道(1-5)，用于排放炉本体内的尾气；
设置在炉本体右侧下部的右下侧烟道(1-6)，用于向炉本体内输入活化剂，右上侧烟道与右下侧烟道的中部通过耐火砖隔断。
3.如权利要求2所述的一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，其特征在于，所述炉本体的上半段为炭化段(1-1)，所述炉本体的下半段为活化段(1-2)。
4.如权利要求2所述的一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，其特征在于，所述右下侧烟道(1-6)分别与尾气回收管道(1-7)、空气管道(1-8)、水蒸气管道(1-9)连通。
5.如权利要求2所述的一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，其特征在于，所述产品道(1-12)由设有气孔(1-14)的耐火砖砌成，两侧耐火砖上的气孔(1-14)对称布置，气孔(1-14)角度与水平方向呈现10°～80°。
6.如权利要求2所述的一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，其特征在于，所述产品道(1-12)按列布置，相邻两列产品道(1-12)之间为气道，该气道(1-13)与左侧烟道(1-3)、右上侧烟道(1-5)、右下侧烟道(1-6)连通；同一列的产品道(1-12)之间通过耐火砖隔断；每列产品道(1-12)之间相互对正形成一行。
7.如权利要求6所述的一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，其特征在于，所述不同行的产品道(1-12)，其尺寸规格不同，所述每行产品道(1-12)的下方分别安装一个卸料器(1-10)，每个卸料器(1-10)下方均配置独立的活性炭封包机。
8.如权利要求1所述的一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，其特征在于，所述冷凝器(2)结构包括：冷凝器主体段(2-1)并列布置的多个翅片管(2-2)，翅片管下部的进气口(2-3)与尾气进口段(2-4)连通，尾气进口段(2-4)的侧面连通(1-11)，尾气进口段(2-4)的下部设置有排水口(2-5)，排水口与生产用水管(5)连通；冷凝器的(2)数量为两个，两个冷凝器(2)串联连接。
9.如权利要求8所述的一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，其特征在于，所述冷凝器主体段(2-1)的结构为：一侧为敞口，与敞口侧对正的另一侧自上而下线性排列安装多个轴流风机(2-7)，冷凝器主体段的其他侧面与安装轴流风机的一侧安装密封挡板(2-6)。
10.如权利要求4所述的一种活性炭制备可燃气体循环利用装置，其特征在于，所述活性炭制备可燃气体循环利用装置的结构还包括：与炭化活化一体炉(1)的尾气排放管(1-11)连接的余热锅炉，余热锅炉的尾气排放管与冷凝器的底部连通，余热锅炉的蒸气输出管与水蒸气管道(1-9)连通。
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