CN110841615A - 一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，再生炉炉体，再生炉搅拌装置，粉末活性炭回收装置，燃气废气排放系统，燃气加热系统，所述的再生炉体搅拌装置设置在再生炉炉体内，所述的再生炉炉体的出口通过再生废气烟道与回收装置粉末活性炭物料出口连接于粉末活性炭回收装置，所述的再生炉炉体通过烟道支管与燃气废气排放系统相连接，所述再生炉炉体内设置有燃气加热系统5，所述再生炉体上侧通过再生废气烟道与粉末活性炭回收装置相连接，本发明采用炉管固定式结构，仅仅需要搅拌轴做回转运动，要求的回转功率小，炉体炉管固定设备结构简单，安装可靠，炉子的使用寿命长，维护方便。

Description

一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉

技术领域

本发明涉及一种粉末活性炭再生技术领域，具体为一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉。

背景技术

目前粉末活性炭再生工艺有二种方法，一是采用的是瓦罐闷烧法再生，即用一个土罐，将吸附饱和的粉末活性炭装入土罐之中，再将土罐按照一定堆放的形式码垛在土窑中，使用木材，锯末，煤等燃烧介质对码垛中的土罐进行加热，这种工艺虽然简单，但是再生的温度不均匀，保温效果比较差，高低温的温差很大。由于窑体是由砖砌而成，无法密封，在再生的过程中会有大量的烟气排出，造成大面积的环境污染。由于采用的是自然冷却，不能够连续作业，造成生产效率低下，生产周期长，劳动强度大。二是外热式回转窑，使用电或者燃料外部加热，物料受热均匀并且可连续生产，其中炉管材料采用310S耐高温不锈钢，饱和活性炭中吸附有硫等各种腐蚀性物质，在高温的情况下发生高温硫化腐蚀，即在700～1000℃的高温下，在其晶界太量析出σ相，造成晶界附近贫 Cr，从而降低了晶界抗硫腐蚀性能，使用寿命比较短。碳化硅材料是高温烧结出来的陶瓷，具有耐高温腐蚀和硬度高等的特点，但是形状和材料尺寸受限，如直径600mm的碳化硅管长度最多600mm，无法满足长度10m的炉管要求。炉体是用于将外部热量传递给内部的粉末活性炭物料的装置，这个装置可以是回转的也可以是固定式的。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，以解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，包括再生炉炉体，再生炉搅拌装置，粉末活性炭回收装置，燃气废气排放系统，燃气加热系统，所述的再生炉搅拌装置设置在再生炉炉体内，所述的再生炉体的出口通过废气出口和回收装置粉末活性炭物料出口连接于粉末活性炭回收装置，所述的再生炉炉体通过烟道支管与燃气废气排放系统相连接，所述再生炉炉体内设置有燃气加热系统，所述再生炉体上侧通过再生废气烟道与粉末活性炭回收装置相连接，所述的粉末活性炭回收装置包括回收装置壳体，所述的回收装置壳体一侧上方设置有回收装置烟气出口，另一侧下方设置有回收装置粉末活性炭物料出口，所述的回收装置壳体内底部设置有螺旋轴，所述的螺旋轴上设置有若干的回收装置螺旋叶片，靠近回收装置烟气出口一端螺旋轴上设置有回收装置螺旋电机，回收装置螺旋电机安装在回收装置壳体外侧。

进一步的，所述的再生炉炉体上设置有设备底座，所述的设备底座上设置有再生炉体钢结构，所述的再生炉体钢结构上内设置有再生炉管，所述的再生炉管通过再生炉体支撑装置安装在再生炉体钢结构上，所述的再生炉管外侧的再生炉体钢结构上设置有再生炉体保温装置，所述的再生炉体钢结构两侧安装有再生炉头炉尾钢结构，所述的再生炉体钢结构一侧下方设置有再生出料口，所述的再生炉体钢结构上方设置有再生废气排出口和再生进料口，所述的再生废气出口上设置有再生废气烟道。

进一步的，所述的再生炉搅拌装置包括再生搅拌轴，所述的再生搅拌轴安装设置再生炉炉体内，所述的再生搅拌轴上设置有若干再生搅拌叶片，所述的搅拌轴通过再生轴承座安装在再生轴承座支撑上，所述的再生搅拌轴上设置有再生蒸汽喷嘴，所述的再生搅拌轴一侧设置有再生搅拌电机，靠近再生搅拌电机一侧的尾部设置有再生蒸汽旋转接头，所述的再生搅拌轴另一侧设置有风机.

进一步的，所述的燃气废气排放系统包括烟道主管，所述的烟道主管通过烟道支管安装在再生炉炉体的外侧，所述的烟道主管的上方设置有烟气出口，所述的燃气废气排放系统外壁为保温。

进一步的，所述的燃气加热系统包括再生加热腔，所述的再生炉管设置在再生加热腔内，所述的再生炉体钢结构侧板设置在再生加热腔外侧，所述的再生加热腔一侧设置有再生炉燃烧器，另一侧设置有再生温控探头，所述的再生加热腔上方设置有热烟气连通管，所述的再生炉管上侧再生加热腔设置再生炉挡火板。

进一步的，所述再生炉燃烧器设置在再生炉炉体的底部，所述的热烟气连通管设置在再生炉炉体的上部中间。

进一步的，所述的再生炉管由碳化硅材料构成，也叫做碳化硅炉管，所述的碳化硅炉管由碳化硅粉末烧结而成，多个碳化硅炉管单体通过管套或者止口等方式组成炉管，碳化硅炉管单体之间处采用高温胶粘接，活性炭物料在炉管内被加热，活化再生。

进一步的，所述的再生炉体保温装置由耐火陶瓷纤维模块和陶瓷纤维棉构成；所述的再生炉体钢结构炉体为碳钢、不锈钢材料中的一种。

进一步的，所述的再生搅拌叶片倾斜设置在再生搅拌轴上，再生搅拌叶片为310S不锈钢、碳化硅中的一种。

进一步的，所述的再生炉体钢结构侧板是模块化的，通过螺栓整体连接到炉体结构上，所述炉体包括炉体钢结构、再生炉体保温装置、再生炉燃烧器5.1、再生温控探头，可方便在地拆卸与维护。

进一步的，所述的再生加热腔，由再生炉管和再生炉炉体保温装置构成环形空间，设有再生炉挡火板，用于改变烟气的流通方向，更好的对炉体加热。

进一步的，所述的燃气加热系统中的再生加热腔通过再生炉燃烧器加热，由再生温控探头控制温度，再生温控探头与再生炉燃烧器的供气(天然气)和空气供给系统联动，调节天然气供气量和空气量；每个再生炉包括多个独立的再生加热腔。

进一步的，所述的再生搅拌轴与蒸汽旋转接头连接，蒸汽通过蒸汽旋转接头连接引入搅拌轴中心管，通过蒸汽喷嘴喷入炉体，使蒸汽与活性炭在高温下发生活化反应，所述再生搅拌轴是一个中空的耐热不锈钢钢管，外表面采用高温涂料防腐，蒸汽由这个中空的管道输送到蒸汽喷嘴。

进一步的，所述的粉末活性炭回收装置内有螺旋，螺旋的输送方向烟气的流动方向相反，可以将烟气中携带的部分粉末活性炭回推，从回收装置粉末活性炭物料出口排出。废烟气进入相应的废气处理装置，如旋风分离器、布袋除尘器，废气焚烧，脱硫喷淋塔、烟囱等等。

进一步的，所述的再生炉搅拌装置具有物料搅拌和推动物料沿炉管轴向前进的功能，搅拌使活性炭物料在炉管内不断翻动受热均匀；搅拌轴在减速机的带动下，做回转运动，减速电机采用变频器控制，通过调整搅拌轴的转速，调整再生炉的产量和再生炭的品质。

与已公开技术相比，本发明存在以下优点：

1.本发明采用310S耐高温不锈钢在再生饱和粉末活性炭时的使用寿命仅有半年，采用碳化硅材料做炉管的粉末活性炭再生炉的使用寿命可以达到10年；解决外热式回转炉310S耐热不锈钢高温腐蚀问题。

2.本发明解决炉管回转式再生炉设备体积大，回转传动功率大，并且在回转过程中炉体会由于滚轮滚圈的安装不同心造成炉体上下窜动，炉体的所有重量都放在滚轮滚圈上滚轮滚圈的使用寿命短。而采用炉管固定式结构，仅仅需要搅拌轴做回转运动，要求的回转功率小，炉体炉管固定设备结构简单，安装可靠，炉子的使用寿命长，维护方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的燃气加热系统结构示意图；

图3为本发明的燃气加热系统结构第二种实施方式示意图。

图中：1-再生炉炉体；2-再生炉搅拌装置；3-粉末活性炭回收装置；4-燃气废气排放系统；5-燃气加热系统；1.1-再生炉体保温装置；1.2-再生炉体支撑； 1.3-再生炉体钢结构；1.4-设备底座；1.5-再生炉管；1.6-再生出料口；1.7- 再生炉头炉尾钢结构；1.8-再生废气排出口；1.9-再生废气烟道。1.10-再生进料口；2.1-再生搅拌轴；2.2-再生轴承座支撑；2.3-再生轴承座；2.4-再生搅拌叶片；2.5-再生蒸汽喷嘴；2.5-再生搅拌电机；2.7-再生蒸汽旋转接头；2.8- 风机；3.1-回收装置壳体；3.2-回收装置螺旋叶片；3.3-螺旋轴；3.4-回收装置烟气出口；3.5-回收装置螺旋电机；3.6-回收装置粉末活性炭物料出口；4.1- 烟道主管；4.2-烟道支管；4.3-烟气出口；5.1-再生炉燃烧器；5.2-再生炉挡火板；5.3再生温控探头；5.4-热烟气连通管；5.5再生加热腔。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。

如图1、图2所示，一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，再生炉炉体1，再生炉搅拌装置2，粉末活性炭回收装置3，燃气废气排放系统4，燃气加热系统5，所述的再生炉体搅拌装置2设置在再生炉炉体1内，所述的再生炉体1的出口通过废气出口1.9和回收装置粉末活性炭物料出口3.6连接于粉末活性炭回收装置3，将再生炉炉体1内的随烟气排出的粉末活性炭物料返回到再生炉炉体1内，所述的再生炉炉体1通过烟道支管与燃气废气排放系统4相连接，所述再生炉炉体1内设置有燃气加热系统5，所述再生炉体1上侧通过再生废气烟道1.9与粉末活性炭回收装置3相连接，所述的粉末活性炭回收装置3 包括回收装置壳体3.1，所述的回收装置壳体3.1一侧上方设置有回收装置烟气出口3.4，另一侧下方设置有回收装置粉末活性炭物料出口3.6，所述的回收装置壳体3.1内底部设置有螺旋轴3.3，所述的螺旋轴3.3上设置有若干的回收装置螺旋叶片3.2，靠近回收装置烟气出口3.4一端螺旋轴3.3上设置有回收装置螺旋电机3.5，回收装置螺旋电机3.5安装在回收装置壳体3.1外侧。

进一步的，所述的再生炉炉体1上设置有设备底座1.4，所述的设备底座 1.4上设置有再生炉体钢结构1.3，所述的再生炉体钢结构1.3内设置有再生炉管1.5，所述的再生炉管1.5通过再生炉体支撑装置1.2安装在再生炉体钢结构 1.3上，所述的再生炉管1.5外侧的再生炉体钢结构1.3上设置有再生炉体保温装置1.1，所述的再生炉体钢结构1.3两侧安装有再生炉头炉尾钢结构1.7，所述的再生炉体钢结构1.3一侧下方设置有再生出料口1.6，所述的再生炉体钢结构1.3上方设置有再生废气排出口1.8和再生进料口1.10，所述的再生废气出口1.8上设置有再生废气烟道1.9。

进一步的，所述的再生炉搅拌装置2包括再生搅拌轴2.1，所述的再生搅拌轴2.1安装设置再生炉炉体1内，所述的再生搅拌轴2.1上设置有若干再生搅拌叶片2.4，所述的搅拌轴2.1通过再生轴承座2.3安装在再生轴承座支撑2.2 上，所述的再生搅拌轴2.1上设置有再生蒸汽喷嘴2.5，所述的再生搅拌轴2.1 一侧设置有再生搅拌电机2.6，靠近再生搅拌电机2.6一侧的尾部设置有再生蒸汽旋转接头2.7，所述的再生搅拌轴2.1另一侧设置有风机2.8.

进一步的，所述的燃气废气排放系统4包括烟道主管4.1，所述的烟道主管 4.1通过烟道支管4.2安装在再生炉炉体1的外侧，所述的烟道主管4.1的上方设置有烟气出口4.3，所述的燃气废气排放系统4外壁保温。

进一步的，所述的燃气加热系统5包括再生加热腔5.5，所述的再生炉管 1.5设置在再生加热腔5.5内，所述的再生炉体钢结构侧板1.11设置在再生加热腔5.5外侧，所述的再生加热腔5.5一侧设置有再生炉燃烧器5.1，另一侧设置有再生温控探头5.3，所述的再生加热腔5.5上方设置有热烟气连通管5.4，所述的再生炉管1.5上侧再生加热腔5.5设置再生炉挡火板5.2。

进一步的，所述再生炉燃烧器5.1设置在再生炉炉体1的底部，用于加强底部的传热，所述的热烟气连通管5.4设置在再生炉炉体1的上部中间。

进一步的，所述的再生炉管1.5由碳化硅材料构成，也叫做碳化硅炉管，所述的碳化硅炉管由碳化硅粉末烧结而成，多个碳化硅炉管单体通过管套或者止口等方式组成炉管，碳化硅炉管单体之间处采用高温胶粘接，活性炭物料在炉管内被加热，活化再生。

进一步的，所述的再生炉体保温装置1.1由耐火陶瓷纤维模块和陶瓷纤维棉构成；所述的再生炉体钢结构炉体1.4为碳钢、不锈钢材料中的一种。

进一步的，所述的再生搅拌叶片2.4倾斜设置在再生搅拌轴2.1上，再生搅拌叶片2.4为310S不锈钢、碳化硅中的一种。

进一步的，所述的再生炉体钢结构侧板1.11是模块化的，通过螺栓整体连接到炉体结构上，所述炉体包括炉体钢结构1.3、再生炉体保温装置1.1、再生炉燃烧器5.1、再生温控探头5.3，可方便在地拆卸与维护。

进一步的，所述的再生加热腔5.5，由再生炉管1.5和再生炉炉体保温装置 1.1构成环形空间，设有再生炉挡火板5.2，用于改变烟气的流通方向，更好的对炉体加热。

进一步的，所述的燃气加热系统5中的再生加热腔5.5通过再生炉燃烧器 5.1加热，由再生温控探头5.3控制温度，再生温控探头5.2与再生炉燃烧器 5.1的供气(天然气)和空气供给系统联动，调节天然气供气量和空气量；每个再生炉包括多个独立的再生加热腔5.5。

进一步的，所述的再生搅拌轴2.1与蒸汽旋转接头2.7连接，蒸汽通过蒸汽旋转接头2.7连接引入搅拌轴2.1中心管，通过蒸汽喷嘴2.5喷入炉体，使蒸汽与活性炭在高温下发生活化反应，所述再生搅拌轴2.1是一个中空的耐热不锈钢钢管，外表面采用高温涂料防腐，蒸汽由这个中空的管道输送到蒸汽喷嘴2.5。

进一步的，所述的粉末活性炭回收装置3内有螺旋，螺旋的输送方向烟气的流动方向相反，可以将烟气中携带的部分粉末活性炭回推，从回收装置粉末活性炭物料出口3.6排出。废烟气进入相应的废气处理装置，如旋风分离器、布袋除尘器，废气焚烧，脱硫喷淋塔、烟囱等等。

进一步的，所述的再生炉搅拌装置2具有物料搅拌和推动物料沿炉管轴向前进的功能，搅拌使活性炭物料在炉管内不断翻动受热均匀；搅拌轴2.1在减速机的带动下，做回转运动，减速电机采用变频器控制，通过调整搅拌轴2.1 的转速，调整再生炉的产量和再生炭的品质。

工作时，饱和活性炭由输送机按照一定的速度送到再生进料口1.10进入再生炉体1内部再生，废烟气通过粉末活性炭回收装置后进行炭、气分离，剩余的粉末活性炭和烟气进入相应的废气处理装置，如旋风分离器、布袋除尘器，废气焚烧装置，喷淋装置达标后由烟囱外排。

进入再生炉体1.5的饱和活性炭随着再生搅拌轴2.1的转动被持续搅拌和连续向前，温度沿物料运动方向逐步上升，活性炭吸附的有机物随着温度的升高逐渐蒸馏出来，大分子热解成小分子也被蒸馏出来，达到活化温度后通入高温蒸汽活化，实现活性炭的再生处理。高温烟气经过高温除尘，焚烧炉焚烧，将有机物分解成二氧化碳和水蒸气，喷淋等工艺到达国家气体排放标准。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，其特征在于：再生炉炉体(1)，再生炉搅拌装置(2)，粉末活性炭回收装置(3)，燃气废气排放系统(4)，燃气加热系统(5)，所述的再生炉体搅拌装置(2)设置在再生炉炉体(1)内，所述的再生炉炉体(1)的出口通过再生废气烟道(1.9)与回收装置粉末活性炭物料出口(3.6)连接于粉末活性炭回收装置(3)，所述的再生炉炉体(1)通过烟道支管与燃气废气排放系统(4)相连接，所述再生炉炉体(1)内设置有燃气加热系统(5)，所述再生炉体(1)上侧通过再生废气烟道(1.9)与粉末活性炭回收装置(3)相连接，所述的粉末活性炭回收装置(3)包括回收装置壳体(3.1)，所述的回收装置壳体(3.1)一侧上方设置有回收装置烟气出口(3.4)，另一侧下方设置有回收装置粉末活性炭物料出口(3.6)，所述的回收装置壳体(3.1)内底部设置有螺旋轴(3.3)，所述的螺旋轴(3.3)上设置有若干的回收装置螺旋叶片(3.2)，靠近回收装置烟气出口(3.4)一端螺旋轴(3.3)上设置有回收装置螺旋电机(3.5)，回收装置螺旋电机(3.5)安装在回收装置壳体(3.1)外侧。

2.如权利要求1所述的一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，其特征在于：所述的再生炉炉体(1)上设置有设备底座(1.4)，所述的设备底座(1.4)上设置有再生炉体钢结构(1.3)，所述的再生炉体钢结构(1.3)上内设置有再生炉管(1.5)，所述的再生炉管(1.5)通过再生炉体支撑装置(1.2)安装在再生炉体钢结构(1.3)上，所述的再生炉管(1.5)外侧的再生炉体钢结构(1.3)上设置有再生炉体保温装置(1.1)，所述的再生炉体钢结构(1.3)两侧安装有再生炉头炉尾钢结构(1.7)，所述的再生炉体钢结构(1.3)一侧下方设置有再生出料口(1.6)，所述的再生炉体钢结构(1.3)上方设置有再生废气排出口(1.8)和再生进料口(1.10)，所述的再生废气出口(1.8)上设置有再生废气烟道(1.9)。

3.如权利要求1所述的一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，其特征在于：所述的再生炉搅拌装置2包括再生搅拌轴(2.1)，所述的再生搅拌轴(2.1)安装设置再生炉炉体(1)内，所述的再生搅拌轴(2.1)上设置有若干再生搅拌叶片(2.4)，所述的搅拌轴(2.1)通过再生轴承座(2.3)安装在再生轴承座支撑(2.2)上，所述的再生搅拌轴(2.1)上设置有再生蒸汽喷嘴(2.5)，所述的再生搅拌轴(2.1)一侧设置有再生搅拌电机(2.6)，靠近再生搅拌电机(2.6)一侧的尾部设置有再生蒸汽旋转接头(2.7)，所述的再生搅拌轴(2.1)另一侧设置有风机(2.8)，所述的再生搅拌叶片(2.4)倾斜设置在再生搅拌轴(2.1)上。

4.如权利要求1所述的一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，其特征在于：所述的燃气废气排放系统(4)包括烟道主管(4.1)，所述的烟道主管(4.1)通过烟道支管(4.2)安装在再生炉炉体(1)的外侧，所述的烟道主管(4.1)的上方设置有烟气出口(4.3)，所的燃气废气排放系统(4)外壁为保温。

5.如权利要求1或4所述的一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，其特征在于：所述的燃气加热系统(5)包括再生加热腔(5.5)，所述的再生炉管(1.5)设置在再生加热腔(5.5)内，所述的再生炉体钢结构侧板(1.11)设置在再生加热腔(5.5)外侧，所述的再生加热腔(5.5)一侧设置有再生炉燃烧器(5.1)，另一侧设置有再生温控探头(5.3)，所述的再生加热腔(5.5)上方设置有热烟气连通管(5.4)，所述的再生炉管(1.5)上侧再生加热腔(5.5)设置再生炉挡火板(5.2)。

6.如权利要求5所述的一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，其特征在于：所述的再生炉燃烧器(5.1)设置在再生炉炉体(1)的底部，所述的热烟气连通管(5.4)设置在再生炉炉体(1)的上部中间。

7.如权利要求1所述的一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，其特征在于：所述的碳化硅炉管由碳化硅粉末烧结而成，多个碳化硅炉管单体通过管套或者止口方式组成炉管，碳化硅炉管单体之间处采用高温胶粘接。

8.如权利要求5所述的一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，其特征在于：所述的再生炉体钢结构侧板(1.11)通过螺栓整体连接到炉体结构上，所述炉体包括炉体钢结构(1.3)、再生炉体保温装置(1.1)、再生炉燃烧器(5.1)、再生温控探头(5.3)。

9.如权利要求5所述的一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，其特征在于：所述的燃气加热系统(5)中的再生加热腔(5.5)通过再生炉燃烧器(5.1)加热，由再生温控探头(5.3)控制温度，所述的再生温控探头(5.2)与再生炉燃烧器(5.1)的供气(天然气)和空气供给系统联动；每个再生炉包括多个独立的再生加热腔(5.5)。

10.如权利要求5所述的一种炉管固定式燃气加热粉末活性炭再生炉，其特征在于：所述再生炉管(1.5)和再生炉炉体保温装置(1.1)构成环形空间，设有再生炉挡火板(5.2)，用于改变烟气的流通方向；所述的粉末活性炭回收装置(3)内有螺旋，螺旋的输送方向烟气的流动方向相反，将烟气中携带的部分粉末活性炭回推，从回收装置粉末活性炭物料出口(3.6)排出。

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