CN111137893B - 一种活性炭生产用蓄热室 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活性炭生产用蓄热室，属于活性炭生产技术领域，该蓄热室包括氧化室、燃烧器以及并联设置在氧化室下方的第一蓄热室和第二蓄热室，燃烧器位于氧化室内，第一蓄热室和第二蓄热室内均设置有蓄热体，蓄热体包括耐火砖，耐火砖由多个耐火板单元依次水平拼接而成；耐火板单元包括耐火板本体，相邻耐火板单元插接配合，耐火板本体上开设有通气槽，通气槽设置在耐火板本体的相对两侧，相邻耐火板本体的通气槽围合形成微孔，微孔为竖直设置且贯穿耐火板本体上下两侧；微孔包括依次设置的上段、中段和下段，中段为直筒段，上段向上呈扩口状，下段向下呈扩口状，解决了现有蓄热室热交换效果不是很好的问题。

Description

一种活性炭生产用蓄热室
技术领域
本发明涉及活性炭生产技术领域，更具体地说，它涉及一种活性炭生产用蓄热室。
背景技术
活性炭是一种经特殊处理的炭，将有机原料(果壳、煤、木材等)在隔绝空气的条件下加热，以减少非碳成分(此过程称为炭化)，然后与气体反应，表面被侵蚀，产生微孔发达的结构(此过程称为活化)。由于活化的过程是一个微观过程，即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀，所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭炭化过程中，要求温度比较稳定，变化不大，而蓄热室正好能满足这一要求。
授权公告号为CN204329042U、授权公布日为2015年05月13日的中国专利公开了一种新型蓄热室，蓄热室内设有炉栅，炉栅上支撑有陶瓷蓄热体。
现有技术的不足之处在于，陶瓷蓄热体虽然比表面积大，导热性能好，但是陶瓷蓄热体上的微孔采用竖直等径设置，有机废气能很快的上下穿过，热交换效果不是很好，为了提高有机废气与陶瓷蓄热体的接触面积，现有陶瓷蓄热体填充厚度往往设置较厚，如此设置，虽然可以保持较好的热效率，但是会增加设备的整体高度，空间占地较大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种活性炭生产用蓄热室，其解决了现有蓄热室热交换效果不是很好的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种活性炭生产用蓄热室，包括氧化室、燃烧器以及并联设置在所述氧化室下方的第一蓄热室和第二蓄热室，所述燃烧器位于所述氧化室内，所述第一蓄热室和第二蓄热室内均设置有蓄热体，所述蓄热体包括耐火砖，所述耐火砖由多个耐火板单元依次水平拼接而成；
所述耐火板单元包括耐火板本体，相邻所述耐火板单元插接配合，所述耐火板本体上开设有通气槽，所述通气槽设置在所述耐火板本体的相对两侧，相邻所述耐火板本体的所述通气槽围合形成微孔，所述微孔为竖直设置且贯穿所述耐火板本体上下两侧；
所述微孔包括依次设置的上段、中段和下段，所述中段为直筒段，所述上段向上呈扩口状，所述下段向下呈扩口状。
进一步优选为：所述耐火板本体一侧固定有插块，另一侧开设有与所述插块相适配的插槽，在所述插块和所述插槽的配合下，相邻所述耐火板本体依次水平拼接。
进一步优选为：所述微孔设置有多个，多个所述微孔均布在相邻所述耐火板本体之间；
所述插块和所述插槽分别设置在相邻所述微孔之间。
进一步优选为：所述蓄热体还包括炉盘、套筒和底盘；
所述第一蓄热室和所述第二蓄热室内壁均设置有环形第一承台，所述炉盘支撑在所述第一承台上，所述套筒下端支撑在所述炉盘上表面，上端与所述底盘下表面接触；
所述炉盘和所述底盘均为格栅板，所述耐火砖支撑在所述底盘上方。
进一步优选为：所述蓄热体还包括耐火球，所述耐火球容纳在所述套筒内，所述耐火球直径大于所述炉盘和所述底盘的格栅孔宽度。
进一步优选为：所述第一蓄热室和所述第二蓄热室内壁均设置有第二承台，所述第二承台为环形且位于所述第一承台上方，所述第二承台围设在所述套筒的顶部外侧，所述第二承台上表面与所述套筒顶面齐平；
所述底盘支撑在所述第二承台上表面和所述套筒顶面。
进一步优选为：所述底盘中部开设有通孔，所述耐火球通过所述通孔放入到所述套筒中；
所述通孔四周边缘开设有容纳槽，所述通孔内塞有用于封闭所述通孔的堵头，所述堵头头部容纳在所述容纳槽内，以使所述堵头顶面与所述底盘上表面齐平；
所述堵头上开设有穿孔，所述穿孔贯穿所述堵头的上下两侧。
进一步优选为：所述微孔的上段、下段均为圆台状且均包括大口径一端和小口径一端，所述上段和所述下段的所述小口径一端均与所述中段连接。
进一步优选为：所述氧化室在靠近所述第二蓄热室一侧设置有检修口。
进一步优选为：所述耐火球为高铝质或莫来石陶瓷质。
综上所述，本发明具有以下有益效果：采用二室蓄热式燃烧炉设计，经过第一蓄热室换热后的有机废气以较高的温度进入到氧化室反应，使有机物氧化分解成无害的二氧化碳和水，氧化后的高温气体经第二蓄热室排出。气体从下往上穿过微孔时，由于微孔上段向下呈缩口状，下段向上呈缩口状，因此气体会在微孔下段逗留时间较长，接触面积较大，使得气体与耐火板本体发生热交换，便于气体快速受热，由于微孔下段向上呈缩口状，中段为直筒段，因此气体在进入到微孔下段时，气体流速将会变快，进入到微孔上段后，流速才会变慢下来，因此微孔下段和上段是发生热交换的主要场所，在微孔下段和上段中，气体与耐火板本体接触面积较大，逗留时间较长，因此热交换效果较好。同样的，气体从上往下穿过微孔时，由于微孔上段向下呈缩口状，下段向上呈缩口状，因此气体会在微孔上段逗留时间较长，使得气体与耐火板本体发生热交换，便于气体快速受热，在此过程中，微孔下段和上段同样是发生热交换的主要场所，在微孔下段和上段中，气体与耐火板本体接触面积较大，逗留时间较长，因此热交换效果较好。炉盘和底盘的设置，主要起支撑作用，将炉盘和底盘设置成格栅板，可以有效减少气体阻力，以便气体上下顺利流动。气体通过炉盘或底盘进入到套筒中后，会均匀分布在耐火球四周，接触面积较大，换热速度较快。第一承台和第二承台均起定位和支撑作用，使得蓄热体整体支撑在第一承台和第二承台上方，稳定性较好，使蓄热体较好的填充在第一蓄热室和第二蓄热室内。
附图说明
图1是实施例的结构示意图，主要用于体现蓄热室的结构；
图2是图1中A结构的放大示意图，主要用于体现第二承台的结构；
图3是实施例的爆炸结构示意图，主要用于体现套筒、炉盘和底盘之间的配合结构；
图4是实施例的结构示意图，主要用于体现耐火砖的结构；
图5是实施例的结构示意图，主要用于体现相邻耐火板单元的拼接结构；
图6是实施例的结构示意图，主要用于体现耐火板单元的结构；
图7是实施例的结构示意图，主要用于体现耐火板单元的结构。
图中，1、氧化室；2、燃烧器；3、检修口；4、第一蓄热室；5、第二蓄热室；6、蓄热体；61、耐火砖；611、耐火板单元；6111、耐火板本体；6112、插块；6113、插槽；6114、通气槽；62、底盘；63、耐火球；64、套筒；65、堵头；66、炉盘；67、通孔；68、容纳槽；7、进气口；8、排气口；9、第一承台；10、第二承台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例：一种活性炭生产用蓄热室，如图1-7所示，包括氧化室1、燃烧器2以及并联设置在氧化室1下方的第一蓄热室4和第二蓄热室5。第一蓄热室4和第二蓄热室5顶部均与氧化室1连通，燃烧器2位于氧化室1内，氧化室1、第一蓄热室4和第二蓄热室5内壁均设置有耐火保温材料制成的耐火层。氧化室1在靠近第二蓄热室5一侧设置有检修口3，以便观察和检修蓄热室。第一蓄热室4底部设置有进气口7，第二蓄热室5底部设置有出气口。第一蓄热室4和第二蓄热室5内均设置有蓄热体6。
在上述技术方案中，采用二室蓄热式燃烧炉设计，经过第一蓄热室4换热后的有机废气以较高的温度进入到氧化室1反应，使有机物氧化分解成无害的二氧化碳和水，氧化后的高温气体经第二蓄热室5排出。
参照图1-7，蓄热体6包括耐火砖61、炉盘66、套筒64、耐火球63和底盘62，耐火砖61、底盘62、套筒64和炉盘66由上而下依次设置。第一蓄热室4和第二蓄热室5均为圆筒状，第一蓄热室4和第二蓄热室5内径相同。耐火砖61为圆盘状且直径分别与第一蓄热室4和第二蓄热室5的内径相同，炉盘66和底盘62的直径分别与耐火砖61直径相同，以使耐火砖61、炉盘66和底盘62分别与第一蓄热室4和第二蓄热室5内壁紧贴。第一蓄热室4和第二蓄热室5内壁均固定有环形第一承台9和环形第二承台10，第一承台9和第二承台10分别沿第一蓄热室4和第二蓄热室5圆周内表面设置。炉盘66支撑在第一承台9上，套筒64下端支撑在炉盘66上表面，上端与底盘62下表面接触。为实现套筒64的精准定位，可以在炉盘66上表面开设一圈与套筒64相适配的环槽，以使炉盘66下端插设在环槽内。第二承台10位于第一承台9上方，第二承台10围设在套筒64的顶部外侧，第二承台10上表面与套筒64顶面齐平。底盘62支撑在第二承台10上表面和套筒64顶面。
参照图1-7，为了气体能上下快速流动，减少运动阻力，具体的，炉盘66和底盘62均为格栅板且均采用耐高温材料制成。耐火砖61支撑在底盘62上方，具体的，底盘62盖设在套筒64上表面，以使耐火砖61稳定支撑在底盘62上表面。耐火球63设置有若干个，若干个耐火球63均容纳在套筒64内，耐火球63为高铝质或莫来石陶瓷质。为防止耐火球63从套筒64上下两端跑出，具体的，耐火球63直径大于炉盘66和底盘62的格栅孔宽度。底盘62中部开设有通孔67，耐火球63通过通孔67放入到套筒64中。通孔67四周边缘开设有容纳槽68，通孔67内塞有用于封闭通孔67的堵头65，堵头65头部容纳在容纳槽68内，以使堵头65顶面与底盘62上表面齐平，便于耐火砖61水平放置在底盘62上方。
在上述技术方案中，耐火球63具有耐高温、抗蠕变性能好、耐压、强度高等优点，耐高温度为1790℃左右，将耐火球63放置在套筒64中，使其作为蓄热室的填料，具有耐磨损，导热率和热容量大，蓄热效率高，热稳定性好，温度剧变时不易破裂等优点。炉盘66和底盘62的设置，主要起支撑作用，将炉盘66和底盘62设置成格栅板，可以有效减少气体阻力，以便气体上下顺利流动。气体通过炉盘66或底盘62进入到套筒64中后，会均匀分布在耐火球63四周，接触面积较大，换热速度较快。第一承台9和第二承台10均起定位和支撑作用，使得蓄热体6整体支撑在第一承台9和第二承台10上方，稳定性较好，使蓄热体6较好的填充在第一蓄热室4和第二蓄热室5内。施工时，先将套筒64放入到第一蓄热室4和第二蓄热室5中，以使套筒64支撑在炉盘66上，然后通过通孔67放入耐火球63，使耐火球63填满套筒64内部空间，然后塞上堵头65，盖上底盘62，再在上面放置耐火砖61。为便于气体穿过，具体的，堵头65上开设有穿孔，穿孔贯穿所述堵头的上下两侧，穿孔设置有多个，多个穿孔均布在堵头65表面。
参照图1-7，耐火砖61由多个耐火板单元611依次水平拼接而成。耐火板单元611包括耐火板本体6111，相邻耐火板单元611插接配合。为了多个耐火板单元611拼接成一整体，具体的，耐火板本体6111一侧固定有插块6112，另一侧开设有与插块6112相适配的插槽6113，在插块6112和插槽6113的配合下，相邻耐火板本体6111依次水平拼接。插块6112和插槽6113均设置有多个，多个插块6112和插槽6113均布在耐火板本体6111的相对两侧。相邻耐火板本体6111的插块6112和插槽6113位置一一对应。
在上述技术方案中，拼接时，只需将插块6112插设在相邻耐火板本体6111上的插槽6113中，使其拼接成一体即可。在拼接过程中，需根据第一蓄热室4和第二蓄热室5的形状和面积大小进行拼接，为填满第一蓄热室4和第二蓄热室5，可对耐火板本体6111进行切削，或在耐火板本体6111四周边缘适当留出一段空隙。
参照图1-7，耐火板本体6111上开设有通气槽6114，通气槽6114设置在耐火板本体6111的相对两侧，具体的，插块6112和插槽6113分别与通气槽6114位于耐火板本体6111的同一侧。相邻耐火板本体6111的通气槽6114围合形成微孔，微孔为竖直设置且贯穿耐火板本体6111的上下两侧。微孔包括依次设置的上段、中段和下段，中段为直筒段，上段向上呈扩口状，下段向下呈扩口状。具体的，微孔的上段、下段均为圆台状且均包括大口径一端和小口径一端，上段和下段的小口径一端均与中段连接。微孔设置有多个，多个微孔均布在相邻耐火板本体6111之间，插块6112和插槽6113分别设置在相邻微孔之间。
在上述技术方案中，气体从下往上穿过微孔时，由于微孔上段向下呈缩口状，下段向上呈缩口状，因此气体会在微孔下段逗留时间较长，接触面积较大，使得气体与耐火板本体6111发生热交换，便于气体快速受热，由于微孔下段向上呈缩口状，中段为直筒段，因此气体在进入到微孔下段时，气体流速将会变快，进入到微孔上段后，流速才会变慢下来，因此微孔下段和上段是发生热交换的主要场所，在微孔下段和上段中，气体与耐火板本体6111接触面积较大，逗留时间较长，因此热交换效果较好。同样的，气体从上往下穿过微孔时，由于微孔上段向下呈缩口状，下段向上呈缩口状，因此气体会在微孔上段逗留时间较长，使得气体与耐火板本体6111发生热交换，便于气体快速受热，在此过程中，微孔下段和上段同样是发生热交换的主要场所，在微孔下段和上段中，气体与耐火板本体6111接触面积较大，逗留时间较长，因此热交换效果较好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种活性炭生产用蓄热室，包括氧化室(1)、燃烧器(2)以及并联设置在所述氧化室(1)下方的第一蓄热室(4)和第二蓄热室(5)，所述燃烧器(2)位于所述氧化室(1)内，其特征在于：所述第一蓄热室(4)和第二蓄热室(5)内均设置有蓄热体(6)，所述蓄热体(6)包括耐火砖(61)，所述耐火砖(61)由多个耐火板单元(611)依次水平拼接而成；
所述耐火板单元(611)包括耐火板本体(6111)，相邻所述耐火板单元(611)插接配合，所述耐火板本体(6111)上开设有通气槽(6114)，所述通气槽(6114)设置在所述耐火板本体(6111)的相对两侧，相邻所述耐火板本体(6111)的所述通气槽(6114)围合形成微孔，所述微孔为竖直设置且贯穿所述耐火板本体(6111)上下两侧；
所述微孔包括依次设置的上段、中段和下段，所述中段为直筒段，所述上段向上呈扩口状，所述下段向下呈扩口状。
2.根据权利要求1所述的一种活性炭生产用蓄热室，其特征在于：所述耐火板本体(6111)一侧固定有插块(6112)，另一侧开设有与所述插块(6112)相适配的插槽(6113)，在所述插块(6112)和所述插槽(6113)的配合下，相邻所述耐火板本体(6111)依次水平拼接。
3.根据权利要求2所述的一种活性炭生产用蓄热室，其特征在于：所述微孔设置有多个，多个所述微孔均布在相邻所述耐火板本体(6111)之间；
所述插块(6112)和所述插槽(6113)分别设置在相邻所述微孔之间。
4.根据权利要求1所述的一种活性炭生产用蓄热室，其特征在于：所述蓄热体(6)还包括炉盘(66)、套筒(64)和底盘(62)；
所述第一蓄热室(4)和所述第二蓄热室(5)内壁均设置有环形第一承台(9)，所述炉盘(66)支撑在所述第一承台(9)上，所述套筒(64)下端支撑在所述炉盘(66)上表面，上端与所述底盘(62)下表面接触；
所述炉盘(66)和所述底盘(62)均为格栅板，所述耐火砖(61)支撑在所述底盘(62)上方。
5.根据权利要求4所述的一种活性炭生产用蓄热室，其特征在于：所述蓄热体(6)还包括耐火球(63)，所述耐火球(63)容纳在所述套筒(64)内，所述耐火球(63)直径大于所述炉盘(66)和所述底盘(62)的格栅孔宽度。
6.根据权利要求5所述的一种活性炭生产用蓄热室，其特征在于：所述第一蓄热室(4)和所述第二蓄热室(5)内壁均设置有第二承台(10)，所述第二承台(10)为环形且位于所述第一承台(9)上方，所述第二承台(10)围设在所述套筒(64)的顶部外侧，所述第二承台(10)上表面与所述套筒(64)顶面齐平；
所述底盘(62)支撑在所述第二承台(10)上表面和所述套筒(64)顶面。
7.根据权利要求6所述的一种活性炭生产用蓄热室，其特征在于：所述底盘(62)中部开设有通孔(67)，所述耐火球(63)通过所述通孔(67)放入到所述套筒(64)中；
所述通孔(67)四周边缘开设有容纳槽(68)，所述通孔(67)内塞有用于封闭所述通孔(67)的堵头(65)，所述堵头(65)头部容纳在所述容纳槽(68)内，以使所述堵头(65)顶面与所述底盘(62)上表面齐平；
所述堵头(65)上开设有穿孔，所述穿孔贯穿所述堵头(65)的上下两侧。
8.根据权利要求1所述的一种活性炭生产用蓄热室，其特征在于：所述微孔的上段、下段均为圆台状且均包括大口径一端和小口径一端，所述上段和所述下段的所述小口径一端均与所述中段连接。
9.根据权利要求1所述的一种活性炭生产用蓄热室，其特征在于：所述氧化室(1)在靠近所述第二蓄热室(5)一侧设置有检修口(3)。
10.根据权利要求5所述的一种活性炭生产用蓄热室，其特征在于：所述耐火球(63)为高铝质或莫来石陶瓷质。
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