CN116588934B - 一种水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉，包括回转窑、产品道、窑头密封罩和进料斗，所述进料斗的排料端与所述窑头密封罩的内腔连通，回转窑的首端与窑头密封罩可转动连接，所述产品道位于回转窑内，还包括布料控料螺旋，布料控料螺旋固定在产品道的内壁上，布料控料螺旋的首端从产品道内伸出到窑头密封罩中与固定轴连接，所述固定轴上安装有传动齿轮，传动齿轮与固定架中中心轴上的定齿轮相啮合。本专利采用联动的结构形式并与布料控料螺旋相结合的形式，不仅能对产品道中的物料移动速度进行调控，而且本专利在布料控料螺旋的作用下，物料能流畅地进入产品道，解决了物料堵塞的问题。
Description
技术领域
本发明涉及活性炭生产设备技术领域，具体是涉及一种水蒸汽式活性炭生产用活化炉。
背景技术
活性炭是由粉煤混合焦油和沥青等粘结剂制粒成型，经炭化和活化等工艺生成的具有多孔结构的无定形碳产品。由于活性炭表面和内部存在许多结构性孔洞，其比表面非常大，使其对气体、粉尘、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒具有很好的吸附能力，因此被广泛的应用于废水、废气等工业污染物治理中。
国内外活性炭生产方法主要分为两大类，即：物理法和化学法。物理法是先把原料(优质煤、果壳、木炭等)放在密闭的炉体中闷烧炭化，再通入适量的水蒸汽活化而制得活性炭。化学法是把原料(一般为锯木屑)先通过化学药剂(磷酸、氯化锌等)浸渍后，在空气流通的炉体中炭化、活化而制得活性炭。目前，较多厂家使用物理法生产活性炭。
活性炭的活化操作主要在回转活化炉内完成。具体如图1所示，一种回转活化炉，包括进料仓01、窑头密封罩02、蒸汽输入装置、回转窑04、产品道05、传动装置06、出料仓07及密封板012，产品道05固定设置于回转窑04内，产品道05具有在回转窑04转动过程中较高的首端及较低的尾端；密封板012设置于回转窑04的一端，产品道05的首端贯穿密封板012；窑头密封罩02与回转窑04的一端转动配合，窑头密封罩02上具有供经过产品道05的气体流出的气体出口，产品道05的首端与窑头密封罩02的内腔连通；出料仓07与回转窑04的另一端转动配合，产品道05的尾端与出料仓07连通；蒸汽输入装置具有与回转窑04的窑膛连通的蒸汽出口及用于与蒸汽设备连接的蒸汽进口，密封板012、回转窑04的内壁、出料仓07的内壁及产品道05的外壁围成蒸汽加热流道；传动装置06驱动回转窑04转动；进料仓01的进料端与窑头密封罩02的内腔连通。通过蒸汽完成对产品道05内的物料的加热及活化反应。在回转活化炉的生产过程中，回转窑04转动，带动产品道05转动。物料由进料仓01送入窑头密封罩02的内腔中，在窑头密封罩02的内部的物料到达一定高度时，产品道05旋转至靠近窑头密封罩02的底部时，窑头密封罩02的内腔中的物料在重力作用下由产品道05的首端进入产品道05内，完成产品道05装料过程。物料沿产品道05缓慢向下运动。此时，蒸汽设备提供的蒸汽经过蒸汽输入装置的蒸汽进口后由蒸汽出口进入回转窑04的窑膛，并且沿着密封板12、回转窑04的内壁、出料仓07的内壁及产品道05的外壁围成的蒸汽加热流道向出料仓07的方向流动，在此流动过程中，高温的蒸汽与产品道05的外壁加热，从而实现加热产品道05内的物料的作用。并且流至出料仓07或回转窑04另一端的蒸汽由产品道05的尾端进入产品道05的内部与物料发生活化反应，然后进入窑头密封罩02中并由气体出口流出。产品道05内的物料被产品道05外的高温蒸汽逐渐加热至活化温度，并与从产品道05的尾端进入的蒸汽接触反应，完成活化过程后的物料从产品道05的尾端落入出料仓07，在出料仓07收集后排出。通过使蒸汽由产品道05的尾端进入产品道05的内部，避免了蒸汽接触冷的物料形成冷凝而降低产品道05的透气性。利用纯净干净的高温蒸汽作为回转活化炉的加热介质，避免了烟气中焦油等高粘性物质在回转回转窑内的聚集，因此能有效降低设备结圈风险，提高了运行稳定性。并且，全程不与氧气接触，完全避免了炭化料的烧损，有效提高了活化工艺得率。
尽管上述技术（公告号为CN112299416B的专利文献），是目前活性炭活化炉系列中性能较佳的，但经过实践应用后发现，存在以下不足：一是窑头密封罩02的内腔中的物料在重力作用下由产品道05的首端进入产品道05内，完成产品道05装料过程，由于产品道05实质上就是一个物料滑道，无法对产品道的物料流速进行调控，不能保证物料在产品道05内能实现充分活化；二是蒸汽由产品道05的尾端进入产品道05的内部，然后从产品道05的首端排出，实践中，由于蒸汽气流的作用力，物料从产品道05的首端进入很不流畅；尤其是当机器运行到一段时间后，蒸汽与物料反应后产生的活化气体中含有一定量的焦油，带有焦油的活化气体使物料颗粒粘在产品道05的首端处，出现物料无法进入产品道05的技术缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提出一种水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉，包括回转窑、产品道、窑头密封罩和进料斗，所述进料斗的排料端与所述窑头密封罩的内腔连通，回转窑的首端与窑头密封罩可转动连接，所述产品道位于回转窑内，还包括布料控料螺旋，回转窑的首端设有密封板，回转窑内且靠近回转窑的尾端设有支撑架，所述密封板上分布有多个安装孔，所述的多个安装孔分布在一个圆上，该圆与回转窑同心，产品道的首端通过轴承安装在所述的安装孔中，产品道的尾端通过轴承安装在所述的支撑架，布料控料螺旋固定在产品道的内壁上，布料控料螺旋的首端从产品道内伸出到窑头密封罩中与固定轴连接，所述固定轴上安装有传动齿轮，所述窑头密封罩中设有固定架，固定架上安装有中心轴，中心轴上安装有定齿轮，所述的传动齿轮分布在定齿轮的周围且与定齿轮相啮合，回转窑转动时，带动产品道转动，产品道通过布料控料螺旋带动固定轴转动，固定轴带动传动齿轮围绕定齿轮转动，在定齿轮的作用下，传动齿轮驱动布料控料螺旋以及产品道同步自转，布料控料螺旋自转时，将窑头密封罩内物料收集到产品道的首端处，物料被推入产品道中，布料控料螺旋对产品道中的物料移动进行调控。
进一步地，所述回转窑的尾端转动连接有集料箱，产品道尾端伸入到集料箱内，集料槽底部的排料口处设有排料阀。
进一步地，所述产品道的首端与密封板的板面平齐。
进一步地，所述回转窑水平支撑在驱动辊组上，驱动辊组设在工作台上，并由变频电机驱动，所述变频电机与控制器电连接，控制器通过调控变频电机的转速，来调节回转窑的转速，以实现对布料控料螺旋的转速调控。
进一步的，所述回转窑的外壁上且靠近回转窑的首端分布有多个蒸汽通孔，所述回转窑的外壁上转动连接有用以将所述的多个蒸汽通孔罩住的蒸汽输入罩，所述蒸汽输入罩的罩壁上设有蒸汽输入孔，所述蒸汽输入孔与高压蒸汽管路的一端连接，高压蒸汽管路的另一端与蒸汽锅炉连接，高压蒸汽管路上设有蒸汽压缩机，蒸汽压缩机用以使蒸汽升温到850℃；所述窑头密封罩上设有活化混合汽排出口。
进一步地，所述窑头密封罩的活化混合汽排出口通过混合汽管路与蒸汽锅炉的燃烧炉膛连通。
进一步地，所述混合汽管路上设有风机。
本发明的有益效果在于：
本专利采用联动的结构形式并与布料控料螺旋相结合，当回转窑开始转动时，回转窑通过传动机构带动所有的产品道进行自转，根据产品道的自转速度，布料控料螺旋对产品道中的物料移动速度进行调控，解决物料靠自身重量在产品道中滑移，速度不法调控的问题。尤其是本专利在布料控料螺旋的作用下，物料能流畅地进入产品道，解决了物料堵塞的问题。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图：
图1是本现有技术回转活化炉的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为图2所示密封板的结构示意图；
图4为图2所示传动齿轮和定齿轮的啮合分布示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上表面”、“下表面”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“正转”、“反转”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图2、3、4所示，一种水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉，包括回转窑1、产品道2、窑头密封罩3和进料斗4，所述进料斗4的排料端与所述窑头密封罩3的内腔连通，回转窑1的首端与窑头密封罩3可转动连接，所述产品道2位于回转窑1内，还包括布料控料螺旋5，回转窑1的首端设有密封板6，回转窑1内且靠近回转窑1的尾端设有支撑架7，所述密封板6上分布有多个安装孔10，所述的多个安装孔10分布在一个圆32上，该圆32与回转窑1同心，产品道2的首端通过轴承8安装在所述的安装孔10中，产品道的尾端通过轴承9安装在所述的支撑架7，布料控料螺旋5固定在产品道2的内壁上，布料控料螺旋5的首端从产品道2内伸出到窑头密封罩3中与固定轴11连接，所述固定轴11上安装有传动齿轮12，所述窑头密封罩3中设有固定架13，固定架13上安装有中心轴14，中心轴14上安装有定齿轮15，所述的传动齿轮12分布在定齿轮15的周围且与定齿轮15相啮合，回转窑1转动时，带动产品道2转动，产品道2通过布料控料螺旋5带动固定轴11转动，固定轴11带动传动齿轮12围绕定齿轮15转动，在定齿轮15的作用下，传动齿轮12驱动布料控料螺旋5以及产品道2同步自转，布料控料螺旋5自转时，将窑头密封罩3内物料收集到产品道2的首端处，物料被推入产品道2中，布料控料螺旋5对产品道2中的物料移动进行调控。
所述回转窑1的尾端转动连接有集料箱16，产品道2尾端伸入到集料箱16内，集料槽16底部的排料口处设有排料阀17。
另外，所述产品道2的首端与密封板6的板面平齐，是最佳的，有助于物料的输送，产品道2不能过长，如果过长，产品道2的首端伸入到窑头密封罩3中的话，在窑头密封罩3内会有物料沉集，产品道2也不能过短，过短时，产品道2的首端会在安装孔内形成一个台阶。
所述回转窑1水平支撑在驱动辊组18上，驱动辊组18设在工作台19上，并由变频电机20驱动，所述变频电机20与控制器21电连接，控制器21通过调控变频电机的转速，来调节回转窑1的转速，以实现对布料控料螺旋5的转速调控。所述变频电机20为伺服电机。
回转窑1的外壁上且靠近回转窑1的首端分布有多个蒸汽通孔22，所述回转窑1的外壁上转动连接有用以将所述的多个蒸汽通孔罩住的蒸汽输入罩23，所述蒸汽输入罩23的罩壁上设有蒸汽输入孔24，所述蒸汽输入孔24与高压蒸汽管路25的一端连接，高压蒸汽管路25的另一端与蒸汽锅炉26连接，高压蒸汽管路25上设有蒸汽压缩机27，蒸汽压缩机27用以使蒸汽升温到850℃；所述窑头密封罩3上设有活化混合汽排出口28，窑头密封罩的活化混合汽排出口28通过混合汽管路29与蒸汽锅炉的燃烧炉膛30连通，所述混合汽管路29上设有风机31。
工作原理：当回转窑开始转动时，回转窑通过传动机构带动所有的产品道进行自转，根据产品道的自转速度，布料控料螺旋对产品道中的物料移动速度进行调控，解决物料靠自身重量在产品道中滑移，速度不法调控的问题。在布料控料螺旋的作用下，物料能流畅地进入产品道，解决了物料堵塞的问题。
此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉，包括回转窑（1）、产品道（2）、窑头密封罩（3）和进料斗（4），所述进料斗（4）的排料端与所述窑头密封罩（3）的内腔连通，回转窑（1）的首端与窑头密封罩（3）可转动连接，所述产品道（2）位于回转窑（1）内，其特征在于：还包括布料控料螺旋（5），回转窑（1）的首端设有密封板（6），回转窑（1）内且靠近回转窑（1）的尾端设有支撑架（7），所述密封板（6）上分布有多个安装孔（10），所述的多个安装孔（10）分布在一个圆（32）上，该圆（32）与回转窑（1）同心，产品道（2）的首端通过轴承（8）安装在所述的安装孔（10）中，产品道（2）的尾端通过轴承（9）安装在所述的支撑架（7），布料控料螺旋（5）固定在产品道（2）的内壁上，布料控料螺旋（5）的首端从产品道（2）内伸出到窑头密封罩（3）中与固定轴（11）连接，所述固定轴（11）上安装有传动齿轮（12），所述窑头密封罩（3）中设有固定架（13），固定架（13）上安装有中心轴（14），中心轴（14）上安装有定齿轮（15），所述的传动齿轮（12）分布在定齿轮（15）的周围且与定齿轮（15）相啮合，回转窑（1）转动时，带动产品道（2）转动，产品道（2）通过布料控料螺旋（5）带动固定轴（11）转动，固定轴（11）带动传动齿轮（12）围绕定齿轮（15）转动，在定齿轮（15）的作用下，传动齿轮（12）驱动布料控料螺旋（5）以及产品道（2）同步自转，布料控料螺旋（5）自转时，将窑头密封罩（3）内物料收集到产品道（2）的首端处，物料被推入产品道（2）中，布料控料螺旋（5）对产品道（2）中的物料移动进行调控；所述产品道（2）的首端与密封板（6）的板面平齐。
2.根据权利要求1所述的水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉，其特征在于：所述回转窑（1）的尾端转动连接有集料箱（16），产品道（2）尾端伸入到集料箱（16）内，集料箱（16）底部的排料口处设有排料阀（17）。
3.根据权利要求2所述的水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉，其特征在于：所述回转窑（1）水平支撑在驱动辊组（18）上，驱动辊组（18）设在工作台（19）上，并由变频电机（20）驱动，所述变频电机（20）与控制器（21）电连接，控制器（21）通过调控变频电机（20）的转速，来调节回转窑（1）的转速，以实现对布料控料螺旋（5）的转速调控。
4.根据权利要求3所述的水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉，其特征在于：所述回转窑（1）的外壁上且靠近回转窑（1）的首端分布有多个蒸汽通孔（22），所述回转窑（1）的外壁上转动连接有用以将所述的多个蒸汽通孔罩住的蒸汽输入罩（23），所述蒸汽输入罩（23）的罩壁上设有蒸汽输入孔（24），所述蒸汽输入孔（24）与高压蒸汽管路（25）的一端连接，高压蒸汽管路（25）的另一端与蒸汽锅炉（26）连接，高压蒸汽管路（25）上设有蒸汽压缩机（27），蒸汽压缩机（27）用以使蒸汽升温到850℃。
5.根据权利要求4所述的水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉，其特征在于：所述窑头密封罩（3）上设有活化混合汽排出口（28），窑头密封罩的活化混合汽排出口（28）通过混合汽管路（29）与蒸汽锅炉的燃烧炉膛（30）连通。
6.根据权利要求5所述的水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉，其特征在于：所述混合汽管路（29）上设有风机（31）。
7.根据权利要求6所述的水蒸汽式回转联动型活性炭生产用活化炉，其特征在于：所述变频电机（20）为伺服电机。
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