CN203139669U - 一种活性炭热解废烟气冷凝收集设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其包括集成式冷却水箱（1）、冷凝物收集器（2）和不可冷凝气体收集器（3）；该集成式冷却水箱（1）分别与该冷凝物收集器（2）和该不可冷凝气体收集器（3）相连通。该设备对活性炭生产过程中炉体热解产生的废烟气进行了资源化处理和循环利用，对不可冷凝气体和可冷凝气体均进行收集，以对其进行再利用，提高了活性炭生产过程中产品的附加值，且对环境污染起到了很好的防治作用。

Description

一种活性炭热解废烟气冷凝收集设备

技术领域

本实用新型属于活性炭热解废气净化收集设备领域，特别是涉及一种活性炭热解废烟气冷凝收集设备。

背景技术

活性炭（Activated Carbon）是由含碳物质制造的外观呈黑色、内部空隙结构发达、表面积高、吸附能力强的一类微晶质碳。活性炭具有一定的化学稳定性、机械强度及耐酸碱、耐热等重要性能，使它在食品、化工、国防、医药、环保及农业等诸多领域得到了广泛而重要的应用。目前，活性炭的生产方法主要有化学活化法、物理活化法以及化学物理活化法。物理活化法制备活性炭主要以氧化性气体（CO₂、H₂O、空气等）为活化剂。活化剂与原料内部的碳原子反应生成气体并逸出，这样就会在碳原子处形成孔隙，足够量的碳原子与活化剂反应后，就会产生大量的微孔结构。化学活化是用化学试剂与原材料经过交联或缩聚反应形成微孔结构的过程。化学活化比物理活化生产周期短，且工艺成熟。目前，常用的活化剂有H₃PO₄、NaOH、ZnCl₂等。化学-物理联合活化法是综合物理与化学活化方法的优点，制备高吸附性能活性炭，但目前的技术上存在不足之处，需要进一步研究他们之间相关作用机理，也要开发新的技术装备。

生产活性炭的主要设备有耙式炉、多管炉、斯列普炉、回转炉、闷烧炉、沸腾炉等，不同的设备在生产活性炭过程中对原料的要求、炉体的规格、投资的费用以及对最终活性炭产品的性能有不同的优缺点，但他们总体的特点是活性炭生产过程耗能高，高温反应后产生大量的高温及余热、烟尘及有害气体等，处理费用高、难度大，假如通过烟筒直接排放到大气中，这样不仅降低了能量利用率，同时造成了环境污染。

有鉴于上述现有的活性炭热解废烟气处理设备存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种活性炭热解废烟气冷凝收集设备，能够改进一般现有的设备及方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的活性炭热解废烟气处理设备存在的缺陷，提供一种新型结构的活性炭热解废烟气冷凝收集设备,所要解决的技术问题是对活性炭生产过程中炉体热解产生的废烟气进行资源化处理和循环利用，对不可冷凝气体和可冷凝气体均进行收集，以对其进行再利用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其包括集成式冷却水箱、冷凝物收集器和不可冷凝气体收集器；该集成式冷却水箱分别与该冷凝物收集器和该不可冷凝气体收集器相连通。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其中该冷凝物收集器还与该不可冷凝气体收集器相连通。

前述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其中该集成式冷却水箱上方设有热解气体滞留仓，该热解气体滞留仓上设有热解气进口。

前述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其中该集成式冷却水箱包括集成式冷却水箱本体，其下方设有冷凝物收集口，该冷凝物收集口与该冷凝物收集器的冷凝物收集桶相连通；该集成式冷却水箱本体的下方还设有不可冷凝气体出口，该不可冷凝气体出口与不可冷凝气体收集器的气罐相连通。

前述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其中该冷凝物收集桶还通过洗气瓶与该气罐连通。

前述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其中该冷凝物收集桶中设有水位计和冷凝物流出口，且该冷凝物流出口与该冷凝物收集桶间设有球阀。

前述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其中该冷凝物收集口与该集成式冷却水箱本体之间的管道上设有球阀。

前述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其中该集成式冷却水箱本体外壁自上而下设有圆柱形的冷却水出口。

前述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其中该集成式冷却水箱本体通过与其连接的支撑架固定在底座上，该冷凝物收集桶设置在该支撑架内部，该支撑架的结构为：下部分为圆筒体，在圆筒体上表面圆周部分上等间距设有四个支架，与该集成式冷却水箱本体连接。

前述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其中该底座下安装有脚轮。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本实用新型活性炭热解废烟气冷凝收集设备可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：可以将活性炭生产过程中炉体热解产生的废烟气中的不可冷凝气体及可冷凝气体均收集起来，再进行资源化处理和循环利用，如若采用木质纤维类生产活性炭的原料时，则收集的冷凝物可生产出木醋液、焦油；不可冷凝气体可通入活性炭生产装置作为活化剂，且可以为木煤气，提高了活性炭生产过程中产品的附加值，对活性炭生产过程造成的环境污染问题，起到了很好的防治作用，运行成本低、废烟气净化效果好，维护方便。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型活性炭热解废烟气冷凝收集设备一实施例的组成结构示意图。

图2A是本实用新型活性炭热解废烟气冷凝收集设备的集成式冷却水箱一实施例的主视示意图。

图2B是图2A中C-C剖面的剖视图。

图3是本实用新型活性炭热解废烟气冷凝收集设备的支撑架一实施例的俯视示意图。

图4是应用本实用新型活性炭热解废烟气冷凝收集设备的一工艺流程图。

1：集成式冷却水箱

101：集成式冷却水箱本体 102：热解气进口

103：热解气体滞留仓     104：热解气通道

105：冷凝水通道         106：冷却水出口

107：冷却水进口         108：冷凝物收集口

109：不可冷凝气体出口   110：球阀

2：冷凝物收集器

21：冷凝物收集桶        22：水位计

23：冷凝物流出口        24：球阀

3：不可冷凝气体收集器

31、32：洗气瓶          33：气罐

34：真空泵              35：球阀

40：底座

50：支撑架

60：脚轮

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的活性炭热解废烟气冷凝收集设备其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1，本实用新型的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，包括集成式冷却水箱1、冷凝物收集器2和不可冷凝气体收集器3；该集成式冷却水箱1分别与该冷凝物收集器2和该不可冷凝气体收集器3相连通。较优地，该冷凝物收集器2还与该不可冷凝气体收集器3相连通，以收集该冷凝物收集器2中的少量不可冷凝气体。

进一步地，该集成式冷却水箱1包括集成式冷却水箱本体101，其下方设有冷凝物收集口108，该冷凝物收集口108与该冷凝物收集器2的冷凝物收集桶21相连通；该集成式冷却水箱本体101的下方还设有不可冷凝气体出口109，该不可冷凝气体出口109与不可冷凝气体收集器3的气罐33相连通。

较优地，该冷凝物收集桶21还通过洗气瓶31、32与该气罐33连通，以收集进入冷凝物收集桶21中的少量不可冷凝气体。

较优地，该冷凝物收集桶21中安装有水位计22，且在其外侧设有冷凝物流出口23，且该冷凝物流出口23与该冷凝物收集桶21间设有球阀24。

另外，该冷凝物收集口108与该集成式冷却水箱本体101之间的管道上设有球阀110。冷凝物收集桶21中的水位计22和球阀24、110能够通过冷凝物流出口23及时调控冷凝物的收集量。

该气罐33与真空泵34相连，以经过真空泵34将气罐中的气体送入热解反应炉中，作为炭活化过程中的活化剂。较优地，该真空泵又与球阀35相连，以控制气体流量。

请再参阅图1，并同时参阅图2A及图2B，在此实施例中，该集成式冷却水箱上方设有热解气体滞留仓103，其可以过渡性地储存在反应过程中产生的大量废烟气，该热解气体滞留仓是与该集成式冷却水箱1相连接，则选择该热解气体滞留仓103的外形轮廓及横向尺寸与该集成式冷却水箱本体101一致，在此实施例中，该热解气体滞留仓103与该集成式冷却水箱本体101均为圆柱形结构，且两者之间通过法兰连接。在该热解气体滞留仓103的外侧部分设有冷却水进口102，活性炭热解废烟气经由该热解气体滞留仓103进入该集成式冷却水箱本体101内部的热解气通道104。

图2A及图2B，为本实用新型活性炭热解废烟气冷凝收集设备的集成式冷却水箱一实施例，该集成式冷却水箱下方设有冷却水进口107，且该冷却水进口107与该集成式冷却水箱本体101间设有球阀。在该集成式冷却水箱本体101外壁自上而下设有圆柱形的冷却水出口106，该冷却水出口106是圆柱形，这样可以方便管理冷却水的流出。

在该集成式冷却水箱本体101的内部设有多个同样大小规格的圆柱形的热解气通道104，并且，该些热解气通道104与前述的热解气体滞留仓103相连通。而该些热解气通道104的数量、排列方式等视情况而定，以能满足冷凝效果为准，可采用现有技术，不局限于图2B所绘示的排列方式。

请参阅图1及图3，该集成式冷却水箱本体101是通过与其连接的支撑架50固定在底座40上，该冷凝物收集桶21设置在该支撑架50内部，在该实施例中，该支撑架50的结构为：下部分为圆筒体，在圆筒体上表面圆周部分上等间距设有四个支架，且该些支架与水平面间有夹角，以使该些支架可与该集成式冷却水箱本体101连接。较优地，该底座下安装有脚轮60，以方便整个装置的移动。

本实用新型的该活性炭热解废烟气冷凝收集设备的工作原理为：请同时参阅图1及图4，打开冷凝水，将活性炭热解过程中产生的热解废烟气，经过热解气进口102，通入集成式冷却水箱内的热解气体停留仓103中，通过热解气通道104，经过冷却水冷却后，将能够冷却的物质，经过球阀110通过冷却物收集口108，收集在冷凝物收集桶21中，当采用木质纤维类生产活性炭的原料时，将此冷凝物进一步分离为木醋液、焦油；而当采用其他原料时，此冷凝物即为焦油；伴随着冷凝物收集器2进入冷凝物收集桶21中的少量不可冷凝气体，经过洗气瓶31、32处理后，通入气罐33中，大量的不可冷凝气体通过不可冷凝气体出口109的管道收集在气罐33中，气罐33中的一部分不可冷凝气体经过真空泵34送入热解反应炉中，作为炭活化过程中的活化剂，另外一部分贮存在气罐33中作为木煤气燃烧。

上述热反应过程中相关参数可根据以下公式计算：

Q放=Q吸            ……（1）

Q吸=（T-T₀）FC₁          ……（2）

Q放=（T₁-T）×（πr²×ν×ρ）×C₂×κ   ……（3）

公式中：T为最终温度，T₀为水的初始温度，T₁为热烟气初始温度，F为水的瞬时流量，C₁为水的比热，C₂为蒸汽的比热，r为冷却水管的半径，v冷却水流速，ρ为水的密度，κ为换热效率。

通过以上计算方法，针对具体的情况，可确定该集成式冷却水箱结构的具体尺寸大小。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其特征在于其包括集成式冷却水箱（1）、冷凝物收集器（2）和不可冷凝气体收集器（3）；该集成式冷却水箱（1）分别与该冷凝物收集器（2）和该不可冷凝气体收集器（3）相连通。

2.根据权利要求1所述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其特征在于该冷凝物收集器（2）还与该不可冷凝气体收集器（3）相连通。

3.根据权利要求1或2所述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其特征在于该集成式冷却水箱（1）上方设有热解气体滞留仓（103），该热解气体滞留仓上设有热解气进口（102）。

4.根据权利要求1所述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其特征在于该集成式冷却水箱（1）包括集成式冷却水箱本体（101），其下方设有冷凝物收集口（108），该冷凝物收集口（108）与该冷凝物收集器（2）的冷凝物收集桶（21）相连通；该集成式冷却水箱本体（101）的下方还设有不可冷凝气体出口（109），该不可冷凝气体出口（109）与该不可冷凝气体收集器（3）的气罐（33）相连通。

5.根据权利要求4所述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其特征在于该冷凝物收集桶（21）还通过洗气瓶（31、32）与该气罐（33）连通。

6.根据权利要求4或5所述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其特征在于该冷凝物收集桶（21）中设有水位计（22）和冷凝物流出口（23），且该冷凝物流出口（23）与该冷凝物收集桶（21）间设有球阀（24）。

7.根据权利要求4或5所述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其特征在于该冷凝物收集口（108）与该集成式冷却水箱本体（101）之间的管道上设有球阀（110）。

8.根据权利要求4或5所述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其特征在于该集成式冷却水箱本体（101）外壁自上而下设有圆柱形的冷却水出口（106）。

9.根据权利要求4或5所述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其特征在于该集成式冷却水箱本体（101）通过与其连接的支撑架（50）固定在底座（40）上，该冷凝物收集桶（21）设置在该支撑架（50）内部，该支撑架（50）的结构为：下部分为圆筒体，在圆筒体上表面圆周部分上等间距设有四个支架，与该集成式冷却水箱本体（101）连接。

10.根据权利要求9所述的活性炭热解废烟气冷凝收集设备，其特征在于该底座（40）下安装有脚轮（60）。

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