CN206692329U - 煤气化渣基活性炭制备系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种煤气化渣基活性炭制备系统，包括进料装置、预处理装置、活化反应器、深度处理装置和尾气处理装置；所述进料装置、预处理装置、活化反应器、深度处理装置依次相互连通；所述活化反应器和深度处理装置均与尾气处理装置相互连通；所述活化反应器包括相互连通的活化室和冷却室；所述活化室的入口分别与预处理装置、惰性气体保护装置的出口连通；所述冷却室的出口与深度处理装置和尾气处理装置的入口连通。该设备设计先进、工艺合理、操作安全，对煤气化渣进行循环利用和开发，节约能源，对防治环境污染具有重大意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工生产设备的技术领域，具体涉及一种煤气化渣基活性炭制备系统。
背景技术
煤气化技术可以有效填补石油和天然气的短缺，而被公认为是现代煤化工工艺的核心和龙头。煤气化技术通常采用空气或氧气、水蒸汽或二氧化碳为气化剂，在气化炉内进行煤的气化反应，煤中的可燃部分转化为不同组份不同热值的煤气。先进的煤气化技术改善了传统煤化工的耗能比较高、效率相对低、环境污染非常严重的现状，具有显著的环境和经济效益，符合清洁生产要求，逐渐成为了众多高新洁净煤利用技术的先导性技术。在煤气化过程中，由于原煤的利用率无法达到百分之一百，在气化后还会形成大量的残余物，这些残余物被称作是煤气化残渣。由于目前，煤气化技术应用越来越广泛，气化渣的产量也随之增长。大量的煤气化渣得不到合理的处置和利用，会造成严重的环境污染和生态破坏。
活性炭是一种具有石墨微晶结构、内部孔隙结构发达、比表面积超高的炭，导电性能好、化学稳定性好、再生性能较好、吸附容量大以及不溶于大多数的溶剂在气体分离、催化反应方面具有巨大的应用前景。制备活性炭的原材料十分丰富，各种类型的含碳量较高、无极灰分较低的材料都具有制备活性炭潜质，这些含碳材料主要可以分为煤质材料和木质材料。
活性炭的制备通常分为两个阶段：炭化和活化。炭化的实质是无氧条件下有机物的热解过程，炭化温度受到原料性质及降解温度的影响，通常在150-350℃的温度条件下进行。随着温度的升高，原料经历脱水、脱气、热分解和缩聚反应，原料大量失重，形成少量的石墨微晶结构。炭化后的材料比表面积通常很小。活化过程是决定最终样品性质的关键。活化的方法有物化法和化学法。
物化法包括水蒸气、二氧化碳、氧气或它们的混合气等活化气体进行反应。化学活化法是指利用化学试剂对活化对象进行活化；广泛使用的活化剂有H3PO4、ZnCl2、KOH、NaOH、K2CO3等，活化剂是对原料具有脱水作用、浸渍作用的化学药品，每种活化剂所涉及的化学反应均不同。化学活化通常可以辅助以微波、超声、真空等或以提高活化效果。
CN201310090213.3关于一种活性炭生产设备及应用该设备生产活性炭、木醋液、焦油及木煤气的方法，其包括：蒸汽发生装置、高温热解反应装置、集成式冷凝装置，以上各种设备依次相互连通；集成式冷凝装置中设有冷凝物收集器和不可冷凝气体收集器，且该不可冷凝气体收集器与该高温热解反应装置相通。该设备在生产活性炭的同时，对活性炭生产过程中产生的废烟气进行循环利用和开发，对于煤气化渣基的处理不适用，具有一定的局限性。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型有必要提供一种煤气化渣基活性炭制备系统，该设备设计先进、工艺合理、操作安全，对煤气化渣进行循环利用和开发，节约能源，对防治环境污染具有重大意义。
一方面，本实用新型的目的在于提供一种煤气化渣基活性炭制备系统，包括进料装置、预处理装置、活化反应器、深度处理装置和尾气处理装置；所述进料装置、预处理装置、活化反应器、深度处理装置依次相互连通；所述活化反应器和深度处理装置均与尾气处理装置相互连通；所述活化反应器包括相互连通的活化室和冷却室；所述活化室的入口分别与预处理装置、惰性气体保护装置的出口连通；所述冷却室的出口与深度处理装置和尾气处理装置的入口连通；所述活化室设有第二加热装置，所述预处理装置设有第一加热装置；所述第一加热装置、第二加热装置与控制器连接，所述控制器与电源连接。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种煤气化渣基活性炭制备系统，其中，所述进料装置包括煤气化渣基入口、活化剂入口、物料混匀室；所述煤气化渣基入口、活化剂入口均设置在物料混匀室的上方，所述物料混匀室的出口与预处理装置的入口连通。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种煤气化渣基活性炭制备系统，其中，所述预处理装置包括依次连通的干燥室和破碎装置；所述干燥室由第一加热装置对物料进行加热干燥；所述破碎装置的出口与活化室入口连通。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种煤气化渣基活性炭制备系统，其中，所述惰性气体保护装置依次经由惰性气体装置、安全阀、减压阀、压力表、流量计、钢丝波纹管与活化室入口连接。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种煤气化渣基活性炭制备系统，其中，所述深度处理装置包括依次连通的提纯除杂装置、淋洗装置和干燥装置；所述提纯除杂装置入口与冷却室第二出口相通，提纯除杂装置的第一出口与尾气处理装置的入口连通；提纯除杂装置的第二出口与淋洗装置的入口连通；所述淋洗装置的第一出口与废液处理装置连通；所述淋洗装置的第二出口与干燥装置的入口连通；所述干燥装置的出口与成品收集装置连通。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种煤气化渣基活性炭制备系统，其中，所述干燥装置为马弗炉、烘箱等。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种煤气化渣基活性炭制备系统，其中，所述尾气处理装置包括依次连通的粉尘滤除室和气体吸收室；所述粉尘滤除室的入口分别与冷却室的第一出口、提纯除杂装置的第一出口相通。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种煤气化渣基活性炭制备系统，其中，进料装置、预处理装置、活化反应器、深度处理装置中与物料直接接触的容器或送料传动装置的表面均设置有防腐涂层。
工作原理：
将煤气化渣基和活化剂按照所设定质量比称量后从进料装置的入口进入，在物料混匀室进行混合后通往预处理装置的干燥室进行干燥，然后继续传送通往破碎装置内进行破碎处理，得到活化前驱物。
经活化前驱物传送至活化反应器的活化室，同时惰性气体经由惰性气体装置、安全阀、减压阀、压力表、流量计、钢丝波纹管后进入活化室内对活化反应的活化前驱物进行保护活化反应，反应完全后，在冷却室中降温至200℃以下，得到固态中间产物。
从冷却室中出来的在活化反应过程中产生的气体随惰性气体进入尾气处理装置进行处理，去除粉尘、有机气体、水分后排放。
反应产生的固态中间产物送入深度处理单元，在提纯除杂装置中利用酸液或废酸去除杂质和反应副产物，提纯除杂初期产生的大量气体通入尾气处理装置进行处理，除杂结束后的固态物质依次送入淋洗装置进行淋洗处理，淋洗后的固体进入干燥装置，干燥后得到最终活性炭成品。
本实用新型具有如下有益效果：
(1)对煤气化过程中产生的废弃残渣进行资源化利用，降低了环境污染，提高了资源利用率；
(2)活化过程可控，能制得高比表面积的活性炭；
(3)制备过程中尾气处理装置和废液处理装置对于二次污染进行有效的控制；
(4)在本系统同时进行炭化、活化过程降低能耗。
附图说明
图1煤气化渣基活性炭制备系统。
具体实施方式
下面以具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型不受下述实施例的限定。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本实用新型。本实用新型的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本实用新型内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本实用新型技术。
实施例1
如图1所示，本实用新型涉及一种煤气化渣基活性炭制备系统，包括进料装置1、预处理装置、活化反应器、深度处理装置和尾气处理装置；所述进料装置1、预处理装置、活化反应器、深度处理装置依次相互连通；所述活化反应器和深度处理装置均与尾气处理装置相互连通；
所述活化反应器包括相互连通的活化室31和冷却室32；所述活化室31的入口分别与预处理装置、惰性气体保护装置6的出口连通；所述冷却室32的出口与深度处理装置和尾气处理装置的入口连通；所述活化室31设有第二加热装置72，所述预处理装置设有第一加热装置71；所述第一加热装置71、第二加热装置72与控制器8连接，所述控制器8与电源连接。
所述进料装置1包括煤气化渣基入口、活化剂入口、物料混匀室；所述煤气化渣基入口、活化剂入口均设置在物料混匀室的上方，所述物料混匀室的出口与预处理装置的入口连通。
所述预处理装置包括依次连通的干燥室21和破碎装置22；所述干燥室21由第一加热装置71对物料进行加热干燥；所述破碎装置22的出口与活化室31入口连通。
所述惰性气体保护装置6依次经由惰性气体装置、安全阀、减压阀、压力表、流量计、钢丝波纹管与活化室31入口连接。
所述深度处理装置包括依次连通的提纯除杂装置41、淋洗装置42和干燥装置43；所述提纯除杂装置41入口与冷却室32第二出口相通，提纯除杂装置41的第一出口与尾气处理装置的入口连通；提纯除杂装置41的第二出口与淋洗装置42的入口连通；所述淋洗装置42的第一出口与废液处理装置(图中未画出)连通；提纯除杂装置41优选采用盐酸作为提纯除杂溶液，用于浸洗中间产物；所述淋洗装置42的第二出口与干燥装置43的入口连通；所述淋洗装置42用水或酒精对中间产物进行淋洗，去除酸性物质；所述干燥装置43的出口与成品收集装置(图中未画出)连通。
所述干燥装置43为马弗炉、鼓风烘箱、真空烘箱等。所述尾气处理装置包括依次连通的粉尘滤除室51和气体吸收室52；粉尘滤除室51为滤膜除尘，所述气体吸收室内主要为常温常压下的碱液，优选为氢氧化钠溶液，用于对气体中的有机气体进行吸收；所述粉尘滤除室51的入口分别与冷却室32的第一出口、提纯除杂装置41的第一出口相通。进料装置1、预处理装置、活化反应器、深度处理装置中与物料直接接触的容器或送料传动装置的表面均设置有防腐涂层。
具体制备过程简述如下：将含碳量为30～80％煤气化渣基和活化剂按照所设定质量比称量后从进料装置的入口进入，在物料混匀室进行混合后通往预处理装置的干燥室在80～120℃进行干燥，然后继续传送通往破碎装置内进行破碎处理，得到活化前驱物。
经活化前驱物传送至活化反应器的活化室，同时惰性气体(例如氮气)经由惰性气体装置、安全阀、减压阀、压力表、流量计、钢丝波纹管后进入活化室内对活化反应的活化前驱物进行保护活化反应，600-850℃反应40-120min，反应完全后，在冷却室中降温至200℃以下，得到固态中间产物。
从冷却室中出来的在活化反应过程中产生的气体(如二氧化碳等废气)随惰性气体进入尾气处理装置进行处理，通过粉尘滤除室去除粉尘，气体吸收室中氢氧化钠溶液吸收有机气体、水分后排放。
反应产生的固态中间产物送入深度处理单元，在提纯除杂装置中利用酸液或废酸浸泡12h后去除杂质和反应副产物，提纯除杂初期产生的大量气体通入尾气处理装置进行处理，除杂结束后的固态物质依次送入淋洗装置用自来水或乙醇进行淋洗处理，淋洗后的固体进入鼓风或真空干燥装置，干燥后得到最终活性炭成品。
本实用新型提供的煤气化渣基活性炭制备系统，对煤气化过程中产生的废弃残渣进行资源化利用，降低了环境污染，提高了资源利用率；活化过程可控，能制得高比表面积的活性炭；制备过程中尾气处理装置和废液处理装置对于二次污染进行有效的控制；在本系统同时进行炭化、活化过程降低能耗。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种煤气化渣基活性炭制备系统，其特征在于，包括进料装置、预处理装置、活化反应器、深度处理装置和尾气处理装置；所述进料装置、预处理装置、活化反应器、深度处理装置依次相互连通；所述活化反应器和深度处理装置均与尾气处理装置相互连通；所述活化反应器包括相互连通的活化室和冷却室；所述活化室的入口分别与预处理装置、惰性气体保护装置的出口连通；所述冷却室的出口与深度处理装置和尾气处理装置的入口连通；所述活化室设有第二加热装置，所述预处理装置设有第一加热装置；所述第一加热装置、第二加热装置与控制器连接，所述控制器与电源连接。
2.根据权利要求1所述的煤气化渣基活性炭制备系统，其特征在于，所述进料装置包括煤气化渣基入口、活化剂入口、物料混匀室；所述煤气化渣基入口、活化剂入口均设置在物料混匀室的上方，所述物料混匀室的出口与预处理装置的入口连通。
3.根据权利要求1所述的煤气化渣基活性炭制备系统，其特征在于，所述预处理装置包括依次连通的干燥室和破碎装置；所述干燥室由第一加热装置对物料进行加热干燥；所述破碎装置的出口与活化室入口连通。
4.根据权利要求1所述的煤气化渣基活性炭制备系统，其特征在于，所述惰性气体保护装置依次经由惰性气体装置、安全阀、减压阀、压力表、流量计、钢丝波纹管与活化室入口连接。
5.根据权利要求1所述的煤气化渣基活性炭制备系统，其特征在于，所述深度处理装置包括依次连通的提纯除杂装置、淋洗装置和干燥装置；所述提纯除杂装置入口与冷却室第二出口相通，提纯除杂装置的第一出口与尾气处理装置的入口连通；提纯除杂装置的第二出口与淋洗装置的入口连通；所述淋洗装置的第一出口与废液处理装置连通；所述淋洗装置的第二出口与干燥装置的入口连通；所述干燥装置的出口与成品收集装置连通。
6.根据权利要求5所述的煤气化渣基活性炭制备系统，其特征在于，所述尾气处理装置包括依次连通的粉尘滤除室和气体吸收室；所述粉尘滤除室的入口分别与冷却室的第一出口、提纯除杂装置的第一出口相通。
7.根据权利要求1所述的煤气化渣基活性炭制备系统，其特征在于，所述进料装置、预处理装置、活化反应器、深度处理装置中与物料直接接触的容器或送料传动装置的表面均设置有防腐涂层。
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|---|---|---|---|
| CN201720358182.9U CN206692329U (zh) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | 煤气化渣基活性炭制备系统 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206692329U true CN206692329U (zh) | 2017-12-01 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110980728A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 南京信息工程大学 | 一种煤泥活性炭及其自活化制备方法 |
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2017
- 2017-04-06 CN CN201720358182.9U patent/CN206692329U/zh active Active
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Denomination of utility model: Coal gasification sediment base active carbon preparation system Effective date of registration: 20190725 Granted publication date: 20171201 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: HUNAN SANYOU EP TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: 2019430000069 |
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Address after: 410205 Hunan province Changsha Wenxuan High-tech Development Zone, Road No. 27 Lu Valley Yuyuan F1 building 22, 23 floor Patentee after: Hunan Sanyou Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Address before: 410205 Hunan province Changsha Wenxuan High-tech Development Zone, Road No. 27 Lu Valley Yuyuan F1 building 22, 23 floor Patentee before: HUNAN SANYOU EP TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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Denomination of utility model: Coal gasification slag based activated carbon preparation system Effective date of registration: 20200821 Granted publication date: 20171201 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: Hunan Sanyou Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2020980005234 |
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Denomination of utility model: Coal gasification slag based activated carbon preparation system Effective date of registration: 20220324 Granted publication date: 20171201 Pledgee: Changsha Yuelu sub branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: Hunan Sanyou Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022430000020 |
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