CN206767655U - 外热回转式活性碳活化生产节能系统 - Google Patents

外热回转式活性碳活化生产节能系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开一种外热回转式活性碳活化生产节能系统，包括：可燃气体换热水蒸汽发生系统，可燃气体加热系统，废气水蒸汽热交换系统，出料热交换系统；可燃气体换热水蒸汽发生系统按照气流方向依次包括抽气管、余热换热水蒸汽发生器、余热换热蒸汽管；可燃气体加热系统按照气流方向依次包括抽气管、余热换热水蒸汽发生器、旋风除尘装置、喷淋水装置、冷却水气体冷凝装置、高压引风机、自吸式明火烧嘴；废气水蒸汽热交换系统包括设置于活化回转炉炉窑上方的废气热交换烟道；出料热交换系统包括连接于旋转管出料端之后的常温循环水间接换热管道。使用本实用新型系统既能保证高效活化效果，又可大幅降低生产能耗，能源利用率高，综合生产成本低。

Description

外热回转式活性碳活化生产节能系统
技术领域
本实用新型属于活性炭生技术产领域，具体涉及一种用于外热回转式活性炭活化生产设备(活化回转炉)的节能系统。
背景技术
采用碳化料生产活性炭的原理是在700～1000℃的范围内，高温碳化料和水蒸汽发生化学反应，碳化料本身的表面空隙结构增多，变大，从而达到活化效果。目前现有的活化炉碳化料制取活性炭主要有两种方式：一大类是内热式，即碳化料在活化装置内，加热升温发生在装置里，直接加热碳化料；另一大类是外热回转式，即碳化料在活化装置内，加热在装置外部，间接加热。
目前市场上鲜见外热回转式活化装置，主要原因是外热回转式活化装置虽然造价相对便宜，操作简单，但是需要额外的热源来维持活化温度，能耗较大，生产成本较高。
实用新型内容
针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种外热回转式活性碳活化生产节能系统，使用该系统既能保证高效活化效果，又可大幅降低生产能耗。
为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：
外热回转式活性碳活化生产节能系统，该系统包括：可燃气体换热水蒸汽发生系统，可燃气体加热系统，废气水蒸汽热交换系统，出料热交换系统；
所述可燃气体换热水蒸汽发生系统按照气流方向依次包括抽气管、余热换热水蒸汽发生器、余热换热蒸汽管；所述抽气管自活化回转炉旋转管的进料端端口进入旋转管内，其开口位于旋转管的加热升温区和高温活化区的交界处；所述余热换热蒸汽管开口于旋转管的出料端端口并与旋转管相通；
所述可燃气体加热系统按照气流方向依次包括所述抽气管、所述余热换热水蒸汽发生器、旋风除尘装置、喷淋水装置、冷却水气体冷凝装置、高压引风机、自吸式明火烧嘴；所述自吸式明火烧嘴设置于活化回转炉旋转管外壁下方；
所述废气水蒸汽热交换系统包括设置于活化回转炉炉窑上方的废气热交换烟道，所述烟道上设有与炉窑相通的进烟口和用于排气的排烟口，活化回转炉的水蒸汽管贯穿所述烟道；
所述出料热交换系统包括连接于旋转管的出料端之后的常温循环水间接换热管道，用于与物料换热，所述常温循环水间接换热管道经换热后的热水与活化回转炉的水蒸汽发生器相连，用于产生水蒸汽；
所述抽气管固设于活化回转炉的旋转管中心轴线处。
作为优选，所述冷却水气体冷凝装置包括两个冷凝器。
作为优选，所述高压引风机和所述自吸式明火烧嘴之间设有燃气可燃火炬。
作为优选，所述常温循环水间接换热管道为螺旋管道，由蛟龙叶片输送物料。
作为优选，所述排烟口等间距设置于所述烟道顶部，共3个。
作为优选，所述抽气管由旋转管内的同心支架和耐高温陶瓷轴承作为固定支撑。
从以上描述可以看出，本实用新型具备以下优点：
1、利用抽气装置抽取活化过程中产生的高温可燃性气体(氢气、一氧化碳和极少量的水蒸汽、二氧化碳)，经过余热换热、旋风除尘、喷淋、冷凝装置，然后由高压引风机送至自吸式明火烧嘴形成第二加热系统并替代主外部加热系统，使得回转活化所需的热量完全由自身活化反应产生的气体提供，从而达到不用外部热源的生产模式。
2、利用活化过程中产生的高温可燃性气体经余热换热水蒸汽发生器进行换热，生成的水蒸汽作为主蒸汽发生系统的补充，能与出料端的颗粒碳化料进行换热，既冷却了颗粒碳化料，又提高了进入炉体内参与活化的水蒸汽温度，从而针对活化反应工艺中的余热(高温过热水蒸汽)进行了二次利用，对活化过程中使用的水蒸汽采取少量外部热源加热以及余热利用的方式，用余热对水蒸汽进行二次升温，显著提高了活化效率。
3、围绕主蒸汽管道设置废气热交换烟道，充分利用炉窑废气温度对水蒸汽提温，可大幅提高活化反应效率和最终产品的吸附表现。
4、在出料端后连接常温循环水间接换热管道，并将其经换热后的热水与主蒸汽发生器相连，不仅能降低活性炭成品温度，便于称重包装，还大幅减少了水蒸汽发生器所需热量，降低了能耗。
本实用新型既保证了持续活化效果(气体杂质少，800～850℃持续活化温度稳定)，活性炭终产品性能较好，得率较高，又大大降低了生产能耗，能源利用率更高，综合生产成本更低，设备操作简单，保养维修方便，更加符合当今工业发展节能减排可持续发展的趋势。
附图说明
图1为本实施例节能系统的俯视结构示意图(废气热交换烟道未示出)。
图2为本实施例节能系统的剖视结构示意图。
附图标记：1、活化回转炉；2、生物质蒸汽发生器；3、主蒸汽管；4、自吸式明火烧嘴；5、抽气管；6、余热换热水蒸汽发生器；7、余热换热蒸汽管；8、旋风除尘装置；9、喷淋水装置；10、冷却水气体冷凝器；11、高压引风机；12、自吸式明火烧嘴；13、废气热交换烟道；14、进烟口；15、排烟口；16、常温循环水间接换热管道；17、旋转管；18、支架；19、燃气可燃火炬。
具体实施方式
下面结合附图，详细说明本实用新型的一个具体实施例，但不对本实用新型的权利要求做任何限定。
如图1～图2所示，将本实施例节能系统用于外热回转式活性碳活化回转炉1，活化回转炉1的旋转管17按物料移动方向包括进料端、加热升温区、高温活化区、降温出料区和出料端，由生物质蒸汽发生器2和主蒸汽管3提供活化反应所需蒸汽，主蒸汽管3经过活化回转炉1炉窑上方后自出料端端口延伸入旋转管内；由液化气气源和自吸式明火烧嘴4提供外部热源。本实施例系统包括：可燃气体换热水蒸汽发生系统，可燃气体加热系统，废气水蒸汽热交换系统，出料热交换系统；可燃气体换热水蒸汽发生系统按照气流方向依次包括抽气管5、余热换热水蒸汽发生器6、余热换热蒸汽管7，抽气管5自进料端端口进入旋转管内，其开口位于加热升温区和高温活化区的交界处；余热换热蒸汽管7开口于出料端端口并与旋转管17相通；主蒸汽管3和抽气管5均由支架18固设于旋转管17的中心轴线处；可燃气体加热系统按照气流方向依次包括抽气管5、余热换热水蒸汽发生器6、旋风除尘装置8、喷淋水装置9、冷却水气体冷凝器(两个)10、高压引风机11、燃气可燃火炬19、自吸式明火烧嘴12，自吸式明火烧嘴4和12均设置于旋转管17外壁正下方；废气水蒸汽热交换系统包括设置于炉窑上方的废气热交换烟道13，废气热交换烟道13底部设有与炉窑相通的进烟口14，顶部设有等间距的排烟口15(共3个)，活化回转炉的主蒸汽管3贯穿废气热交换烟道13；出料热交换系统包括连接于出料端之后的常温循环水间接换热管道16，用于与物料换热，常温循环水间接换热管道16经换热后的热水与生物质蒸汽发生器2相连，用于产生蒸汽。
本实施例节能系统具体工作过程如下：
碳化料颗粒经螺旋叶片输送机均匀地输送入活化回转炉1的旋转管内；自吸式明火烧嘴4开始对旋转管17加热，当温度达到750℃，活化反应开始；生物质蒸汽发生器2由主蒸汽管3向旋转管内通入高温过热水蒸汽，同时由抽气管5在位于加热升温区和高温活化区的交界处抽气；活化反应产生的高温混合可燃气体(氢气、一氧化碳和极少量的二氧化碳、水蒸汽和微量烷类)抽出时温度可达到550℃，经余热换热水蒸汽发生器6换热后可降至约170℃，产生的水蒸汽经余热换热蒸汽管7进入旋转管17内与出料端的颗粒碳化料进行换热，既冷却了颗粒碳化料，又提高了进入管内参与活化的水蒸汽温度，提高了活化效率；换热后的混合可燃气体经旋风除尘装置8和喷淋水装置9把气体里的碳粉等固体颗粒脱除，再经两道冷却水气体冷凝器10脱除气体中的水蒸汽，最后经高压引风机11和自吸式明火烧嘴12形成第二加热源，并逐渐代替自吸式明火烧嘴4进行加热，自吸式明火烧嘴4停用，此时回转活化所需的热量完全由颗粒碳化料自身活化反应产生的气体提供，从而达到不用外部热源的生产模式；明火在炉窑内燃烧后产生的废气(二氧化碳和水蒸汽，300℃左右)在废气热交换烟道13内均匀运动之后排出，在此过程中与主蒸汽管3内水蒸汽(150℃左右)进行换热，换热后的水蒸汽(220℃左右)进入旋转管内参与活化反应，大大提高了反应效率和最终产品的吸附表现，节省了能耗；活化后产生的活性炭进入出料端，温度降低至500℃，再进入常温循环水间接换热管道16换热，降温冷却至50～60℃后离开管道，然后进行后续的筛分，破碎(根据客户实际需求，所需颗粒大小尺寸不一样)，称重，包装等；常温循环水间接换热管道16换热后产生的热水(温度可达60～70℃)再进入生物质蒸汽发生器2用于产生水蒸汽。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.外热回转式活性碳活化生产节能系统，其特征在于包括：可燃气体换热水蒸汽发生系统，可燃气体加热系统，废气水蒸汽热交换系统，出料热交换系统；
所述可燃气体换热水蒸汽发生系统按照气流方向依次包括抽气管、余热换热水蒸汽发生器、余热换热蒸汽管；所述抽气管自活化回转炉旋转管的进料端端口进入旋转管内，其开口位于旋转管的加热升温区和高温活化区的交界处；所述余热换热蒸汽管开口于旋转管的出料端端口并与旋转管相通；
所述可燃气体加热系统按照气流方向依次包括所述抽气管、所述余热换热水蒸汽发生器、旋风除尘装置、喷淋水装置、冷却水气体冷凝装置、高压引风机、自吸式明火烧嘴；所述自吸式明火烧嘴设置于活化回转炉旋转管外壁下方；
所述废气水蒸汽热交换系统包括设置于活化回转炉炉窑上方的废气热交换烟道，所述烟道上设有与炉窑相通的进烟口和用于排气的排烟口，活化回转炉的水蒸汽管贯穿所述烟道；
所述出料热交换系统包括连接于旋转管的出料端之后的常温循环水间接换热管道，用于与物料换热，所述常温循环水间接换热管道经换热后的热水与活化回转炉的水蒸汽发生器相连，用于产生水蒸汽；
所述抽气管固设于活化回转炉的旋转管中心轴线处。
2.根据权利要求1所述的外热回转式活性碳活化生产节能系统，其特征在于：所述冷却水气体冷凝装置包括两个冷凝器。
3.根据权利要求1所述的外热回转式活性碳活化生产节能系统，其特征在于：所述高压引风机和所述自吸式明火烧嘴之间设有燃气可燃火炬。
4.根据权利要求1所述的外热回转式活性碳活化生产节能系统，其特征在于：所述常温循环水间接换热管道为螺旋管道，由蛟龙叶片输送物料。
5.根据权利要求1所述的外热回转式活性碳活化生产节能系统，其特征在于：所述排烟口等间距设置于所述烟道顶部，共3个。
6.根据权利要求1所述的外热回转式活性碳活化生产节能系统，其特征在于：所述抽气管由旋转管内的同心支架和耐高温陶瓷轴承作为固定支撑。
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