CN212174462U - 一种用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生产煤基活性炭活化料设备技术领域，具体是一种用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉。解决现有技术的炭化原料在炉筒内堆积较高，抛撒高度较大，热烟气与物料接触不充分，生产过程中产生可燃气及焦油等问题，包括依次连通的导料段、固化段、扬料炭化段、出料段和燃烧室，从导料段到出料段的高度依次递减，导料段前部设置螺旋进料机以及出风口，螺旋进料机与进料斗连接，出料段底部设置出料装置，出料装置与螺旋形导料槽连接，导料段、固化段、扬料炭化段和出料段为一个整体结构，整体结构安装在回转炉旋转装置上。

Description

一种用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉

技术领域

本实用新型属于生产煤基活性炭活化料设备技术领域，具体是一种用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉。

背景技术

活性炭一种具有化学性质稳定、机械强度高，易再生等特点的碳质材料，它拥有丰富的孔隙结构，巨大比表面积，优良的吸附性能，被广泛应用于环境保护、化学工业、食品工业、医药工业、矿业、农业等众多领域。

炭化是制取活性炭的一个关键过程。炭化设备有内热式回转炉和外热式回转炉。外热式炭化炉中高温气流与物料不直接接触，而是靠炉壁辐射加热物料，有利于产品质量的提高，但其结构相对复杂，炉体的材质要求较高，造价较高，热效率低，这些原因使得其近年来已经很少使用。内热式回转炉中多采用单向气流，高温烟气与炭化物料逆向流动，高温烟气流直接加热物料，具有炉体结构简单，热效率高，工艺操作简单，产品得率高、强度大、产率高等优点。但内热式回转炉同时存在反应不充分，炭化产生的挥发分、焦油等有机物随反应气进入反应气回收装置，影响反应气的再利用，浪费热能等缺点。

专利申请号为CN102250628A的专利文件公开了一种用于活性炭制备的零排放式双筒旋转炭化炉，所述双筒旋转炭化炉包括可旋转的内筒及可旋转的外筒、位于所述内筒内的加热装置驱动所述内筒及所述外筒旋转的驱动装置，虽然所述发明还包括有燃气-烟气回路结构，将炭化过程中产生的可燃气送入燃烧装置燃烧，使其所含热值得以回收再利用。但其炭化原料在内筒内堆积较高，抛撒高度较大，物料受热不均匀且磨损、摔打严重，炭化成品得率较低。

专利申请号为CN109761237A的专利文件公开了一种高效的内外混热式回转炭化炉，该专利中的炭化炉由余热锅炉与第二燃烧室、进料斗、螺旋送料机、导料段、固化段、扬料炭化段、出料段、第一燃烧室、燃气进口串联组成，回转炭化炉内部采用耐火浇注材料填充，其所述固化段中采用八根不锈钢管，避免了炭化煤料在回转炉堆积，增加了产能。但是该专利没有充分考虑在使用过程中产生的焦油对固化段不锈钢管道的堵塞问题。

发明内容

本实用新型为了解决现有技术的炭化原料在炉筒内堆积较高，抛撒高度较大，热烟气与物料接触不充分，生产过程中产生可燃气及焦油等问题，提供一种用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉。

本实用新型采取以下技术方案：一种用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉，包括依次连通的导料段、固化段、扬料炭化段、出料段和燃烧室，从导料段到出料段的高度依次递减，导料段前部设置螺旋进料机以及出风口，螺旋进料机与进料斗连接，出料段底部设置出料装置，出料装置与螺旋形导料槽连接，导料段、固化段、扬料炭化段和出料段为一个整体结构，整体结构安装在回转炉旋转装置上。

进一步的，导料段为耐火浇注材料，内部表面设置有梯形阶，梯形阶为具有迎面角的斜坡状，采用耐火材料筑在的腔体内，梯形阶的斜坡迎面与整体结构的转动方向一致。

进一步的，固化段内部设置有若干根不锈钢钢管，不锈钢钢管一端连通导料段，另一端连通扬料炭化段。

进一步的，不锈钢钢管为若干直径不同的钢管连接在一起，钢管的直径从导料段到扬料炭化段依次减小。

进一步的，扬料炭化段包括设置在外侧的钢管，钢管内浇筑有耐火料，耐火料内部设置不锈钢焊钉，扬料炭化段内部表面设置有梯形阶，梯形阶为具有迎面角的斜坡状，采用耐火材料筑在的腔体内，梯形阶的斜坡迎面与整体结构的转动方向一致。

进一步的，出料段内侧表面为光滑面。

与现有技术相比，本实用新型在高效的内外混热式回转炭化炉中，通过在固化段采用特殊的套管结构，能够保证固化过程中产生的可燃气体和低温焦油可以通过各段不锈钢管间缝隙进入外部管道进行燃烧提供热量，并有效防止不锈钢钢管堵塞；同时炭化原材料与逆流热烟气进行快速热量交换，有效缩短煤粒内部和煤焦油内的水分快速脱除，保证了胶质体和粘结剂能够快速充分的作用，避免炭化煤料在回转炉内部堆积，快速增加其冷料的强度，从而有效避免炭化煤粒在扬料炭化段的较大损失率；与单独的外热式或者内热式炭化炉相比，该炭化炉所得炭化料具有较好的耐磨抗压强度，同时能够增加炭化料的产能，为后期活化段提供原料保障。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为导料段的径向截面图；

图3为固化段的径向截面图；

图4为固化段的轴向截面图；

图5为扬料炭化段的径向截面图；

图中，1、进料斗；2、螺旋进料机；3、导料段；4、固化段；5、扬料炭化段；6、耐火料浇注；7、不锈钢焊钉；8、出料段；9、燃烧室；10、燃气进口；11、基座；12、出料装置；13、螺旋形导料槽；14、出风口；15、不锈钢钢管。

具体实施方式

参照图1、图2、图3、图4、图5，本实用新型提供一种用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉，包括进料斗1、螺旋送料机2、导料段3、固化段4、扬料炭化段5和出料段8、燃气进口10、燃烧室9、基座、出料设备12。

回转炉外部均设置有保温层。

螺旋进料机2的始端与进料斗1连接，进料斗1前端为造粒机，螺旋进料机2的末端连接于炭化炉的始端。

导料段3采用耐火浇注材料，导料段3内部采用螺旋锯齿状构造，能够保证炭化原料顺利进入炭化炉。

固化段4中采用八根材质为06Cr25Ni20不锈钢钢管15，不锈钢钢管15内部采用套管结构，从导料段3进入八根不锈钢钢管15内的炭化原料依次通过各段不同内径的钢管，能够有效避免炭化原料在炉筒内堆积较高，抛撒高度较大，物料受热不均匀且磨损和摔打破碎率较高，炭化成品得率低等问题，能够使炭化原料快速脱除外在水，快速固化，同时固化过程中产生的可燃气体和低温焦油可以通关各段不锈钢管间缝隙进入外部管道进行燃烧提供热量，并有效防止煤焦油在回转炉炉尾缝隙燃烧损坏炭化炉炉体。

扬料炭化段5其内部采用不锈钢钢管和耐火浇注料材料，采用锯齿状构造，能够保证活化料在内部充分抛洒，热烟气与物料逆流接触，这样增大了炭化原料与烟气的接触面积，能够保证炭化料高效快速热解。

出料段8为光滑面的耐火浇注料构成，其底端与出料设备相连接。

基座其顶端设置有回转炉旋转设备和燃烧室，燃烧室的燃烧原料主要为外部燃气或者活化段产生CO+H₂的合成气，燃烧室产生的烟气，在进入出料段时温度能够达到600-800℃。

在整个回转炭化炉系统中炭化原料与热烟气逆流接触，经造粒机制备得到的柱状活性炭料，首先经过进料斗1，然后再通过螺旋进料机2进入到回转活化炉内部，然后依次通过导料段3（导料段构造见图2）、固化段4（固化段构造见图3）和扬料炭化段5（扬料炭化段构造见图5），最终到达出料段8，出料段8右侧与出料装置12相连接，再经收料、螺旋形导料槽13进入到产品筛分、包装工段；炉头部分所在区域为燃烧室9，在该部分，外部燃气10一般为焦炉煤气或者活化段所产生CO+H₂的合成气在燃烧室内燃烧后，产生温度约为800℃的烟气，热烟气首先经过出料段8，然后依次通过扬料炭化段5、固化段4、导料段3，最终产生尾气由出风口进入焚烧炉。

在具体实施时，经造粒机制备得到的柱状活性炭，首先经过进料斗1，再通过螺旋进料机2进入到回转炭化炉内部，然后依次通过导料段3；经过导料段3，炭化原始煤粒依次进入8根不锈钢钢管内部，在这些不锈钢钢管内部，炭化原煤与燃烧室9所产生的热烟气逆流接触，进行内外混热式快速干燥热解，脱除其内部水分，同时内部胶质体和煤焦油进行充分作用，与冷压后原煤强度相比，经过固化段4处理的炭化原煤抗压耐磨强度明显提升；然后炭化原煤依次进入扬料炭化段5，进行深度热解，热解温度约为600℃,最终进入出料段8，再经过出料设备12，后经料带输送机运往活化工段。

以上所述，仅是本实用新型的最佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉，其特征在于：包括依次连通的导料段（3）、固化段（4）、扬料炭化段（5）、出料段（8）和燃烧室（9），从导料段（3）到出料段（8）的高度依次递减，导料段（3）前部设置螺旋进料机（2）以及出风口（14），螺旋进料机（2）与进料斗（1）连接，出料段（8）底部设置出料装置（12），出料装置（12）与螺旋形导料槽（13）连接，导料段（3）、固化段（4）、扬料炭化段（5）和出料段（8）为一个整体结构，整体结构安装在回转炉旋转装置上。

2.根据权利要求1所述的用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉，其特征在于：所述的导料段（3）为耐火浇注材料，内部表面设置有梯形阶，梯形阶为具有迎面角的斜坡状，采用耐火材料筑在的腔体内，梯形阶的斜坡迎面与整体结构的转动方向一致。

3.根据权利要求1所述的用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉，其特征在于：所述的固化段（4）内部设置有若干根不锈钢钢管（15），不锈钢钢管（15）一端连通导料段（3），另一端连通扬料炭化段（5）。

4.根据权利要求3所述的用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉，其特征在于：所述的不锈钢钢管（15）为若干直径不同的钢管连接在一起，钢管的直径从导料段（3）到扬料炭化段（5）依次减小。

5.根据权利要求4所述的用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉，其特征在于：所述的扬料炭化段（5）包括设置在外侧的钢管，钢管内浇筑有耐火料，耐火料内部设置不锈钢焊钉（7），扬料炭化段（5）内部表面设置有梯形阶，梯形阶为具有迎面角的斜坡状，采用耐火材料筑在的腔体内，梯形阶的斜坡迎面与整体结构的转动方向一致。

6.根据权利要求1所述的用于生产活性炭的高效内外混热式回转炭化炉，其特征在于：所述的出料段（8）内侧表面为光滑面。

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