CN221027717U - 一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，包括输料装置、能转动的热解反应器、能转动的水冷式冷却器，输料装置出料端与热解反应器进料端连接，热解反应器的出料端与水冷式冷却器进料端连接，水冷式冷却器出料端连接输送机，热解反应器的筒体穿过燃烧室；热解反应器、水冷式冷却器从进料端到出料端均向下倾斜。本实用新型解决了由稻壳炭生产活性炭时需要进行无氧预处理的问题，避免了因氧气进入导致在高温活化过程炭粉的自燃，有机质脱除率高，经预处理后的稻壳炭的有机组分含量符合后续碱浸生产水玻璃要求。

Description

一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统

技术领域

本实用新型涉及稻壳基活性炭生产设备，具体涉及一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统。

背景技术

稻壳炭是以稻壳（水稻生产副产物）生产生物质燃料（燃气、生物质液体燃料）时所产的二次废渣，主要化学组成为碳和二氧化硅，同时还含有热裂解过程未完全分解的有机组分（纤维素、半纤维素、木质素）。由于稻壳炭主要成分为碳和二氧化硅，其结构呈多孔状，是生产稻壳基活性炭的优质原料。

目前，我国由稻壳炭生产稻壳基活性炭的工艺为碱浸法，即通过采用碱浸的办法使稻壳炭中所含硅转化为硅酸钠而被溶出并进入液相，从而使稻壳炭的孔结构更为完善。反应结束后经过滤收得硅酸钠溶液和粗活性炭，将粗活性炭洗涤、活化处理得成品稻壳基活性炭。所得硅酸钠溶液即水玻璃，通常用作生产白炭黑的原料。

但是，由于稻壳炭中少量有机质的存在，在碱浸反应过程会与碱浸剂作用形成染色物质，从而对碱浸出液即水玻璃形成污染，所得水玻璃显棕红色、棕色、褐色或棕黄色，使水玻璃失去商品和利用价值，因此在碱浸之前需对稻壳炭进行预处理以脱除其中所残余的有机组分。所述预处理是在适当温度和无氧条件下将稻壳炭作高温处理，使其中所含的有机组分分解、脱除。在预处理过程中，若存在因氧气进入就会导致在高温活化过程炭粉的自燃。

发明内容

针对稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理要求与反应特点，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，该系统适用于以稻壳炭生产稻壳基活性炭时的预处理（有机组分脱除）。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，包括输料装置、能转动的热解反应器、能转动的水冷式冷却器，所述输料装置出料端与热解反应器进料端连接，热解反应器的出料端与水冷式冷却器进料端连接；热解反应器的筒体穿过燃烧室；热解反应器、水冷式冷却器从进料端到出料端均向下倾斜。

所述输料装置包括提升机、高位料仓和螺旋给料机，提升机的出料口与装有振打装置的高位料仓进料口相连；高位料仓底部的出料口与具有变频调速功能的螺旋给料机的进料口相连，螺旋给料机的出料口与热解反应器进料端连接，螺旋给料机具计量功能。

所述热解反应器包括热解反应器进料机、头部热解反应器封头、热解反应器筒体、尾部热解反应器封头，输料装置的出料端与热解反应器进料机的进料料斗相连，热解反应器进料机通过头部热解反应器封头延伸到热解反应器筒体内，尾部热解反应器封头的底部安装有反应器星型卸料器及出料管，出料管与水冷式冷却器进料端连接。

所述热解反应器筒体内的含尘尾气出口通过头部热解反应器封头经管道与脉冲布袋除尘器进风口相连，脉冲布袋除尘器的出风口通过管道与除尘引风机相连；脉冲布袋除尘器底部所安装的螺旋输送机将未完全脱除有机组分的稻壳炭通过管道送回输料装置继续进行预处理。

为了阻止运行过程空气进入热解反应器内，所述头部热解反应器封头与热解反应器筒体的接触部位、尾部热解反应器封头与热解反应器筒体的接触部位分别安装有反应器机械密封。

为避免或阻止空气进入热解反应器筒体，确保热解反应器无氧氛围，所述热解反应器进料机为密闭的管式螺旋输送机，该输送机的管径大小应保证在向热解反应器筒体输送稻壳炭粉时能够充满螺旋输送管。

所述燃烧室旁还设助燃风机，助燃风机出气口通过管道与燃烧室的天然气入口管道相连，天然气入口管道与燃烧室相连；所述燃烧室的燃烧尾气出口通过管道与燃烧室外的燃烧室引风机进风口相连。

所述水冷式冷却器为喷淋式冷却器，包括头部冷却器封头、水冷式冷却器筒体、尾部冷却器封头，头部冷却器封头和尾部冷却器封头分别与水冷式冷却器筒体的两端连接，热解反应器的出料端与头部冷却器封头连接，尾部冷却器封头的出料口安装有冷却器星型卸料器和关风机。

为了阻止运行过程空气进入水冷式冷却器内，所述头部冷却器封头与水冷式冷却器筒体接触部位、尾部冷却器封头与水冷式冷却器筒体接触部位分别安装有冷却器机械密封。

在所述热解反应器和水冷式冷却器的两端分别安装有对应的托辊，热解反应器和水冷式冷却器两端的托辊安装高度能够使热解反应器、水冷式冷却器从进料端到出料端均向下倾斜；在热解反应器和水冷式冷却器的一端分别套设有大齿轮，两个大齿轮分别与对应的小齿轮啮合，两个小齿轮分别由对应的电机通过对应的减速机驱动，两电机驱使对应的热解反应器和水冷式冷却器能够转动。

本实用新型采用上述技术方案所设计的一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，具有以下有益效果：

1.解决了由稻壳炭生产活性炭时需要进行无氧预处理的问题，避免了因氧气进入导致在高温活化过程炭粉的自燃；

2.有机质脱除率高，经预处理后的稻壳炭的有机组分含量符合后续碱浸生产水玻璃要求；

3.设备流程短，设备投资少。

附图说明

图1表示本实用新型的结构示意图。

图中：1-提升机，2-高位料仓，3-螺旋给料机，4-热解反应器进料机，5.1-头部热解反应器封头，5.2-尾部热解反应器封头，6-热解反应器筒体，7-燃烧室，8-助燃风机，9.1-反应器前端托辊，9.2-反应器后端托辊，10-驱动装置，11-反应器星型卸料器，12-反应器机械密封，13-燃烧室引风机，14-脉冲布袋收尘器，15-除尘引风机，16.1-头部冷却器封头，16.2-尾部冷却器封头，17-水冷式冷却器筒体，18.1-冷却器前端托辊，18.2-冷却器后端托辊，19-驱动装置，20-冷却器机械密封，21-冷却器星型卸料器，22-关风机，23-稻壳炭粉，24-天然气，25-冷却水，26-粉尘，27-尾气。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统作具体说明。

本实用新型一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，参见图1，包括输料装置、能转动的热解反应器、能转动的水冷式冷却器。

输料装置包括提升机1、高位料仓2和螺旋给料机3，提升机1出料口通过溜管（或溜槽）与装有振打装置的高位料仓2进料口相连。高位料仓2底部出料口与具变频调速功能的螺旋给料机3进料口相连，所述螺旋给料机3具计量功能，也可以用星型给料器代替。稻壳炭粉23经提升机1进入高位料仓2，提升机1可为斗式提升机，也可以使用大倾角皮带输送机、行车或其他类型提升设备。

热解反应器采用外烧式回转反应器，热解反应器包括热解反应器进料机4、头部热解反应器封头5.1、热解反应器筒体6、尾部热解反应器封头5.2，输料装置的螺旋给料机3出料口与热解反应器进料机4的进料料斗相连，热解反应器进料机4通过头部热解反应器封头5.1延伸到热解反应器筒体6内。尾部热解反应器封头5.2的底部安装有反应器星型卸料器11及出料管。热解反应器筒体6穿过燃烧室7，燃烧室7对热解反应器筒体6的筒壁进行加热，热解反应器筒体6内部装有扬板。在热解反应器筒体6进料端安装反应器前端托辊9.1，在热解反应器筒体6出料端安装反应器后端托辊9.2，反应器前端托辊9.1的安装高度高于反应器后端托辊9.2的高度，这样热解反应器从进料端到出料端向下倾斜，保持在1.5—5%斜度。在热解反应器筒体6的一端套设有反应器大齿轮，反应器大齿轮与对应的反应器小齿轮啮合，反应器小齿轮由反应器电机通过反应器减速机驱动， 反应器电机、反应器小齿轮和反应器大齿轮组成热解反应器旋转的驱动装置10。本实用新型热解反应器的驱动装置为变频调速，转速在0.5r/min—3r/min可调。

本实用新型热解反应器筒体6内的含尘尾气出口通过头部热解反应器封头5.1经管道与脉冲布袋除尘器14进风口相连，脉冲布袋除尘器14的出风口通过管道与除尘引风机15相连，尾气经除尘后达标排放。除尘引风机15的风量应合理控制，以确保不使热解反应器内形成负压。脉冲布袋除尘器14底部所安装的螺旋输送机将未完全脱除有机组分的稻壳炭通过管道送回输料装置的高位料仓2继续进行预处理。燃烧室7旁还设助燃风机8，助燃风机8出气口通过管道与燃烧室7的天然气入口管道相连，天然气入口管道与燃烧室7相连。燃烧室7的燃烧尾气出口通过管道与燃烧室外的燃烧室引风机13进风口相连。

为避免或阻止空气进入热解反应器筒体6，确保热解反应器无氧氛围，本实用新型热解反应器进料机4为密闭的管式螺旋输送机，该输送机的管径大小应保证在向热解反应器筒体6输送稻壳炭粉时能够充满螺旋输送管。

水冷式冷却器为喷淋式冷却器，包括头部冷却器封头16.1、水冷式冷却器筒体17、尾部冷却器封头16.2，头部冷却器封头16.1和尾部冷却器封头16.2分别与水冷式冷却器筒体17的两端连接。热解反应器的尾部热解反应器封头5.2底部安装有星型卸料器11及出料管，并通过头部冷却器封头16.1斜向延伸至水冷式冷却器筒体17内。尾部冷却器封头16.2的出料口安装有冷却器星型卸料器21和关风机22，并连接输送机。在水冷式冷却器筒体17进料端安装冷却器前端托辊18.1，在水冷式冷却器筒体17出料端安装冷却器后端托辊18.2，冷却器前端托辊18.1的安装高度高于冷却器后端托辊18.2的高度，这样水冷式冷却器从进料端到出料端向下倾斜，保持在1.5—5%斜度。在水冷式冷却器筒体17的一端套设有冷却器大齿轮，冷却器大齿轮与对应的冷却器小齿轮啮合，冷却器小齿轮由冷却器电机通过冷却器减速机驱动， 冷却器电机、冷却器小齿轮和冷却器大齿轮组成水冷式冷却器旋转的驱动装置19。本实用新型水冷式冷却器的驱动装置为变频调速，转速在0.5r/min—3r/min可调。

为了阻止运行过程空气进入热解反应器和水冷式冷却器内，本实用新型头部热解反应器封头5.1与热解反应器筒体6的接触部位、尾部热解反应器封头5.2与热解反应器筒体6的接触部位分别安装有反应器机械密封12，头部冷却器封头16.1与水冷式冷却器筒体17接触部位、尾部冷却器封头16.2与水冷式冷却器筒体17接触部位分别安装有冷却器机械密封20。

本实用新型附图中，标号23为稻壳炭粉，标号24为天然气，标号25为冷却水，标号26为粉尘，标号27为尾气。本实用新型稻壳炭粉23进入高位料仓2后，经料仓底部安装的螺旋给料机3、热解反应器进料机4匀速进入热解反应器筒体6中，热解反应器进料机4应满管输送，以减少或避免空气进入。热解反应器筒体6在运行时，燃烧室7内的燃烧器通过燃烧对反应器壁进行加热，反应器内温度由温度在线测控系统进行设定和控制，燃烧所产生燃烧尾气被燃烧室引风机13引出排空或用于余热利用。稻壳炭粉进入热解反应器后在特定温度和无氧条件下进行热处理，使稻壳炭中残余的有机组分（纤维素、半纤维素、木质素）被分解脱除。热处理过程所含有机组分（纤维素、半纤维素、木质素）转化为炭和水。经高温无氧预处理后的稻壳炭经尾部热解反应器封头5.2出料口所安装的反应器星型卸料器11和卸料管进入到水冷式冷却器筒体17中，采用间壁冷却方式，经冷水喷淋、冷却后通过尾部冷却器封头16.2出料口所安装的冷却器星型卸料器21、关风机22排出，排出的经预处理的稻壳炭粉送碱浸工序用于生产活性炭和水玻璃。

Claims (10)

1.一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，包括输料装置、能转动的热解反应器、能转动的水冷式冷却器，其特征是所述输料装置出料端与热解反应器进料端连接，热解反应器的出料端与水冷式冷却器进料端连接；热解反应器的筒体穿过燃烧室；热解反应器、水冷式冷却器从进料端到出料端均向下倾斜。

2.根据权利要求1所述的一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，其特征是所述输料装置包括提升机、高位料仓和螺旋给料机，提升机的出料口与装有振打装置的高位料仓进料口相连；高位料仓底部的出料口与具有变频调速功能的螺旋给料机的进料口相连，螺旋给料机的出料口与热解反应器进料端连接，螺旋给料机具计量功能。

3.根据权利要求1所述的一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，其特征是所述热解反应器包括热解反应器进料机、头部热解反应器封头、热解反应器筒体、尾部热解反应器封头，输料装置的出料端与热解反应器进料机的进料料斗相连，热解反应器进料机通过头部热解反应器封头延伸到热解反应器筒体内，尾部热解反应器封头的底部安装有反应器星型卸料器及出料管，出料管与水冷式冷却器进料端连接。

4.根据权利要求3所述的一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，其特征是所述热解反应器筒体内的含尘尾气出口通过头部热解反应器封头经管道与脉冲布袋除尘器进风口相连，脉冲布袋除尘器的出风口通过管道与除尘引风机相连；脉冲布袋除尘器底部所安装的螺旋输送机将未完全脱除有机组分的稻壳炭通过管道送回输料装置继续进行预处理。

5.根据权利要求3所述的一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，其特征是所述头部热解反应器封头与热解反应器筒体的接触部位、尾部热解反应器封头与热解反应器筒体的接触部位分别安装有反应器机械密封。

6.根据权利要求3所述的一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，其特征是所述热解反应器进料机为密闭的管式螺旋输送机，该输送机的管径大小应保证在向热解反应器筒体输送稻壳炭粉时能够充满螺旋输送管。

7.根据权利要求1所述的一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，其特征是所述燃烧室旁还设助燃风机，助燃风机出气口通过管道与燃烧室的天然气入口管道相连，天然气入口管道与燃烧室相连；所述燃烧室的燃烧尾气出口通过管道与燃烧室外的燃烧室引风机进风口相连。

8.根据权利要求1所述的一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，其特征是所述水冷式冷却器为喷淋式冷却器，包括头部冷却器封头、水冷式冷却器筒体、尾部冷却器封头，头部冷却器封头和尾部冷却器封头分别与水冷式冷却器筒体的两端连接，热解反应器的出料端与头部冷却器封头连接，尾部冷却器封头的出料口安装有冷却器星型卸料器和关风机。

9.根据权利要求8所述的一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，其特征是所述头部冷却器封头与水冷式冷却器筒体接触部位、尾部冷却器封头与水冷式冷却器筒体接触部位分别安装有冷却器机械密封。

10.根据权利要求1所述的一种由稻壳炭生产稻壳基活性炭的预处理系统，其特征是在所述热解反应器和水冷式冷却器的两端分别安装有对应的托辊，热解反应器和水冷式冷却器两端的托辊安装高度能够使热解反应器、水冷式冷却器从进料端到出料端均向下倾斜；在热解反应器和水冷式冷却器的一端分别套设有大齿轮，两个大齿轮分别与对应的小齿轮啮合，两个小齿轮分别由对应的电机通过对应的减速机驱动，两电机驱使对应的热解反应器和水冷式冷却器能够转动。