CN2708207Y - 生产活性炭的单级外热式连续反应炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产活性炭的单级外热式连续反应炉，它具有一通道式炉体，炉体内倾斜设置有一回转炉管，回转炉管的内壁上设有导热耐腐蚀内衬，回转炉管伸出炉体两端的外壁上设有滚圈，滚圈支承在底座的托轮上，回转炉管的外壁上还设有大齿轮圈，驱动电机通过减速机、小齿轮带动大齿轮圈缓慢旋转；回转炉管的两端进出口通过炉管密封压盖分别与静止的炉尾和炉头连通，炉尾的下壁面设有原料进料管，炉尾的顶端设有前尾气出口，炉头的底端设有活性炭出料口，炉头的顶端设有后尾气出口。该反应炉能使原料的化学反应均匀、充分、完全，成品质量好、收得率高，尾气易于处理、回收，且其投资低，便于大多数中小活性炭企业对现行平板炉进行改造。

Description

生产活性炭的单级外热式连续反应炉

                       技术领域

本实用新型涉及活性炭生产设备，具体地指一种生产活性炭的单级外热式连续反应炉。

                       背景技术

目前，我国现有活性炭生产厂近200家，其中年产500吨以下的小厂约180余家，绝大多数仍广泛使用简易法炭化炉和简易法活化炉，又称耙式炉或平板炉，即一种燃料燃烧室与物料化学反应室相通的活性炭生产炉。该炉生产时，原料平铺在物料室的平板上，物料室两侧开有一些小的进出料门，每隔一段时间由工人用耙子伸入小门来翻动原料，以促进原料发生各种化学反应，反应发生的尾气和燃料燃烧生成的废气均由引风机抽出，再由简易的烟囱排至大气。由此可见，这种简易生产设备中原料与燃料粉尘相混，甚至原料本身也会燃烧形成灰尘，除了玷污原料以外，还使原料的收得率大为下降。并且，投入到该炉不同部位的原料，受热状态不同，其温差也大，在温度较高的部位，原料快速干燥、蒸发，进入炭化和活化阶段；而在温度较低的部位，原料还在进行干燥和蒸发，这样原料所处的环境差异很大，原料的化学反应也不会充分完全，最终造成产品极大的不均匀性，也大幅影响了原料的收得率和产品的质量。同时，原料化学反应产生的尾气和燃料燃烧产生的废气混为一体，无法有效地对这种复杂成份的有害气体进行回收利用处理，也导致了环境污染严重。另外，这种生产设备还有生产规模小、工人劳动强度大、生产成本高等缺陷。为了克服上述耙式炉或平板炉的缺陷，国内外一些条件较好的工厂采用回转窑装备来生产活性炭，回转可使活性炭生产的炭化和活化过程在窑内连续完成，提高了机械化程度和生产能力、减轻了工人劳动强度，但该装备为内热式装备，同样存在原料与燃料粉尘相混、化学反应产生的尾气与加热燃烧产生的废气相混、化学反应不均匀充分等致命弊端。且氯化锌的单耗大，成本高；回转窑管易结瘤堵塞，阻碍原料运动，影响正常生产；氯化锌废气排入大气，污染周围环境。

综上所述，活性炭行业本是一个利用木屑、壳类等废料来生产有用物质的工业，但由于现有生产装备落后、环保不过关，反而引起更多的环境污染，故急需一种先进的设备来替代现有落后装备，保护环境，降低材料消耗，提高产品质量，实现规模化、机械化生产。

                       发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种生产活性炭的单级外热式连续反应炉。该反应炉能使原料的化学反应均匀、充分、完全，成品质量好、收得率高，尾气易于处理、回收，同时其投资低，便于大多数中小活性炭厂对现行广泛采用的平板炉进行改造。

为实现此目的，本实用新型所设计的生产活性炭的单级外热式连续反应炉，包括有一水平布置的通道式炉体，炉体内沿其通道方向设置有一回转炉管，回转炉管与水平面的安装倾斜角度为1～3°，回转炉管的内壁上设有一层导热耐腐蚀内衬。回转炉管伸出炉体两端的外壁上各设有一个滚圈，各滚圈分别支承在一对托轮上，托轮安装在底座上。回转炉管的一端外壁上还设有一大齿轮圈，驱动电机通过减速机、小齿轮带动大齿轮圈缓慢旋转。回转炉管的两端进出口则通过炉管密封压盖分别与静止的炉尾和炉头连通，炉尾的下壁面设有原料进料管，炉尾的顶端设有前尾气出口，炉头的底端设有活性炭出料口，炉头的顶端设有后尾气出口。

本实用新型的优点在于：所设计在炉体内微微倾斜布置的适当长度的回转炉管，可依次形成几个不同的温度段，物料在不同的温度段内进行不同的物理、化学反应，在前一个温度段内的反应大体完成后，物料在倾斜炉管的回转作用下进入后一温度段进行另一种反应，这样物料在本设备内的反应参数，如温度、停留时间、料层厚度、炉内压力、炉管转速等均能合理调节，从而达到有效控制活性炭生产反应全过程的目的，确保所得成品成份均匀、质量优良、收得率高。所设计在回转炉管外部的间接加热方式使得物料隔绝空气反应，减少了物料氧化，又无燃料燃烧烟尘和杂质污染，确保原料收得率进一步提高，成品质量更有保障。同时，由于燃料燃烧产生的废气与原料化学反应产生的尾气分成两个隔离的系统，这就便于对尾气进行处理、回收、利用，从而既解决了对环境的污染，又通过回收利用大幅降低了生产成本。另外本实用新型结构简单、机械化程度高、工人劳动强度低，中小活性炭生产厂易于实施。

                       附图说明

附图为一种生产活性炭的单级外热式连续反应炉的部分剖视结构示意图。

                     具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

图中所示的生产活性炭的单级外热式连续反应炉，主要由回转炉管5、炉头10、炉尾2、炉管支承装置、炉管传动装置、加热炉体23等部件组成。

回转炉管5是单级外热式连续反应炉的基体，由耐热钢板焊接而成，回转炉管5的内壁上设有一层导热耐腐蚀内衬24，既能耐酸性物质的腐蚀，又具有良好导热性能。回转炉管5按与水平面呈1～3°的倾斜角度安装在炉管支承装置上，由炉管传动装置以每分钟0.5～5转的速度带动其慢速回转，其内的物料在沿周向翻滚运动的同时，还沿轴向向低端移动。在回转炉管5外的炉体23的间接加热下，物料在移动过程中逐步从室温升到反应温度，经历膨胀、水解、脱水、氧化、蒸发、炭化、活化等物理化学变化，最终生成质优、均匀的活性炭产品。

炉尾2是连接原料进料装置、回转炉管5以及尾气处理设备的中空体。回转炉管5的一端进出口通过炉管密封压盖4与静止的炉尾2连通，可保持回转炉管5内为微负压操作，管内酸性尾气不致外泄影响工人健康。炉尾2的下壁面开有原料进料管1，炉尾2的内部设有挡料圈6，炉尾2的顶端设有前尾气出口3，炉尾2与原料接触面砌有耐腐蚀材料，可确保金属材料不受酸性气氛的浸蚀。原料物理化学反应产生的酸性尾气，经由前尾气出口3去另外的尾气处理设备。炉尾2的内壁中间设有安装结块破碎链条25的挂钩，结块破碎链条25从炉尾2中一直延续到整个回转炉管5内壁底部，与回转炉管5之间产生相对运动，可防止粘性物料在回转炉管5内壁结瘤，确保设备稳定运行。炉尾2的上部设有炉尾热电偶27，可指示物料在炉尾2的温度。炉尾2的下部设有压力表28，可测出炉内负压。

炉头10是连接出料装置、回转炉管5和尾气处理设备的中空体。回转炉管5的另一端进出口通过炉管密封压盖4与静止的炉头10连通，炉头10的底端设有活性炭出料口20，炉头10的顶端设有后尾气出口9。炉头10内部也设有耐腐蚀材料，各种物理化学反应产生的尾气也经由后尾气出口9进入尾气处理设备。炉头10的中间设有窥视孔11，可观察到炉内物料的运动状况。炉头10的上部设有炉头热电偶26，炉头10的下部设有压力表28，可测出物料在炉头10的温度和炉内负压情况。

炉管支承装置主要由安装在底座17上的托轮16构成。回转炉管5伸出炉体23两端的外壁上各设有一滚圈8，各滚圈8分别支承在一对托轮16上，托轮16承受由滚圈8传递来的回转炉管5的全部重量。托轮16既能保证回转炉管5自由转动，又向基础底座17传递荷重。在炉尾2附近的支承装置上设有一挡轮(图中未示出)，可限制回转炉管5的轴向窜动。

炉管传动装置由驱动电机13、减速机14、小齿轮15和大齿轮圈7构成，大齿轮圈7用弹簧板安装在回转炉管5靠近炉尾2的一端外壁上，驱动电机13通过减速机14、小齿轮15与大齿轮圈7相连，可通过大齿轮圈7使回转炉管5旋转，其转速可通过减速机14或变频调速来调节。为了确保停电或发生事故时，回转炉管5还可安全回转，在减速机14上设有手动轮12，可由人工搬动手动轮12使回转炉管5转动，不让高温下的回转炉管5变弯损坏。

加热炉体23用耐火砖水平砌筑在回转炉管5的外部，呈通道式结构，通过燃煤、或喷油、或燃气、或电能对物料间接加热，使其进行蒸发、炭化、活化等反应。本反应炉采用廉价的燃煤，炉体23上分设有若干炉门19以添加煤炭，炉门19下设有出灰口18。也可根据用户要求，用自动加煤机自动加煤燃烧。炉体23的温度由三支布置在炉盖22上的炉膛热电偶21测出，并由仪表显示。配合上述炉头热电偶26和炉尾热电偶27，本反应炉的炉温和物料温度均可实时测出，当温度过高或过低时，可通过电铃报警提示操作者将温度维持在工艺要求的范围。燃煤产生的热废气可经热回收装置、烟道、由抽风机引至烟囱排出。

本实用新型工作时，用盐酸浸渍好的物料经原料进料管1进入回转炉管5内，随回转炉管5以0.5～5转/分的速度回转。燃煤经炉门19加入炉体23的炉膛内燃烧，使回转炉管5内的物料加热到合适温度。物料在回转炉管5的回转作用下，一边翻转一边向炉头10的方向移动。物料经历水解、脱水、氧化、蒸发、炭化、活化等物理化学变化之后，由活性炭出料口20排出。炉膛中煤的燃烧温度由炉膛热电偶21测量，当温度低于或高于某设定值时，有警铃报警，以提示操作工人作相应处理。回转炉管5内和炉头10、炉尾2内物料的温度，分别由炉头热电偶26和炉尾热电偶27测量，它们也有低温和超温报警。回转炉管5内的结块破碎链条25可防止粘性物料在炉内结瘤，使生产顺利进行。炉管密封压盖4使回转炉管5与静止的炉尾2、炉头10密封，防止炉内腐蚀性气体外泄。炉膛内煤燃烧后成渣，从出灰口18取出。当停电驱动电机13不能运转时，可由人工转动手动轮12，使回转炉管5保持回转。物理化学反应产生的尾气通过前尾气出口3和后尾气出口9抽至尾气回收系统进行处理。炉内的压力由压力表28测出。炉内的物料运动情况，可通过窥视孔11观察。

Claims (5)

1.一种生产活性炭的单级外热式连续反应炉，包括有一水平布置的通道式炉体(23)，其特征在于：炉体(23)内沿其通道方向设置有一回转炉管(5)，回转炉管(5)与水平面的安装倾斜角度为1～3°，回转炉管(5)的内壁上设有一层导热耐腐蚀内衬(24)；回转炉管(5)伸出炉体(23)两端的外壁上各设有一滚圈(8)，各滚圈(8)分别支承在一对托轮(16)上，托轮(16)安装在底座(17)上；回转炉管(5)的一端外壁上还设有一大齿轮圈(7)，驱动电机(13)通过减速机(14)、小齿轮(15)与大齿轮圈(7)相连；回转炉管(5)的两端进出口则通过炉管密封压盖(4)分别与静止的炉尾(2)和炉头(10)连通，炉尾(2)的下壁面设有原料进料管(1)，炉尾(2)的顶端设有前尾气出口(3)，炉头(10)的底端设有活性炭出料口(20)，炉头(10)的顶端设有后尾气出口(9)。

2.根据权利要求1所述的生产活性炭的单级外热式连续反应炉，其特征在于：所说的炉尾(2)中设有一直延续到整个回转炉管(5)内壁底部的结块破碎链条(25)。

3.根据权利要求1或2所述的生产活性炭的单级外热式连续反应炉，其特征在于：所说的炉体(23)的炉盖(22)上设有三支炉膛热电偶(21)，所说的炉尾(2)和炉头(10)上部分别设有炉尾热电偶(27)和炉头热电偶(26)，所说的炉尾(2)和炉头(10)下部分别设有压力表(28)。

4.根据权利要求1或2所述的生产活性炭的单级外热式连续反应炉，其特征在于：所说的减速机(14)上设有驱动小齿轮(15)带动大齿轮圈(7)旋转的手动轮(12)。

5.根据权利要求3所述的生产活性炭的单级外热式连续反应炉，其特征在于：所说的减速机(14)上设有驱动小齿轮(15)带动大齿轮圈(7)旋转的手动轮(12)。

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