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      以天然氣為燃料加工木屑生產(chǎn)活性碳的環(huán)保方法

      文檔序號:3445759閱讀:281來源:國知局
      專利名稱:以天然氣為燃料加工木屑生產(chǎn)活性碳的環(huán)保方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及ー種活性碳的生產(chǎn)方法,具體是ー種以天然氣為燃料加 エ木屑生產(chǎn)活性碳的環(huán)保方法。㈡背景技木利用木屑生產(chǎn)加工活性炭的生產(chǎn)エ藝,一般分為原料處理ー碳化活化一回收漂洗一脫水干燥ー粉碎包裝六個生產(chǎn)過程。影響活性炭產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的關(guān)鍵エ 序是木屑碳化與炭的活化過程。木屑經(jīng)過清潔脫脂并與40-42%的磷酸溶液混合均勻后,在一定的溫度下,密閉自然碳化,這ー化學(xué)過程稱為木質(zhì)纖維素干餾碳化。木屑碳化時,磷酸浸潰液與炭分子作用,滲透造孔,炭分子比表面積迅速増加,使木屑碳化后的炭分子具有很強(qiáng)的吸附活性。一般通用衡量活性炭吸附活性的指標(biāo)是亞甲基藍(lán)吸著力和焦糖脫色力,亞甲基藍(lán)吸著カ越大,活性越強(qiáng),活性炭脫色、去臭、去污能力可用焦糖脫色カ來說明,活性炭的比表面積越大,焦糖脫色力越好,一級品的焦糖脫色力應(yīng)大于110%。目前生產(chǎn)活性碳的轉(zhuǎn)爐,其供熱裝置所用的燃料主要為煤炭或木柴,一般在轉(zhuǎn)爐的一端燃燒,依靠燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)供熱。這種供熱方式存在以下問題1)煤炭、 木柴的資源緊缺;同時燃燒煙氣大,生產(chǎn)車間環(huán)境差,排放的SO2對大氣污染嚴(yán)重,生產(chǎn)企業(yè)必須遠(yuǎn)離人居地建廠,増加了企業(yè)管理及環(huán)境治理成本;2)煤炭或木柴在轉(zhuǎn)爐一端燃燒,其所產(chǎn)生的煙氣供熱,使轉(zhuǎn)爐軸向溫度不穩(wěn)定,溫度波動區(qū)間多,木屑活化有效時間短,影響產(chǎn)品質(zhì)量。曰

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的就是對現(xiàn)有生產(chǎn)方法進(jìn)行改進(jìn),提出ー種以天然氣加 エ木屑生產(chǎn)活性碳的環(huán)保方法。本發(fā)明所用的轉(zhuǎn)爐內(nèi)外結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)動裝置與現(xiàn)有技術(shù)相同, 只將轉(zhuǎn)爐外部的供熱裝置所用的燃料由原來的煤炭或木柴改為天然氣,同時將原來的一端供熱改為兩點供熱,并控制相應(yīng)的エ藝參數(shù),使轉(zhuǎn)爐軸向各區(qū)域溫度接近理想的碳化活化溫度,并保持相對穩(wěn)定,増加了木屑活化的有效時間,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。同時以天然氣作為原料,熱量損失小,大大改善了車間生產(chǎn)環(huán)境,既節(jié)能又環(huán)保。本發(fā)明為實現(xiàn)上述エ藝方法,對現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐作如下結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)1)在轉(zhuǎn)爐外設(shè)置一天然氣控制柜,在距離轉(zhuǎn)爐出ロ 0. 8m及5m處各裝ー個天然氣燃?xì)庠睿?)在距離轉(zhuǎn)爐出ロ 18-20m處設(shè)置ー個保溫緩沖裝置,所述的保溫緩沖裝置的主要作用就是減緩爐內(nèi)溫度過快降低,因此有很多種技術(shù)方案均可實現(xiàn)此目的。本發(fā)明的工作過程及原理木屑經(jīng)清潔脫脂并與一定濃度的磷酸溶液混合后,經(jīng)轉(zhuǎn)爐入口的水平螺旋喂料機(jī)均勻送入轉(zhuǎn)爐中;依靠轉(zhuǎn)爐的傳動裝置中的減速機(jī)控制轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)速,從而控制木屑在轉(zhuǎn)爐內(nèi)向出口的移動速度。木屑在轉(zhuǎn)爐中邊加熱邊旋轉(zhuǎn)向前移動,在移動中逐步碳化,碳化的過程同時也是磷酸造孔活化的過程。木屑經(jīng)碳化造孔活化后即從轉(zhuǎn)爐出口中送出,并送入回收漂洗、脫水干燥、粉碎包裝エ序,最終制得活性碳。本發(fā)明中影響活性碳產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的關(guān)鍵エ序是木屑碳化活化過程。本發(fā)明采用天然氣作為燃料并在轉(zhuǎn)爐內(nèi)設(shè)置兩處燃燒點及保溫緩沖裝置,使轉(zhuǎn)爐軸向各區(qū)段溫度波動區(qū)間減少,轉(zhuǎn)爐后部的天然氣燃燒點只要保持熱量,保持木屑進(jìn)ー步活化所需的溫度, 即可增加木屑活化的有效時間,從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)的整體效益。本發(fā)明的實施只要廠房附近有天然氣管道,每小時有5m3的氣源供應(yīng)即可。轉(zhuǎn)爐的主要結(jié)構(gòu)及喂料、轉(zhuǎn)動裝置與現(xiàn)有以煤炭或木柴為燃料生產(chǎn)活性碳的裝置一祥,無需改迸。表I是本發(fā)明方法與現(xiàn)有方法分別采用熱電偶插入式溫度計測定的爐溫數(shù)據(jù)
      測定部位本發(fā)明CO )現(xiàn)有技術(shù)(V)A段39-400650-660B段420-430630-610C段480-490500-480D段390-380360-340E段280270-260
      表2是本發(fā)明方法與現(xiàn)有方法生產(chǎn)的活性碳主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比。
      指標(biāo)名稱標(biāo)準(zhǔn)要求本發(fā)明方法現(xiàn)有技術(shù)PH值>3.54.0-4,54.0-5.0亞甲基藍(lán)吸著力 Cml/g)>1416.614.5總鐵含童(%)<0.050,030.03焦糖脫色力(%)100-130HSHO碘值(mg/g)>8001000870總灰扮<%)<53.54.0消耗磷酸(kg/t)<300281305木屑(m3/t)13.214平坶日產(chǎn)量(tfd)4.964.6根據(jù)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)活性碳結(jié)果分析,最佳碳化溫度為390-400°C,最佳活化溫度為 350-360°C,從上表可以看出,本發(fā)明方法爐體各段所測定的溫度更接近最佳碳化溫度和活化溫度,而且各段之間波動幅度較小。試驗表明,本發(fā)明方法的生產(chǎn)產(chǎn)量與現(xiàn)有技術(shù)相對可提高7. 0-8. 5%,亞甲藍(lán)吸著力由14. 5ml/g上升到16. 6ml/g,焦糖脫色力由原來110%提高到118% ;磷酸每噸消耗平均減少35kg,雖然天然氣燃料成本高于煤炭及木柴,但產(chǎn)量和質(zhì)量提高所帶來的效益,抵扣天然氣燃料増加的成本還有富余,但使用天然氣作為燃料大大節(jié)約了對所排放尾氣的治理所需的投資和運行成本,減少了對環(huán)境的污染,改善了生產(chǎn)環(huán)境,節(jié)約了有限的煤炭和木柴資源,贏得了良好的社會效益。㈣


      圖I是本發(fā)明所使用的轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)簡圖(喂料及轉(zhuǎn)動部分省略);
      圖中I-轉(zhuǎn)爐,2-支撐柱,3-轉(zhuǎn)爐出口,4-轉(zhuǎn)爐進(jìn)ロ,5-天然氣控制柜,6-燃?xì)庠睿?-輸氣管,8-控制閥,9-保溫緩沖裝置,10-隔離鋼絲網(wǎng),11-固定鋼管。㈤
      具體實施例方式
      實施例1,參見圖I,圖I中所示的轉(zhuǎn)爐I為本公司改造后的D1800轉(zhuǎn)爐,全長28米, 傾斜固定在三個支撐柱2上,轉(zhuǎn)爐出口 3底部的支撐柱高I. 4米,轉(zhuǎn)爐進(jìn)ロ 4底部的支撐柱高2. 2米;本發(fā)明以天然氣為燃料加工木屑生產(chǎn)活性碳的環(huán)保方法,依次包括原料處理、碳化
      活化、回收漂洗、脫水干燥及粉碎包裝六個步驟,其中碳化活化步驟是將經(jīng)過清潔脫脂的木屑與40% -42%濃度的磷酸溶液混合均勻后,送入轉(zhuǎn)爐內(nèi)在一定溫度下碳化造孔,所述轉(zhuǎn)爐供熱采用天然氣為燃料,即在爐體外設(shè)置一天然氣控制柜5,在距離轉(zhuǎn)爐出ロ 0. Sm 及5m的爐體內(nèi)各裝ー個天然氣燃?xì)庠? ;控制柜與燃?xì)庠钪g的輸氣管7上裝有控制閥8 ; 在距離轉(zhuǎn)爐出口 18_20m處設(shè)置一個使燃燒熱量不過快向外傳遞的保溫緩沖裝置9 ;該裝置采用如下結(jié)構(gòu)制作一單層或多層隔離鋼絲網(wǎng)10,垂直于轉(zhuǎn)爐軸向安裝,為不妨礙木屑沿爐壁正常軸向移動,隔離網(wǎng)四周裝2-3根鋼管11,鋼管固定于爐壁上即可;這樣既不影響木屑的正常移動,又能對燃燒煙氣有一定的阻隔,達(dá)到保溫緩沖,使燃燒熱量不過快向外傳遞的目的。當(dāng)經(jīng)過清潔脫脂的木屑與一定濃度的磷酸溶液混合均勻后,通過轉(zhuǎn)爐入口 4旁設(shè)置的螺旋喂料ロ(圖中未示出)送入轉(zhuǎn)爐內(nèi),并通過轉(zhuǎn)爐的傳動裝置中的減速機(jī)(圖中未示出)控制轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)速,從而控制木屑在爐體內(nèi)的軸向移動速度為0. 6-0. 75m/min ;一般木屑在28米長的轉(zhuǎn)爐內(nèi)停留時間約為37-47分鐘;同時通過調(diào)節(jié)燃?xì)庠畹娜紵龔?qiáng)度,控制爐體內(nèi)A、B、C、D、E五個區(qū)段的溫度分別為39-400で、420-430で、480-490で、390-380で、280で, 所述的A、B、C、D、E五個區(qū)段是指以轉(zhuǎn)爐出口為起點,分別是轉(zhuǎn)爐出ロ至爐體0. 8m段,爐體
      0.8-7m 段,爐體 7m-15m 段,爐體 15m_22m 段,爐體 22m_28. Im 段。
      權(quán)利要求
      1.以天然氣為燃料加工木屑生產(chǎn)活性碳的環(huán)保方法,依次包括原料處理、碳化活化、 回收漂洗、脫水干燥及粉碎包裝六個步驟,其中碳化活化步驟是將經(jīng)過清潔脫脂的木屑與一定濃度的磷酸溶液混合均勻后,送入轉(zhuǎn)爐內(nèi)在一定溫度下碳化造孔,其特征在于a.所述轉(zhuǎn)爐供熱采用天然氣為燃料;b.在距離轉(zhuǎn)爐出ロ 0. 8m及5m處各裝ー個天然氣燃?xì)庠睿?c.在距離轉(zhuǎn)爐出口 18 20m處設(shè)置一個使熱量不過快向外傳遞的保溫緩沖裝置;d.控制木屑在爐體內(nèi)軸向移動速度為0. 6 0. 75m/min ;e.通過調(diào)節(jié)燃?xì)庠畹娜紵龔?qiáng)度控制爐體內(nèi)A、B、C、D、E五個區(qū)段的溫度分別為39-400で、420-430で、480-490で、390-380で、280で, 所述的A、B、C、D、E五個區(qū)段是指以轉(zhuǎn)爐出口為起點,分別是轉(zhuǎn)爐出ロ至爐體0. 8m段,爐體.0.8m-7m 段,爐體 7m-15m 段,爐體 15m_22m 段,爐體 22m_28. Im 段。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種以天然氣為燃料加工木屑生產(chǎn)活性碳的環(huán)保方法,該方法依次包括原料處理、碳化活化、回收漂洗、脫水干燥及粉碎包裝六個步驟,其中碳化活化步驟是將經(jīng)過清潔脫脂的木屑與一定濃度的磷酸溶液混合均勻后,送入轉(zhuǎn)爐內(nèi)在一定溫度下碳化造孔。所述轉(zhuǎn)爐供熱采用天然氣為燃料,并在爐內(nèi)兩處各裝一個天然氣燃?xì)庠罴霸O(shè)置一個使熱量不過快向外傳遞的保溫緩沖裝置,通過控制木屑在爐體內(nèi)軸向移動速度及控制爐體內(nèi)五個區(qū)段的溫度,使轉(zhuǎn)爐各區(qū)段軸向溫度更接近活化溫度,產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量得到了較大提高,同時改善了生產(chǎn)環(huán)境,減少了環(huán)境污染,有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
      文檔編號C01B31/08GK102602927SQ201210072489
      公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
      發(fā)明者周沉柱, 梅建國, 胡華平, 蔡正先 申請人:湖北騰達(dá)生態(tài)活性炭有限公司
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