本實用新型涉及活性炭生產設備領域,更具體地說,涉及一種活性炭活化爐。
背景技術:
目前,國內外活性炭生產方法主要分為兩大類,即:物理法和化學法。物理法是先把原料(優(yōu)質煤、果殼、木炭等)放在密閉的爐體中悶燒炭化,再通入適量的水蒸汽活化而制得活性炭?;瘜W法是把原料(一般為鋸木屑)先通過化學藥劑(磷酸、氯化鋅等)浸漬后,在空氣流通的爐體中炭化、活化而制得活性炭。目前,較多廠家使用物理法生產活性炭。
當前,我國物理法生產活性炭設備普遍為傳統(tǒng)的立式活化爐、外熱型轉爐、內膽回轉爐、內熱正壓回轉爐、內熱直燃型活化爐。具體例如專利公開號:CN 104477905A,公開日:2015年04月01日,發(fā)明創(chuàng)造名稱為:活性炭生產設備用加熱爐,該申請案涉及活性炭生產設備用加熱爐,包括加熱爐本體,加熱爐本體包括殼體、在殼體內部軸向設置的爐體、設置在殼體與外爐體之間的保溫層,爐體包括外爐體和內爐體,外爐體和內爐體之間構成一個封閉的空腔,空腔中設有若干加熱組件,內爐體的一端為進料口,另一端為出料口,加熱爐本體上設有連通內爐體的排煙管。保溫層的設置有效降低加熱爐的熱損失;通過加熱組件對內爐體中的活性炭的原料進行加熱,避免了內熱式加熱爐自重過大,動力消耗過大等問題;加熱組件采用若干組,若干加熱組件可根據實際的加工要求對內爐體中的原料的加熱溫度實現不同的溫度控制。
但是,現有物理法生產活性炭的活化爐普遍存在著一定的技術缺陷:(1)安全隱患較大:由于炭化料成分不一致受熱后,產生氣體數量變化會引起氣體壓力的不穩(wěn)定,氣壓的突升會造成高溫氣體爆燃,引起爐體密封處噴燃等安全隱患,尤其對于回轉式的活化爐,其旋轉接頭處的密封性能相對較差,一旦發(fā)生噴燃現象,容易引發(fā)安全事故。(2)活性炭產能及品質較低:由于爐體不能很好的區(qū)域密封,物料受熱析出的可燃氣體容易直接在物料放置的區(qū)域發(fā)生燃燒反應而造成炭化料或者活性炭燒蝕量大大增加,降低了活性炭的產能和品質,增加了原料消耗及能源消耗;同時,現有的活化爐單位時間內加料量有限,活性炭產能無法進一步顯著提升,且加入的原料由于重力作用始終堆積在活化爐的下部,難以充分與蒸汽接觸,導致活化效果差,降低了活性炭的品質。
綜上所述,如何進一步提高活性炭生產過程的安全性、提升其產能和品質,是現有技術中亟需解決的技術問題。
技術實現要素:
1.實用新型要解決的技術問題
本實用新型提供了一種活性炭活化爐,采用本實用新型的活性炭活化爐,能夠一定程度提高活性炭生產過程的安全性,提升生產的活性炭品質。
2.技術方案
為達到上述目的,本實用新型提供的技術方案為:
本實用新型的活性炭活化爐,包括爐體、物料入爐裝置和出料機構,所述物料入爐裝置與所述爐體的進料口連通,所述出料機構與所述爐體的出料口連通,所述爐體內設置有與爐體內部連通的燃燒通道,該燃燒通道內通有空氣,爐體內部為負壓狀態(tài)且燃燒通道內的氣壓低于爐體內部。
作為本實用新型的活性炭活化爐更進一步的改進,所述燃燒通道沿爐體的長度方向設置,燃燒通道的首端靠近爐體的進料口且其通過管道與換熱機構連通,燃燒通道的尾端靠近爐體的出料口且其開口設置。
作為本實用新型的活性炭活化爐更進一步的改進,爐體內部分隔有至少兩個物料通道,所述物料通道沿爐體的長度方向設置,每個物料通道內通有蒸汽。
作為本實用新型的活性炭活化爐更進一步的改進,所述爐體包括外筒體,至少兩段分倉支撐件沿外筒體內壁周向設置并圍成燃燒通道,相鄰兩段分倉支撐件、外筒體內壁以及燃燒通道外壁之間圍成一個物料通道。
作為本實用新型的活性炭活化爐更進一步的改進,每個分倉支撐件包括分倉支撐柱和分倉支撐板,所述分倉支撐柱的一端與外筒體內壁連接,分倉支撐柱的另一端與所述分倉支撐板連接,所述分倉支撐板為弧形板,沿周向設置的分倉支撐板在爐體內部中心位置圍成徑向橫面為圓形的燃燒通道,沿爐體周向相鄰的兩個分倉支撐柱、外筒體內壁以及燃燒通道外壁之間圍成一個物料通道的一截;若干個分倉支撐件沿爐體的長度方向排列并組成一段分倉支撐件。
作為本實用新型的活性炭活化爐更進一步的改進,沿爐體周向相鄰的兩個分倉支撐件之間、沿爐體長度方向相鄰的兩個分倉支撐件之間均采用子母扣連接在一起且其之間的連接縫隙均采用膠泥密封。
作為本實用新型的活性炭活化爐更進一步的改進,所述燃燒通道的尾端連接有一擋料環(huán),該擋料環(huán)的內壁固定在燃燒通道的外壁上。
作為本實用新型的活性炭活化爐更進一步的改進,所述燃燒通道的首端通過管道依次與蒸汽發(fā)生器、除塵器、煙囪連通,所述蒸汽發(fā)生器的進煙端和或出煙端上設置有引風機,所述蒸汽發(fā)生器的排蒸汽口通過管道與蒸汽配入機構連通,該蒸汽配入機構包括多支蒸汽噴管,每個物料通道內至少通入一支蒸汽噴管;空氣配入機構包括多支空氣管,多支空氣管沿燃燒通道的長度方向分布且每支空氣管對應穿過一個分倉支撐件與燃燒通道內部連通。
作為本實用新型的活性炭活化爐更進一步的改進,所述物料入爐裝置通過上料機構供應物料,所述出料機構采用螺旋輸送機,所述外筒體通過其上的傳動裝置驅動旋轉,所述燃燒通道的首端安裝有旋轉接頭,外筒體底部的兩側分別設有一個支座,外筒體通過支座調整裝置調整兩個支座的相對高度;
所述外筒體的內壁上由內向外依次設置有保溫層和耐火層,所述耐火層采用耐火澆注料制作;所述分倉支撐件由氮化硅結合碳化硅的復合材料制造;
每支蒸汽噴管上均設有蒸汽流量閥,每支空氣管上均設有空氣流量閥,爐體沿長度方向的不同位置處設有測溫裝置,所述蒸汽流量閥、所述空氣流量閥和所述測溫裝置均與計算機連接。
3.有益效果
采用本實用新型提供的技術方案,與現有技術相比,具有如下顯著有益效果:
(1)本實用新型中,爐體內設置有與爐體內部連通的燃燒通道,且燃燒通道內的氣壓低于爐體內部,從而使得爐體內部物料受熱析出的可燃氣體直接從爐體內部被吸到燃燒通道內,并與燃燒通道內通入的空氣混合、燃燒,一方面為爐體內部物理法生產活性炭提供熱源;另一方面,由于燃燒通道內的氣壓低于爐體內部,物料受熱析出的氣體源源不斷地被吸入燃燒通道內或燃燒或排走,氣體是從爐體內部向燃燒通道內單向流動,從而燃燒通道內通入的空氣無法到達爐體內部,因此爐體內部物料放置的區(qū)域處于缺氧狀態(tài),物料受熱析出的可燃氣體則無法直接在爐體內部物料放置的區(qū)域燃燒,避免炭化料或者活性炭被燒蝕,提高了活性炭的產能及品質,減少了原料消耗及能源消耗;且由于燃燒通道內的氣壓低于爐體內部,完全不用擔心燃燒通道內的煙氣竄入爐體內部而污染物料。
(2)本實用新型中,設置爐體內部為負壓狀態(tài),因此即使爐體內部發(fā)生氣壓突升而造成的高溫氣體爆燃現象,由于爐體內部負壓狀態(tài)的緩沖作用,爆燃的火焰難以從爐體密封處噴出燃燒,大大避免了爐體密封處的噴燃而引發(fā)的安全事故。
(3)本實用新型中,將爐體內部分隔為至少兩個物料通道,由于將物料通道分隔為多個,自爐體的進料口送入的物料被均勻地分配在各個物料通道內,每個物料通道內的料層厚度適中合理,同時活化爐采用低斜度轉動,每個物料通道分別上下反復旋轉,物料在爐內翻動次數增多,物料翻動更加充分,蒸汽與物料接觸的次數和時間大大增加,達到最佳活化效果,提高了活性炭的品質;同時,物料通道分隔為多個后,在確?;钚蕴科焚|的前提下,單位時間內的加料量相比于過去大大增加理,顯著增加了活性炭的產能。
(4)本實用新型中,至少兩段分倉支撐件沿外筒體內壁周向設置并圍成燃燒通道,通過分倉支撐件支撐形成燃燒通道,相鄰兩段分倉支撐件、外筒體內壁以及燃燒通道外壁之間圍成一個物料通道,采用上述結構圍成的燃燒通道及物料通道,其中燃燒通道被支撐在多個物料通道之間,結構穩(wěn)定性較好。
(5)本實用新型中,每一段分倉支撐件均由若干個分倉支撐件沿爐體的長度方向排列并組成,采用這種模塊化的結構形式,相鄰模塊間有較好的形變緩沖,能夠最大限度地防止組裝的物料通道和燃燒通道因發(fā)生變形而斷裂,大大提高了物料通道和燃燒通道的結構穩(wěn)定性和可靠性,大大提高了設備的可靠性和使用年限。
(6)本實用新型中,沿爐體周向相鄰的兩個分倉支撐件之間、沿爐體長度方向相鄰的兩個分倉支撐件之間均采用子母扣連接在一起且其之間的連接縫隙均采用膠泥密封,通過子母扣能夠將相鄰兩個分倉支撐件相對的固定在一起,且即使在發(fā)生較劇烈的熱脹冷縮時,子母扣也能形成一定的緩沖,避免相鄰兩個分倉支撐件之間因應力變形發(fā)生脫落或斷裂;為了確保物料通道和燃燒通道的相對密封性,相鄰兩個分倉支撐件之間的連接縫隙采用膠泥密封,膠泥在活化爐初次使用時即受熱凝固,起到良好的密封作用。
(7)本實用新型中,每支蒸汽噴管上均設有蒸汽流量閥,每支空氣管上均設有空氣流量閥,爐身沿長度方向的不同位置處設有測溫裝置,蒸汽流量閥、空氣流量閥和測溫裝置均與計算機連接,使用計算機智能控制系統(tǒng),根據活性炭生產物料品種的不同,通過對爐體各段溫度數據、入爐物料的數量、蒸汽流量、空氣流量、外筒體轉速等數據的測控,實現了生產全過程的智能化控制管理。
(8)本實用新型中,燃燒通道放置在爐體中心位置,物料通道均勻分布在燃燒通道四周,有利于對各個物料通道均勻輻射加熱,穩(wěn)定了物料的受熱溫度,提高了物料的活化效果;燃燒通道內燃燒后的高溫煙氣經過蒸汽發(fā)生器換熱產生的蒸汽滿足了生產過程中對于蒸汽的需求,整個生產過程不需要外部熱源,大大降低了能源消耗;同時物料析出氣體經燃燒后再通過換熱、除塵凈化后排放,解決了析出的氣體對環(huán)境造成的污染問題,達到了綠色環(huán)保標準。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案,下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應當理解,以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例,因此不應被看作是對范圍的限定,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1為實施例1的活性炭活化爐的結構示意圖;
圖2為圖1中爐體沿徑向的剖視結構示意圖;
圖3為實施例2中單個分倉支撐件的結構示意圖;
圖4為實施例3中外筒體的右視結構示意圖;
圖5為實施例4的活性炭生產方法的流程圖。
示意圖中的標號說明:
1、外筒體;2、保溫層;3、耐火層;4、分倉支撐件;401、分倉支撐柱;402、分倉支撐板;5、物料通道;6、燃燒通道;7、蒸汽配入機構;8、空氣配入機構;9、引風機;10、蒸汽發(fā)生器;11、除塵器;12、煙囪;13、物料入爐裝置;14、上料機構;15、出料機構;16、傳動裝置;17、支座調整裝置;18、旋轉接頭;19、擋料環(huán)。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。因此,以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍,而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
為進一步了解本實用新型的內容,結合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。
實施例1
參考圖1和圖2,本實施例的活性炭活化爐,包括爐體、物料入爐裝置13和出料機構15,物料入爐裝置13與爐體的進料口連通,出料機構15與爐體的出料口連通,爐體內設置有與爐體內部連通的燃燒通道6,該燃燒通道6內通有空氣,爐體內部為負壓狀態(tài)且燃燒通道6內的氣壓低于爐體內部。
當前的工藝水平和方法,爐體內區(qū)域間無法做到完全相對密封,因此物料受熱析出的可燃氣體容易直接在物料放置的區(qū)域發(fā)生燃燒反應而造成炭化料或者活性炭燒蝕量大大增加,降低了活性炭的產能及品質,增加了原料消耗及能源消耗,而本實施例中則完全避免了上述問題,具體如下:
本實施例中,爐體內設置有與爐體內部連通的燃燒通道6(燃燒通道6的四壁將燃燒通道6與爐體內部物料放置的區(qū)域分割成相對獨立的兩個區(qū)域),且燃燒通道6內的氣壓低于爐體內部,從而使得爐體內部物料受熱析出的可燃氣體直接從爐體內部被吸到燃燒通道6內,并與燃燒通道6內通入的空氣混合、燃燒,一方面為爐體內部物理法生產活性炭提供熱源,具體為將燃燒通道6內燃燒產生的熱量熱輻射、熱傳導給物料;另一方面,由于燃燒通道6內的氣壓低于爐體內部,物料受熱析出的氣體源源不斷地被吸入燃燒通道6內或燃燒或排走,氣體是從爐體內部向燃燒通道6內單向流動,從而燃燒通道6內通入的空氣無法到達爐體內部,因此爐體內部物料放置的區(qū)域處于缺氧狀態(tài),物料受熱析出的可燃氣體則無法直接在爐體內部物料放置的區(qū)域燃燒,避免炭化料或者活性炭被燒蝕,提高了活性炭的產能及品質,減少了原料消耗及能源消耗;且由于燃燒通道6內的氣壓低于爐體內部,完全不用擔心燃燒通道6內的煙氣竄入爐體內部而污染物料。
由于炭化料成分不一致受熱后,產生氣體數量變化會引起氣體壓力的不穩(wěn)定(即炭化料受熱不均勻等原因會引起爐內產氣量變化,從而造成氣壓的不穩(wěn)定),氣壓的突升會造成高溫氣體爆燃,引起爐體密封處噴燃等安全隱患,尤其對于回轉式的加熱爐,其旋轉接頭處的密封性能相對較差,一旦發(fā)生噴燃現象,容易引發(fā)安全事故,而本實施例中則完全避免了上述問題,具體如下:本實施例中,設置爐體內部為負壓狀態(tài),因此即使爐體內部發(fā)生氣壓突升而造成的高溫氣體爆燃現象,由于爐體內部負壓狀態(tài)的緩沖作用,爆燃的火焰難以從爐體密封處噴出燃燒,大大避免了爐體密封處的噴燃而引發(fā)的安全事故。
優(yōu)選的,本實施例中燃燒通道6沿爐體的長度方向設置,燃燒通道6的首端靠近爐體的進料口且其通過管道與換熱機構連通,燃燒通道6的尾端靠近爐體的出料口且其開口設置。
本實施例中,燃燒通道6沿爐體的長度方向設置,使得燃燒通道6沿著爐體的長度方向加熱爐體內部的物料,提高了物料的加熱效果;燃燒通道6的首端通過管道與換熱機構連通,可以對燃燒通道6內燃燒后的高溫煙氣進行熱回收,提高能源利用效率;燃燒通道6的首端延伸至爐體的進料口,燃燒通道6的尾端延伸至爐體的出料口,且燃燒通道6的尾端開口設置,使得爐體內部物料受熱析出的可燃氣體順著物料移動的方向匯集后通入燃燒通道6的尾端,有利于可燃氣體更加順暢地通入燃燒通道6內燃燒。
需要指出的是,本實施例中還可以將燃燒通道6的首端和尾端所在的方位進行對調,同樣可以實現可燃氣體在燃燒通道6內的收集;還可以將燃燒通道6的首端、尾端均分別通過管道與換熱機構連通,在燃燒通道6的中部某處截斷或挖孔,形成用于抽取可燃氣體的開口,同樣可以實現可燃氣體在燃燒通道6內的收集。上述技術方案的宗旨是,燃燒通道6與爐體內部相連通,且燃燒通道6內部燃燒后的煙氣通入換熱機構內回收熱量,如果本領域的普通技術人員受其啟示,在不脫離此處發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下,不經創(chuàng)造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例,均應屬于本實用新型的保護范圍。
優(yōu)選的,本實施例中爐體內部分隔有至少兩個物料通道5,物料通道5沿爐體的長度方向設置,每個物料通道5內通有蒸汽。
現有的活化爐單位時間內加料量有限,因此活性炭產能無法進一步顯著提升,且加入的原料由于重力作用始終堆積在活化爐的下部,難以充分與蒸汽接觸,導致活化效果差,降低了活性炭的品質。
本實施例中,將爐體內部分隔為至少兩個物料通道5,物料通道5沿爐體的長度方向設置,自爐體的進料口送入的物料被均勻地分配在各個物料通道5內,可以顯著提升活性炭的產能及品質,具體原因分析如下:現有的活化爐內僅有一個大的物料通道,物料按照規(guī)定量加入其中,雖然活化爐可以轉動,但是由于重力作用大量物料始終堆積在活化爐的下部,活化爐下部形成較厚的物料層,一方面難以充分翻轉開來從而與蒸汽充分接觸,活化效果差,降低了活性炭的品質;另一方面,所有的物料在重力作用下堆積在活化爐的下部,具有一定的厚度,較厚的物料層內部難以與蒸汽充分接觸,物料層內部的物料活化效果明顯較差,導致活性炭的品質參差不齊。而本實施例中則可以一定程度上改善上述問題,具體如下:將爐體內部分隔為至少兩個物料通道5,由于將物料通道5分隔為多個,自爐體的進料口送入的物料被均勻地分配在各個物料通道5內,每個物料通道5內的料層厚度適中合理,同時活化爐采用低斜度轉動,每個物料通道5分別上下反復旋轉,物料在爐內翻動次數增多,物料翻動更加充分,蒸汽與物料接觸的次數和時間大大增加,達到最佳活化效果,提高了活性炭的品質。同時,物料通道5分隔為多個后,在確?;钚蕴科焚|的前提下,單位時間內的加料量相比于過去大大增加(因為物料通道5被分隔為多個后,相同總加料量條件下,物料與蒸汽的混合情況得到顯著提升,為增加單位時間內的加料總量提供條件;雖然單個物料通道5的加料量相對較少,但所有物料通道5的加料總量相對顯著提升),理論上,物料通道5被分隔的越多越好,但是考慮制造和生產工藝實際情況,本實施例中爐體內部被分隔為3~12個物料通道,具體本實施例中,爐體內部被分隔為8個物料通道5,其單位時間內的加料總量是過去的2~3倍,顯著增加了活性炭的產能。
優(yōu)選的,本實施例中爐體包括外筒體1,外筒體1由鋼板卷制而成,外筒體1的內壁上由內向外依次設置有保溫層2和耐火層3,傳統(tǒng)活化爐普遍采用耐火磚作為耐火層3,在高溫狀態(tài)下耐火磚會產生膨脹,活化爐轉動中會產生振動,容易造成耐火磚松動脫落,爐體變形等。本實施例中,耐火層3采用耐火澆注料制作,使得耐火層3為一個整體具備耐高溫、強度大等優(yōu)良性能,提高了設備的可靠性和使用壽命。
本實施例中,爐體包括外筒體1,至少兩段分倉支撐件4沿外筒體1內壁周向設置并圍成燃燒通道6,相鄰兩段分倉支撐件4、外筒體1內壁以及燃燒通道6外壁之間圍成一個物料通道5。參考圖2,本實施例中,燃燒通道6及多個物料通道5依靠多段分倉支撐件4圍成,具體的,至少兩段分倉支撐件4沿外筒體1內壁周向設置并圍成燃燒通道6,通過分倉支撐件4支撐形成燃燒通道6,相鄰兩段分倉支撐件4、外筒體1內壁以及燃燒通道6外壁之間圍成一個物料通道5,采用上述結構圍成的燃燒通道6及物料通道5,其中燃燒通道6被支撐在多個物料通道5之間,結構穩(wěn)定性較好。本實施例中,構成燃燒通道6和物料通道5的多段分倉支撐件4可以為一體結構,一次整體制造成型,制作方便。
優(yōu)選的,燃燒通道6的首端通過管道依次與蒸汽發(fā)生器10、除塵器11、煙囪12連通,蒸汽發(fā)生器10的進煙端和或出煙端上設置有引風機9(具體本實施例中,蒸汽發(fā)生器10的進煙端和出煙端上分別設置有引風機9,蒸汽發(fā)生器10進煙端設置的引風機9主要用于使得爐體內部為負壓狀態(tài)且燃燒通道6內的氣壓低于爐體內部,蒸汽發(fā)生器10出煙端設置的引風機9主要用于將換熱后的煙氣排出),蒸汽發(fā)生器10的排蒸汽口通過管道與蒸汽配入機構7連通,為物料通道5內的物料提供蒸汽,該蒸汽配入機構7包括多支蒸汽噴管,每個物料通道5內至少通入一支蒸汽噴管;本實施例中,燃燒通道6內燃燒后的高溫煙氣經過蒸汽發(fā)生器10換熱產生的蒸汽,滿足了生產過程中蒸汽需求,整個生產過程不需要外部熱能源,大大節(jié)約了生產成本,降低了能源消耗;且高溫煙氣經過蒸汽發(fā)生器10換熱、除塵器11凈化后排放,解決了煙氣對環(huán)境造成的污染問題,達到了綠色環(huán)保標準??諝馀淙霗C構8包括多支空氣管,多支空氣管沿燃燒通道6的長度方向分布且每支空氣管對應穿過一個分倉支撐件4與燃燒通道6內部連通,解決了空氣管由燃燒通道6尾部通入造成的密封、彎曲變形、維修困難等問題。其中,可以控制燃燒通道6內不同位置處空氣的供給量來調節(jié)燃燒通道6內火焰的強度,從而調節(jié)爐內的溫度分布,以更好的滿足生產工藝的需求,提高產品品質。
物料入爐裝置13通過上料機構14供應物料,出料機構15采用螺旋輸送機,外筒體1通過其上的傳動裝置16驅動旋轉,燃燒通道6的首端安裝有旋轉接頭18,外筒體1底部的兩側分別設有一個支座,通過支座調整裝置17調整兩個支座的相對高度,本實施例中,靠近爐體進料口處的支座高于遠離爐體進料口處的支座,兩個支座的相對高度設置使得外筒體1整體傾斜,實現了物料在外筒體1內隨外筒體1的旋轉而慢慢向出料機構15推進的目的。
每支蒸汽噴管上均設有蒸汽流量閥,每支空氣管上均設有空氣流量閥,爐身沿長度方向的不同位置處設有測溫裝置,蒸汽流量閥、空氣流量閥和測溫裝置均與計算機連接。本實施例中,使用計算機智能控制系統(tǒng),根據活性炭生產物料品種的不同,通過對爐體各段溫度數據、入爐物料的數量、蒸汽流量、空氣流量、外筒體1轉速等數據的測控,實現了生產全過程的智能化控制管理。
實施例2
參考圖3,本實施例的活性炭活化爐,其結構與實施例1基本相同,更進一步的:
本實施例中,每個分倉支撐件4包括分倉支撐柱401和分倉支撐板402,分倉支撐柱401的一端與外筒體1內壁連接,分倉支撐柱401的另一端與分倉支撐板402連接,分倉支撐板402為弧形板,沿周向設置的分倉支撐板402在爐體內部中心位置圍成徑向橫面為圓形的燃燒通道6,沿爐體周向相鄰的兩個分倉支撐柱401、外筒體1內壁以及燃燒通道6外壁之間圍成一個物料通道5的一截;若干個分倉支撐件4沿爐體的長度方向排列并組成一段分倉支撐件4;具體本實施例中,該燃燒通道6長度設置為12~20米,內徑設置為0.4~1.0米,物料通道5高度設置為0.2~0.5米。其中,燃燒通道6放置在爐體中心位置,物料通道5均勻分布在燃燒通道6四周,有利于對各個物料通道5均勻輻射加熱,穩(wěn)定了物料的受熱溫度,提高了物料的活化效果;燃燒通道6內燃燒后的高溫煙氣經過蒸汽發(fā)生器10換熱產生的蒸汽滿足了生產過程中對于蒸汽的需求,整個生產過程不需要外部熱源,大大降低了能源消耗;同時物料析出氣體經燃燒后再通過換熱、除塵凈化后排放,解決了析出的氣體對環(huán)境造成的污染問題,達到了綠色環(huán)保標準。
由于金屬材料在不發(fā)生嚴重變形下,具有較好的密封性能,因此發(fā)明人一開始傾向于采用金屬材料制作燃燒通道6或物料通道5,但是,活化爐實際使用過程中,爐體內部處于900度左右較高的溫度,經過一段時間的使用后,幾乎所有金屬材料(例如耐高溫不銹鋼)制作的物料通道5和燃燒通道6都出現了彎曲、變形、開裂、漏氣、斷裂等問題,難以滿足使用需求。如何找到一種適合活化爐內部使用的耐高溫金屬材料,是發(fā)明人初期階段重點研究的課題,但是發(fā)明人投入大量人力物力后,均未找到合適的耐高溫金屬材料。總結之前的失敗經驗,發(fā)明人發(fā)現,現有的活性炭活化爐體積巨大,采用金屬材料制作的物料通道5和燃燒通道6,一方面由于軸向和徑向尺寸相對較大,在活化爐內部受到強烈的熱脹冷縮效應后,金屬材料本身的變形、開裂甚至斷裂等問題在當前材料科學水平下根本無法避免,且活化爐中旋轉接頭處的軸向和徑向尺寸精度要求更嚴,采用金屬材料制作的物料通道5和燃燒通道6基于當前的技術水平,難以實現。
發(fā)明人經過實驗發(fā)現,分倉支撐件4由氮化硅結合碳化硅的復合材料制造,具備耐高溫、強度大、韌性好、抗氧化與導熱性能好等性能,大大提高了設備的可靠性和使用壽命。且本實施例中,每一段分倉支撐件4均由若干個分倉支撐件4沿爐體的長度方向排列并組成,采用這種模塊化(碎片化)的結構形式,相鄰模塊間有較好的形變緩沖,能夠最大限度地防止組裝的物料通道5和燃燒通道6因發(fā)生變形而斷裂,大大提高了物料通道5和燃燒通道6的結構穩(wěn)定性和可靠性,大大提高了設備的可靠性和使用年限。
優(yōu)選的,為了確保組裝的物料通道5和燃燒通道6既具有較高的結構強度,又具有較好的密封性能,本實施例中,沿爐體周向相鄰的兩個分倉支撐件4之間、沿爐體長度方向相鄰的兩個分倉支撐件4之間均采用子母扣連接在一起且其之間的連接縫隙均采用膠泥密封,通過子母扣能夠將相鄰兩個分倉支撐件4相對的固定在一起,且即使在發(fā)生較劇烈的熱脹冷縮時,子母扣也能形成一定的緩沖,避免相鄰兩個分倉支撐件4之間因應力變形發(fā)生脫落或斷裂;為了確保物料通道5和燃燒通道6的相對密封性,相鄰兩個分倉支撐件4之間的連接縫隙采用膠泥密封,膠泥在活化爐初次使用時即受熱凝固,起到良好的密封作用。需要強調的是,上述子母扣連接和膠泥密封雖然結構和組裝方法看似簡單,但經發(fā)明人現場多次實驗證實,二者相互配合,既提高了物料通道5和燃燒通道6的結構穩(wěn)定性,又確保物料通道5和燃燒通道6相應的密封性。
需要說明的是,本實施例的活性炭活化爐是用于物理法生產活性炭的,因此,物料在物料通道5內受熱活化等過程中,需要確保物料通道5具有很好的區(qū)域密封性能,以免物料受熱析出氣體直接在物料通道5內發(fā)生燃燒反應而燒蝕炭化料或者活性炭,從而影響活性炭的產能及品質,上述采用分倉支撐件4制作的物料通道5,雖然已經密封性能較好,但是距離更好滿足物理法生產活性炭對于物料通道5密封性能的要求,還有進一步提高的余地,此時需要強調的是,本實施例中采用多個分倉支撐件4制作的物料通道5,一定要與本實施例中爐體內部為負壓狀態(tài)且燃燒通道6內的氣壓低于爐體內部的結構相配合使用,因為二者配合使用,就能使得物料受熱析出的可燃氣體時刻從爐體內部被吸入到燃燒通道6內,在燃燒通道6內配入空氣后燃燒,確保物料通道5內處于缺氧狀態(tài)。同時,燃燒通道6內的空氣和煙氣無法混入物料通道5內,從而直接滿足了物理法生產活性炭對于物料通道5密封性能的極高要求,既確保了物料通道5和燃燒通道6的結構穩(wěn)定性,提高設備使用壽命,降低成本,又確保了活性炭的產能及品質。
實施例3
參考圖4,本實施例的活性炭活化爐,其結構與實施例2基本相同,更進一步的:
本實施例中,燃燒通道6的尾端連接有一擋料環(huán)19,該擋料環(huán)19的內壁固定在燃燒通道6的外壁上。外筒體1旋轉過程中,位于燃燒通道6尾端上部的物料通道5,由于物料堆積在其底部,該物料通道5內的氣體在被抽吸進入燃燒通道6時,容易將其中的物料顆粒帶進燃燒通道6內,通過擋料環(huán)19的安裝,能夠將旋轉至燃燒通道6尾端上部的物料通道5其內堆積的物料阻擋住,避免其直接落下被吹入燃燒通道6內。
實施例4
參考圖5,本實施例的活性炭生產方法,活性炭生產開始前預熱好實施例3中的活性炭活化爐,活性炭生產時包括以下步驟:
步驟A:在活化爐內設置一個燃燒通道6和至少兩個物料通道5,上述至少兩個物料通道5圍繞設置在燃燒通道6周圍,燃燒通道6和物料通道5均與活化爐內連通;
步驟B:通過物料入爐裝置13分別將物料送入各個物料通道5內,向各個物料通道5內分別通入蒸汽,物料活化后經出料機構15出料;
步驟C:開啟與燃燒通道6連通的引風機9,使得活化爐內為負壓狀態(tài)且燃燒通道6內的氣壓低于活化爐內,從而將各個物料通道5內受熱后析出氣體引入燃燒通道6內,并與燃燒通道6內通入的空氣混合、燃燒;
步驟D:燃燒通道6內燃燒產生的熱量熱輻射、熱傳導至各個物料通道5內的物料;
步驟E:將燃燒通道6內燃燒產生的煙氣通入蒸汽發(fā)生器10,經過換熱,所產生的蒸汽后續(xù)使用,剩余煙氣除塵后排出;
以此往復,重復步驟B、步驟C、步驟D、步驟E,直至活性炭生產完成。
以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述,該描述沒有限制性,附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一,實際的結構并不局限于此。所以,如果本領域的普通技術人員受其啟示,在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下,不經創(chuàng)造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例,均應屬于本實用新型的保護范圍。