一種流態(tài)化生產活性炭的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及活性炭的生產設備，特別涉及一種采用流態(tài)化生產活性炭的設備。
【背景技術】
[0002]活性炭是一種用途十分廣泛的吸附劑、催化劑和催化劑載體。在食品、制糖、醫(yī)藥、化工、環(huán)保、囯防、農業(yè)、燃料氣存儲、氣體分離、催化反應等諸多領域具有廣泛的用途。
[0003]中國的活性炭工業(yè)自上世紀五十年代開始，至今已走過六十多年的發(fā)展歷程。在這一過程中，所采用的主要工藝和設備均來自前蘇聯(lián)，即迴轉爐炭化，斯列普爐活化。目前該工藝和設備占到國內總產能的90%以上，其中雖然進行過一些改進，但依然沒有實質性變化。進入2000年后，在市場需求擴大和節(jié)能環(huán)保的大背景之下，我國引進了多段爐生產工藝和設備。
[0004]迴轉爐炭化、斯列普爐活化工藝:加工成一定粒度的煤粒或壓制成型的條料，經斗提機或皮帶機加入炭化爐，爐頭由發(fā)生爐煤氣加熱，熱煙氣以逆流方式與物料接觸，隨溫度的逐步升高，順序完成預熱升溫、干燥脫水、裂解炭化等過程。產生的炭化料由爐尾部排出，經冷卻后倉儲備用。炭化尾氣經廢熱鍋爐焚燒后排空。炭化料經提升設備由斯列普活化爐頂部加入，經長達50小時高溫水蒸汽的活化，由爐底部排出，即成品活性炭。
[0005]斯列普活化爐工藝始于上世紀三十年代的歐洲，五十年代初引入國內，八十年代后在國內大面積推廣使用。該工藝設備不僅外型龐大建設費用高，耗能高、產出低，而且沒有相應尾氣處理設施，特別的是單元設備產量低。目前最大規(guī)模的設備也僅達到年產1500噸，這也是造成產業(yè)分散、集中度低的重要因素。
[0006]迴轉爐炭化、多段爐活化工藝:炭化采用迴轉爐完成，炭化料由多段爐爐體上部加入，在爐臂帶動下，逐層向下移動，在移動過程中與高溫水蒸氣接觸，完成活化。
[0007]多段爐工藝雖然在能耗和環(huán)保方面有了改進，但依然存在投資過大，維護費用過高，生產成本居高不下等缺點。
[0008]現(xiàn)有技術的炭化料從炭化爐排出后需經降溫、裝存、運輸?shù)闹苻D環(huán)節(jié)，再進入活化爐，生產成本很高。
[0009]斯列普爐和多段爐在活化工藝過程中由于高溫水蒸氣和炭化料不能充分接觸，成品活性炭和高溫水蒸氣的比例分別為1:6?8和1:4?6，能源浪費嚴重。
[0010]現(xiàn)有技術成品活性炭的產出比一般在3.75噸:1噸(其中燃料煤1.25t,原料煤
2.5t)，生產成本高。
[0011]目前，我國的活性炭行業(yè)仍處于能耗高、污染嚴重、單元設備產量低、無法實現(xiàn)自動控制、制造成本高的狀況，極大限制了行業(yè)的發(fā)展。這與我國活性炭制造和消費大國的地位極不相稱。宄其原因，一個重要因素就是生產的工藝和設備沒有實現(xiàn)更新，依然停留在上世紀四十年代的水平。

【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種流態(tài)化生產活性炭的設備，解決目前活性炭生產設備能耗高、污染嚴重、單元設備產量低、投資大和生產成本高的技術問題。
[0013]本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
[0014]一種流態(tài)化生產活性炭的設備，包括:炭化爐和活化爐，其特征在于:所述炭化爐是一種多槽炭化爐，所述活化爐是一種過熱蒸汽活化爐，所述多槽炭化爐與分段空氣煤氣水換熱器連接，分段空氣煤氣水換熱器與灰融聚燃燒器連接，灰融聚燃燒器與高溫煤氣分配器、過熱蒸汽發(fā)生器、煙氣蒸汽混合室順序連接；煙氣蒸汽混合室與過熱蒸汽活化爐連通，過熱蒸汽活化爐頂部與氣固分離器連通，氣固分離器底部與冷卻換熱水箱相接，氣固分離器頂部與常壓氣水換熱器連通，常壓氣水換熱器下部的冷水管與冷卻換熱水箱和重力冷卻機以及分段空氣煤氣水換熱器、煙氣冷凝I!相通，常壓氣水換熱器上部的熱水管與過熱蒸汽發(fā)生器連通，常壓氣水換熱器底部與脫硫除塵器連接，脫硫除塵器經引風機與煙囪連接。
[0015]進一步，所述多槽炭化爐內設有I?V號槽式爐膛，相鄰爐膛之間用半截隔壁分隔，I?V號槽式爐膛下部設置多槽布風板，多槽布風板上設有炭化窄縫風帽，多槽布風板下方與I?V號槽式爐膛對應設置I?V號多槽等壓風箱，在I號槽式爐膛的上部設有與煙氣冷凝I!連通的煤干燥室，煤干燥室與螺旋給煤機相接。
[0016]進一步，所述分段空氣煤氣水換熱器一端與I號高壓鼓風機連接，其內配有I?V號高溫煤氣換熱通道，I?V號高溫煤氣換熱通道與I?V號多槽等壓風箱對應連通，在I?V號高溫煤氣換熱通道上對應設置I?V號煤氣調節(jié)閥門，分段空氣煤氣水換熱器通過I?V號高溫煤氣輸出通道與高溫煤氣分配器連通，分段空氣煤氣水換熱器另一端經高溫熱空氣管與II號引射泵和灰融聚燃燒器連通。
[0017]進一步，所述煙氣蒸汽混合室通過I號電動調節(jié)閥門與過熱蒸汽活化爐的活化爐等壓風箱連通；活化爐等壓風箱上面設置活化爐布風板，活化爐布風板上設有活化窄縫風帽，過熱蒸汽活化爐經高溫小顆粒閥與多槽炭化爐連通，過熱蒸汽活化爐底部與重力冷卻機相接。
[0018]進一步，所述氣固分離器頂部通過煙道與常壓氣水換熱器和I號引射泵連通，I號引射泵與煙氣混合室連通，I號引射泵與I號高壓鼓風機連接。
[0019]進一步，所述常壓氣水換熱器下部的冷水管通過軟水處理系統(tǒng)、水泵與冷卻換熱水箱和重力冷卻機以及分段空氣煤氣水換熱器、煙氣冷凝I!的冷水管相通；常壓氣水換熱器上部的熱水管以及分段空氣煤氣水換熱器、煙氣冷凝I!的熱水管通過III號電動調節(jié)閥門與過熱蒸汽發(fā)生器連通。
[0020]進一步，所述常壓氣水換熱器底部的尾氣管與脫硫除塵器連接，脫硫除塵器通過煙道與III號引射泵連接，III號引射泵與I號高溫煤氣換熱通道連接，同時，脫硫除塵器經引風機與煙囪連接。
[0021]進一步，所述多槽炭化爐的頂部通過煙道與焦油處理系統(tǒng)連接，焦油處理系統(tǒng)通過煙道與II號引射泵和III號引射泵連通，多槽炭化爐的煤干燥室通過煙道與煙氣冷凝?連通，煙氣冷凝I!底部通過煙道與II號引射泵和III號引射泵連通。
[0022]進一步，所述高溫煤氣分配器、過熱蒸汽發(fā)生器、煙氣蒸汽混合室位于同一個筒體內，所述是過熱蒸汽發(fā)生器在筒體中部沿筒壁均勻設置的若干噴嘴，所述高溫煤氣分配器與灰融聚燃燒器直接連通。
[0023]進一步，所述氣固分離器底部通過II號電動調節(jié)閥門與過熱蒸汽活化爐連接。
[0024]進一步，所述冷凝器底部的帶灰冷凝水與沉淀池相接。
[0025]進一步，所述灰融聚燃燒器下方設有液態(tài)渣的渣池。
[0026]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和有益效果:
[0027]1、能耗小、污染物排放少:
[0028]由于煤干燥室、炭化爐和活化爐在干燥、炭化和活化中排出的煙氣，均進行了循環(huán)利用，不僅消耗能量少，而且大幅度減少了污染物的排放；由于煤粉經燃燒器燃燒后的煙氣循環(huán)利用，不僅煤粉的投入量大幅減少，而且減少污染物排放量在60 %以上；由于煤粒在干燥、炭化和活化過程中全部在流態(tài)化運動狀態(tài)下進行，高溫煙氣、過熱蒸汽與流態(tài)化的煤粒和炭化料之間能進行充分的接觸，加速炭活化進程，炭、活化時間縮短，減少了能耗，單位產量的排放大大降低；由于炭化爐和活化爐在完全密閉狀態(tài)下進行，爐膛內呈微正壓貧氧燃燒，很大程度減少了燒損。
[0029]2、生產成本低:
[0030]由于煤粒經干燥炭化合格后直接進入活化爐，取消了現(xiàn)有技術中炭化料從炭化爐排出后需經降溫、裝存、運輸再進入活化爐的周轉環(huán)節(jié)，降低了生產成本；由于煤干燥爐尾氣、炭化爐煙氣和活化爐煙氣均進行循環(huán)利用，在工藝過程中煤粉的投入量大幅減少，降低了生產成本；由于炭、活化時間從原來的50小時縮短至5小時內完成，降低了生產成本；由于成品活性炭的產出比從3.75t:lt擴大至2.5?3t: lt，擴大了產出比，降低了生產成本；由于生產全過程自動化調控，減少人工管理，降低了生產成本；由于全系統(tǒng)無大型轉動設備，同類型標準化采購，炭化活化爐等設備生產過程中故障和損壞率小，減少維修工作量，降低了生產成本。
[0031]3、建設投資少:
[0032]由于取消了炭化爐至活化爐中途降溫、裝存和運輸環(huán)節(jié)和相關設備，大幅減少了建設投資；由于主要設備結構簡單，沒有轉動部件，制造成本低，減少了建設投資；由于工藝流程中設備緊湊，占地面積小建設投資少。
[0033]4、實現(xiàn)全自動控制:
[0034]由于煤粒在整個流態(tài)化干燥、炭化、活化工藝過程中，高溫煙氣、過熱蒸汽的溫度、壓力、流量和相互的配合，以及煤粒進入煤干燥室、多槽炭化爐、過熱蒸汽活化爐的給料量、料層厚度、溫度、停留時間，均對最終活性炭的質量指標產生影響，這些工藝參數(shù)靠人工操作根本做不到有效的調控。所以本發(fā)明在執(zhí)行過程中對冷水、常溫空氣、煤粒、煤粉和經反應變化產生的熱水、高壓空氣、高溫煙氣、混合氣、尾氣、炭化料和活化料的溫度、壓力、流量、料層、停留時間均進行全方位監(jiān)測，并根據監(jiān)測數(shù)據對涉及到的設備和閥門進行自動化調控，使生產過程符合工藝規(guī)程的要求，生產出合格的活性炭產品。
[0035]本發(fā)明和現(xiàn)有活性炭生產設備相比適應性廣，可適應于各煤種、各種顆粒和各種性能規(guī)格活性炭生產，可進行廢棄活性炭的再生利用，適用于各類果殼、廢棄木材等生物類原料制作活性炭的需求。本發(fā)明具有設備布局合理，結構緊湊，能耗小、污染少、產量高、制造成本低和實現(xiàn)全自動控制的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；