專利名稱：一種活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于活性炭熱解廢氣凈化收集設備領域，特別是涉及一種活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備。
背景技術(shù)：
活性炭(Activated Carbon)是由含碳物質(zhì)制造的外觀呈黑色、內(nèi)部空隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、表面積高、吸附能力強的一類微晶質(zhì)碳。活性炭具有一定的化學穩(wěn)定性、機械強度及耐酸堿、耐熱等重要性能，使它在食品、化工、國防、醫(yī)藥、環(huán)保及農(nóng)業(yè)等諸多領域得到了廣泛而重要的應用。目前，活性炭的生產(chǎn)方法主要有化學活化法、物理活化法以及化學物理活化法。物理活化法制備活性炭主要以氧化性氣體(C02、H20、空氣等)為活化劑?；罨瘎┡c原料內(nèi)部的碳原子反應生成氣體并逸出，這樣就會在碳原子處形成孔隙，足夠量的碳原子與活化劑反應后，就會產(chǎn)生大量的微孔結(jié)構(gòu)?；瘜W活化是用化學試劑與原材料經(jīng)過交聯(lián)或縮聚反應形成微孔結(jié)構(gòu)的過程?；瘜W活化比物理活化生產(chǎn)周期短，且工藝成熟。目前，常用的活化劑有H3P04、NaOH, ZnCl2等。化學-物理聯(lián)合活化法是綜合物理與化學活化方法的優(yōu)點，制備高吸附性能活性炭，但目前的技術(shù)上存在不足之處，需要進一步研究他們之間相關(guān)作用機理，也要開發(fā)新的技術(shù)裝備。生產(chǎn)活性炭的主要設備有耙式爐、多管爐、斯列普爐、回轉(zhuǎn)爐、悶燒爐、沸騰爐等，不同的設備在生產(chǎn)活性炭過程中對原料的要求、爐體的規(guī)格、投資的費用以及對最終活性炭產(chǎn)品的性能有不同的優(yōu)缺點，但他們總體的特點是活性炭生產(chǎn)過程耗能高，高溫反應后產(chǎn)生大量的高溫及余熱、煙塵及有害氣體等，處理費用高、難度大，假如通過煙筒直接排放到大氣中，這樣不僅降低了能量利用率，同時造成了環(huán)境污染。有鑒于上述現(xiàn)有的活性炭熱解廢煙氣處理設備存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設計制造多年豐富的實務經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種活性炭熱解·廢煙氣冷凝收集設備，能夠改進一般現(xiàn)有的設備及方法，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設計，并經(jīng)過反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本實用新型。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有的活性炭熱解廢煙氣處理設備存在的缺陷，提供一種新型結(jié)構(gòu)的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，所要解決的技術(shù)問題是對活性炭生產(chǎn)過程中爐體熱解產(chǎn)生的廢煙氣進行資源化處理和循環(huán)利用，對不可冷凝氣體和可冷凝氣體均進行收集，以對其進行再利用。本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本實用新型提出的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其包括集成式冷卻水箱、冷凝物收集器和不可冷凝氣體收集器；該集成式冷卻水箱分別與該冷凝物收集器和該不可冷凝氣體收集器相連通。[0007]本實用新型的目的以及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。前述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其中該冷凝物收集器還與該不可冷凝氣體收集器相連通。前述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其中該集成式冷卻水箱上方設有熱解氣體滯留倉，該熱解氣體滯留倉上設有熱解氣進口。前述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其中該集成式冷卻水箱包括集成式冷卻水箱本體，其下方設有冷凝物收集口，該冷凝物收集口與該冷凝物收集器的冷凝物收集桶相連通；該集成式冷卻水箱本體的下方還設有不可冷凝氣體出口，該不可冷凝氣體出口與不可冷凝氣體收集器的氣罐相連通。前述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其中該冷凝物收集桶還通過洗氣瓶與該氣罐連通。前述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其中該冷凝物收集桶中設有水位計和冷凝物流出口，且該冷凝物流出口與該冷凝物收集桶間設有球閥。前述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其中該冷凝物收集口與該集成式冷卻水箱本體之間的管道上設有球閥。前述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其中該集成式冷卻水箱本體外壁自上而下設有圓柱形的冷卻水出口。前述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其中該集成式冷卻水箱本體通過與其連接的支撐架固定在底座·上，該冷凝物收集桶設置在該支撐架內(nèi)部，該支撐架的結(jié)構(gòu)為:下部分為圓筒體，在圓筒體上表面圓周部分上等間距設有四個支架，與該集成式冷卻水箱本體連接。前述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其中該底座下安裝有腳輪。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本實用新型活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備可達到相當?shù)募夹g(shù)進步性及實用性，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價值，其至少具有下列優(yōu)點:可以將活性炭生產(chǎn)過程中爐體熱解產(chǎn)生的廢煙氣中的不可冷凝氣體及可冷凝氣體均收集起來，再進行資源化處理和循環(huán)利用，如若采用木質(zhì)纖維類生產(chǎn)活性炭的原料時，則收集的冷凝物可生產(chǎn)出木醋液、焦油；不可冷凝氣體可通入活性炭生產(chǎn)裝置作為活化劑，且可以為木煤氣，提高了活性炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的附加值，對活性炭生產(chǎn)過程造成的環(huán)境污染問題，起到了很好的防治作用，運行成本低、廢煙氣凈化效果好，維護方便。上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

圖1是本實用新型活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備一實施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A是本實用新型活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備的集成式冷卻水箱一實施例的主視不意圖。[0021]圖2B是圖2A中C-C剖面的剖視圖。圖3是本實用新型活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備的支撐架一實施例的俯視示意圖。圖4是應用本實用新型活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備的一工藝流程圖。1:集成式冷卻水箱101:集成式冷卻水箱本體102:熱解氣進口103:熱解氣體滯留倉 104:熱解氣通道105:冷凝水通道106:冷卻水出口107:冷卻水進口108:冷凝物收集口109:不可冷凝氣體出口 110:球閥2:冷凝物收集器21:冷凝物收集桶22:水位計23:冷凝物流出口24:球閥3:不可冷凝氣體收集器31、32:洗氣瓶33:氣罐
34:真空泵35:球閥40:底座50:支撐架60:腳輪
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。請參閱圖1，本實用新型的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，包括集成式冷卻水箱
1、冷凝物收集器2和不可冷凝氣體收集器3 ;該集成式冷卻水箱I分別與該冷凝物收集器2和該不可冷凝氣體收集器3相連通。較優(yōu)地，該冷凝物收集器2還與該不可冷凝氣體收集器3相連通，以收集該冷凝物收集器2中的少量不可冷凝氣體。進一步地，該集成式冷卻水箱I包括集成式冷卻水箱本體101，其下方設有冷凝物收集口 108，該冷凝物收集口 108與該冷凝物收集器2的冷凝物收集桶21相連通；該集成式冷卻水箱本體101的下方還設有不可冷凝氣體出口 109，該不可冷凝氣體出口 109與不可冷凝氣體收集器3的氣罐33相連通。較優(yōu)地，該冷凝物收集桶21還通過洗氣瓶31、32與該氣罐33連通，以收集進入冷凝物收集桶21中的少量不可冷凝氣體。較優(yōu)地，該冷凝物收集桶21中安裝有水位計22，且在其外側(cè)設有冷凝物流出口23，且該冷凝物流出口 23與該冷凝物收集桶21間設有球閥24。另外，該冷凝物收集口108與該集成式冷卻水箱本體101之間的管道上設有球閥110。冷凝物收集桶21中的水位計22和球閥24、110能夠通過冷凝物流出口 23及時調(diào)控冷凝物的收集量。[0045]該氣罐33與真空泵34相連，以經(jīng)過真空泵34將氣罐中的氣體送入熱解反應爐中，作為炭活化過程中的活化劑。較優(yōu)地，該真空泵又與球閥35相連，以控制氣體流量。請再參閱圖1，并同時參閱圖2A及圖2B，在此實施例中，該集成式冷卻水箱上方設有熱解氣體滯留倉103，其可以過渡性地儲存在反應過程中產(chǎn)生的大量廢煙氣，該熱解氣體滯留倉是與該集成式冷卻水箱I相連接，則選擇該熱解氣體滯留倉103的外形輪廓及橫向尺寸與該集成式冷卻水箱本體101 —致，在此實施例中，該熱解氣體滯留倉103與該集成式冷卻水箱本體101均為圓柱形結(jié)構(gòu)，且兩者之間通過法蘭連接。在該熱解氣體滯留倉103的外側(cè)部分設有冷卻水進口 102，活性炭熱解廢煙氣經(jīng)由該熱解氣體滯留倉103進入該集成式冷卻水箱本體101內(nèi)部的熱解氣通道104。圖2A及圖2B，為本實用新型活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備的集成式冷卻水箱一實施例，該集成式冷卻水箱下方設有冷卻水進口 107，且該冷卻水進口 107與該集成式冷卻水箱本體101間設有球閥。在該集成式冷卻水箱本體101外壁自上而下設有圓柱形的冷卻水出口 106，該冷卻水出口 106是圓柱形，這樣可以方便管理冷卻水的流出。在該集成式冷卻水箱本體101的內(nèi)部設有多個同樣大小規(guī)格的圓柱形的熱解氣通道104，并且，該些熱解氣通道104與前述的熱解氣體滯留倉103相連通。而該些熱解氣通道104的數(shù)量、排列方式等視情況而定，以能滿足冷凝效果為準，可采用現(xiàn)有技術(shù)，不局限于圖2B所繪示的排列方式。請參閱圖1及圖3，該集成式冷卻水箱本體101是通過與其連接的支撐架50固定在底座40上，該冷凝物收集桶21設置在該支撐架50內(nèi)部，在該實施例中，該支撐架50的結(jié)構(gòu)為:下部分為圓筒體，在圓筒體上表面圓周部分上等間距設有四個支架，且該些支架與水平面間有夾角，以使該些支架可與該集成式冷卻水箱本體101連接。較優(yōu)地，該底座下安裝有腳輪60，以方便整個裝置的移動。本實用新型的該 活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備的工作原理為:請同時參閱圖1及圖4，打開冷凝水，將活性炭熱解過程中產(chǎn)生的熱解廢煙氣，經(jīng)過熱解氣進口 102，通入集成式冷卻水箱內(nèi)的熱解氣體停留倉103中，通過熱解氣通道104，經(jīng)過冷卻水冷卻后，將能夠冷卻的物質(zhì)，經(jīng)過球閥110通過冷卻物收集口 108，收集在冷凝物收集桶21中，當采用木質(zhì)纖維類生產(chǎn)活性炭的原料時，將此冷凝物進一步分離為木醋液、焦油；而當采用其他原料時，此冷凝物即為焦油；伴隨著冷凝物收集器2進入冷凝物收集桶21中的少量不可冷凝氣體，經(jīng)過洗氣瓶31、32處理后，通入氣罐33中，大量的不可冷凝氣體通過不可冷凝氣體出口109的管道收集在氣罐33中，氣罐33中的一部分不可冷凝氣體經(jīng)過真空泵34送入熱解反應爐中，作為炭活化過程中的活化劑，另外一部分貯存在氣罐33中作為木煤氣燃燒。上述熱反應過程中相關(guān)參數(shù)可根據(jù)以下公式計算:Q 放=Q 吸......(I)Q吸=(T-T0)FC1......(2)Q放=(T1-T) X ( Jir2X V X P ) XC2X K......(3)公式中:T為最終溫度，Ttl為水的初始溫度，T1為熱煙氣初始溫度，F(xiàn)為水的瞬時流量，C1為水的比熱，C2為蒸汽的比熱，r為冷卻水管的半徑，V冷卻水流速，P為水的密度，K為換熱效率。通過以上計算方法，針對具體的情況，可確定該集成式冷卻水箱結(jié)構(gòu)的具體尺寸大小。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù) 方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其特征在于其包括集成式冷卻水箱(I)、冷凝物收集器(2)和不可冷凝氣體收集器(3);該集成式冷卻水箱(I)分別與該冷凝物收集器(2)和該不可冷凝氣體收集器(3)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其特征在于該冷凝物收集器(2)還與該不可冷凝氣體收集器(3)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其特征在于該集成式冷卻水箱(I)上方設有熱解氣體滯留倉(103)，該熱解氣體滯留倉上設有熱解氣進口(102)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其特征在于該集成式冷卻水箱(I)包括集成式冷卻水箱本體(101 )，其下方設有冷凝物收集口( 108)，該冷凝物收集口( 108 )與該冷凝物收集器(2 )的冷凝物收集桶(21)相連通；該集成式冷卻水箱本體(101)的下方還設有不可冷凝氣體出口(109)，該不可冷凝氣體出口(109)與該不可冷凝氣體收集器(3)的氣罐(33)相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其特征在于該冷凝物收集桶(21)還通過洗氣瓶(31、32)與該氣罐(33)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其特征在于該冷凝物收集桶(21)中設有水位計(22)和冷凝物流出口(23)，且該冷凝物流出口(23)與該冷凝物收集桶(21)間設有球閥(24 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述 的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其特征在于該冷凝物收集口( 108)與該集成式冷卻水箱本體(101)之間的管道上設有球閥(110)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其特征在于該集成式冷卻水箱本體(101)外壁自上而下設有圓柱形的冷卻水出口(106)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其特征在于該集成式冷卻水箱本體(101)通過與其連接的支撐架(50)固定在底座(40)上，該冷凝物收集桶(21)設置在該支撐架(50)內(nèi)部，該支撐架(50)的結(jié)構(gòu)為:下部分為圓筒體，在圓筒體上表面圓周部分上等間距設有四個支架，與該集成式冷卻水箱本體(101)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其特征在于該底座(40)下安裝有腳輪(60)。
專利摘要本實用新型是有關(guān)于一種活性炭熱解廢煙氣冷凝收集設備，其包括集成式冷卻水箱(1)、冷凝物收集器(2)和不可冷凝氣體收集器(3)；該集成式冷卻水箱(1)分別與該冷凝物收集器(2)和該不可冷凝氣體收集器(3)相連通。該設備對活性炭生產(chǎn)過程中爐體熱解產(chǎn)生的廢煙氣進行了資源化處理和循環(huán)利用，對不可冷凝氣體和可冷凝氣體均進行收集，以對其進行再利用，提高了活性炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的附加值，且對環(huán)境污染起到了很好的防治作用。
文檔編號B01D5/00GK203139669SQ20132012991
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者朱銘強, 蘇印泉, 朱亞紅, 尉芹, 葛明生, 周凱凱, 劉艷 申請人:西北農(nóng)林科技大學