一种流态化生产活性炭的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及活性炭的生产设备，特别涉及一种采用流态化生产活性炭的设备。
【背景技术】
[0002]活性炭是一种用途十分广泛的吸附剂、催化剂和催化剂载体。在食品、制糖、医药、化工、环保、囯防、农业、燃料气存儲、气体分离、催化反应等诸多领域具有广泛的用途。
[0003]中国的活性炭工业自上世纪五十年代开始，至今已走过六十多年的发展历程。在这一过程中，所采用的主要工艺和设备均来自前苏联，即迴转炉炭化，斯列普炉活化。目前该工艺和设备占到国内总产能的90%以上，其中虽然进行过一些改进，但依然没有实质性变化。进入2000年后，在市场需求扩大和节能环保的大背景之下，我国引进了多段炉生产工艺和设备。
[0004]迴转炉炭化、斯列普炉活化工艺:加工成一定粒度的煤粒或压制成型的条料，经斗提机或皮带机加入炭化炉，炉头由发生炉煤气加热，热烟气以逆流方式与物料接触，随温度的逐步升高，顺序完成预热升温、干燥脱水、裂解炭化等过程。产生的炭化料由炉尾部排出，经冷却后仓储备用。炭化尾气经废热锅炉焚烧后排空。炭化料经提升设备由斯列普活化炉顶部加入，经长达50小时高温水蒸汽的活化，由炉底部排出，即成品活性炭。
[0005]斯列普活化炉工艺始于上世纪三十年代的欧洲，五十年代初引入国内，八十年代后在国内大面积推广使用。该工艺设备不仅外型庞大建设费用高，耗能高、产出低，而且没有相应尾气处理设施，特别的是单元设备产量低。目前最大规模的设备也仅达到年产1500吨，这也是造成产业分散、集中度低的重要因素。
[0006]迴转炉炭化、多段炉活化工艺:炭化采用迴转炉完成，炭化料由多段炉炉体上部加入，在炉臂带动下，逐层向下移动，在移动过程中与高温水蒸气接触，完成活化。
[0007]多段炉工艺虽然在能耗和环保方面有了改进，但依然存在投资过大，维护费用过高，生产成本居高不下等缺点。
[0008]现有技术的炭化料从炭化炉排出后需经降温、装存、运输的周转环节，再进入活化炉，生产成本很高。
[0009]斯列普炉和多段炉在活化工艺过程中由于高温水蒸气和炭化料不能充分接触，成品活性炭和高温水蒸气的比例分别为1:6?8和1:4?6，能源浪费严重。
[0010]现有技术成品活性炭的产出比一般在3.75吨:1吨(其中燃料煤1.25t,原料煤
2.5t)，生产成本高。
[0011]目前，我国的活性炭行业仍处于能耗高、污染严重、单元设备产量低、无法实现自动控制、制造成本高的状况，极大限制了行业的发展。这与我国活性炭制造和消费大国的地位极不相称。宄其原因，一个重要因素就是生产的工艺和设备没有实现更新，依然停留在上世纪四十年代的水平。
【发明内容】
[0012]本发明旨在克服现有技术的缺点，提供一种流态化生产活性炭的设备，解决目前活性炭生产设备能耗高、污染严重、单元设备产量低、投资大和生产成本高的技术问题。
[0013]本发明是通过以下技术方案来实现的:
[0014]一种流态化生产活性炭的设备，包括:炭化炉和活化炉，其特征在于:所述炭化炉是一种多槽炭化炉，所述活化炉是一种过热蒸汽活化炉，所述多槽炭化炉与分段空气煤气水换热器连接，分段空气煤气水换热器与灰融聚燃烧器连接，灰融聚燃烧器与高温煤气分配器、过热蒸汽发生器、烟气蒸汽混合室顺序连接；烟气蒸汽混合室与过热蒸汽活化炉连通，过热蒸汽活化炉顶部与气固分离器连通，气固分离器底部与冷却換热水箱相接，气固分离器顶部与常压气水換热器连通，常压气水換热器下部的冷水管与冷却換热水箱和重力冷却机以及分段空气煤气水换热器、烟气冷凝I!相通，常压气水換热器上部的热水管与过热蒸汽发生器连通，常压气水換热器底部与脱硫除尘器连接，脱硫除尘器经引风机与烟囱连接。
[0015]进一步，所述多槽炭化炉内设有I?V号槽式炉膛，相邻炉膛之间用半截隔壁分隔，I?V号槽式炉膛下部设置多槽布风板，多槽布风板上设有炭化窄缝风帽，多槽布风板下方与I?V号槽式炉膛对应设置I?V号多槽等压风箱，在I号槽式炉膛的上部设有与烟气冷凝I!连通的煤干燥室，煤干燥室与螺旋给煤机相接。
[0016]进一步，所述分段空气煤气水换热器一端与I号高压鼓风机连接，其内配有I?V号高温煤气换热通道，I?V号高温煤气换热通道与I?V号多槽等压风箱对应连通，在I?V号高温煤气换热通道上对应设置I?V号煤气调节阀门，分段空气煤气水换热器通过I?V号高温煤气输出通道与高温煤气分配器连通，分段空气煤气水换热器另一端经高温热空气管与II号引射泵和灰融聚燃烧器连通。
[0017]进一步，所述烟气蒸汽混合室通过I号电动调节阀门与过热蒸汽活化炉的活化炉等压风箱连通；活化炉等压风箱上面设置活化炉布风板，活化炉布风板上设有活化窄缝风帽，过热蒸汽活化炉经高温小颗粒阀与多槽炭化炉连通，过热蒸汽活化炉底部与重力冷却机相接。
[0018]进一步，所述气固分离器顶部通过烟道与常压气水換热器和I号引射泵连通，I号引射泵与烟气混合室连通，I号引射泵与I号高压鼓风机连接。
[0019]进一步，所述常压气水換热器下部的冷水管通过软水处理系统、水泵与冷却換热水箱和重力冷却机以及分段空气煤气水换热器、烟气冷凝I!的冷水管相通；常压气水換热器上部的热水管以及分段空气煤气水换热器、烟气冷凝I!的热水管通过III号电动调节阀门与过热蒸汽发生器连通。
[0020]进一步，所述常压气水換热器底部的尾气管与脱硫除尘器连接，脱硫除尘器通过烟道与III号引射泵连接，III号引射泵与I号高温煤气换热通道连接，同时，脱硫除尘器经引风机与烟囱连接。
[0021]进一步，所述多槽炭化炉的顶部通过烟道与焦油处理系统连接，焦油处理系统通过烟道与II号引射泵和III号引射泵连通，多槽炭化炉的煤干燥室通过烟道与烟气冷凝?连通，烟气冷凝I!底部通过烟道与II号引射泵和III号引射泵连通。
[0022]进一步，所述高温煤气分配器、过热蒸汽发生器、烟气蒸汽混合室位于同一个筒体内，所述是过热蒸汽发生器在筒体中部沿筒壁均匀设置的若干喷嘴，所述高温煤气分配器与灰融聚燃烧器直接连通。
[0023]进一步，所述气固分离器底部通过II号电动调节阀门与过热蒸汽活化炉连接。
[0024]进一步，所述冷凝器底部的带灰冷凝水与沉淀池相接。
[0025]进一步，所述灰融聚燃烧器下方设有液态渣的渣池。
[0026]本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0027]1、能耗小、污染物排放少:
[0028]由于煤干燥室、炭化炉和活化炉在干燥、炭化和活化中排出的烟气，均进行了循环利用，不仅消耗能量少，而且大幅度减少了污染物的排放；由于煤粉经燃烧器燃烧后的烟气循环利用，不仅煤粉的投入量大幅减少，而且减少污染物排放量在60 %以上；由于煤粒在干燥、炭化和活化过程中全部在流态化运动状态下进行，高温烟气、过热蒸汽与流态化的煤粒和炭化料之间能进行充分的接触，加速炭活化进程，炭、活化时间缩短，减少了能耗，单位产量的排放大大降低；由于炭化炉和活化炉在完全密闭状态下进行，炉膛内呈微正压贫氧燃烧，很大程度减少了烧损。
[0029]2、生产成本低:
[0030]由于煤粒经干燥炭化合格后直接进入活化炉，取消了现有技术中炭化料从炭化炉排出后需经降温、装存、运输再进入活化炉的周转环节，降低了生产成本；由于煤干燥炉尾气、炭化炉烟气和活化炉烟气均进行循环利用，在工艺过程中煤粉的投入量大幅减少，降低了生产成本；由于炭、活化时间从原来的50小时缩短至5小时内完成，降低了生产成本；由于成品活性炭的产出比从3.75t:lt扩大至2.5?3t: lt，扩大了产出比，降低了生产成本；由于生产全过程自动化调控，减少人工管理，降低了生产成本；由于全系统无大型转动设备，同类型标准化采购，炭化活化炉等设备生产过程中故障和损坏率小，减少维修工作量，降低了生产成本。
[0031]3、建设投资少:
[0032]由于取消了炭化炉至活化炉中途降温、装存和运输环节和相关设备，大幅减少了建设投资；由于主要设备结构简单，没有转动部件，制造成本低，减少了建设投资；由于工艺流程中设备紧凑，占地面积小建设投资少。
[0033]4、实现全自动控制:
[0034]由于煤粒在整个流态化干燥、炭化、活化工艺过程中，高温烟气、过热蒸汽的温度、压力、流量和相互的配合，以及煤粒进入煤干燥室、多槽炭化炉、过热蒸汽活化炉的给料量、料层厚度、温度、停留时间，均对最终活性炭的质量指标产生影响，这些工艺参数靠人工操作根本做不到有效的调控。所以本发明在执行过程中对冷水、常温空气、煤粒、煤粉和经反应变化产生的热水、高压空气、高温烟气、混合气、尾气、炭化料和活化料的温度、压力、流量、料层、停留时间均进行全方位监测，并根据监测数据对涉及到的设备和阀门进行自动化调控，使生产过程符合工艺规程的要求，生产出合格的活性炭产品。
[0035]本发明和现有活性炭生产设备相比适应性广，可适应于各煤种、各种颗粒和各种性能规格活性炭生产，可进行废弃活性炭的再生利用，适用于各类果壳、废弃木材等生物类原料制作活性炭的需求。本发明具有设备布局合理，结构紧凑，能耗小、污染少、产量高、制造成本低和实现全自动控制的优点。
【附图说明】
[0036]图1为本发明的结构示意图；