一种罐式炭化炉的制作方法

本实用新型涉及活性炭生产领域，尤其是涉及一种罐式炭化炉。

背景技术：

活性炭是一种比表面积高、孔隙结构发达的多孔质炭材料。制造发达孔隙结构的过程叫活化，因此，通常把制造活性炭的方法叫活化方法。磷酸活化法是以植物纤维材料为原料和磷酸为活化剂的一种制备活性炭的主要方法，它的工艺过程包括原料处理、浸渍、炭化、磷酸回收、漂洗、干燥、粉碎、过筛与包装等步骤。它是目前活性炭生产技术中效率最高、能耗最小、对环境影响程度最低的一种活化方法。磷酸活化法所使用的原料主要是植物纤维原料，包括木材，木材加工剩余物，农作物废料和农业加工剩余物等；磷酸活化所需活化温度最低，磷酸挥发性低且无毒；原料中碳的转化率最高，其活性炭得率可达40%左右。磷酸活化法是最有潜力的绿色活性炭工业生产方法。

在磷酸活化植物植物纤维原料生产活性炭过程中，炭化是其关键工序。磷酸活化过程的炭化是指浸渍了磷酸溶液的木屑等原料，在活化炉中逐渐加热到500oC左右，并保留一段时间，将植物纤维原料转化为炭，将磷酸回收洗出后，就得到孔隙结构发达的活性炭。磷酸活化法的研究与生产历史已有30多年，其中在活化炉中加热浸渍了磷酸的原料的方式都是内热式，即加热介质（如高温烟道气等）是直接与物料接触，达到加热目的。以往的磷酸活化工艺以及活化炉设备都是按照内热式进行的。

在磷酸活化过程中，采用内热式的加热方式主要存在以下弊端：

（1）由于高温烟道气常含有微小的固体颗粒，导致活性炭的灰分含量偏高，显著影响了活性炭的品质，降低了活性炭的销售价格，因此，降低磷酸活化法活性炭的灰分是活性炭生产企业高度重视的主要技术之一。

（2）采用内热式加热，在高温下加热介质气流会加重浸渍物料中活化剂磷酸的挥发，提高磷酸的消耗，增大了活性炭的生产成本。因此，在磷酸活化过程中，降低烟道气中的挥发磷酸量，不仅可以显著减少磷酸消耗，降低生产成本，还可以减轻尾气处理负担。

（3）采用内热式加热，导致在活化时，物料的升温速率较快，且无法控制温度，从而导致活性炭内部的裂缝较多，使得活性炭的整体力学性能较差，无法满足严苛的使用条件。

例如一种在中国专利文件上授权的一种炭化炉组，其授权公告号为CN205528583U，它由炭化炉、风机和吸收罐组成，炭化炉、风机和吸收罐通过管路依次连接，炭化炉为两个或两个以上，接入到整体工艺中的方式为并行联接接入。本实用新型采用干馏工艺，把木材、果壳等木质原料放置在密闭的炭化炉内，在燃烧室内添加燃料，燃烧生成热气体，通过热气导管进入炭化炉内，对木质原料加热进而实现无氧炭化，炭化过程中生成的可燃副产物又通过管路进入燃烧室燃烧，最后燃烧的气体通过风机引入吸收罐内进行吸收处理，避免了环境污染。该炭化炉组中的炭化炉既可以单独使用，也可以多台同时使用，可节省操作时间，提高了效率。但是其也存在着许多的不足之处，例如其加热方式为内热方式，其在炭化过程中会将杂质带入到活性炭中，导致活性炭的品质下降，同时，采用内热方式无法很好地控制升温速度以及温度，导致得到的活性炭大多为碎裂的炭块，无法得到无裂缝，力学强度高的钢炭，且其炭化过程中需要全程加入燃料因此其能源消耗较大。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术中内热法加热会在活性炭中引入杂质，活性炭品质较低，活性炭的表面裂缝较多，整体装置能耗较大的问题，提供一种能够采用外热法加热，生成的活性炭无裂缝，具有钢碳效果，无杂质，整体装置能耗较低的一种罐式炭化炉。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种罐式炭化炉，所述的罐式炭化炉包括炉体，所述的炉体内部固定设有一个炭化罐，所述的炉体内壁与炭化罐之间设有一条用以加热炭化罐的火道，所述的炭化罐正下方的炉体底部设有一个启动热源口，所述的炉体下方还设有一根干馏气收集管。

本实用新型中的炭化炉，采用外热法加热，首先通过启动热源口对炭化罐进行启动加热，在炭化罐内的物料炭化到一定程度时，受热分解出来的热解气能够有效的进入干馏气收集管中，然后使用这一部分热解气作为能源，燃烧生成热空气进入到火道中，继续对炭化罐进行加热，使得整个装置达到了能源自给自足的效果，从而节省了大量的燃料，降低了成本。同时，本发明中采用外热法加热，加热的温度以及升温速率均可通过控制热空气的温度进行调整，使得物料在缓慢升温的条件下生成活性炭，从而使得其表面无裂缝，保证生成的活性炭为大块完整的活性炭，能够达到钢炭的效果，且热空气不与物料进行直接的接触，从而使得最终的活性炭中不会沾染灰分以及杂质，保证了活性炭的品质。

作为优选，所述的炉体内壁处围绕炭化罐设有一层保温隔热层。

设置保温隔热层能够使得火道内的热空气不会快速的降温，从而能够使得能源的利用率大大提升，使得整个装置具有节约能源的效果。

作为优选，所述的炭化罐下方的保温隔热层还设有一个启动热源通道，所述的启动热源通道与启动热源口上下位置相对应。

由于本实用新型中最开始启动时物料还没有进行热解，因此没有热解气，因此最开始时需要进行外部提供热解热量，因此需要设置启动热源口，启动热源口的热量能够随着启动热源通道的导向从而达到炭化炉底部进行初步的热解，当热解气达到一定浓度时，便可以关闭启动热源口，采用自给自足的方式提供热量，从而达到节约能源的效果。

作为优选，所述的炭化罐上方还设有一个炉盖，所述的炉盖中部还设有一个排气孔。

作为优选，所述的炉体两两之间可通过火道与火道之间的火道连接管，以及干馏气收集管与干馏气收集管之间的干馏气连接管的固定连接，从而相互组合成一体。

本实用新型中的炭化炉可相互组合，从而使得生产效率进一步的提升，间接的降低了生产活性炭的成本与制备效率。

作为优选，所述的干馏气收集管与燃烧炉管路连接，所述的火道一端与燃烧炉管路连接另一端与风机管路连接。

本实用新型中当炭化罐中的热解气达到一定量时，通过干馏气收集管的导流将干馏气引入燃烧炉中，在燃烧炉燃烧后得到高温的气体，高温气体通过火道加热炭化罐，使得整个装置的能源利用效率大大提高，同时也能够有效的提高活性炭的品质，通过燃烧炉的控制，能够有效的根据活性炭的炭化过程调节热空气的温度，保证了最终活性炭的炭化过程，提高了生成的活性炭的品质。

作为优选，所述的风机与排烟管固定连接。在热空气对炭化罐进行加热后，通过排烟管以及风机能够有效的将无害的热空气排放至室外，满足环保要求。

因此，本实用新型具有如下有益效果：

（1）采用外热法加热，生成的活性炭无杂质，品质高；

（2）活性炭炭化过程中升温速率可控制，生成的活性炭表面无裂缝，达到钢炭效果；

（3）整体装置的能源利用率高，能够基本满足自给自足的效果。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

其中：炉体1、炭化罐2、火道3、启动热源口4、干馏气收集管5、保温隔热层6、启动热源通道7、炉盖8、排气孔9、火道连接管10、干馏气连接管11、燃烧炉12、风机13、排烟管14。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示的实施例中，一种罐式炭化炉，所述的罐式炭化炉包括炉体1，所述的炉体1内部固定设有一个炭化罐2，所述的炭化罐2上方还设有一个炉盖8，所述的炉盖8中部还设有一个排气孔9，所述的炉体1内壁处围绕炭化罐2设有一层保温隔热层6，所述的炉体1内壁与炭化罐2之间设有一条用以加热炭化罐2的火道3，所述的炭化罐2正下方的炉体1底部设有一个启动热源口4，所述的炭化罐2下方的保温隔热层6还设有一个启动热源通道7，所述的启动热源通道7与启动热源口4上下位置相对应，所述的炉体1下方还设有一根干馏气收集管5。

所述的炉体1两两之间可通过火道3与火道3之间的火道连接管10，以及干馏气收集管5与干馏气收集管5之间的干馏气连接管11固定连接，所述的干馏气收集管5与燃烧炉12管路连接，所述的火道3一端与燃烧炉12管路连接另一端与风机13管路连接，风机13与排烟管14固定连接。

本实用新型的具体使用方法如下：首先将物料置于炭化罐2中，然后点燃启动热源口4对炭化罐2进行初步的热解，当炭化罐2中的干馏气达到一定浓度是，关闭启动热源口4，将干馏气经干馏气收集管5导入到燃烧炉12中进行燃烧，得到热空气，热空气进入到火道3中继续加热炭化罐2，经过放热的热空气经过依次经过风机13与排烟管14将无害的热空气排放至空气中。