一种活性炭两段式节能环保活化炉的制作方法

本实用新型涉及活性炭制备领域，尤其涉及实现对有害排放物的去除并减少加热耗能成本的一种活性炭两段式节能环保活化炉。

背景技术：

在目前磷酸法活性炭生产中，均采用内热式逆向热气与物料流动的加热方式，即热空气由炉头加热向炉尾供热空气，炭化、活化料由炉尾向炉头流动。在生产过程中大量的热解空气：CO、CO2、水蒸气、磷酸汽、木煤气、焦油均由烟道排到大气中，严重污染了空气并且耗能严重，吨炭成产加热耗能成本在300～400元。在国内环保的压力下，各企业都在花费大量的财力改造排烟净化系统，但效果很不明显，且投入巨大。且常规的磷酸活化过程中，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，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。

并且这种被动的技术改造不能彻底根治污染源，基本原因是由于干燥段是低温排潮，原料只是排出水蒸气对大气基本上不产生污染，污染主要来自中高温热解段，原料在350℃时热解反应剧烈大量的CO、木煤气、焦油等分解出在炉中与水蒸气混合直接排到大气中，因此造成较为严重的污染。

中国专利局于2018年3月2日公开了一种内辐射热式活性炭生产装置的发明专利授权，授权公告号CN105565315B，所述炭活化转炉具有转炉前端和转炉后端，所述转炉前端设置有转炉炭化料进料口，所述转炉后端设置有转炉活性炭出料口，在所述炭活化转炉的内腔沿该内腔的轴向设置有热辐射加热体，所述热辐射加热体具有内置加热装置，所述转炉炭化料进料口连接进料装置，所述转炉活性炭出料口连接出料装置。其内辐射热式活性炭生产装置，虽然能够有利于活性炭生产的稳定运行，有利于节能、环保或提高活性炭的品质，但是其也存在着一定的缺陷，例如其在工作过程中生成的热解空气：CO、CO2、水蒸气（85%）、磷酸汽、木煤气、焦油均由烟道排到大气中，严重污染了空气，并且由于其中的CO、木煤气以及焦油等可燃性气体不能有效的回收利用，因此其能源回收率较低耗能严重，从而导致整体经济效益较低。

中国专利局还于2017年8月11日公开了一种内外热一体生物质回转热解气化设备的发明专利申请，申请公告号CN107033973A，其主要由进料装置、外热式热解装置、内热式气化装置、密封装置、出料装置和燃烧器等组成，其进出料装置和密封装置保证了热解气化设备的密封性和热解气化反应的连续运行，采用高温燃气回用为外热热解提供热量，降低能耗，将水蒸气和空气混合气作为气化介质在内热式转炉内与物料发生气活化反应，生成燃气和活性炭，但其气化介质中的水蒸气无法去除，在活性炭活化时会对活化效果和活化质量产生不利影响。

而据不完全统计，全国85%以上的活性炭是化学法生产出来的，每年排向大气中的粉尘、CO、CO2等达数十万吨。

技术实现要素：

为了克服现有技术中活性炭生产装置中生成的热解空气只能够直接排放到空气中，热解气中的可燃性气体无法有效再利用，且无法有效去除原料中水汽并实现分隔的问题，本实用新型提供了一种实现对有害排放物的去除并减少加热耗能成本的活性炭两段式节能环保活化炉。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种活性炭两段式节能环保活化炉，所述的活化炉包括烘干窑以及碳活化窑，其两者之间通过热烟输送管联通连接，所述的热烟输送管一端贯穿烘干窑头并延伸至烘干窑内部，另一端设置于碳活化窑尾部并与设置于碳活化窑内部的火管的一端固定连接。

本实用新型中物料首先通过烘干窑将物料中的水分进行烘干，然后将烘干后的物料置于碳活化窑中进行活化，最终得到活性炭。本实用新型中的碳活化窑与烘干窑不互通，因此在活化阶段碳活化窑中反应生成的CO、CO2、磷酸汽、木煤气和焦油等热解气无法进入至烘干窑内部，同时由于碳活化窑中生成的热解气的水含量极低，可燃性气体的含量大大提高，具备可极高的回收再利用价值，可对其进行燃烧，燃烧后可去除热解气中的磷酸汽产生五氧化二磷并将CO、木煤气和焦油等完全燃烧进而变成清洁的高温空气，高温空气通过热烟输送管将高温空气中的热量利用热辐射的方式提供碳活化窑中炭化活化所需的热能，不但实现了热解气的回收利用，还实现了能量的高效利用，高温空气在通过碳活化窑部分后又，进入到烘干窑，可对烘干窑内的物料提供热量实现对其的干燥，再连通水蒸气形成高温空气一同从排气管道排出，而五氧化二磷可再次用以制备磷酸用以对物料的活化所需，实现重复利用，排出的高温空气对环境绿色环保无害，能够有效减少对环境造成的污染，并且本实用新型的热量来源除启动初期需要外加热源外，可完全实现自给自足，具有良好的节能效果。采用两段式结构，能够使得烘干窑中物料的干燥速率与炭活化窑中的物料活化速率均可以相互调节，使得两者的效率可以相匹配，保证了最终的活性炭的产量以及生产效率，同时由于炭活化段中的转速以及生产时间能够根据物料的自身状态而进行调整，使得最终产品的品质均一有保障。

作为优选，所述的烘干窑中的烘干窑尾前端设有一个原料进料螺旋机，所述的烘干窑中的烘干窑头下方设有一个干料进料螺旋机。

本实用新型中的物料首先通过原料进料螺旋机进入到烘干窑中进行烘干，当物料完全烘干后，再将其通过干料进料螺旋机将烘干后的物料送入到碳活化窑中。从而实现了烘干活化一体化运作。

作为优选，所述的干料进料螺旋机贯穿碳活化窑尾并延伸至碳活化窑内部。

作为优选，所述的烘干窑中的烘干窑尾前端还设有尾气处理装置，其依次包括沉降室、袋式除尘器以及风机。

本实用新型中的烘干窑尾前端还设有尾气处理装置能够有效的保证尾气中的颗粒污染物不会排放至大气中，从而污染环境，同时风机的设置能够使得管理中的水蒸气以及燃烧后得到的热空气只能沿着同一方向运作，同时也保证了碳活化窑中存在一定的压差，使得生成的热解气能够依次沿着碳活化窑、燃烧塔、余热锅炉以及火管的路径进行运动，使得热解气不会从碳活化窑中逃逸，从而保证了热解气的有效燃烧再利用。

作为优选，所述的碳活化窑的碳活化窑头设有一根出气管，所述的出气管的另一端与燃烧塔管路连接，所述的燃烧塔通过管路与余热锅炉连接，所述的余热锅炉与位于碳活化窑头的火管管路连接。

本实用新型中的碳活化窑在工作过程中会产生大量的热解气，其可作为燃料进行回收再利用，其通过风机产生的压差能够依次沿着碳活化窑、燃烧塔、余热锅炉以及火管的路径进行运动，使得热解气不会从碳活化窑中逃逸，从而保证了热解气的有效燃烧再利用。

作为优选，所述的碳活化窑的碳活化窑头处还设置有一个关风器。

关风器又称关风机、卸料阀、卸灰阀、星型卸料器。关风器是气力输送与通风除尘网络中的重要设备，其主要功能是将卸料器或除尘器中的物料连续不断地及时排出，同时保证设备内压力不暴露于常压环境。本实用新型中能够将活化完成后的活性炭通过关风器的输送作用，不断地将活性炭排出到碳活化窑外，从而获得成品活性炭。

作为优选，所述的烘干窑窑身还设有一个第一传动装置，与之相配合的其上还设有若干第一滚带。

作为优选，所述的碳活化窑窑身还设有一个第二传动装置，与之相配合的其上还设有若干第二滚带。

在烘干窑窑身以及碳活化窑窑身上依次设置第一传动装置、第一滚带以及第二传动装置、第二滚带能够有效的将烘干窑以及碳活化窑在工作过程中实现绕轴转动的功能，从而使得物料的烘干以及活化更加的有效，使得其烘干活化效果更佳的均匀。

作为优选，所述的热烟输送管内部还设有一根配风管。

本实用新型的有益效果是：

1）能够有效的将无害的水蒸气以及对空气有污染的热解气进行有效的分离；

2）能够有效的对热解气中的可燃性气体进行回收再利用，达到减少污染提高能源利用率、降低成本的效果；

3）利用两段式的结构，能够有效的保证烘干窑中干燥物料的速率与炭活化窑中物料活化的速率能够各自独立调整，时的两者速率相适配，保证了生产效率，提高了产品品质；

4）通过将外热式加热转变成热辐射内热式加热，能够进一步提高活性炭产品的品质，提升产品的质量。

附图说明

图1 为本实用新型的一种结构示意图。

其中：1、原料进料螺旋机 2、烘干窑尾 3、烘干窑 4、沉降室 5、袋式除尘器 6、风机 7、传动装置 8、第一滚带 9、烘干窑头 10、热烟输送管 11、炭活化窑尾 12、第二滚带13、传动装置 14、炭活化窑 15、火管 16、燃烧塔 17、余热锅炉 18、炭活化窑头 19、关风器 20、干料进料螺旋机 21、配风管 22、出气管。

具体实施方式

以下结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步清楚详细的描述说明。

如图1 所示的一种活性炭两段式节能环保活化炉，所述的活化炉包括烘干窑3以及碳活化窑14，其两者之间通过热烟输送管10联通连接，所述的热烟输送管10一端贯穿烘干窑头9并延伸至烘干窑3内部，另一端设置于碳活化窑尾11部并与设置于碳活化窑14内部的火管15的一端固定连接，所述的热烟输送管10内部还设有一根配风管21，所述的烘干窑3窑身还设有一个第一传动装置7，与之相配合的其上还设有若干第一滚带8，相应的所述的碳活化窑14窑身还设有一个第二传动装置13，与之相配合的其上还设有若干第二滚带12。

所述的烘干窑3中的烘干窑尾2前端设有一个原料进料螺旋机1，所述的烘干窑3中的烘干窑头10处设有一个关风器19以及干料进料螺旋机20，干料进料螺旋机20贯穿碳活化窑尾11并延伸至碳活化窑14内部。所述的烘干窑3中的烘干窑尾2前端还设有尾气处理装置，其依次包括沉降室4、袋式除尘器5以及风机6。

所述的碳活化窑14的碳活化窑头18还设有一根出气管22，所述的出气管22的另一端与燃烧塔16管路连接，所述的燃烧塔16通过管路与余热锅炉17连接，所述的余热锅炉17与位于碳活化窑头18的火管15管路连接。

本实用新型的使用方法如下：首先将物料通过原料进料螺旋机1通入烘干窑2中，然后经过烘干窑3的烘干作用将物料中的水分烘干，烘干后的物料通过干料进料螺旋机20带入到炭活化窑14中，在炭活化窑14中物料受到热的作用分解出热解气，热解气沿着炭活化窑14依次经过出气管22、燃烧塔16以及余热锅炉17，燃烧生成高温气体，高温气体最终通入火管15，将热量通过辐射传递到炭活化窑14中对物料进行活化，经过放热后的高温气体沿着火管15进过热烟输送管10中的配风管21进入到烘干窑3中对烘干窑中的物料进行加热脱水，最终通过风机6的牵引作用，与脱水生成的水汽一起依次通过沉降室4、袋式除尘器5进行过滤，最终将清洁的气体排放进入到空气中，从而减少对环境的污染。

本实用新型中，采用两段式结构，能够使得烘干窑中物料的干燥速率与炭活化窑中的物料活化速率均可以相互独立调节，使得两者的效率可以相匹配，保证了最终的活性炭的产量以及生产效率，同时由于炭活化段中的转速以及生产时间能够根据物料的自身状态而进行调整，使得最终产品的品质均一有保障。通过将外热式加热转变成热辐射内热式加热，能够进一步提高活性炭产品的品质，提升产品的质量。

此外，本实用新型能够有效的将无害的水蒸气以及对空气有污染的热解气进行有效的分离，对热解气中的可燃性气体进行回收再利用，达到减少污染提高能源利用率，完全实现自给自足起到降低成本的效果。