一种穿流多层交错床活性炭活化装置的制作方法

1.本发明涉及一种穿流多层交错床活性炭活化装置，属于活性炭生产技术领域。


背景技术：

2.当前市场上有两种新型活性炭活化设备，一种是多层耙式活化窑，生产的活性炭产品比表面积可达到2000m2以上，品质较高，但设备投资昂贵，是一般窑炉3倍以上，耗能高，设备磨损大，维修难度大，操作复杂，有安全隐患；另一种是多层活化窑，每一层一个炉箅子下边是燃烧室，炉箅子上放有活化料，这样一层层摞起来的，燃烧室的高温烟气作为活化剂穿过上层炉箅子上的活化料层，实现活化料得到与活化剂充分接触，然后炉箅子的炉条翻转45-90度将活化料翻到下一层继续活化，活化完成的活性炭从窑炉底部排出，这种窑炉理论上比上述那种有节能道理，但是这种结构很难实现工业化装置，理由：一是炉箅子长期处在高温下，还要定期翻转卸料没有金属材料满足要求，二是燃烧室的燃料是各层活化料活化时产生的煤气，煤气成分不稳定容易产生燃爆，安全隐患较大，很难达到稳定运行的状态。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种穿流多层交错床活性炭活化装置，不仅能够有效提高活性炭的比表面积，而且运行稳定、节能、安全。
4.为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种穿流多层交错床活性炭活化装置，包括炉体、交错炉排组件、热风炉、冷却器、煤气回用机构和出料机构，其中，采用多层交错炉排组件平行设置在炉体内部，炉体的顶部通过其设置的煤气出口与煤气回用机构连接，炉体的下部通过其设置的活化剂入口与热风炉连接，所述煤气回用机构与所述热风炉联通；炉体的底部设计成敞口以作为活性炭入口，所述活性炭入口与下方设置的冷却器连接，在冷却器内设置有用于输出成品活性炭的出料机构。
6.优选地，所述多层交错炉排组件的最下层和次下层间隔较大，活化剂入口设置在最下层和次下层之间，初入炉体内火焰处在最高温期可以对最下层活化料继续活化，同时防止高温火焰对下部冷却器造成热辐射影响冷却效果。其余交错炉排组件等距离从上到下均匀布置。
7.优选地，所述交错炉排组件包括固定扇和活动扇，所述固定扇的镶嵌在炉体的内壁上，所述活动扇落在固定扇上并通过连接销轴与油缸连接以实现活动扇的往复运动，活动扇往复动作用行程开关控制最大行程120mm就可以把交错炉排上的料卸净。
8.优选地，所述活动扇采用多排活动扇三角管并行排列构成，活动扇三角管的尖角朝向正上方，活动扇三角管的底面朝向正下方，活动山扇采用三角管的设计，可保证不托料的同时起到翻料和搅拌的作用，具有活化均匀的效果，活动扇三角管的两侧端口与活动扇左集箱、活动扇右集箱密闭焊接且内腔联通，活动扇左集箱与活动扇右集箱，选择其中之一
的端口作为活动扇冷却水入口，另一个的端口则作为活动扇冷却水出口。
9.优选地，所述活动扇冷却水入口和活动扇冷却水出口分别通过柔性管与循环水管联通；在活动扇冷却水入口和活动扇冷却水出口处分别设有密封箱，密封箱将活动扇左集箱与炉体的间隙、活动扇右集箱与炉体的间隙完全封闭。
10.优选地，所述固定扇采用多排固定扇三角管并行排列构成，固定扇三角管的尖角朝向正下方，固定扇三角管的底面朝向正上方，固定扇三角管的两侧端口与固定扇左集箱、固定扇右集箱密闭焊接且内腔联通，固定扇左集箱、固定扇右集箱，选择其中之一的端口作为固定扇冷却水入口，另一个的端口则作为固定扇冷却水出口。
11.优选地，所述活动扇三角管的底面与固定扇三角管的底面上下延长距离16到20mm作为活化剂通道。
12.优选地，所述多排活动扇三角管的中部垂直设有活动扇中集箱，活动扇中集箱与两侧的活动扇三角管连通，所述多排固定扇三角管的中部垂直设有固定扇中集箱，固定扇中集箱与两侧的固定扇三角管连通。所述中集箱对炉排起到加强作用。
13.优选地，所述热风炉由耐火材料砌筑的四面围墙、底座、缩颈围墙、蓄热体组成，围墙的下部设有煤气入口、蒸汽入口，围墙的上部出口经缩颈围墙与炉体上活化剂入口连通。
14.优选地，所述煤气回用机构具体为，炉体顶部设置的煤气出口通过煤气总管、煤气加压机与煤气集箱连通，煤气集箱通过煤气管道再经由煤气烧嘴与热风炉上的煤气入口连通。
15.本发明的技术效果：
16.1)本装置中，采用了独特设计的多层交错炉排组件，交错炉排组件中的固定扇和活动扇由三角管制成，且固定扇和活动扇与冷却水循环联合使用，一方面可实现活化料得到与活化剂充分接触且可控，另一方面固定扇和活动扇运行稳定，坚实耐用，不易发生磨损和危险；
17.2)活动扇小幅度往复动作起到对活化料的机械搅拌振动作用，对提高活性炭的比表面积有重要作用；
18.3)活动扇往复动作最大行程120mm就可以把交错炉排上的料卸净，能保证每一个批次生产的活性炭产品的技术指标的纯度和均匀性；
19.4)本装置中，一方面活化剂气流穿过多层活化料，热能能够得到充分地利用，另一方面，煤气及热能能够被循环利用，具有十分优良的节能效果；
20.5)本装置，操作简单，运行稳定，不会出现故障和危险；
21.6)本装置适应范围广，即适应物理法也适应化学法的活性炭生产，还适应活性炭的再生，还适应其他各种物料的直接烘干和间接烘干；
22.7)采用本装置生产的成品品质高，可生产2000m2/g以上比表面积的高品质活性炭产品；
23.8)相对于可生产同类品质活性炭的设备，本装置投资少，投资可降低到50％以下。
附图说明
24.图1为本装置主视剖视示意图。
25.图2为交错炉排活动扇活动机构示意图。
26.图3为交错炉排冷却水示意图。
27.图4为图3的俯视示意图。
28.图5为交错炉排部件左视剖视示意图。
29.图中：1、成品出口；2、螺旋输送机；3、支撑圈；4、冷却器壳体；5、下料斗；6、冷却水排管；7、活性炭入口；8、围墙；9、底座；10、蓄热体；11、煤气入口；12、煤气烧嘴；13、煤气管道；14、蒸汽入口；15、缩颈围墙；16、活化剂入口；17、煤气支管；18、煤气集箱；19、煤气加压机；20、前墙；21、煤气总管；22、交错炉排组件；23、布料器；24、煤气出口；25、原料入口；26、上盖；27、活动扇；28、活动扇三角管；29、固定扇；30、固定扇三角管；31、油缸；32、固定砖；33、连接销轴；34、后墙；35、活动扇左集箱；36、活动扇中集箱；37、活动扇右集箱；38、固定扇左集箱；39、固定扇中集箱；40、固定扇右集箱；41、交错炉排镶嵌室；42、左墙；43、右墙；44、循环水管；45、柔性管；46、活动扇冷却水入口；47、固定扇冷却水入口；48、密封箱；49、活动扇冷却水出口；50、固定扇冷却水出口；51、活化剂通道。
具体实施方式
30.下面结合附图，对本发明做进一步说明。
31.如图1所示的一种穿流多层交错床活性炭活化装置，包括炉体、交错炉排组件22、热风炉、冷却器、煤气回用机构和出料机构，其中，采用多层交错炉排组件22平行设置在炉体内部并安装在左墙42和右墙43的交错炉排镶嵌室41内，炉体的顶部通过其设置的煤气出口24与煤气回用机构连接，炉体的下部通过其设置的活化剂入口16与热风炉连接，所述煤气回用机构与所述热风炉联通；炉体的底部设计成敞口以作为活性炭入口7，所述活性炭入口7与下方设置的冷却器连接，在冷却器内设置有用于输出成品活性炭的出料机构。
32.所述炉体由耐火材料砌筑的前墙20、后墙34、左墙42、右墙43、支撑圈3、上盖26组成，所述支撑圈3落在地面对炉体起到支撑作用，所述上盖26上设有原料入口25，原料入口25下面设有布料器23。
33.所述五层交错炉排组件22的第五层和第四层间隔较大，活化剂入口16设置在第五层和第四层之间，第一层至第三层交错炉排组件22等距离从上到下均匀布置。
34.如图2所示，所述交错炉排组件22包括固定扇29和活动扇27，所述固定扇29的镶嵌在炉体的内壁上，所述活动扇27落在固定扇29上并通过连接销轴33与油缸31连接以带动活动扇27往复运动，达到卸料和搅拌的作用。
35.如图3至图5所示，所述活动扇27采用多排活动扇三角管28并行排列构成，活动扇三角管28的尖角朝向正上方，活动扇三角管28的底面朝向正下方，活动扇三角管28的两侧端口与活动扇左集箱35、活动扇右集箱37密闭焊接且内腔联通，活动扇左集箱35与活动扇右集箱37，选择其中之一的端口作为活动扇冷却水入口46，另一个的端口则作为活动扇冷却水出口49。
36.所述活动扇冷却水入口46和活动扇冷却水出口49分别通过柔性管45与循环水管44联通；在活动扇冷却水入口46和活动扇冷却水出口49处分别设有密封箱48，密封箱48将活动扇左集箱35与炉体的间隙、活动扇右集箱37与炉体的间隙完全封闭。
37.继续如图3至图5所示，所述固定扇29采用多排固定扇三角管30并行排列构成，固定扇三角管30的尖角朝向正下方，固定扇三角管30的底面朝向正上方，固定扇三角管30的
两侧端口与固定扇左集箱38、固定扇右集箱40密闭焊接且内腔联通，固定扇左集箱38、固定扇右集箱40，选择其中之一的端口作为固定扇冷却水入口47，另一个的端口则作为固定扇冷却水出口50。
38.所述活动扇三角管28与固定扇三角管30的上下延长距离16到20mm作为活化剂通道51。
39.所述多排活动扇三角管28的中部垂直设有活动扇中集箱36，活动扇中集箱36与两侧的活动扇三角管28连通，所述多排固定扇三角管30的中部垂直设有固定扇中集箱39，固定扇中集箱39与两侧的固定扇三角管30连通。
40.所述热风炉由耐火材料砌筑的四面围墙8、底座9、缩颈围墙15、蓄热体10组成，围墙8的下部设有煤气入口11、蒸汽入口14，围墙8的上部出口经缩颈围墙15与炉体上活化剂入口16连通。
41.所述煤气回用机构具体为，炉体顶部设置的煤气出口24通过煤气总管21、煤气加压机19与煤气集箱18连通，煤气集箱18通过煤气管道13再经由煤气烧嘴12与热风炉上的煤气入口11连通。所述煤气集箱18还设有煤气支管17，将多余煤气另做他用。
42.工作过程：原料由原料入口25经布料器23均布在上边第一层的活化料与高温活化剂接触初步活化后，经活动扇27的往复活动，将活化料卸到下一层交错炉排上继续活化，就这样活化料依次下行，活化成活性炭成品后，由最下边一层的交错炉排将活性炭经过冷却器活性炭入口7落入冷却器内。所述冷却器内设有冷却水排管6。所述冷却水排管6的两端管口焊接在壳体4的其中对称的两侧钢板上，冷却水走冷却水排管6内的管程，活性炭下行走冷却水排管6外的间隙，冷却水通过冷却水排管6外壁对活性炭进行冷却，冷却至80℃以下，进入下料斗5，再由下料斗5下口连接的螺旋输送机2的成品出口1排出。
43.活化过程产生的煤气由煤气出口25、煤气总管21、经过煤气加压机19加压至煤气集箱18，再由煤气管道13通过烧嘴12煤气入口11进入热风炉。进入热风炉的煤气强烈燃烧将蒸汽入口14进来的蒸汽加热到850℃以上形成高温蒸汽，高温蒸汽由活化剂入口16炉体进入到最下层交错炉排活化料上部和次下层炉排下部之间的空间，高温二氧化碳气体和高温蒸汽作为活化剂在对最下层活化料辐射的同时，在煤气加压机19的牵引下，高温活化剂由次下层交错炉排活化剂通道上行穿层活化料进行活化，就这样依次穿过上边多层交错炉排进行活化，最终所产生的煤气进入煤气回用机构循环再利用。