专利名称：一种活化炉生产活性炭过程中物料活化的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及活性炭制备领域，尤其是一种活化炉生产活性炭过程中物料活化的方法及装置。
背景技术：
活化炉是生产活性炭的主要装置，现有的以煤为原料生产活性炭的活化炉沿用斯列普炉的结构，并作了很多改进。传统的斯列普炉，由左右两个半炉和两个蓄热室组成，活化段炉芯由耐火砖砌筑成一排排如格子状分布的产品道和水平火道。工作时，物料充满产品道，并靠重力作用沿产品道下移，经蓄热室过热的水蒸汽由上连烟道引入活化半炉，自上而下从水平火道、侧烟道成“之”字型运动，穿过活化物料，使物料活化。蒸汽行进到活化段下部的最后一个回程到下连烟道，由下连烟道进入另一活化半炉，自下而上从侧烟道、水平火道行进，最后进入另一蓄热室。传统的这种活化炉其活化段低于40层，蒸汽行进仅仅能够达到二个半回程，物料在活化段行程短，活化效果不好，经常出现废料，影响了成品合格率，生产出的活性炭品质低，生产成本高。同时，活化段短、产品道较少，使单炉生产能力偏小，造成投资高、收益低，严重制约了高品质活性炭的大规模生产。
中国专利CN85103470公开了一种活性炭的活化方法与设备，利用碳质物料在炉内干燥产生的水蒸汽作为活化介质，通入空气使物料中的易燃部分燃烧，所产生的燃烧热直接加热物料活化。这种方法虽然节约了能源，但仅仅利用其内部燃烧的热量活化，其活化程度受到影响，物料不能充分活化而产生废料，造成生产成本的提高，不经济、不实用，同时，炉体体积有限，生产能力低。
中国专利CN2535399Y公开了一种斗式炭活化装置，炭化、活化完全在一个装置中实现，活化段也沿用了传统活化炉炉芯用耐火砖砌筑成产品道和水平气道的做法，但其是单炉体结构，依靠物料的热解提供能量活化，其活化物料的种类和数量受到限制，产能低。水平气道和侧烟道虽然也构成了“之”型烟气通道，用以通过其物料热解产生的挥发物，但其“之”型烟气通道仅为二个半回程，目的是通过内部的挥发物而不是水蒸汽，很难实现物料的充分活化。
发明内容
本发明的目的是提供一种活化炉生产活性炭过程中物料活化的方法及其装置，克服现有技术中活化段物料活化时间短，不能充分活化的问题，用增加水平火道回程的办法，加大水蒸汽的形成，提高活化程度和活化效率，增加活化炉产能，大规模、高效率生产高品质活性炭。
本发明的技术方案是一种活化炉生产活性炭过程中物料活化的方法，炭化后的物料经过活化炉预热段预热后，在补充炭化段进一步炭化，然后进入活化段活化，活化时，经过蓄热室将水蒸汽加热成高温水蒸汽由上连烟道进入其中一个半炉上部，在水平火道、侧烟道中自上而下按“之”字型行进，最后经过下连烟道进入另一半炉，自下而上在水平火道、侧烟道中按“之”字型行进，最后进入另一蓄热室，水蒸汽在每个半炉的行进回程至少三个回程。
一种实现所述方法的活化炉，主体包括加料预热段、补充炭化段、活化段和冷却段，由两个半炉和两个蓄热室组成，两个蓄热室与两个半炉的上部通过上连烟道连接，活化段内部由耐火砖砌筑成纵向的产品道和横向的水平火道，两侧设置侧烟道，两个半炉下部由下连烟道相连，每个半炉的活化段至少40层，每个半炉的水平火道、侧烟道、下连烟道形成的“之”字型水平火道至少为三个回程。
作为一种优选方案，每个半炉的活化段为40层，每个半炉的水平火道、侧烟道、下连烟道形成的“之”字型水平火道为三回程，下连烟道和蓄热室位于活化半炉的两侧。
作为一种优选方案，每个半炉的活化段为46层，每个半炉的水平火道、侧烟道、下连烟道形成的“之”字型水平火道为三个半回程，下连烟道和蓄热室位于活化半炉的同侧。
作为一种优选方案，每个半炉的活化段为60层，每个半炉的水平火道、侧烟道、下连烟道形成的“之”字型水平火道为四回程，下连烟道和蓄热室位于活化半炉的两侧。
所述产品道为288-576道。
本发明所提供的方法通过增加水平火道回程的办法，增加了活化段的层数，改变了炉体结构，增加了水蒸汽的行程，提高了活化速度，使物料在活化段得到快速充分的活化。活化段层数突破40层，改变了传统技术通过限制层高保证活化炉建造和运行的可靠性的做法，使得活化炉可以大幅度增加物料的投放量，产能有效增大，降低了生产成本，节约了单位产量所用的能源，为活性炭的大规模生产开辟了新路子。以宁夏太西煤为原料，按照传统2个半回程、40层以下的活化炉，生产一吨活性炭要用2.4吨煤，按照本发明提供的技术，仅用2.3吨煤就可以生产出1吨活性炭，同时单位产量所消耗的水蒸汽远低于传统技术。
图1为本发明工作原理示意图。
图2为本发明活化炉结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为本发明实施例二的结构示意图。
图5为本发明实施例三的结构示意图。
图6、图7为本发明活化炉炉心局部截面结构示意图。
具体实施例方式
实施例一
如图2、3所示。
该活化炉主体包括加料预热段1、补充炭化段2、活化段3和冷却段4，由两个半炉和两个蓄热室11、12组成，两个蓄热室与两个半炉的上部通过上连烟道5、13连接，两个蓄热室通过烟管与烟囱14连接。活化段3内部由耐火砖砌筑成纵向的产品道和横向的水平火道(传统斯列普炉的砌筑方法)，两侧设置侧烟道6、7、8、9，两个半炉下部由下连烟道10相连，每个半炉的活化段为40层(图6所示为其中的一部分)，每个半炉的水平火道、侧烟道、下连烟道形成的“之”字型水平火道为三个回程。下连烟道10和蓄热室11、12位于活化半炉的两侧。如图7所示，纵向的产品道为288道。
参考图1所示。图1为三回程活化炉展开后的工作原理图。三个回程的形成是由水平火道、侧烟道、下连烟道决定的。本实施例中，活化段层高为40层，活化段高度决定了两侧可设置四个侧烟道6、7、8、9，以其中一个半炉为例，水蒸汽由上连烟道5从蓄热室11进入补充炭化段，经过水平火道进入侧烟道6，下行被侧烟道6、8之间的隔板挡住反转进入水平火道，到达另一侧的侧烟道7内，下行在隔板作用下又反转经过水平火道进入侧烟道8，形成第一个回程；然后下行在隔板的作用下，反转经过水平火道进入侧烟道9，形成第二个回程；最后下行反转穿过水平火道由下连烟道进入蓄热室12，形成第三个回程。水蒸汽在另一个半炉上行时形成的三个回程原理相同。
实施例二如图4所示。
该活化炉主体构造与实施例一相同，每个半炉的活化段为46层，下连烟道和两个蓄热室位于活化半炉的同侧，每个活化半炉的一侧设置三个侧烟道15、16、17，另一侧(与下连烟道同侧)设置两个侧烟道18、19，这样，水平火道与侧烟道15、16、17、18、19以及下连烟道形成的“之”字型水平火道为三个半回程。产品道为366道。
实施例三如图5所示。
该活化炉主体构造与实施例一相同，每个半炉的活化段为60层，下连烟道和两个蓄热室位于活化半炉的两侧，每个活化半炉的与下连烟道相同的一侧设置三个侧烟道20、21、22，另一侧设置三个侧烟道23、24、25，这样，水平火道与侧烟道20、21、22、23、24、25以及下连烟道形成的“之”字型水平火道为四个回程。产品道为576道。
权利要求
1.一种活化炉生产活性炭过程中物料活化的方法，炭化后的物料经过活化炉预热段预热后，在补充炭化段进一步炭化，然后进入活化段活化，活化时，经过蓄热室将水蒸汽加热成高温水蒸汽由上连烟道进入其中一个半炉上部，在水平火道、侧烟道中自上而下按“之”字型行进，最后经过下连烟道进入另一半炉，自下而上在水平火道、侧烟道中按“之”字型行进，最后进入另一蓄热室，其特征在于水蒸汽在每个半炉的行进回程至少三个回程。
2.一种实现权利要求1所述方法的活化炉，主体包括加料预热段、补充炭化段、活化段和冷却段，由两个半炉和两个蓄热室组成，两个蓄热室与两个半炉的上部通过上连烟道连接，活化段内部由耐火砖砌筑成纵向的产品道和横向的水平火道，两侧设置侧烟道，两个半炉下部由下连烟道相连，其特征在于每个半炉的活化段至少40层，每个半炉的水平火道、侧烟道、下连烟道形成的“之”字型水平火道至少为三个回程。
3.如权利要求2所述的活化炉，其特征在于每个半炉的活化段为40层，每个半炉的水平火道、侧烟道、下连烟道形成的“之”字型水平火道为三回程，下连烟道和蓄热室位于活化半炉的两侧。
4.如权利要求2所述的活化炉，其特征在于每个半炉的活化段为46层，每个半炉的水平火道、侧烟道、下连烟道形成的“之”字型水平火道为三个半回程，下连烟道和蓄热室位于活化半炉的同侧。
5.如权利要求2所述的活化炉，其特征在于每个半炉的活化段为60层，每个半炉的水平火道、侧烟道、下连烟道形成的“之”字型水平火道为四回程，下连烟道和蓄热室位于活化半炉的两侧。
6.如权利要求2、3、4或5所述的活化炉，其特征在于产品道为288-576道。
全文摘要
本发明的提供一种活化炉生产活性炭过程中物料活化的方法及其装置，克服现有技术中活化段物料活化时间短，不能充分活化的问题，通过增加水平火道回程的办法，增加了活化段的层数，加大水蒸气地行程，提高了活化速度，使物料在活化段得到快速充分的活化。活化段层数突破40层，改变了传统技术通过限制层高保证活化炉建造和运行的可靠性的做法，使得活化炉可以大幅度增加物料的投放量，产能有效增大，降低了生产成本，节约了单位产量所用的能源，为活性炭的大规模生产开辟了新路子。
文档编号C01B31/08GK1699158SQ20051007037
公开日2005年11月23日 申请日期2000年2月25日 优先权日2000年2月25日
发明者陈富刚, 黄金成 申请人:陈富刚