专利名称：活性炭多层穿流活化法的制作方法
技术领域：
活性炭多层穿流活化法属于生产活性炭技术领域，特别是涉及活性炭颗粒原料用水蒸汽高温活化的方法。
二，
背景技术：
活性炭颗粒原料用水蒸汽高温活化的方法中，典型方法是用多层耙式活化炉，它是由硫铁矿石焙烧炉演变过来，最先由美国创造发明，它的机械化程度高，生产规模大，产品质量好，用以制造颗粒活性炭、粉状活性炭，再生废颗粒活性炭，以及木片、果壳炭化，在活性炭工业生产上得到广泛应用，多层耙式活化炉都是在每层活化室底部开口，作为活性炭的落料口与活化介质水蒸汽、燃烧气的上流口，活性炭自上而下，按S形路线逐层下降， 活化介质水蒸汽、燃烧气也按S形路线逐层上升，在每层活化室底部炭料层表面流过，活化活性炭，但炭料层内部的炭料几乎没有得到水蒸汽活化，所以多层耙式活化炉的水蒸汽消耗很多，相当于活性炭活化时气化部分的7倍，美国专利2616858，就是如此。为了节约水蒸汽，美国专利4115317，将活化炉上部排出的尾气加以补充燃烧，骤冷室换热，产生饱和水蒸汽，返回活化炉作为活化介质，美国专利4347156，将活化炉上部排出的尾气加以补充燃烧，用于湿废活性炭的干燥，干燥产生的水蒸汽返回活化炉作为活化介质，这几种专利，在活化炉下部各层、后燃室和废热锅炉都需要补充煤气，热能消耗比较大。为了节约热能，美国专利3153633，将活化炉上部排出的尾气小部分循环至活化炉下部，而大部分尾气放空，尾气循环需要特殊耐高温循环风机。中国专利90106899. 3，对上述美国专利多层耙式活化炉进行改造。但多层耙式活化炉的基本结构与活化方式，并没有改变，多层活化室底部仍为致密不通气，活化介质水蒸汽从炭料层表面流过，仅炭料层表面发生活化，炭料层内部并没有活化，水蒸汽消耗多，热能消耗大，活化效率不高的缺陷仍然存在。为了克服现有多层耙式活化炉水蒸消耗多，热能消耗大，活化效率不高的缺陷，我们进行了活化介质水蒸汽流过活性炭原料层表面活化法与活化介质水蒸汽穿流过活性炭原料层活化法的对比试验，结果后者比前者水蒸汽消耗量节约90%，设备单位容积生产效率提闻300%。
三，
发明内容
I，技术方案活性炭多层穿流活化法，由活性炭原料层与燃烧室上下互相间隔重叠构成立式活化装置，性炭活原料加入顶层，自上而下逐层活化、降落至底部经冷却卸出活性炭，活化介质水蒸汽自上而下，逐层穿流活性炭原料层，活化活性炭，活化产生氢气、一氧化碳组成的水煤气，流入下层燃烧室与喷入风混合燃烧，维持活性炭的活化温度，至底层排出尾气，尾气流经余热锅炉热交换冷却排空，余热锅炉产生的水蒸汽小部分返回活化炉作为活化介质，大部分多余水蒸汽供作它用。活性炭多层穿流活化法中的活性炭料层的层数为2-15层，以5-9层更好。活性炭多层穿流活化法中的活性炭原料层由多条透风的可侧翻卸料的条状炉篦拼凑成的炉床板所支持，活性炭原料层由2-50mm颗粒组成，料层厚30-500mm，活性炭原料层颗粒小，穿流活化介质阻力大，料层厚度取小值，相反，原料层颗粒大的，穿流活化介质阻力小，料层厚度取大值。活性炭的活化时间为l-10h，为活性炭原料层在各层支持床板上停留活化时间的总和；各层支持床板上活性炭原料层的卸落次序是自下而上，待下层的条状炉篦侧翻 60-90°，卸空所支载的活性炭，然后恢复水平，再将上层的条状炉篦侧翻60-90°，卸下所支载的活性炭落在下层床板上重新形成炭料层，如此，一层一层向上，直至顶层卸下炭料层，铺上新炭料层，再从底层开始卸料，进行第2个循环操作，如此周而复始。活性炭多层穿流活化法中的活化温度为800-1300°C，活化温度的高低由与燃烧室中的氢气、一氧化碳组成水煤气混合燃烧喷入风的喷风量调控。在保证穿流活性炭原料层气量的前提下，多余的尾气由燃烧室侧壁上的可调节分流排泄量的分流排泄装置调控，每层燃烧室都可以喷入适量的水蒸汽，喷入水蒸汽量，根据活性炭的质量要求高低调控。2，有益效益由于活化介质水蒸汽穿流活性炭原料层，互相充分、均匀接触，活化效率高，与现有多层耙式活化炉比较，水蒸汽消耗节约90%，设备单位容积生产效率提高300%。
四，
图1，是活性炭多层穿流活化法活化装置示意图附图中的标记1，尾气前总管；2，3，4，5，6，排气量调节装置；7，锁气式卸料装置；9，13，16，18， 20，22，进风量调节装置；8，11，15，17，19，21，23，蒸汽调节阀；10，尾气后总管；12，蒸汽总管；24，鼓风机；25，气囱；26，引风机；27，余热锅炉；28，火管或间壁加热装置。I，干燥升温层；II-VI，燃烧室；Ia-VIa,活性炭原料层；Ib-VIb.，活性炭原料层的支持床板；VII，冷却段;A，活性炭原料进料；B，活性炭卸出。
五，
具体实施例方式以下结合附图及附图标记对本发明的方法进行详细描述活性炭原料含水量15%以下，颗粒大小为2-50_，加入(A)活化装置顶层的料层床板(Ib)上，铺成厚50-500mm的料层，由高温尾气火管或间壁加热装置(28)的加热进行干燥、升温，或辅以煤气燃烧加热，或辅以活化装置底层排出尾气燃烧加热，当温度升至800°C 以上时，开始送入水蒸汽穿流活性炭原料层活化，活化时间为10-120min.，侧翻条状炉篦 60-90°卸料，落至下层床板上铺成料层，继续穿流水蒸汽活化，依次一层一层穿流水蒸汽活化与下降，直至底层(VII)，冷却，经锁气式卸料装置(7)，卸出活性炭。活化介质水蒸汽，从顶层开始向下穿流活性炭原料层，进行活化反应，反应式为 c+h2o — h2+co，反应产生的一氧化碳、氢气组成水煤气，流入下层燃烧室，与喷入风混和燃烧，维持活化温度，并重新形成水蒸汽与二氧化碳，反应式为2H2+02 — 2H20, 2C0+02 = 2C02， 水蒸汽与二氧化碳再次穿流下层活性炭原料层活化活性炭，如此向下一层一层穿流与燃烧，直至底层燃烧室，从调节排气量装置进入尾气前总管(I)，流经顶层料层中的高温尾气火管或间壁加热装置(28)、尾气后总管(10)，及余热锅炉(27)热交换，冷却后由引风机 (26)抽引，经气囱(25)放空。余热锅炉(27)产生的水蒸汽，小部分经蒸汽总管(12)，及蒸汽调节阀(8，11，15，17，19，21，)返回活化炉作为活化介质、经(23)返回活化炉底层(VII) 作为冷却灭火介质，大部多余分水蒸汽供作其它用途，如煮炭，汽轮机发电(图中未标明)
坐寸o活性炭多层穿流活化法中的活性炭料层的层数为2-15层，以5-9层更好。活性炭在活化炉中总活化时间为l-10h，为活性炭原料层在各层支持床板上停留时间的总和；各层支持床板上活性炭原料层的卸落次序是自下而上逐层进行，下层的条状炉篦侧翻60-90°，卸空所支载的活性炭，然后恢复水平，再将上层的条状炉篦侧翻 60-90°卸空所支持的活性炭落在下层床板上重新形成炭料层，如此，一层一层向上进行， 直至顶层卸空炭料层，铺上新炭料层，再从底层开始卸炭料层，进行第2个循环操作，周而复始地进行。活性炭多层穿流活化法中的活化温度为800_1300°C，活化温度的高低由与燃烧室中的氢气、一氧化碳组成的水煤气混合燃烧的喷风量调控。在保证穿流活性炭原料层气量的前提下，多余的尾气由燃烧室侧壁上的可调节分流排气量的分流排气装置调控，每层燃烧室都可以补充喷入适量的水蒸汽，喷入水蒸汽量， 根据活性炭的质量要求高低调控。实施例I :针叶树木炭，含水12%，颗粒度10-35mm，料层厚150-300mm，活化温度880_950°C， 活化时间4. 5h，水蒸汽用量为木炭重的85%，制得活性炭亚甲基蓝脱色力为16ml，活性炭收得率为32% .实施例2 毛竹炭，含水14%，颗粒度8-23mm，料层厚150_250mm，活化温度900-950°C，活化时间5h，水蒸汽用量为毛竹炭重的80%，制得活性炭亚甲基蓝脱色力为17ml，活性炭收得率为36% 实施例3 阔叶树木炭，含水15%，颗粒度8-20mm，料层厚150_200mm，活化温度920_980°C， 活化时间3. 5h，水蒸汽用量为阔叶树木炭重的70%，制得活性炭亚甲基蓝脱色力为18ml， 活性炭收得率为32% .实施例4 椰壳炭，含水10%，颗粒度6-15mm，料层厚120_180mm，活化温度950-1000°C，活化时间4. 5h，水蒸汽用量为椰壳炭重的90%，制得活性炭亚甲基蓝脱色力为13ml，活性炭收得率为42%
权利要求
1.活性炭多层穿流活化法，其特征为由活性炭原料层与燃烧室上下互相间隔重叠构成立式活化装置，性炭活原料加入顶层，自上而下逐层活化、降落至底层经冷却排出活性炭，活化介质水蒸汽自上而下，逐层穿流活性炭原料层活化活性炭，活化产生水煤气，流入燃烧室与喷入风混合燃烧，维持活性炭的活化温度，直至底层室排出尾气，尾气流经余热锅炉热交换冷却排空，余热锅炉产生的水蒸汽小部分返回活化炉作为活化介质，大部分多余水蒸汽供作它用。
2.根据权利要求I所述的活性炭多层穿流活化法，其特征为活性炭原料层由多条透风的可侧翻卸料的条状炉篦拼凑成的炉床板所支持，活性炭原料层由直径2-50_颗粒组成，料层厚30-500mm。
3.根据权利要求I所述的活性炭多层穿流活化法，其特征为活性炭的活化时间为l-10h，为活性炭原料层在各层支持床板上停留活化时间的总和。
4.根据权利要求I所述的活性炭多层穿流活化法，其特征为各层支持床板上活性炭原料层的卸落次序是自下而上，下层的条状炉篦侧翻60-90°，卸空所支载的活性炭，然后恢复水平，再将上层的条状炉篦侧翻60-90°，卸空所支载的活性炭落在下层床板上重新形成炭料层。
5.根据权利要求I所述的活性炭多层穿流活化法，其特征为活性炭活化温度为 800-1300°C，活化温度的高低由与燃烧室中的水煤气混合燃烧的喷入风量调控。
6.根据权利要求I所述的活性炭多层穿流活化法，其特征为在保证穿流活性炭原料层气量的前提下，多余的尾气由燃烧室侧壁上的可调节分流排泄量的分流排泄装置调控。
7.根据权利要求I所述的活性炭多层穿流活化法，其特征为每层燃烧室都可以喷入适量的水蒸汽，喷入水蒸汽量，根据活性炭的质量要求高低调控。
全文摘要
活性炭多层穿流活化法属生产活性炭技术领域，由活性炭原料层与燃烧室上下互相间隔重叠构成立式活化装置，性炭活原料自上而下逐层活化、降落至底层经冷却排出活性炭，活化介质水蒸汽自上而下逐层穿流活性炭原料层活化活性炭，产生水煤气，流入燃烧室与喷入风混合燃烧，维持活性炭的活化温度，至底层排出尾气，尾气流经余热锅炉热交换冷却排空，余热锅炉产生的水蒸汽小部分返回活化炉作为活化介质，由于活化介质水蒸汽穿流活性炭原料层，均匀接触，活化效率高，与现有多层耙式活化炉比较，水蒸汽消耗量节约90％，设备单位容积生产效率提高300％。
文档编号C01B31/10GK102602929SQ20121008506
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者项瑞芳 申请人:项瑞芳