专利名称：一种清洁节能制造炭素制品的工艺和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炭素制品的制造工艺，特别是涉及一种清洁节能的炭素制品的生产工艺和系统。
背景技术：
目前，我国的节能减排的形势十分严峻，特别是高耗能、高污染行业增长过快，占全国工业能耗和二氧化硫排放近70%的电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等六大行业增长20.6%，因此，节能减排是我国现阶段必须要面对的问题，而现有的炭素制品的生产装置普遍存在的环境污染严重、能源利用率的缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种清洁节能制造炭素制品的工艺，能效高、对环境污染小。本发明一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其特征在于，包括下列步骤:I)、将含炭材料用制粉机制成炭粉；2)、将炭粉与粘合剂混合搅拌后，送入造粒机造粒，造粒成型温度为(T40°C，成型压力为 100 300kg/cm2 ；3)、将造粒机生产的颗粒经烘干装置烘干后，送入炭化转炉进行炭化，其中烘干温度为3(T80°C，烘干时间为3 24小时，炭化温度为30(T80(TC，炭化时间为40分钟小时；
4)、将炭化后的炭化料热料直接送入活化转炉进行活化处理，其中活化温度为60(Tl200°C，活化时间为4 24小时；5)、将活化料送入均混冷却调制机冷却至4(T80°C，并进行调制处理；6)、对冷却调制后得到的炭素颗粒用筛分装置进行筛分包装；其中所述造粒机、炭化转炉、活化转炉、筛分装置均设置有除尘装置，所述造粒机、炭化转炉、活化转炉和筛分装置经除尘后产生的气体均送入尾气焚烧炉中焚烧，所述活化转炉和炭化转炉产生的燃烧尾气通入尾气焚烧炉燃烧，所述尾气焚烧炉与余热锅炉连接，余热锅炉产生的蒸汽供应活化转炉和炭化转炉使用，所述余热锅炉使用后的烟气通过烟气净化装置净化后送入烘干装置用于烘干造粒机生产的颗粒。本发明一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其中步骤I)所使用的含炭材料为无烟煤、烟煤、提质褐煤、兰炭、炭化植物，所述无烟煤、烟煤、提质褐煤、兰炭、炭化植物的挥发份均小于30%。本发明一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其中步骤I)所使用的含炭材料为兰炭与焦粉按照重量百分比为70:30混合的混合物；或者步骤I)所使用的含炭材料为烟煤、兰炭与焦粉按照重量百分比为50:30:20混合的混合物；或者步骤I)所使用的含炭材料为炭化木屑与焦粉按照重量百分比为60:40混合的混合物；其中上述混合物的挥发份均小于30%。
本发明一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其中步骤I)所使用的含炭材料为以下重量份数的原料:焦粉或炭化粉料:55 65 ；焦煤或1/3焦煤:15 35 ;无烟煤或烟煤:5 20。本发明一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其中步骤2)所述的粘合剂为焦油；或者为树脂；或者为焦油与浙青按照重量百分比为80:20混合的混合物；或者为淀粉与浙青按照重量百分比为90:10混合的混合物；或者为树脂与浙青按照重量百分比为90:10混合的混合物。本发明一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其中所述步骤5)的调制处理为加入
0.05^5% (重量百分比)的氢氧化钠或者氢氧化钾或者氨水或者尿素。本发明一种清洁节能制造炭素制品的系统与现有技术不同之处在于本发明通过将物料由干制粘，再由粘制干，由冷加热再冷却，提高了炭素制品的性能；通过使炭化料热料直接进入活化转炉活化后，提高了活化料的产率，改善了产品质量，然后将活化转炉热料进行均混冷却，利用了物料的余热，节约了能源，在均混冷却调制机内喷入药剂，在冷却物料的同时，补充活化，改善了炭素制品的性能；通过将造粒机、炭化转炉和筛分装置经除尘后产生的废气均送入尾气焚烧炉中焚烧，活化转炉和炭化转炉产生的燃烧尾气通入尾气焚烧炉燃烧，使废气及尾气彻底燃烧，并将燃烧后的气体通过燃气净化装置净化，同时利用净化后的烟气给烘干装置加热，用于烘干物料，余热锅炉产生的高温蒸汽供应炭化转炉和活化转炉使用，不仅避免了尾气污染环境，而且还提高了能源利用率，因此本工艺能效高、对环境污染小。`本发明要解决的另一个技术问题是提供一种清洁节能制造炭素制品的系统，该系统结构紧凑、能效高、对环境污染小。本发明一种清洁节能制造炭素制品的系统，包括制粉机、混合搅拌器、造粒机、烘干装置、炭化转炉、活化转炉、尾气焚烧炉、余热锅炉、烟气净化装置、均混冷却调制机和筛分装置，制粉机出料口与混合搅拌器的进料口连接，混合搅拌器的进料口还与粘合剂调配罐连接，混合搅拌器的出料口与造粒机的进料口连接，造粒机的出料口与烘干装置的进料口连接，烘干装置的出料口与炭化转炉的进料口连接，炭化转炉的出料口与活化转炉的进料口连接，活化转炉的出料口与均混冷却调制机的进料口连接，均混冷却调制机与筛分装置连接，炭化转炉和活化转炉的尾气出口与尾气焚烧炉的进气口连接，尾气焚烧炉的热风出口与余热锅炉连接，余热锅炉的出气口与烟气净化装置的进气口连接，烟气净化装置的出气口与烘干装置的热风进口连通，烘干装置的出风口与大气连通，余热锅炉产生的蒸汽出口分别与活化转炉和炭化转炉的蒸汽入口连接，造粒机、炭化转炉、筛分装置上均设置有除尘装置，造粒机、炭化转炉和筛分装置的除尘装置的出气口均与尾气焚烧炉的进气口连接，造粒机位于混合搅拌器的下方，烘干装置位于造粒机的下方，炭化转炉位于烘干装置的下方，活化转炉位于炭化转炉的下方，均混冷却调制机位于炭化转炉的下方，筛分装置位于均混冷却调制机的下方。本发明一种清洁节能制造炭素制品的系统，其中还包括炭粉储te、配料te和粘合剂罐，制粉机的出料口与炭粉储罐的进料口连通，炭粉储罐的出料口通过炭粉计量罐与混合搅拌器的进料口连通，配料罐和粘合剂罐的出料口粘合剂调配罐连接，粘合剂调配罐的出料口通过粘合剂计量罐与混合搅拌器的进料口连通。本发明一种清洁节能制造炭素制品的系统，其中所述混合搅拌器的出料口通过螺旋给料机与造粒机的进料口连接，造粒机的出料口通过第一皮带输送机与烘干装置的进料口连接，烘干装置的出料口通过第二皮带输送机与炭化转炉的进料口连接。本发明一种清洁节能制造炭素制品的系统与现有技术不同之处在于本发明通过将造粒机、炭化转炉和筛分装置经除尘后产生的废气均送入尾气焚烧炉中焚烧，活化转炉和炭化转炉产生的燃烧尾气通入尾气焚烧炉燃烧，使废气及尾气彻底燃烧，并将燃烧后的气体通过燃气净化装置净化，同时利用净化后的烟气给烘干装置加热，用于烘干物料，余热锅炉产生的高温蒸汽供应炭化转炉和活化转炉使用，不仅避免了尾气污染环境，而且还提高了能源利用率，并且本系统结构紧凑，物料的走向由高到低，走向合理，系统稳定可靠。下面结合附图对本发明的一种清洁节能制造炭素制品的系统及方法作进一步说明。
图1为本发明一种清洁节能制造炭素制品的系统的结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明一种清洁节能制造炭素制品的系统包括制粉机1、炭粉储罐
14、配料罐15、粘合剂罐16、混合搅拌器2、造粒机3、烘干装置4、炭化转炉5、活化转炉6、尾气焚烧炉7、余热锅炉8、烟气净化装置9、均混冷却调制机10和筛分装置11。制粉机I的出料口通过提升机与炭粉储罐14的进料口连通,炭粉储罐14的出料口通过炭粉计量罐17与 混合搅拌器2的进料口连通，配料罐15和粘合剂罐16的出料口粘合剂调配罐12连接，粘合剂调配罐12的出料口通过粘合剂计量罐18与混合搅拌器2的进料口连通。造粒机3位于混合搅拌器2的下方，混合搅拌器2的出料口通过螺旋给料机19与造粒机3的进料口连接。烘干装置4位于造粒机3的下方，造粒机3的出料口通过第一皮带输送机20与烘干装置4的进料口连接，烘干装置可以采用电烘干机或者热风烘干机，本发明使用热风烘干机，利用经烟气净化装置9脱硫、脱硝、除尘后的热风来为热风烘干机烘干物料。炭化转炉5位于烘干装置4的下方，烘干装置4的出料口通过第二皮带输送机21与炭化转炉5的进料口连接。活化转炉6位于炭化转炉5的下方，炭化转炉5的出料口与活化转炉6的进料口连接，可以将炭化料热料直接供应活化转炉6，供应的炭化料热料的温度为40°C左右，既可以避免炭化料氧化着火，又能够提高产品性能，减少操作步骤，节约能源和成本。均混冷却调制机10位于炭化转炉5的下方，活化转炉6的出料口与均混冷却调制机10的进料口连接，混冷却调制机10采用喷淋水冷却物料，并设有加药口，用于氢氧化钠等来调制产品。筛分装置11位于均混冷却调制机10的下方，均混冷却调制机10与筛分装置11连接。炭化转炉5和活化转炉6的尾气出口与尾气焚烧炉7的进气口连接，尾气焚烧炉7的热风出口与余热锅炉8连接，余热锅炉8的出气口与烟气净化装置9的进气口连接，烟气净化装置9的出气口与烘干装置4的热风进口连通，烘干装置4的出风口与大气连通，余热锅炉8产生的蒸汽出口分别与活化转炉6和炭化转炉5的蒸汽入口连接，造粒机3、炭化转炉5、筛分装置11上均设置有除尘装置13，造粒机3、炭化转炉5和筛分装置11的除尘装置13的出气口均与尾气焚烧炉7的进气口连接。本发明中连接各进出气口的管路上均设置有引风机。为了使该系统达到物料又高到低、走向合理的布置，可将该系统布置于四层建筑物内，将制粉机1、烟气净化装置9、均混冷却调制机10和筛分装置11布置于第一层，将活化转炉6、尾气焚烧炉7和余热锅炉8布置于第二层，将炭化转炉5布置于第三层，将炭粉储罐14、配料罐15、粘合剂罐16、混合搅拌器2、造粒机3和烘干装置4布置于第四层。实施例1: 将挥发份均小于30%的无烟煤、烟煤、提质褐煤、兰炭或炭化植物(如木屑、秸杆等)送入制粉机制成炭粉后送入炭粉储罐，其中炭粉的粒度最好为能通过200目筛网；将焦油或者树脂放入粘合剂调配罐调配成粘合剂；将炭粉与粘合剂送入混合搅拌器混合搅拌后，通过螺旋给料机送入造粒机造粒，造粒成型温度为(T40°C，成型压力为10(T300kg/cm2，其中造粒的成型温度和压力根据造粒的粒度大小及原料、成品要求等不同工况可以选择上面两个范围的端点值以及中间值，如造粒成型温度可选择0°C或25°C或者40°C，成型压力可选择lOOkg/cm2或者180kg/cm2或者300kg/cm2 ;将造粒机生产的颗粒经烘干装置烘干后，送入炭化转炉进行炭化，其中烘干温度为3(T80°C，烘干时间为3 24小时，炭化温度为30(T80(TC，炭化时间为40分钟I小时，其中烘干温度及时间根据颗粒的大小及原料、成品要求等不同工况可以选择上面范围的端点值以及中间值，如烘干温度可选择30°C或者60°C或者80°C，烘干时间可选择3小时或者10小时或者24小时，炭化时间和炭化温度同样也使根据不同的工况可选择上面范围的两端的端点值及中间值进行选择，炭化温度可选择300°C或者500°C或者800°C,炭化时间可选择40分钟或者2小时或者4小时；将炭化后的炭化料热料直接送入活化转炉进行活化处理，其中活化温度为60(Tl20(rC，活化时间为Γ24小时，活化温度和活化时间根据炭化料的大小及原料、成品要求等不同工况可以选择上面范围的端点值以及中间值，如活化温度可选择600°C或者800°C或者1200°C，活化时间可选择4小时或者15小时或者24小时；将活化料送入均混冷却调制机冷却至4(T80°C，如活化料可冷却至40°C或者60°C或者80°C，并加入重量百分比为0.05%或者3%或者5%的氢氧化钠或者氢氧化钾或者氨水或者尿素进行调制处理；对冷却调制后得到的炭素颗粒用筛分装置进行筛分包装，得到炭素制品。实施例2:本实施例与实施例1的不同之处仅在于制作炭粉时所使用的含炭材料为兰炭与焦粉按照重量百分比为70:30混合的混合物；或者所使用的含炭材料为烟煤、兰炭与焦粉按照重量百分比为50:30:20混合的混合物；或者所使用的含炭材料为炭化木屑与焦粉按照重量百分比为60:40混合的混合物；其中上述混合物的挥发份均小于30%，上述材料通过制粉机制成的炭粉的粒度最好为能通过200目筛网。所使用的粘合剂为焦油与浙青按照重量百分比为80:20混合的混合物；或者为淀粉与浙青按照重量百分比为90:10混合的混合物；或者为树脂与浙青按照重量百分比为90:10混合的混合物。实施例3:本实施例与实施例1的不同之处仅在于所使用的炭粉为将焦粉55公斤、焦煤15公斤和无烟煤5公斤加入制粉机制作成能通过200目筛网的炭粉；或者所使用的炭粉为将炭化料粉60公斤、1/3焦煤55公斤和烟煤10公斤加入制粉机制作成能通过200目筛网的炭粉；或者所使用的炭粉为将煤粉65公斤、焦煤30公斤和无烟煤15公斤加入制粉机制作成能通过200目筛网的炭粉；或者所使用的炭粉为将焦粉65公斤、焦煤30公斤和无烟煤20公斤加入制粉机制作成能通过200目筛网的炭粉；或者所使用的炭粉为将焦粉65公斤、焦煤35公斤和无烟煤20公斤加入制粉机制作成能通过200目筛网的炭粉；或者所使用的炭粉为将煤粉65公斤、1/3焦煤35公斤和无烟煤20公斤加入制粉机制作成能通过200目筛网的炭粉。以上所述的实施 例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其特征在于，包括下列步骤: 1)、将含炭材料用制粉机制成炭粉； 2)、将炭粉与粘合剂混合搅拌后，送入造粒机造粒，造粒成型温度为(T40°C，成型压力为 100 300kg/cm2 ； 3)、将造粒机生产的颗粒经烘干装置烘干后，送入炭化转炉进行炭化，其中烘干温度为3(T80°C，烘干时间为3 24小时，炭化温度为30(T80(TC，炭化时间为40分钟 4小时； 4)、将炭化后的炭化料热料直接送入活化转炉进行活化处理，其中活化温度为60(Tl200°C，活化时间为4 24小时； 5)、将活化料送入均混冷却调制机冷却至4(T80°C，并进行调制处理； 6)、对冷却调制后得到的炭素颗粒用筛分装置进行筛分包装； 其中所述造粒机、炭化转炉、筛分装置均设置有除尘装置，所述造粒机、炭化转炉和筛分装置经除尘后产生的气体均送入尾气焚烧炉中焚烧，所述活化转炉和炭化转炉产生的燃烧尾气通入尾气焚烧炉燃烧，所述尾气焚烧炉与余热锅炉连接，余热锅炉产生的蒸汽供应活化转炉和炭化转炉使用，所述余热锅炉使用后的烟气通过烟气净化装置净化后送入烘干装置用于烘干造粒机生产的颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其特征在于:其中步骤I)所使用的含炭材料为无烟煤、烟煤、提质褐煤、兰炭、炭化植物，所述无烟煤、烟煤、提质褐煤、兰炭、炭化植物的挥发份均小于30%。
3.根据权利要求1所述的一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其特征在于:其中步骤I)所使用的含炭材料为兰炭与焦粉按照重量百分比为70:30混合的混合物；或者步骤I)所使用的含炭材料为烟煤、兰炭与焦粉按照重量百分比为50:30:20混合的混合物；或者步骤I)所使用的含炭材料为炭化木屑与焦粉按照重量百分比为60:40混合的混合物；其中上述混合物的挥发份均小于30%。
4.根据权利要求3所述的一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其特征在于:其中步骤I)所使用的含炭材料为以下重量份数的原料: 焦粉或炭化粉料:55飞5 ； 焦煤或1/3焦煤:15 35 ； 无烟煤或烟煤:5 20。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其特征在于:其中步骤2)所述的粘合剂为焦油；或者为树脂；或者为焦油与浙青按照重量百分比为80:20混合的混合物；或者为淀粉与浙青按照重量百分比为90:10混合的混合物；或者为树脂与浙青按照重量百分比为90:10混合的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种清洁节能制造炭素制品的工艺，其特征在于:所述步骤5)的调制处理为加入0.05飞％ (重量百分比)的氢氧化钠或者氢氧化钾或者氨水或者尿素。
7.一种清洁节能制造炭素制品的系统，其特征在于:包括制粉机(I)、混合搅拌器(2)、造粒机(3)、烘干装置(4)、炭化转炉(5)、活化转炉(6)、尾气焚烧炉(7)、余热锅炉(8)、烟气净化装置(9 )、均混冷却调制机(10 )和筛分装置(11)，所述制粉机(I)的出料口与混合搅拌器(2 )的进料口连接，所述混合搅拌器(2 )的进料口还与粘合剂调配罐(12 )连接，所述混合搅拌器(2)的出料口与造粒机(3)的进料口连接，所述造粒机(3)的出料口与烘干装置(4)的进料口连接，所述烘干装置(4)的出料口与炭化转炉(5)的进料口连接，所述炭化转炉(5 )的出料口与活化转炉(6 )的进料口连接，所述活化转炉(6 )的出料口与均混冷却调制机(10)的进料口连接，所述均混冷却调制机(10)与筛分装置(11)连接，所述炭化转炉(5)和活化转炉(6 )的尾气出口与尾气焚烧炉(7 )的进气口连接，所述尾气焚烧炉(7 )的热风出口与余热锅炉(8 )连接，所述余热锅炉(8 )的出气口与烟气净化装置(9 )的进气口连接，所述烟气净化装置(9 )的出气口与烘干装置(4 )的热风进口连通，所述烘干装置(4 )的出风口与大气连通，所述余热锅炉(8)产生的蒸汽出口分别与活化转炉(6)和炭化转炉(5)的蒸汽入口连接，所述造粒机(3 )、炭化转炉(5 )、筛分装置(11)上均设置有除尘装置(13 )，所述造粒机(3)、炭化转炉(5)和筛分装置(11)的除尘装置(13)的出气口均与尾气焚烧炉(7)的进气口连接，所述造粒机(3)位于混合搅拌器(2)的下方，所述烘干装置(4)位于造粒机(3)的下方，所述炭化转炉(5)位于烘干装置(4)的下方，所述活化转炉(6)位于炭化转炉(5)的下方，所述均混冷却调制机(10)位于炭化转炉(5)的下方，所述筛分装置(11)位于均混冷却调制机(10)的下方。
8.根据权利要求7所述的一种清洁节能制造炭素制品的系统，其特征在于:还包括炭粉储罐(14)、配料罐(15)和粘合剂罐(16)，所述制粉机(I)的出料口与炭粉储罐(14)的进料口连通，所述炭粉储罐(14 )的出料口通过炭粉计量罐(17)与混合搅拌器(2 )的进料口连通，所述配料罐(15)和粘合剂罐(16)的出料口粘合剂调配罐(12)连接，所述粘合剂调配罐(12 )的出料口通过粘合剂计量罐(18 )与混合搅拌器(2 )的进料口连通。
9.根据权利要求8所述的一种清洁节能制造炭素制品的系统，其特征在于:所述混合搅拌器(2)的出料口通过螺旋给料机(19)与造粒机(3)的进料口连接，所述造粒机(3)的出料口通过第一皮带输送机(20)与烘干装置(4)的进料口连接，所述烘干装置(4)的出料口通过第二皮带输送机(21)与炭化转炉(5)的进料口连接。
全文摘要
本发明涉及一种清洁节能的炭素制品的生产工艺和系统。本发明一种清洁节能制造炭素制品的系统包括下列步骤将含炭材料用制粉机制成炭粉；将炭粉与粘合剂混合搅拌后，送入造粒机造粒，造粒成型温度为0~40℃，成型压力为100~300kg/cm2；将造粒机生产的颗粒经烘干装置烘干后，送入炭化转炉进行炭化，其中烘干温度为30~80℃，烘干时间为3~24小时，炭化温度为300~800℃，炭化时间为40分钟~4小时；将炭化后的炭化料热料直接送入活化转炉进行活化处理，其中活化温度为600~1200℃，活化时间为4~24小时；将活化料送入均混冷却调制机冷却至40~80℃，并进行调制处理。
文档编号C01B31/02GK103112841SQ20131005724
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月22日 优先权日2013年2月22日
发明者邹炎 申请人:邹炎