煤基活性炭制备中用蓄热式转底炉进行氧炭化的装置的制作方法

本实用新型涉及一种煤基活性炭制备中进行氧炭化的设备，尤其涉及一种煤基活性炭制备中用蓄热式转底炉进行氧炭化的装置。

背景技术：

活性炭是一种多孔性炭素材料，具有丰富的孔隙结构和巨大比表面积，被广泛应用于吸附、分离、催化和电子等诸多领域，特别在环境保护水处理和气体处理方面，活性炭质材料用于烟气净化的特点是能同时脱除烟气中的多种污染物，如SO₂、NO_x、烟尘粒子、汞、二噁英、吠喃、重金属、挥发性有机物及其他微量元素等。

采用压块成型法制造煤质颗粒活性炭的工艺起源于欧美，从二十世纪九十年代初期开始，逐渐成为我国煤质活性炭行业的热点，国内已有数条专业生产线投入运行。但欧美国家同类生产线中常见的氧化工序在国内则被取消了。

最近十多年，原煤的预氧化处理对其最终制品活性炭性能的影响引起了活性炭工作者的极大关注，目前试验表明，选用大同烟煤和高温煤沥青为原料，采用压块成型法制造煤质颗粒活性炭。当制备过程的其它工艺条件相同时，氧化预处理可使最终活性炭制品的水容量、碘吸附值、亚甲兰吸附值和四氯化碳吸附率分别提高27～34％，134mg/g，86～96mg/g和9～13.5％(绝对算术差值)；当控制最终制品的性能为水容量106～119％，碘吸附值＞1050mg/g，亚甲兰吸附值＞225mg/g，四氯化碳吸附率67～75％时，氧化预处理可使活化工序的产品得率提高10％以上。不论对制品的吸附性能还是对产品的收率，氧化预处理都是绝对有利的(《煤炭转化》2005年1月第28卷第1期)。以至于有人预言，未来的煤质活性炭典型制造工艺将由氧化、炭化、活化三个主要环节构成。

在目前的煤基活性炭生产技术中氧炭化均采用回转窑技术。回转窑结构简单、投资低、操作条件变化广、产品质量调整容易、对原料粒度和密度无严格要求。但其单机产量较低，对煤质炭氧炭化效果较差，而且易破碎，产品得率低，炭化尾气难处理。而且氧化和炭化无法在一个炉体内进行，氧化和炭化需要各设置一台回转窑，导致热损失大，过程输送复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高效、经济的煤基活性炭制备中用蓄热式转底炉进行氧炭化的装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的煤基活性炭制备中用蓄热式转底炉进行氧炭化的装置，包括1台蓄热式转底炉；

所述蓄热式转底炉由氧化段和炭化段组成，所述氧化段与炭化段之间采用隔墙分隔；

所述蓄热式转底炉的氧化段和炭化段分别包括炉顶、炉墙、炉底和托辊，所述炉顶、炉墙和炉底均铺设耐火材料，所述炉顶、炉墙均固定设置，所述炉底由托辊支撑，所述炉底与炉墙之间设有水封槽，所述炉底设有炉底架空层。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的煤基活性炭制备中用蓄热式转底炉进行氧炭化的装置，能实现氧化气与原料均匀接触，起到鼓泡床的作用，提高氧化率，而破碎率得到降低，辐射管加热均匀，热效率高，而且烟气与炭化尾气不混合，提高了炭化尾气的热值，氧化和炭化在一个炉体内实现，减少了设备台数，并且能够实现大规模生产，节约能源，降低生产成本。本方法适用于煤基活性炭的氧炭化生产。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的煤基活性炭制备中用蓄热式转底炉进行氧炭化的装置的平面结构示意图。

图2a为本实用新型实施例中用于氧炭化生产的蓄热式转底炉氧化段立面结构示意图(图1的A-A向)。

图2b为本实用新型实施例中用于氧炭化生产的蓄热式转底炉炭化段立面结构示意图(图1的B-B向)。

图2c为本实用新型实施例中用于氧炭化生产的蓄热式转底炉隔墙立面结构示意图(图1的C-C向)。

图3为本实用新型实施例中用于氧炭化生产的蓄热式转底炉炉底架空层隔板布置结构示意图。

图中：

1、氧化段 2、炭化段 3、进料口 4、氧化废气排出口 5、炭化尾气排出口 6、出料螺旋 7、托辊 8、密封圈 9、进气管 10、氧化气入口 11、物料 12、炉顶 13、炉墙 14、炉底架空层 15、炉底 16、水封槽 17、炭化尾气排出口 18、辐射管 19、隔墙 20、隔板。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的煤基活性炭制备中用蓄热式转底炉进行氧炭化的装置，其较佳的具体实施方式是：

包括1台蓄热式转底炉；

所述蓄热式转底炉由氧化段和炭化段组成，所述氧化段与炭化段之间采用隔墙分隔；

所述蓄热式转底炉的氧化段和炭化段分别包括炉顶、炉墙、炉底和托辊，所述炉顶、炉墙和炉底均铺设耐火材料，所述炉顶、炉墙均固定设置，所述炉底由托辊支撑，所述炉底与炉墙之间设有水封槽，所述炉底设有炉底架空层。

所述氧化段的炉底架空层采用隔板分割成多个氧化介质的分气室，所述分气室与氧化介质进口连接，所述炭化段还包括蓄热式辐射管。

所述蓄热式转底炉的进料口与压块料输送系统相连，所述蓄热式转底炉的出料口与炭化料冷却输送系统相连；

所述蓄热式转底炉的氧化气进口与氧化气管道相连，所述蓄热式转底炉的氧化废气排放口与废气处理系统相连，所述蓄热式转底炉的炭化尾气排放口与煤气净化系统相连；

所述蓄热辐射管的燃烧端与燃料管道和助燃空气管道相连，所述辐射管的废气排放端与废气排放管道相连；

所述水封槽的进水口与循环水系统相连，所述水封槽的排水口与循环水系统和污水处理系统相连。

目前国家对环保的要求越来越高，对活性炭的需求越来越多。本实用新型综合考虑各类炉型的特点和氧炭化的生产工艺，提出了采用蓄热式转底炉进行氧炭化的生产方法，实现氧炭化一体化、产量大、自动化程度高、产品质量调整简单、投资低的氧炭化生产设备，是一种高效、经济的用蓄热式转底炉进行氧炭化的装置。

本实用新型能实现氧化气与原料均匀接触，起到鼓泡床的作用，提高氧化率，而破碎率得到降低，辐射管加热均匀，热效率高，而且烟气与炭化尾气不混合，提高了炭化尾气的热值，氧化和炭化在一个炉体内实现，减少了设备台数，并且能够实现大规模生产，节约能源，降低生产成本。本方法适用于煤基活性炭的氧炭化生产。

本实用新型的具体结构如图1至图3所示：

所述蓄热式转底炉由氧化段和炭化段组成，所述氧化段和炭化段之间采用隔墙分隔。

所述蓄热式转底炉的氧化段由炉顶、炉墙、炉底和托辊等组成，所述炉顶、炉墙和炉底均铺设耐火材料，所述炉顶、炉墙均静止不动，所述炉底沿圆周转动，由托辊支撑，所述炉底与炉墙之间设有水封，防止废气外溢，所述炉底设有炉底架空层，所述架空层采用隔板分割成小的分气室，用于氧化介质的送入和分配，与原料进行氧化反应；

所述蓄热式转底炉的炭化段由炉顶、炉墙、炉底、托辊和辐射管等组成，所述炉顶、炉墙和炉底均铺设耐火材料，所述炉顶、炉墙均静止不动，所述炉底沿圆周转动，由托辊支撑，所述炉底与炉墙之间设有水封，防止炭化尾气外溢，所述炉底设有炉底架空层；

所述蓄热式转底炉的进料口与压块料输送系统相连，所述蓄热式转底炉出料口与炭化料冷却输送系统相连；

所述蓄热式转底炉的氧化气进口与氧化气管道相连，所述蓄热式转底炉的氧化废气排放口与废气处理系统相连，所述蓄热式转底炉的炭化尾气排放口与煤气净化系统相连；

所述蓄热式转底炉的辐射管燃烧端与燃料管道和助燃空气管道相连，所述辐射管的废气排放端与废气排放管道相连；

所述水封槽进水口与循环水系统相连，所述水封槽排水口与循环水系统和污水处理系统相连。

所述煤基压块料的挥发份为30～40％、水分≤2％、硬度≥90％、粒度分布范围为3.35～0.60mm、堆积比重为650～750kg/m³、温度为常温。

在所述蓄热式转底炉内，压块料从进料口送入氧化段的炉底，氧化气送入炉底内，与压块料发生氧化反应，生成氧化料；

在所述蓄热式转底炉内，氧化料从氧化段进入炭化段，辐射管对氧化料进行加热炭化，炭化尾气从炉顶排放口排出；

在所述蓄热式转底炉内，所述炭化料的挥发份为15.0～22.0％、灰分≤5％、无结渣性、焦油产率≤2.0％、硬度≥90％、堆比重650～750kg/m³、粒度分布范围为0.6～3.35mm。

在所述蓄热式转底炉内，炭化后生成的炭化料被螺旋机送出炉体，进入冷却系统进行冷却；

在所述蓄热式转底炉内，炉底由驱动机构驱动进行旋转运转。

本实用新型的优点在于：(1)可实现大规模工业化生产，降低生产成本，提高生产效率；(2)蓄热式辐射管加热，加热均匀，热效率高；(3)采用炉底分配氧化气，起到鼓泡床的作用，氧化均匀，氧化率高；(4)采用转底炉，可降低破碎率和煤气含尘率；(5)蓄热式转底炉与氧化料不接触，对炭化尾气无污染，提高可燃气热值；(6)蓄热式转底炉采用水封槽，活化尾气泄露少，安全性好。

具体实施例：

如图1所示，压块成型料为煤制压块成型料，挥发份30～40％，水分≤2％，硬度≥90％，粒度分布范围3.35～0.60mm，堆积比重650～750kg/m³，温度常温，处理量为12万吨/年。成型料在氧化段内与氧化气(约250℃)发生接触，主要起干燥和氧化作用，去除压块成型料中的水分和部分挥发份，并对成型料表面进行氧化，形成氧化料，其中挥发份含量为为28～38％，硬度≥90％，粒度分布范围3.35～0.425mm，堆积比重650～750kg/m³，温度约200～300℃。氧化料直接进入炭化段，采用辐射管加热形成焦炭，其中挥发份含量为15.0～22.0％，焦油产率≤2％，硬度≥90％，粒度分布范围3.35～0.425mm，堆积比重为650～750kg/m³，温度约500～600℃，炉内压力为100Pa±20Pa。产出的炭化料经螺旋出料机送入冷却系统进行冷却。

氧化段中氧化气与煤基成型料发生反应后形成了氧化尾气，含有煤粉、少许挥发份及水分，经除尘后的氧化尾气送入尾气处理系统。氧化料在炭化段内经密闭加热生成了炭化尾气，主要成分为CH₄及其同系物，还有H₂、CO₂、CO及不饱和烃，热值≥6000kCal/Nm³，送入炭化尾气净化系统。

以上就是蓄热式转底炉在本实施例中的实施过程。

综上所述，本实施例中的蓄热式转底炉，氧化气从炉底送入，起到鼓泡床的作用，使氧化均匀，氧化率高。转底炉对物料的搅动小，物料破碎小，粉尘产生量小。

加热系统采用蓄热式辐射管的方式，从而在保证节能降耗的同时获得良好的温度工况。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。