一种活性炭生产装置及其生产方法与流程

本发明涉及化学法生产活性炭的技术领域，具体涉及一种生产成本低、节能环保的活性炭生产装置及其生产方法。

背景技术：

活性炭是一种很细小的炭粒，有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体或杂质充分接触。当这些气体或杂质碰到毛细管被吸附，起净化作用。活性炭的吸附特性使它在生产生活中的应用越来越多，目前，活性炭大多应用于污水处理和家用中，在家用中，活性炭常用于空气净化、新装修房子的除甲醛、橱柜\抽屉\冰箱等除异味、汽车除异味等。

随着人们对生活质量和身体健康水平的追求越来越高，活性炭的使用越来越受到人们的重视，活性炭的需求量也越来越大。

活性炭的制备方法有物理法和化学法两种。物理法制活性炭,只能用天然的活性炭粉碎研磨制取,但很少有天然的活性炭,天然的碳主要是煤和石墨,但都不具备吸附分离物质的活性。因此，物理法制备活性炭无法大量推广。化学法制活性炭是将有机物(一般是木质纤维材料)在隔绝空气的条件下加热干馏而得，一般是质地松，比重小，吸水性和吸附性好。

目前，化学法（磷酸法）生产活性炭现有的工艺普遍为，木屑原料烘干后与磷酸浸渍，进入炭化炉进行炭化处理，之后进入活化转炉进行活化，活化炉普遍采用内热式烟道气加热。其存在的问题主要有，由于为内热式烟道气加热，为保证提供足够的热量，烟道气量较大，高温烟道气与物料接触会带出大量的磷酸，造成排放口磷酸含量超标；且烟道气排放温度一般在150-250℃，热量造成较大浪费。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构简单、生产成本低的活性炭生产装置及其生产方法，其节能环保、且能使活性炭的吸附性大大增强。

为解决现有技术中存在的问题，采用的具体技术方案是：

一种活性炭生产装置，包括干燥塑化装置和活化炉；所述干燥塑化装置上部设有进料斗，下部设有送料斗，上部一侧还设有出气口，下部一侧设有进气口；所述活化炉设于所述送料斗下部的一侧，所述干燥塑化装置和活化炉之间通过送料斗连通；所述活化炉上在与送料斗连接一端的相对侧设有高温气体进口，在与送料斗连接的一侧设有高温气体出口；所述活化炉底部设有出料斗，所述出料斗设于高温气体进口端；所述活化炉的高温气体出口和干燥塑化装置下部的进气口之间连接有输送管道。

优选的方案，所述高温气体进口与高温气源相连，所述高温气体进口处的高温气体的温度为400-600℃。

本发明再一目的是提供了一种活性炭的生产方法，其包括以下步骤：

s1、活性炭原料经活化剂浸渍后，由进料斗投入低温干燥塑化装置；

s2、干燥气体从低温干燥塑化装置底部一侧的进气口进入，对活性炭原料进行干燥；

s3、当活性炭原料的水分为5%-25%时，打开干燥塑化装置底部的送料斗和上部的出气口，干燥后的活性炭原料经送料斗传送入活化炉，废气从出气口排出；

s4、打开活化炉的高温气体进口，高温气体进入活化炉并对干燥后的活性炭原料进行活化，活化时间为0.5-2小时；

s5、打开出料斗和高温气体出口，经活化的活性炭成品经出料斗排出，高温气体从高温气体出口经输送管道进入干燥塑化装置，并对下一组活性炭进行干燥。

步骤s1所述活性炭原料为木屑、果壳、椰壳、棕榈壳、油茶壳等植物残余物的其中一种或其多种混合物。

步骤s1所述活化剂为磷酸或氯化锌。

步骤s2所述干燥气体即为对上一组活性炭原料活化时，从活化炉排出的高温气体。

步骤s4所述高温气体的温度为400-600℃。

步骤s5所述高温气体从高温气体出口排出时的温度150-200℃。

步骤s3所述废气的排出时的温度50-100℃。

通过采用上述方案，本发明的一种活性炭生产装置及其生产方法与现有技术相比，其技术效果在于：

1、解决环保问题：化学法活性炭生产是采用内热式活化，由于要添加活化剂（磷酸），因此尾气排放的时候会伴随大量的磷酸气体，污染环境。本发明利用浸渍后的活性炭原料与尾气接触，吸收废气中的磷酸，使得最后没有磷酸排放。

2、解决能耗问题：经过活化炉之后的气体排入干燥塑化装置，增加低温干燥步骤，使磷酸充分浸渍于活性炭原料孔隙，同时大部分水分被蒸发，使得后来活化工序的负荷大大降低了，不仅缩短了活化的时间，同时降低了提供活化热源的高温气体风量。另外，活化炉排放的烟气直接与浸渍后的活性炭原料接触，不仅达到环保目的，而且利用了烟气热量来蒸发活性炭原料中的水分。

3、节省原料：经过活化炉的高温气体所带出的磷酸被活性炭原料拦截，充当下一批物料的活化剂，磷酸被充分利用，大大降低了磷酸的消耗。

4、提高活性炭产品质量：增加低温干燥工序，使得磷酸充分渗透于活性炭原料孔隙，在活化过程中更加彻底，不仅增加活性炭吸附能力，同时降低了活性炭灰分。

附图说明

图1为本发明一种活性炭生产装置的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1所示，一种活性炭生产装置，包括干燥塑化装置1和活化炉2。所述干燥塑化装置1上部设有进料斗3，下部设有送料斗4，上部一侧还设有出气口5，下部一侧设有进气口6。所述活化炉2设于所述送料斗4下部的一侧，所述干燥塑化装置1和活化炉2之间通过送料斗4连通。所述活化炉2上在与送料斗4连接的相对侧设有高温气体进口7，在与送料斗4连接的一侧设有高温气体出口8，所述活化炉2上在设有高温气体进口7一侧的下部设有出料斗9；所述高温气体进口7与高温气源相连，所述高温气体进口7处的高温气体的温度为400-600℃。所述活化炉2的高温气体出口8和干燥塑化装置1下部一侧的进气口6之间连接有输送管道10。

本发明再一目的是提供了一种活性炭的生产方法，其包括以下步骤：

s1、活性炭原料经活化剂浸渍后，由进料斗3投入低温干燥塑化装置1；所述活性炭原料为木屑、果壳、椰壳、棕榈壳、油茶壳等植物残余物的其中一种或其多种混合物；所述活化剂为磷酸或氯化锌。

s2、干燥气体从低温干燥塑化装置1底部一侧的进气口6进入，对活性炭原料进行干燥；此处的干燥气体为对上一组活性炭原料进行活化时，从活化炉2排出的高温气体经输送管道10输送后，从干燥塑化装置1底部一侧的进气口6进入的气体。

s3、当活性炭原料的水分为5%-25%时，打开干燥塑化装置1底部的送料斗4和上部的出气口5，干燥后的活性炭原料经送料斗4传送入活化炉2，废气从出气口5排出；废气的排出时的温度50-100℃。此处的排出温度相比现有技术大大降低。

s4、打开活化炉2的高温气体进口7，高温气体从高温气体进口7进入活化炉2并对干燥后的活性炭原料进行活化，活化时间为0.5-2小时；进入活化炉2的高温气体的温度为400-600℃。

s5、打开出料斗9和高温气体出口8，经活化的活性炭成品经出料斗9排出，高温气体从高温气体出口8（高温气体从高温气体出口排出时的温度150-200℃）经输送管道10进入干燥塑化装置1，并对下一组活性炭进行干燥，如此循环。

具体实施案例：

活性炭原料（可以为木屑、果壳、椰壳、棕榈壳、油茶壳等植物残余物）经活化剂（可以为磷酸、氯化锌等活化剂）浸渍后，由进料斗3进入干燥塑化装置1，在干燥塑化装置1中与从活化炉2经高温气体出口8排出的气体接触，吸收活化炉2排出气体中所含的活化剂并利用活化炉2排出气体的余热进行干燥，干燥后的水分达到5%-25%，活化剂充分渗透，由送料斗4传送进入活化炉2，在活化炉2中经高温烟气活化，烟气温度为400-600℃，活化时间0.5-2h，活化后即得到产品。

活化炉2的烟气经活化炉后由高温气体出口8排出，出口温度150-200℃，经过输送管道10进入干燥塑化装置1，活化剂等物质被捕获同时热量充分利用后直接排放，排放温度为50-100℃。依次循环。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、均包含在本发明的保护范围之内。