专利名称：采用浮选与炭化由粉煤灰制备活性炭的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用粉煤灰制造活性炭，更具体地讲，本发明涉及一种采用浮选与炭化由粉煤灰制备活性炭的系统。
背景技术：
炭化工序是气体活化法生产活性炭过程中的重要工序之一，该过程把原料隔绝空气加热，使非碳元素减少，以生产出适合活化工序所需要的碳质材料，是活化前的主要准备与基础。在煤基活性炭生产过程中，炭化过程通常包括物料的炭化和炭化尾气处理两部分。中国专利88221216. 8公开了一种化学法制活性炭用的多螺杆炭化炉，其涉及化学法制活性炭用的炭化炉的改进。其主要特点是在固定不动的炉内用螺杆推送物料，进入炉内的热炉气不和物料直接接触，而是和热辐射板接触，使热辐射板受热后发射远红外线加热物料，完成干燥、活化和炭化过程。中国专利93227406. 4公开了一种井式活性炭纤维材料活化炭化炉，其由炉体固定设置部分和炉体可移位部分组成，炉体固定设置部分的炉体为立式，在地坑内井式设置， 原料由炉体上部开口进出，电热元件在井内分布，电控系统与此连结以对炉温进行自动控制。炉体可移动部分的炉胆与炉裙盖固定连结一起。中国专利200710068892. 9公开了一种炭化炉，包括炉体、燃烧室，炉体外围整体包覆有包温材料，炉体上设有进料口和出料口，所述的炭化炉设有余热回收管，余热回收管分别连接炉体和燃烧室，余热回收管出口处设有点火装置。中国专利201010233150. 9公开了一种生产生物质炭的炭化炉，包括烟筒，旋转炉体，进料斗、出料斗、油气排出管，旋转炉体由旋转托轮支承，进料斗、出料斗、油气排出管装置在旋转炉体上，烟筒设置在旋转炉体内，烟筒与旋转炉体同轴，旋转炉体内壁上设置有螺旋叶片或烟筒与旋转炉体的同轴线与水平面有一角度5° <&<30°。中国专利201010197974. 5公开了一种多管外热式烟气回抽旋转炭化炉，它有一个斜卧式回转炉体，炉体高端一侧装有进料斗，低端一侧有出料口和燃烧室，炉体内有沿截面环形分布的管束，炭化料与烟气道分隔，炭化料走管程，烟气走壳程。炭化过程中产生可燃性有机物烟气，现有技术没有对其进行合理解决。其排入大气中既引起环境污染，又造成资源浪费。现有技术中尚没有一种既节约资源、又减少环境污染的采用浮选与炭化由粉煤灰制备活性炭的系统
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种既节约资源、又减少环境污染的采用浮选与炭化由粉煤灰制备活性炭的系统。为了实现上述目的，本发明提供了一种采用浮选与炭化由粉煤灰制备活性炭的系统，其包括浮选系统及炭化系统。其中，浮选系统包括至少一个浮选装置，每一浮选装置均包括竖直设置的筒体，位于该筒体顶部的溢流收集段和位于该筒体底部的尾灰收集段；溢流收集段设有出料口，尾灰收集段设有尾灰出口 ；该系统的炭化系统包括燃烧装置，其具有进气口及出气口 ；双筒旋转炭化炉，其包括可旋转的内筒及可旋转的外筒、位于内筒内的加热装置、 驱动内筒及外筒旋转的驱动装置，外筒套在内筒之外；燃气-烟气回路结构，该回路结构将炭化炉之炭粉原料受热所产生的燃气送入燃烧装置进行燃烧，并将燃气所产生的烟气进一步用于加热炭粉原料，其包括位于炭化炉的多个开口及连接于炭化炉和燃烧装置之间的气体管道。本发明中所称的“炭粉原料”特指在炭化炉内炭化的原料，其可为颗粒状含碳物料，例如由粉煤灰浮选制得的含碳颗粒。本发明中所称的“燃气”特指炭粉原料在热作用下产生的可燃性气体，其可包括 CO、H2、CH4、烷烃、烯烃、煤焦油等各种挥发物组分；所称的“烟气”为燃气在燃烧装置中燃烧后所产生的气体。本发明中，炭化炉的内筒及外筒的旋转方向可相同，也可相反。优选地，外筒的轴线与内筒的轴线重合。外筒和内筒的轴线可水平，也可与水平面有微小的夹角，例如该夹角可为 5° -8°。外筒和内筒在驱动装置的驱动下旋转，使位于其内的炭粉原料加热得更均勻更充分。燃烧装置(例如燃烧炉)位于炭化炉之外，其通过气体管道与炭化炉相连通。气体管道中间可设置有气体泵。这样，在气体泵的抽送下，炭化炉内的炭粉原料炭化分解时产生的燃气通过气体管道进入燃烧装置的进气口，在燃烧装置内进行燃烧。燃烧后产生的高温烟气通过气体管道通入炭化炉内。此时关闭加热装置，依靠炭化炉内的高温烟气对炭化炉内的炭粉原料进行加热并炭化。炭化产生的燃气又被泵回燃烧装置内燃烧并产生高温烟气，如此循环。由于设置了燃气-烟气回路结构，炭化过程中产生的可燃性气体从该回路结构进入燃烧装置中燃烧，燃烧产生的高温烟气从该回路结构中进入炭化炉，对炭化炉内的炭粉原料进行加热进而炭化。这样，既节省了能源，又避免了大量可燃性气体排入大气中，减少了环境污染。根据本发明的一实施方式，浮选装置进一步包括位于筒体内的散气装置，该散气装置的表面较大，用于对气泡及颗粒进行反射；散气装置的表面上设有多个气孔，该多个气孔设置为各自与水平面成不同的角度，以使筒体内的物料形成紊流；位于筒体内、间隔设置的多层浮选板，浮选板上有多个孔；该浮选板的作用有两个一是使具有不同浮力的不同物料分层；二是通过浮选板上的孔的孔径限制气泡的大小。浮选板上的孔的孔径为0. 5厘米-5厘米，浮选板可为金属、各种塑料或其它材料制成， 其具体可为单层或多层，例如2-5层，其中底层浮选板位于散气装置的上方；位于溢流收集段上部的分配装置，分配装置为下部或底端设置有多条分配管道的容器，分配管道的末端位于散气装置及底层浮选板之间；
供气装置，该供气装置通过第一气体管道与散气装置上的多个气孔连通。根据本发明的一实施方式，在至少一个浮选装置内，其散气装置为尖端向上的锥斗状，多个气孔设于其锥面上。设置该锥斗状的散气装置的目的在于1、结合有碳颗粒的气泡被该锥斗状的散气装置向更多的角度反射，其反射效果优于平面反射；2、散气装置喷气， 驱动气泡以紊流状态在筒体内四散漂浮，达到更好的浮选效果；3、未穿过浮选板的气泡被锥斗状散气装置反射，从而加剧了紊流运动的效果，提高了浮选率。为了达到更好的反射效果，根据本发明的另一实施方式，该锥斗状散气装置的锥斗角度为60° -150° (锥斗角度为过轴的截面与锥斗表面的两条交线之间的角度)。其具体可根据不同的物料，选择不同的锥斗角度，如CFB粉煤灰采用90°的锥斗角度。根据本发明的另一实施方式，在至少一个浮选装置内，其筒体包括位于上部的较细的第一浮选段和位于下部的较粗的第二浮选段，溢流收集段位于第一浮选段的外部，且溢流收集段的底端低于第一浮选段的顶端，用于收集从浮选段溢流出的颗粒物。例如，溢流收集段可为底板上有孔的圆柱形容器，第一浮选段的顶端从其底板上的孔穿出，这样，浮选段内浮选出的颗粒物不断地向上堆积，就越过浮选段的筒壁流进溢流收集段内；又如，第一浮选段的顶部外壁上设有溢流孔或溢流管，溢流收集段为位于该溢流孔或溢流管下方的容器。具体而言，第一浮选段和所述第二浮选段之间设有用作过渡区域的扩散锥体段，该扩散锥体段位于底层浮选板的上方，具体可位于两层浮选板之间，例如位于底层浮选板和与其相邻的上一层浮选板之间。通过设置扩散锥体段，使浮选装置增加了反射面，进而使自下方冲上来的气泡速度减缓并调整其运动方向，这样做的优点在于1、通过反射加剧气泡的紊流运动效果；2、避免气泡沿着筒壁冲向浮选装置的顶部而使顶部的溢流面不够平整。根据本发明的另一实施方式，在至少一个浮选装置内，其供气装置连接有一条或多条第二气体管道，第二气体管道通向分配装置内或连接到分配管道。例如该第二气体管道可为一条，通向分配装置内；也可为多条，分别连接到每条分配管道。另外，整个系统可以只设置一个供气装置，该一个供气装置通过不同的管道将气体输送到各级浮选装置的反射散气装置和分配装置。这样，可通过气体驱动位于分配装置内的粉煤灰颗粒加速通过分配管道进入筒体，进而提高浮选的效率。相对于现有技术中以文丘里管产生的负压驱动分配装置中的物料向下流动的技术方案，通过气体管道输送高压气体既可以降低能耗，又可以根据物料的多少及粘稠度调节气体压力，进而提高产品精度。根据本发明的另一实施方式，在至少一个浮选装置内，其还包括位于筒壁或散气装置上的物理分离装置。通过设置物理分离装置，有效地打破碳颗粒与灰分之间的结合，大大提高了碳的浮选率。该物理分离装置具体可为超声分离装置或超声破散装置，通过发射超声波提高碳颗粒和灰分的剥离，形成粒度达一万目的超细的碳颗粒。具体而言，该超声分离装置或超声破散装置包括超声波发射器及配套的辅助装置。另外，本发明的浮选系统中，浮选装置可为一个或多个，其中，多个浮选装置可使粉煤灰颗粒经过多级浮选。例如，浮选系统可以是一种两级浮选系统，其包括两个浮选装置，其中，第一浮选装置的出料口连接有出料管道，该出料管道通向第二浮选装置。也即第一浮选装置的浮选产物作为第二浮选装置的原料进行进一步的浮选。根据本发明的另一实施方式，燃气-烟气回路结构包括位于内筒首部的第一开口、位于内筒尾部的第二开口、位于外筒尾部的第三开口 ；第二开口套在外筒之内。
第二开口的数目可以有多个，例如位于与内筒的尾端距离相等的同一纵截面上， 外筒将所有第二开口均套于其内。炭粉原料从内筒的第一开口处进入，在内筒旋转的作用下，流向第二开口，并经第二开口进入外筒，同样在外筒的旋转作用下，流向第三开口。燃气-烟气与炭粉原料可为顺流接触，也可为逆流接触。当顺流接触，炭粉原料在热作用下产生的可燃性气体从第三开口流出炭化炉，进入燃烧装置进行燃烧；可燃性气体燃烧产生的高温烟气从第一开口进入炭化炉，并经第二开口流向第三开口。当逆流接触，炭粉原料在热作用下产生的可燃性气体从第一开口流出炭化炉，进入燃烧装置进行燃烧；可燃性气体燃烧产生的高温烟气从第三开口进入炭化炉，并经第二开口流向第一开口。本发明优选为顺流接触。根据本发明的另一实施方式，气体管道包括与第一开口连通的第一气体管道、与第三开口连通的第二气体管道，第一气体管道的另一端通向燃烧装置的进气口或出气口， 第二气体管道的另一端通向燃烧装置的出气口或进气口。粉煤灰颗粒经过浮选及炭化后，需通过活化以制造活性炭。适用本发明的系统的活化炉可为，例如，利用水蒸气进行活化的斯利普活化炉或者利用碱进行活化的各种碱活化炉。当采用斯利普活化炉时，炉内的水蒸气压力为1-3个大气压(表压)，炉内温度约为 950-1050°C。根据本发明的另一实施方式，该系统还包括利用碱进行活化的活化系统，该活化系统位于炭化系统之后，其包括氮气供应装置，其通过第一连接管道与活化炉的氮气进气口相连通；活化炉，其为密闭容器，其内设有加热装置；该活化炉包括第一出气口和氮气进气口 ；其中，氮气进气口处设形成氮气气幕，第一出气口处连接有第二连接管道；第一回收装置，其为内设吸收液的密闭容器，第二连接管道插进第一回收装置内， 并延伸到吸收液的液面以下；吸收液的液面上部设有出气口。本发明的活化系统适用于以碱为活化剂的活化反应。例如，以氢氧化钾为活化剂， 其与炭颗粒在高温下的反应为K0H+C — K2C03+K20+H2KOH,K2CO3^K2O对单个石墨微晶或微晶群形成刻蚀而生成不同孔径的孔隙，活化过程中反应生成的小分子气体，如C0、C02、H2、H20d2S等，沿着已有孔道流出的过程中，因高温膨胀而起到扩孔的作用。另外，在活化的过程中，会有金属钾蒸汽产生。金属钾蒸汽将进入石墨层间，发挥造孔、扩孔的作用。由于金属钾蒸汽十分活跃，与空气直接接触会爆炸。为了避免爆炸的发生，在整个活化过程中要通入氮气，以阻止金属钾蒸汽与空气直接接触。为了进一步提高本发明之系统的安全性，优选地，在本发明的系统中，其活化炉进一步包括第二出气口，该第二出气口处设有防爆阀，而且上述的氮气气幕位于该防爆阀的内侧。这样，当活化炉内的压力超过一定限度，防爆阀门自动打开。这样设置有两个作用一是当气体压力小时，挡住活化炉的第二出气口，作为阻止活化炉内的气体溢出的屏障；二是当活化炉内的气体剧烈膨胀超过一定的限度(例如3公斤)时，自动打开，避免活化炉炸膛。
氮气气幕位于防爆阀的内侧，与防爆阀门形成了阻止活化炉内的气体溢出的两道屏障。这样即使防爆阀门打开，在氮气气幕的阻挡下，活化炉内的气体仍然无法溢出。整个反应过程中及反应后，活化炉内的气体通入到第一回收装置内进行回收。第一回收装置内的吸收液(例如水)将吸收气体中的KOH蒸汽、K2CO3蒸汽、K2O蒸汽及高温钾蒸汽，以避免这些具有污染性、腐蚀性、爆炸性的危险气体通入大气中。根据本发明的另一实施方式，活化炉设有竖直的气体管道；该气体管道顶端的出口为第二出气口，该第二出气口处设有防爆阀；该气体管道的侧壁、第二出气口的下方开有氮气进气口。氮气进气口位于防爆阀门之下，不断通入的高压氮气在氮气进气口处形成氮气气眷。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果1、由于设置了燃气-烟气回路结构，炭化过程中产生的可燃性气体从该回路结构进入燃烧装置中燃烧，燃烧产生的高温烟气又从该回路结构中进入炭化炉，对炭化炉内的炭粉原料进行加热；如此循环，既节省了能源，又避免了大量可燃性气体排入大气中，减少了环境污染；2、由于炭化炉设置了双筒，内筒中的炭粉原料进入外筒后从外筒出炉，这样，在同样长度的设备中，延长了炭粉原料的行程和加热时间，使炭粉原料被充分加热并炭化；3、炭化炉的内筒和/或外筒设置为圆台状，使炭粉原料在重力分力的作用下沿着筒的内壁向前流动，使炭粉原料在向前流动的过程中被加热，提高了工作效率；4、在炭化炉的内筒及外筒的筒壁上设置扬板，有效地推送炭粉原料前进。下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明一实施方式之结构框图；图2是本发明一实施方式的浮选系统的结构示意图；图3是本发明一实施方式的炭化系统的结构示意图；图4是本发明一实施方式的活化系统的结构示意图；图5是本发明另一实施方式的浮选系统的结构示意具体实施例方式实施例1本实施例利用粉煤灰颗粒浮选得到碳颗粒(炭粉原料)，干燥、造粒后，再对其进行炭化，并对炭化后的炭粉进行活化，其包括浮选系统、炭化系统、活化系统(如图1所示)。图2所示为本实施例的浮选系统，其包括一个浮选装置，该浮选装置包括储料装置U、分配装置12、竖直设置的筒体13、锥斗状反射散气装置14、多层浮选板15、供气装置 16、物理分离装置如超声波分离装置18、过滤板19、尾灰箱110、溢流收集段1301、尾灰收集段 1305。竖直设置的筒体13可分为三部分，从上到下依次为第一浮选段1302、扩散锥体段1303、第二浮选段1304。其中，第一浮选段1302较细，其内设有一层浮选板15。第二浮选段1304较粗，其内设有散气装置14和一层浮选板15。扩散锥体段1303位于第一浮选段1302和第二浮选段1304之间，为尖端向上的锥斗状的过渡区域。溢流收集段1301位于第一浮选段1302的外部，且第一浮选段1302的顶端位于溢流收集段1301的顶端和底端之间；另外，溢流收集段1301的底端设有出料口 1309。尾灰收集段1305为尖端向下的锥斗状，且其底部尖端处设有尾灰出口 1306，尾灰出口 1306连接有尾灰管道1307，尾灰管道1307连接到尾灰箱110，尾灰箱110位于尾灰管道1307的末端，且套在尾灰管道1307之外，尾灰管道1307末端的高度位于顶层浮选板之上，且尾灰管道1307的末端设有液面调节装置，用于通过调节尾灰管道1307的末端的高度来调节浮选装置内的液面高度。尾灰箱110的底端设有排灰口 1308。在第二浮选段1304 和尾灰收集段1305之间设有过滤板19。散气装置14为尖端向上的锥斗状，其锥斗角度为120°，其锥面上设有多个气孔 1401 ；其位于第二浮选段1304内，且位于锥斗状尾灰收集段1305上方。散气装置14上设有多个超声分离装置18。间隔设置的多层(例如三层)浮选板15分别位于第一浮选段1302和第二浮选段 1304内，其中底层的浮选板15位于锥斗状散气装置14的上方。分配装置12位于溢流收集段1301上方，为下部设置有多条(例如8条)分配管道1201的容器。分配管道1201的末端位于第二浮选段1304之内、锥斗状散气装置14和底层浮选板15之间。储料装置11内设有搅拌装置1101，用于将粉煤灰原料浆和浮选剂充分搅拌。储料装置11的下部设有送料管道1102，送料管道1102上设有渣浆泵1103，该送料管道1102通向分配装置12。供气装置16连接第一气体管道1601及第二气体管道1602 ；其中，第一气体管道 1601与锥斗状散气装置14上的多个气孔1401连通，第二气体管道1602通向分配装置12。该浮选系统的工作原理是粉煤灰的主要成分为碳颗粒及灰分。加入浮选剂和/ 或捕收剂和/或其它助剂后，粉煤灰中的颗粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的碳颗粒选择性地粘附于气泡，并被携带上升，实现浮选。而可浮性差的灰分则向下沉。图3所示为本实施例的炭化系统，其包括炭化炉和燃烧装置例如燃烧炉27。其中炭化炉包括进料装置21、可旋转的内筒22、可旋转的外筒23、收集装置M、燃气-烟气回路结构25、加热装置沈、驱动内筒及外筒旋转的驱动装置(图中未示)。其中，内筒22为封闭的圆柱，其轴线水平，其内壁上设有多个扬板(图中未示)； 内筒22首部的端面上设有第一开口 2503;内筒22尾部的侧面设有多个第二开口 2504，其均位于与内筒22的尾端距离相等的同一纵截面上。进料装置21为与第一开口 2503连通的进料管道2101 ；进料管道2101的底端封闭，顶端设有进料口 2102 ；进料管道2101内设有倾斜设置的、指向第一开口 2503的挡板 2103 ；进料管道2101的侧壁、第一开口 2503的下方设有第五开口 2502，该第五开口 2502连接通向燃烧装置的第一气体管道2501。外筒23为封闭的圆台状，其轴线与内筒22的轴线重合，外筒23的侧边与中轴线的夹角为10° ；外筒23套在内筒22之外，内筒22的多个第二开口 2504被套在外筒23之内；外筒23较细的首部邻近内筒22的尾部，外筒23较粗的尾部邻近内筒22的首部；外筒 23的内壁上设有多个扬板(图中未示)。外筒23尾部的侧面设有多个第三开口 2505，其均位于与外筒23的尾端距离相等的同一纵截面上。收集装置M套在外筒23之外，并将所有第三开口 2505均套于其内，收集装置M 的顶端设有第四开口 2506，该第四开口 2506连接通向燃烧装置的第二气体管道2507。出料装置M的底端设有出料管道MO1。燃气-烟气回路结构25包括第一气体管道2501、第五开口 2502、第一开口 2503、 第二开口 2504、第三开口 2505、第四开口 2506、第二气体管道2507。加热装置沈为位于内筒22的轴线处的轴状电加热管。燃烧炉27包括位于燃烧炉内的蓄热砖2701、位于燃烧炉27下方的进气口 2702、 位于燃烧炉27上方的出气口 2703。燃烧炉27的进气口 2702与第二气体管道2507的另一端连接，第二气体管道2507中间设有气体泵观。第一气体管道2501的另一端连接到燃烧炉的出气口 2703。该炭化系统的工作流程如下1、炭粉原料。经浮选的碳颗粒作为炭粉原料从进料口 2102进入进料管道2101，被挡板2103阻挡后，从第一开口 2503进入内筒22，在驱动装置的驱动下，内筒22及外筒23 旋转，带动位于内筒22及外筒23内壁上的扬板旋转，将炭粉原料向第二开口 2504的方向推送。炭粉原料前行的过程中，与位于内筒22的加热装置沈或高温烟气接触，并被加热。 炭粉原料从第二开口 2504落入外筒23，并被旋转的扬板向第三开口 2505的方向推送。在整个移动过程中，炭粉原料被加热、干燥、热解，最终被炭化。炭化后的炭粉原料从第三开口 2505落到套在外筒23之外的收集装置M内，并经出料管道MOl离开炭化炉。2、燃气-烟气。本实施例中燃气-烟气与炭粉原料为顺流接触。在加热装置沈的加热作用下，内筒22内的炭粉原料在热作用下产生可燃性气体，该可燃性气体顺着炭粉原料的流动方向经第二开口 2504进入外筒23，并经第三开口 2505、第四开口 2506、第二气体管道2507进入燃烧炉27，在燃烧炉27中燃烧后产生高温的烟气。高温烟气经第一气体管道2501、第五开口 2502、第一开口 2503进入内筒22。内筒22内的炭粉原料在高温烟气的加热作用下，产生可燃性气体，该可燃性气体重复上述流程。图4所示为本实施例的活化系统，其包括活化炉31、氮气供应装置32、第一回收装置33、第二回收装置；34。其中，活化炉31为密闭容器，其内设有原料容器如镍坩锅3101、加热装置如多条电加热丝3102 ；其顶端设有竖直的气体管道3103，气体管道3103顶端的出口为第一出气口，该第一出气口处设有防爆阀3104，当活化炉内的气体剧烈膨胀超过一定的限度时，防爆阀3104自动打开。气体管道3103的侧壁、第一出气口的下方设有氮气进气口 3105。活化炉31的炉体上设有第二出气口 3106 ；第二出气口处3106连接有第二连接管道3107 ；活化炉31为间歇式活化炉，其侧面设有能打开的端盖3108，端盖上设有用于通冷却水的水冷管道(图中未示)。活化炉31上设有用于显示炉内的压力表3109。活化炉31还包括用于控制电加热丝3102的加热控制柜3110，以实现精确控制加热温度及加热时间。氮气供应装置32通过第一连接管道3201与活化炉31的氮气进气口 3105相连通；第一回收装置33为密闭容器，其内设有吸收液3306，第二连接管道3107插进第一回收装置33内，并延伸到吸收液3306的液面以下；吸收液3306液面的上部、第一回收装置33的顶部设有出气口 3301。第一回收装置33的底部设有回收液出口 3302及连接于该回收液出口 3302的第一回收管道3303，该第一回收管道3303上设有阀门。第一回收装置 33上设有用于显示装置内水位的水位计3304，以及用于调节活化炉31内压力的压力调节阀 3305。第二回收装置34为密闭容器，其设有进料口 3401、物料回收口 3402、排气口 3403、 过滤网3405。进料口 3401设于第二回收装置34的侧壁、过滤网3405的下方，并通过第三连接管道；3404与第一回收装置33的出气口 3301相连通；物料回收口 3402位于第二回收装置；34的底部；排气口 3403设置于第二回收装置34的顶部、过滤网3405的上方。排气口 3403外连接有排气管道3408。第三连接管道3404的长度较长，这样第一回收装置33内的气体在经过第三连接管道3404的过程中，有充分的时间冷却。第二回收管道3406连接于物料回收口 3402，该第二回收管道3406上设有阀门。实施例2本实施例的其它部分与实施例1相似，其不同之处在于，浮选系统包括两个浮选装置，即在第一浮选装置之后设置第二浮选装置。该第二浮选装置包括分配装置12’、竖直设置的筒体13’、锥斗状反射散气装置14’、多层浮选板15’、供气装置16’、物理分离装置如超声波分离装置18’、过滤板19’、溢流收集段1301’、尾灰收集段1305’。竖直设置的筒体13’可分为三部分，从上到下依次为第一浮选段1302’、扩散锥体段1303’、第二浮选段1304’。其中，第一浮选段1302’较细，其内设有一层浮选板15’。 第二浮选段1304’较粗，其内设有散气装置14’和一层浮选板15’。扩散锥体段1303’位于第一浮选段1302’和第二浮选段1304’之间，为尖端向上的锥斗状的过渡区域。溢流收集段1301，比第一浮选段1302’粗，套在第一浮选段1302’之外，且第一浮选段1302’的顶端位于溢流收集段1301’的顶端和底端之间；另外，溢流收集段1301’的底端设有出料口 1309，。尾灰收集段1305’为尖端向下的锥斗状，且其底部尖端处设有尾灰出口 1306’。在第二浮选段1304’和尾灰收集段1305’之间设有过滤板19’。散气装置14’为尖端向上的锥斗状，其锥斗角度为120°，其锥面上设有多个气孔 1401，；其位于第二浮选段1304，内，且位于锥斗状尾灰收集段1305’上方。散气装置14’ 上设有多个超声分离装置18’。间隔设置的多层(例如两层)浮选板15’分别位于第一浮选段1302’和第二浮选段1304’内，其中底层的浮选板15’位于锥斗状散气装置14’的上方。分配装置12’位于溢流收集段1301’上方，为下部设置有多条(例如8条)分配管道1201’的容器。分配管道1201’的末端位于第二浮选段1304’之内、锥斗状散气装置 14’和底层浮选板15’之间。第一浮选装置的出料口 1309连接出料管道1701，该出料管道1701的另一端通向
第二浮选装置的分配装置12’。供气装置16’连接第一气体管道1601’及第二气体管道1602’ ；其中，第一气体管道1601’与锥斗状散气装置14’上的多个气孔1401’连通，第二气体管道1602’通向分配装置12’。该浮选系统的工作流程可分为两个阶段在第一浮选装置内的第一阶段和在第二浮选装置内的第二阶段。其中第一阶段为向储料装置11中的粉煤灰原料浆加入浮选剂，形成混合物料。 该混合物料经位于储料装置11下部的送料管道1102进入分配装置12。分配装置12内的粉煤灰原料和浮选剂的混合物经位于分配装置12下部的多条分配管道1201进入筒体内。 供气装置16通过散气装置14上的气孔1401向筒体内供气，碳颗粒在浮选剂的作用下粘附于气泡，并以紊流状态四散漂浮并向上运动，顺利通过各层浮选板15上的孔，落到最上层的浮选板15上，实现碳颗粒的浮选。可浮性差的灰分则未通过浮选板15浮选，落到尾灰收集段1305。浮选出的碳颗粒被收集到溢流收集段1301内，并从出料口 1309经出料管道 1701进入第二浮选装置的分配装置12’内，开始了浮选的第二阶段。第二阶段的是以第一阶段浮选出的碳颗粒作为原料进一步浮选，以制造含碳量更高的颗粒。其流程与第一阶段类似，具体为分配装置12’内的颗粒经位于分配装置12’下部的多条分配管道1201’进入筒体内。供气装置16’通过散气装置14’上的气孔1401’向筒体内供气，碳颗粒在浮选剂的作用下粘附于气泡，并以紊流状态四散漂浮并向上运动，顺利通过各层浮选板15’上的孔，落到最上层的浮选板15’上，实现碳颗粒的浮选。浮选出的碳颗粒被收集到溢流收集段1301’内。可浮性差的灰分则未通过浮选板15’浮选，落到尾灰收集段1305，，并从尾灰出口 1306，排出。虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的发明范围所涵盖。
1权利要求
1.一种由粉煤灰制备活性炭的系统，其包括浮选系统及炭化系统，其中，所述浮选系统包括至少一个浮选装置，所述浮选装置包括竖直设置的筒体，位于该筒体顶部的溢流收集段和位于该筒体底部的尾灰收集段；所述溢流收集段设有出料口 ；所述尾灰收集段设有尾灰出口 ；所述炭化系统包括燃烧装置，其具有进气口及出气口 ；双筒旋转炭化炉，其包括可旋转的内筒及可旋转的外筒、位于所述内筒内的加热装置、 驱动所述内筒及所述外筒旋转的驱动装置，所述的外筒套在所述的内筒之外；燃气-烟气回路结构，该回路结构将炭化炉之炭粉原料受热所产生的燃气送入燃烧装置进行燃烧，并将燃气所产生的烟气进一步用于加热炭粉原料，其包括位于所述炭化炉的多个开口及连接于所述炭化炉和所述燃烧装置之间的气体管道。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述浮选装置进一步包括位于所述筒体内的散气装置，该散气装置的表面上设有多个气孔，该多个气孔设置为各自与水平面成不同的角度；位于所述筒体内、间隔设置的多层浮选板，其中底层浮选板位于所述散气装置的上方；位于所述溢流收集段上方的分配装置，所述分配装置为下部或底端设置有多条分配管道的容器，所述分配管道的末端位于所述散气装置及所述底层浮选板之间；供气装置，该供气装置通过第一气体管道与所述散气装置上的多个气孔连通。
3.如权利要求2所述的系统，其中，至少一个所述浮选装置内，所述散气装置为尖端向上的锥斗状，所述多个气孔设于其锥面上。
4.如权利要求2所述的系统，其中，至少一个所述浮选装置内，所述筒体包括位于上部的较细的第一浮选段和位于下部的较粗的第二浮选段，所述溢流收集段位于所述第一浮选段的外部；所述第一浮选段和所述第二浮选段之间设有用作过渡区域的扩散锥体段，该扩散锥体段位于底层浮选板的上方。
5.如权利要求2所述的系统，其中，所述浮选系统包括两个浮选装置，第一浮选装置的出料口连接有出料管道，该出料管道通向第二浮选装置。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述炭化炉的多个开口包括位于所述炭化炉的内筒首部的第一开口、位于所述炭化炉的内筒尾部的第二开口、位于所述炭化炉的外筒尾部的第三开口 ；所述第二开口套在所述外筒之内。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述气体管道包括与所述第一开口连通的第一气体管道、与所述第三开口连通的第二气体管道，所述第一气体管道的另一端通向所述燃烧装置的进气口或出气口，所述第二气体管道的另一端通向所述燃烧装置的出气口或进气
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括活化系统，所述活化系统位于所述炭化系统之后，其包括氮气供应装置，其通过第一连接管道与活化炉的氮气进气口相连通；活化炉，其为密闭容器，其内设有加热装置；所述活化炉包括第一出气口和氮气进气口 ；所述的氮气进气口处设形成氮气气幕，所述的第一出气口处连接有第二连接管道；第一回收装置，其为内设吸收液的密闭容器，所述第二连接管道插进所述第一回收装置内，并延伸到所述吸收液的液面以下；所述吸收液的液面上部设有出气口。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述活化系统的活化炉进一步包括第二出气口，所述的第二出气口处设有防爆阀，所述的氮气气幕位于该防爆阀的内侧。
10.如权利要求8所述的系统，其中，所述活化系统的活化炉设有竖直的气体管道；该气体管道顶端的出口设置为所述的第二出气口 ；该气体管道的侧壁、所述第二出气口的下方设置有所述的氮气进气口。
全文摘要
本发明公开了一种由粉煤灰制备活性炭的系统，其包括浮选系统及炭化系统。其优点在于1、由于炭化系统中设置了燃气-烟气回路结构，炭化过程中产生的可燃性气体从该回路结构进入燃烧装置中燃烧，燃烧产生的高温烟气又从该回路结构中进入炭化炉，对炭化炉内的炭粉原料进行加热；如此循环，既节省了能源，又避免了大量可燃性气体排入大气中，减少了环境污染；2、由于炭化炉设置了双筒，内筒中的炭粉原料进入外筒后从外筒出炉，这样，在同样长度的设备中，延长了炭粉原料的行程和加热时间，使炭粉原料被充分加热并炭化。
文档编号B09B3/00GK102275916SQ20111015885
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者许闽清 申请人:福建省龙岩龙能粉煤灰综合利用有限公司