一种颗粒活性炭再生转窑的制作方法

文档序号:4946401阅读:703来源:国知局
一种颗粒活性炭再生转窑的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种颗粒活性炭再生转窑,包括螺旋给料机、窑尾沉降室、窑体、传动装置、供热装置及补气管;螺旋给料机的进料口上安装有废活性炭储料斗,螺旋给料机穿过窑尾沉降室与窑体尾端连接,窑尾沉降室上部连接尾气管,窑尾沉降室与窑体连接之间设有窑体密封装置,窑体通过轮带及其支架固定在底座上,传动装置固定在底座上,在窑体的头端下部设有出料装置,窑体头端外连接供热装置,在窑体头端与供热装置之间设有窑体密封装置,窑尾沉降室、窑体及供热装置上都设有热电偶,补气管的管头连接供热装置,管尾延伸至窑体内部;窑体倾斜固定,窑体头端低于窑体尾端。本发明具有再生效率高、产物硬度高、自动化程度高及无二次污染等优点。
【专利说明】一种颗粒活性炭再生转窑

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种活性炭再生转窑,具体是一种颗粒活性炭再生转窑。

【背景技术】
[0002]活性炭是具有发达孔隙结构、有很大比表面积和吸附能力的炭。每克活性炭的总表面积可达1500平方米以上。活性炭具有吸附性能、催化性能,它不溶于水和其他溶剂,具有物理和化学上的稳定性。除了高温下同氧接触、同臭氧、氯、重铬酸盐等强氧化剂反应外,在实际使用条件下都极为稳定。由于活性炭作为吸附剂的优异特性,所以活性炭的用途非常广泛。近年来,国外在新产品开发方面,一是采用多种原料,多种工艺研制出具有特殊性能的活性炭。二是采用对活性炭进行二次加工的方法研制出多种高效能、多功能的活性炭制品,使活性炭呈现新的活力。
[0003]目前,污水处理厂处理化工污水时利用了大量的颗粒活性炭,这些活性炭吸附饱和后,必须进行再生处理,既满足了资源的循环利用,降低了资源损耗,也为企业节约了大量的成本。
[0004]活性炭的再生方法有很多种,如有机溶剂再生、生物再生、加热再生法、湿式氧化法等等。颗粒活性炭的加热再生是目前应用最广的方法,无论被吸附物质的本性如何,它都可有效地使活性炭再生。由于多层炉造价较高,并且在炉子的启动(升温)及停止(降温)
阶段要耗费时间,因而需要保持多层炉连续运转,由此,多层炉具有成本高而效率低下等缺点。国外使用较多的是回转式活化炉,即转窑。国内多数转窑还是采取传统的硅碳棒加热再生方式,仍旧存在电耗高、热效率低及环境污染等不良效果,影响了活性炭再生的经济效.、/■
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【发明内容】

[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种颗粒活性炭再生转窑,解决现有技术中存在的活性炭再生转窑电耗高、热效率低及环境污染的技术问题。
[0006]技术方案:为实现上述目的,本发明采用了如下的技术方案:
[0007]—种颗粒活性炭再生转窑,包括螺旋给料机、窑尾沉降室、窑体、传动装置、供热装置及补气管;所述螺旋给料机的进料口上安装有废活性炭储料斗,螺旋给料机穿过沉降室与窑体的尾端连接,所述窑尾沉降室上部连接尾气管,窑尾沉降室与窑体连接之间设有窑体密封装置,窑体通过轮带及其支架固定在底座上,所述传动装置固定在底座上,在窑体的头端下部还设有出料装置,窑体的头端外连接供热装置,在窑体的头端与供热装置之间设有窑体密封装置,窑尾沉降室、窑体及供热装置上都设有热电偶,所述补气管的管头连接供热装置,补气管的管尾延伸至窑体内部;所述窑体倾斜固定,窑体的头端低于窑体的尾端。
[0008]进一步的,在本发明中,窑体的倾斜度为0.5-2°。窑体倾斜一定角度固定,窑体的头端低于窑体的尾端,使得废活性炭从窑体尾端进入窑体内,在随着窑体转动的同时,活化再生后的活性炭由于重力作用自发地向下倾的窑体头端下滑,落入在窑体的头端下部设置的出料装置内,再排出收集成品活性炭。同时,窑体倾斜角度不大,能保证废活性炭在窑体内的停留时间,不至于使得废活性炭还未充分得到加热活化再生,便已下滑至出料装置内,影响成品的质量和纯度。
[0009]进一步的,在本发明中,窑体的长度为14-18米。窑体过长,废活性炭在窑体内的停留时间延长,且窑体内部体积相应较大,对热量能耗的需求都增大,废活性炭虽然能充分受热活化,但从窑体尾部到头部的运动路径加长,导致整个装置设备效率降低,能耗增加;而窑体过短,废活性炭在窑体内停留时间过短,尚不能充分受热活化,就可能已到达窑体头部出料装置,质量不佳。因此,窑体的长度设置为14-18米,既能节省能耗成本,足够的停留时间又能让废活性炭在窑体内充分受热活化再生,保证活性炭成品的高品质并兼具稳定性和高效率。
[0010]进一步的,在本发明中,窑体的转速为0.75-1.5r/min。窑体的转速同窑体的倾斜度之间具有一定的匹配关系,在一定的倾斜度下,转速增高,窑体内物料填充率降低,而物料的翻滚及运动速度则会加快。相反,转速降低,窑体内物料填充率增加,而物料的翻滚及运动速度则会减慢,生产效率降低。但是,太高的转速会导致物料的翻滚及运动速度过快,停留时间过短,反应不完全。因此,在窑体的倾斜度一定的条件下,应保持窑体在一个相对匹配的转速下运转,使窑内物料的填充率及运动速度与供热装置的生产能力合理匹配。
[0011]进一步的,在本发明中,窑体的内部设有扬料板和挡料圈。在废活性炭的加热活化再生过程中,碳化阶段会形成带粘性的塑性物料,粘附在窑体内壁上并结块,造成窑体堵塞,减缓活化再生反应进行。因此,窑体的内部设置扬料板和挡料圈,随着窑体的转动,一方面挡料圈阻挡塑性物料粘附在窑体内壁上,另一方面,扬料板不停地与窑体内壁产生摩擦,便可将粘在窑体内壁上的结块的塑性物料刮蹭下来。
[0012]进一步的,在本发明中,窑体密封装置采用迷宫密封方式。在窑体头部和尾部分别设置窑体密封装置,是为了尽量减少外界冷空气进入窑体内,影响窑体内的加热活化反应,同时也能有效防止窑体内的空气携带物料外泄,污染环境,造成浪费。迷宫式密封方式,装置结构简单且没有接触面,不存在磨损问题,便于维护。
[0013]作为优选的,在本发明中,窑体密封装置采用鳞片密封方式。鳞片密封装置为一圈均匀分布的多个窄长的耐热薄弹簧钢板,各薄片之间像鱼鳞片式交叠于一侧,以消除相互之间的间隙,密封效果良好,而且对窑体的弯曲偏摆等都具有很大的适应性。鳞片密封方式属于接触式密封方式,具有在长期使用中保持其高效密封性的优点。
[0014]进一步的,在本发明中,传动装置包括主动轮、从动轮和电机,从动轮套接在窑体外侧且与窑体固定连接,所述电机带动主动轮旋转,所述主动轮与从动轮之间通过皮带或者链条连接。由电机提供动力,主从动轮传递动力,最终实现窑体的旋转。
[0015]进一步的,在本发明中,补气管为合金材料制造。在活性炭的高温加热再生过程中,氧气对活性炭的基质具有很大的影响,过量的氧将使活性炭烧损灰化,而氧量过低又将影响窑体内的温度和再生效果,有机物氧化不完全。因此,为了稳定窑体气体的分气压,补气管可将空气等传送到窑体内,满足窑体内废活性炭物料的活化反应所需反应物。合金材料密度小,故轻便性较好,而且还具有强度高、耐蚀性好等特点,不易被氧化。
[0016]进一步的,在本发明中,补气管的管尾设在窑体内部的中间位置。空气等通过补气管传送到窑体内,提供窑体内废活性炭物料的活化反应所需的氧气反应物。补气管的管尾设在窑体内部的中间位置,能使补气管中的气体充分而相对均匀地扩散到窑体内部,与内部物料接触反应,反应更为均衡,保证生产过程的高效性并获得统一的高品质活性炭成品。
[0017]进一步的,在本发明中,所述尾气管的外部连接湿法分离器装置,以回收尾气中夹带的粉炭。
[0018]有益效果:本发明采用热源天然气的燃烧,一方面提供了废活性炭加热活化再生所需要的温度,另一方面天然气燃烧后的CO2等作为活化气体对干燥的废活性炭进行再生;该转窑再生颗粒活性炭具有再生效率高、再生时间短,产物硬度高、劳动强度低、自动化程度高、无二次污染等特点,特别适合于污水处理厂等拥有大量饱和颗粒活性炭的再生场合,经济社会效益较为显著。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是本发明的构造示意图;
[0020]图2是图1的B-B侧视图;
[0021]图3是本发明的窑体与传动装置的次动轮连接方式示意图;

【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0023]如附图1所示,一种颗粒活性炭再生转窑,包括螺旋给料机2、窑尾沉降室3、窑体5、传动装置7、供热装置10及补气管9 ;所述螺旋给料机2的进料口上安装有废活性炭储料斗1,螺旋给料机2穿过窑尾沉降室3与窑体5的头端连接,窑尾沉降室3上部连接尾气管12,窑尾沉降室3与窑体5连接之间设有窑体密封装置4-1,窑体5通过轮带6-1,6-2及其支架固定在底座上,传动装置7固定在底座上,在窑体5的尾端下部还设有出料装置11,窑体5的尾端外连接供热装置10,在窑体5的尾端与供热装置10之间设有窑体密封装置4-2,窑尾沉降室3、窑体5及供热装置10上都设有热电偶8-1,8-2,8-3,所补气管9的管头连接供热装置10,补气管9的管尾延伸至窑体5内部;窑体5倾斜固定,窑体5的头端高于窑体5的尾端,窑体5的倾斜度为0.5-2°,窑体5的长度为14-18米,窑体5的转速为0.75-1.5r/min ;窑体5的内部设有扬料板和挡料圈,窑体密封装置4-1,4-2采用迷宫密封方式或者鳞片密封方式。尾气管12的外部连接湿法分离器装置,以回收尾气中夹带的粉炭。
[0024]如附图2所示,传动装置7包括主动轮、从动轮和电机;如附图3所示,从动轮套接在窑体5外侧且与窑体5以嵌入式固定方式连接;电机带动主动轮旋转,主动轮与从动轮之间通过皮带或者链条连接。
[0025]优选的,补气管9为合金材料制造,还可以是耐高温的合金材料制造,窑体5内温度很高,所以需要耐高温的合金材料,使用寿命长,效率高。补气管9的管尾设在窑体5内部的中间位置。
[0026]实施例
[0027]用于污水处理的活性炭吸附的多为热分解型和难脱附型的有机物,且吸附周期长,可用高温加热再生法对其进行再生活化。活性炭再生用转窑的窑体为钢板制成,内衬耐火砖,在窑体头部设有供热装置10,通过天然气的燃烧,产生的高温烟气直接进入窑体中,由窑体头部向尾部流动,与物料逆流直接接触。转窑为连续操作,先启动窑体转动,再点火升温,待窑体尾温度升至300摄氏度左右,开始加料,如果需要停止窑体,需先停止进料,继续保持一定的温度,待窑体内物料全部排出后,才可熄火停止窑体。
[0028]活性炭加热再生经3个阶段,如下:
[0029]I)干燥阶段
[0030]转窑的供热装置10启动预热,为窑体内提供了所需的温度;吸附饱和的颗粒废活性炭物料由储料斗I经过螺旋给料机2输送到转窑窑体5内,传动装置7启动,电机带动主动轮转动,主动轮通过皮带或链条再带动从动轮转动,这样一来,窑体5便在从动轮的带动下开始绕着转轴转动起来,物料借助窑体5转动和倾斜度缓慢地向窑体头部移动;物料加温到100-150°C时,颗粒废活性炭物料细孔中的水分受热开始蒸发,同时,一部分低沸点的有机物也挥发出来了。
[0031]2)焙烧阶段
[0032]也称碳化阶段,随着天然气的燃烧不断进行,供热装置持续向窑体内传送燃烧后产生的高温气体,一方面提供了废活性炭再生所需要的温度,另一方面天然气燃烧后的C02等作为活化气体对干燥的废活性炭进行再生。颗粒废活性炭被加热到300-70(TC,吸附在其上的不同有机物随温度升高,有的达到沸点挥发出来,部分有机物则受热分解,还有部分有机物与天然气燃烧后的CO2等活化气体发生碳化和氧化反应,从活性炭的基质上消失了。
[0033]3)活化阶段
[0034]有机物经高温碳化后,有相当部分碳化物残留在活性炭微孔中。此时碳化物需用水蒸汽、二氧化碳等氧化性气体进行气化反应,使残留碳化物在850-1000°C气化成C02,CO等气体。使微孔表面得到清理,恢复其吸附性能。
[0035]在活性炭的高温加热再生过程中,由于CO2活化再生活性炭过程中会产生大量的可燃性物质,为了稳定窑体气体的分气压,因此设置了由罗茨风机提供风源的补气管9装置,保证窑内足够的氧量,使其充分燃烧。
[0036]在活性炭的高温加热再生过程中,转窑的供热装置10通过天然气的燃烧,一方面提供了废活性炭再生所需要的温度,另一方面天然气燃烧后的CO2等作为活化气体对干燥的废活性炭进行再生,活性炭再生温度为850-1000°C,再生时间为30-90分钟。尾气通过窑尾沉降室3后由尾气管12经湿式分离器除尘后排出。活化后的物料称活化料,从窑体头部落入出料装置,并定期取出,送往回收工序。
[0037]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种颗粒活性炭再生转窑,其特征在于:包括螺旋给料机(2)、窑尾沉降室(3)、窑体(5)、传动装置(7)、供热装置(10)及补气管(9);所述螺旋给料机(2)的进料口上安装有废活性炭储料斗(I),螺旋给料机(2)穿过窑尾沉降室(3)与窑体(5)的尾端连接,所述窑尾沉降室(3)上部连接尾气管(12),窑尾沉降室(3)与窑体(5)连接之间设有窑体密封装置(4-1),窑体(5)通过轮带(6-1,6-2)及其支架固定在底座上,所述传动装置(7)固定在底座上,在窑体(5)的头端下部还设有出料装置(11),窑体(5)的头端外连接供热装置(10),在窑体(5)的头端与供热装置(10)之间设有窑体密封装置(4-2),窑尾沉降室(3)、窑体(5)及供热装置(10)上都设有热电偶(8-1,8-2,8-3),所述补气管(9)的管头连接供热装置(10),补气管(9)的管尾延伸至窑体(5)内部;所述窑体(5)倾斜固定,窑体(5)的头端低于窑体(5)的尾端。
2.根据权利要求1所述的颗粒活性炭再生转窑,其特征在于:所述窑体(5)的倾斜度为 0.5-2。。
3.根据权利要求1所述的颗粒活性炭再生转窑,其特征在于:所述窑体(5)的长度为14-18 米。
4.根据权利要求1所述的颗粒活性炭再生转窑,其特征在于:所述窑体(5)的转速为0.75-1.5r/min。
5.根据权利要求1所述的颗粒活性炭再生转窑,其特征在于:所述窑体(5)的内部设有扬料板和挡料圈。
6.根据权利要求1所述的颗粒活性炭再生转窑,其特征在于:所述窑体密封装置(4-1,4-2)采用迷宫密封方式或鳞片密封方式。
7.根据权利要求1所述的颗粒活性炭再生转窑,其特征在于:所述传动装置(7)包括主动轮、从动轮和电机,从动轮套接在窑体(5)外侧且与窑体(5)固定连接,所述电机带动主动轮旋转,所述主动轮与从动轮之间通过皮带或者链条连接。
8.根据权利要求1所述的颗粒活性炭再生转窑,其特征在于:所述补气管(9)为合金材料制造。
9.根据权利要求1所述的颗粒活性炭再生转窑,其特征在于:所述补气管(9)管尾设在窑体(5)内部的中间位置。
10.根据权利要求1所述的颗粒活性炭再生转窑,其特征在于:所述尾气管(12)的外部连接湿法分离器装置。
【文档编号】B01J20/34GK104307500SQ201410532808
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】程振国 申请人:程振国
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