一种分段外热回转式炭化炉的制作方法

文档序号:47780阅读:312来源:国知局
专利名称:一种分段外热回转式炭化炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种分段外热回转式炭化炉,包括内筒体、外筒体、窑头罩和窑尾罩,所述内筒体内壁上设有多个抄料板,所述抄料板包括第一段和第二段;其中,所述炭化炉还包括多个隔离环,所述隔离环套设在供热夹套内,从而将所述供热夹套沿所述外筒体的轴向隔成多个夹套段,每个夹套段上分别设有进气口和排气口;所述抄料板的第二段与所述第一段连接处的夹角为110°~160°。本实用新型的炭化炉由于可以实现分段加热,因而可以有效保证炭化产物的品质稳定并提高炭化产物挥发性气体的质量;同时,抄料板采用分段式的“弯折”设计,从而有效减少由于物料破碎所产生的粉料,提高炭化产物品质。
【专利说明】
一种分段外热回转式炭化炉
技术领域
[0001]本实用新型涉及活性炭生产领域,特别涉及一种分段外热回转式炭化炉。
【背景技术】
[0002]我国活性炭产业自建国以来,经历了从无到有,从小到大的过程,取得了举世瞩目的成就,目前已成为国际上活性炭生产大国,年产能约40余万吨,仅次于美国。与此同时,国内活性炭产业也普遍存在工厂产能规模小、装置落后以及产品技术含量低的问题。
[0003]炭化是生产高品质活性炭的关键环节,其本质机理是煤的炭化条件下所形成的是一种称之为“碳素前驱体”的物质,使得炭素材料基本结构雏形完成,其结构特征决定了进一步加工处理所得的炭素材料的结构即活性炭的性能,即炭化形成了初始的孔结构,活化是将炭化料的孔结构在同一方向的发展。
[0004]为提高活性炭的品质,对炭化装置进行改进也是一种非常重要的研究方向,我国煤质活性炭制造业在生产过程中的炭化工艺普遍是将原料在内热式回转炉内进行炭化,存在炭化产品质量稳定性较低,并造成最终活性炭产品漂浮率较高的不足。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种分段外热回转式炭化炉,以解决现有技术中内热式炭化炉在活性炭生产时存在的炭化产物品质不够稳定的问题。
[0006]为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
[0007]—种分段外热回转式炭化炉,包括内筒体、外筒体、窑头罩和窑尾罩,所述内筒体的两端分别通过密封装置可转动地连接至所述窑头罩和窑尾罩;所述外筒体套在所述内筒体外并固定设置,从而在所述内筒体与外筒体之间形成供热夹套;所述内筒体内壁上设有多个抄料板,所述抄料板包括第一段和第二段,所述第一段包括固定至所述内筒体的第一端和远离所述第一端的第二端,所述第二段连接至第一段的第二端;
[0008]其中,所述炭化炉还包括多个隔离环,所述隔离环套设在供热夹套内,从而将所述供热夹套沿所述外筒体的轴向隔成多个夹套段,每个夹套段上分别设有进气口和排气口;
[0009]所述抄料板的第二段与所述第一段的第二端在连接处的夹角为110°?160°。
[0010]根据本实用新型的炭化炉,优选地,所述夹角为120°?150°,所述第一段沿所述内筒体的径向固定至所述内筒体的内壁。
[0011]根据本实用新型的炭化炉,优选地,所述第二段的长度为所述第一段长度的1/4?2/3,进一步优选为所述第一段长度的1/3?1/2;所述第二段与所述内筒体之间的距离为所述内筒体内径1/4?1/3。
[0012]根据本实用新型的炭化炉,优选地,所述进气口设置于所述夹套段的下部,所述排气口设置于所述夹套段的上部。
[0013]根据本实用新型的炭化炉,优选地,所述炭化炉还包括多个燃烧器,所述燃烧器固定至所述夹套段上,用于通过所述进气口为所述夹套段内供热。
[0014]根据本实用新型的炭化炉,优选地,所述隔离环与所述外筒体的内壁固定连接,所述隔离环的外径不小于所述外筒体内径的0.95倍,所述隔离环的内径不大于所述内筒体外径的1.05倍,以实现较好的隔离。
[0015]根据本实用新型的炭化炉,所述隔离环由耐火材料制作,优选地,所述隔离环为石墨环。
[0016]根据本实用新型的炭化炉,优选地,所述的多个夹套段为4?8个。
[0017]根据本实用新型的炭化炉,优选地,所述内筒体内壁上对应所述夹套段的位置分别设有温度监控装置,从而可以将内筒体的温度及时通过信号送至控制室,以便监控及调整温度。
[0018]根据本实用新型的炭化炉,优选地,所述夹套段的进气口和排气口处均设有烟气温度监控装置,以便监控及调整。
[0019]与现有技术相比,本实用新型的炭化炉由于可以实现分段加热,因此有利于对炭化炉各段物料温度的准确控制,由于炭化温度对炭化产物品质具有重要影响,因而本实用新型的炭化炉可以有效保证炭化产物的品质稳定并提高炭化产物挥发性气体的质量;同时,本实用新型的抄料板采用分段式的“弯折”设计,使得抄料板所抄起的物料在落下时,可以经倾斜的第二段以一定倾斜角度逐步洒落,形成连续料幕,与传统的直板式的抄料板相比,可以有效减少由于物料破碎所广生的粉料,提尚炭化广物品质。
【附图说明】
一种分段外热回转式炭化炉的制作方法附图
[0020]图1为本实用新型的炭化炉的一种实施方式的示意图;
[0021]图2为图1中隔离环的示意图;
[0022]图3为图1中内筒体的侧视示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本实用新型进行详细说明,但本实用新型并不仅限于此。
[0024]如图1和2所示,本实用新型的回转式炭化炉,包括内筒体3、外筒体4、窑头罩2和窑尾罩5。其中,所述内筒体3的两端分别通过密封装置可转动地连接至所述窑头罩2和窑尾罩5,例如在窑头罩2和窑尾罩5与内筒体之间设置动密封环,以防泄漏,上述结构均为本领域所熟知,这里不再赘述。
[0025]如图3所示,所述内筒体3内壁上设有多个抄料板,以便物料均匀受热,所述抄料板包括第一段11和第二段12,所述第一段11包括固定至所述内筒体3的第一端13和远离所述第一端13的第二端14,所述第二段12连接至第一段11的第二端14;所述抄料板的第二段12与所述第一段11的第二端14在连接处的夹角为110°?160°;由于抄料板采用分段式的“弯折”设计,所述内筒体3逆时针转动,使得抄料板所抄起的物料在落下时,可以经倾斜的第二段12以一定倾斜角度逐步洒落,形成连续料幕,从而有效减少由于物料破碎所产生的粉料,提高炭化产物品质。优选地,所述夹角为120°?150°,所述第一段11沿所述内筒体3的径向固定至所述内筒体3的内壁。进一步优选地,所述第二段12的长度d3为所述第一段11长度d4的1/4?2/3,进一步优选为所述第一段11长度d4的1/3?1/2;所述第二段12与所述内筒体3之间的距离d5为所述内筒体3内径1/4?1/3。
[0026]所述外筒体4套在所述内筒体3外并固定设置,例如通过底座固定至地表建筑基座,所述外筒体4的两端与内筒体3密封连接,例如设置动密封环以实现密封连接,从而在所述外筒体4与可转动的内筒体3之间形成供热夹套,以便为所述内筒体3内的炭化反应供热。
[0027]所述炭化炉还包括多个隔离环6,所述隔离环6套设在供热夹套内,从而将所述供热夹套沿所述外筒体4的轴向隔成多个夹套段9,每个夹套段9上分别设有进气口和排气口(图中未示出)。在本实用新型中,所述夹套段9的数量可以根据生产需要进行调整,例如可以是3至10个等,优选地,所述的多个夹套段为4?8个。其中,所述进气口用于向夹套段9内供热,所述排气口用于排出夹套段9内的烟气,在一个优选实施例中,所述进气口设置于所述夹套段9的下部,所述排气口设置于所述夹套段9的上部,以便于对内筒体3充分供热。
[0028]在一种实施方式中,所述隔离环6与所述外筒体4的内壁固定连接,以便固定在所述供热夹套内;优选地,如图2所示,所述隔离环6的外径dl不小于所述外筒体4内径的0.95倍,所述隔离环6的内径d2不大于所述内筒体3外径的1.05倍,以实现较好的隔离。在本实用新型中,所述隔离环6可以采用本领域常用的耐热耐火材料制备,例如,所述隔离环6为石墨块制作的石墨环。
[0029]在一种实施方式中,所述炭化炉还包括多个燃烧器8,所述燃烧器8固定至所述夹套段9上,例如每个夹套段9上设置一个燃烧器8,用于通过所述进气口为夹套段9内供热。所述燃烧器8可以是本领域所常用的那些,为本领域所熟知,这里不再赘述。
[0030]在一种实施方式中,所述内筒体3内壁上对应所述夹套段的位置还分别设有温度监控装置(图中未示出),所述温度监控装置可以对温度进行监测、控制,从而可以将内筒体的温度及时通过信号送至控制室,以便监控及调整温度,实现对炭化炉各段温度的准确控制,从而有效保证炭化产物的品质稳定并提高炭化产物品质。所述温度监控装置可以是本领域所常用的那些,例如当监测到温度过低时,增加相应燃烧器8的负荷,当监测到温度过高时,减小相应燃烧器8的负荷,这些均为本领域所熟知,这里不再赘述。进一步优选地,所述夹套段9的进气口和排气口处也均设有温度监控装置,既可以与内筒体上设置的温度监控装置配合对温度进行更好的监控,也可以单独对烟气温度进行监控。
[0031]运行时,待炭化的原料经输送机自所述炭化炉的窑头罩2的进料口I进入内筒体3内,并随着内筒体3的转动从窑头向窑尾移动。与此同时,经燃烧器8燃烧产生的高温热烟气分别进入相应的分段夹套9内,向内筒体内供热,以便物料炭化。供热后的热烟气最后经各分段夹套9的排气口送出;内筒体内炭化后的物料自窑尾罩5排出,炭化反应所产生的可燃烟气则自窑头罩2送出,例如进入焚烧炉7燃烧回收热量。
[0032]以下进一步通过实施例说明本实用新型。
[0033]实施例
[0034]采用如图1所示的炭化炉,运行时,待炭化原料(经过预氧化的原料煤)经进料口I通过窑头罩2进入内筒体3内,在6个夹套段(从窑头到窑尾分别为第一夹套段到第六夹套段)所设的燃烧器的供热下进行炭化,夹套段内的废气自排气口排出。物料按照预定的温度梯度在转动的内筒体内均匀加热,得到的炭化产物自窑尾罩的排料口排出。炭化反应所产生的可燃气经窑头罩2的可燃气出口引出,送焚烧炉7燃烧利用。
[0035]具体的,原料煤粒度3?8目,控制第一夹套段所对应内筒体内的中间温度为360?3800C,控制第二夹套段所对应内筒体内的中间温度为430?450 V,控制第三夹套段、第四夹套段、第五夹套段和第六夹套段所对应内筒体内的中间温度分别为480?520°C,炭化时间2小时。
[0036]炭化产物:堆比重?716g/L、强度?97.5%、收率?68.6%。
[0037]对比例
[0038]采用传统内热式炭化炉进行炭化,原料煤同上,以进口温度为900°C的高温烟气作为热源,炭化时间2小时。
[0039]炭化产物:堆比重670g/L ;强度93.7%,收率62.5 %。
[0040]由上文可知,通过分段外热式炭化装置进行炭化,使经过预氧化的原料煤颗粒进行低温热解,所得炭化料强度、收率和堆比重均明显改善。
【主权项】
1.一种分段外热回转式炭化炉,包括内筒体、外筒体、窑头罩和窑尾罩,所述内筒体的两端分别通过密封装置可转动地连接至所述窑头罩和窑尾罩;所述外筒体套在所述内筒体外并固定设置,从而在所述内筒体与外筒体之间形成供热夹套;所述内筒体内壁上设有多个抄料板,所述抄料板包括第一段和第二段,所述第一段包括固定至所述内筒体的第一端和远离所述第一端的第二端,所述第二段连接至第一段的第二端; 其特征在于,所述炭化炉还包括多个隔离环,所述隔离环套设在供热夹套内,从而将所述供热夹套沿所述外筒体的轴向隔成多个夹套段,每个夹套段上分别设有进气口和排气P; 所述抄料板的第二段与所述第一段的第二端在连接处的夹角为110°?160°。2.根据权利要求1所述的炭化炉,其特征在于,所述夹角为120°?150°,所述第一段沿所述内筒体的径向固定至所述内筒体的内壁。3.根据权利要求2所述的炭化炉,其特征在于,所述第二段的长度为所述第一段长度的1/4?2/3;所述第二段与所述内筒体之间的距离为所述内筒体内径1/4?1/3。4.根据权利要求1-3中任一项所述的炭化炉,其特征在于,所述进气口设置于所述夹套段的下部,所述排气口设置于所述夹套段的上部。5.根据权利要求4所述的炭化炉,其特征在于,所述炭化炉还包括多个燃烧器,所述燃烧器固定至所述夹套段上,用于通过所述进气口为所述夹套段内供热。6.根据权利要求5中所述的炭化炉,其特征在于,所述隔离环与所述外筒体的内壁固定连接;所述隔离环的外径不小于所述外筒体内径的0.95倍,所述隔离环的内径不大于所述内筒体外径的1.05倍。7.根据权利要求6所述的炭化炉,其特征在于,所述隔离环为石墨环。8.根据权利要求7所述的炭化炉,其特征在于,所述的多个夹套段为4?8个夹套段。9.根据权利要求6?8中任一项所述的炭化炉,其特征在于,所述内筒体内壁上对应所述夹套段的位置分别设有温度监控装置。10.根据权利要求6-8中任一项所述的炭化炉,其特征在于,所述夹套段的进气口和排气口处均设有烟气温度监控装置。
【文档编号】C10B1/10GK205710573SQ201620268102
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】许新田, 韩晓林, 赵龙, 王洪强, 张雁江, 鲁宗虎, 赵荣善
【申请人】神华集团有限责任公司, 神华新疆能源有限责任公司
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