一种炭化活化一体装置的制作方法

1.本实用新型属于活性炭制备的技术领域，具体公开了一种炭化活化一体装置。

背景技术：

2.活性炭的制备主要有炭化和活化两步。物料在高温隔绝空气的条件下炭化，形成大孔、中孔的结构材料，再进入活化炉进行活化，利用高温水蒸气和炭反应，形成氢气、一氧化碳，一氧化碳和氧气进一步反应生产二氧化碳，二氧化碳再和炭反应进一步形成一氧化碳，物料中的炭元素被消耗完，形成更小的微孔。
3201710515874.4公开了一种连续式高温炭化活化一体装置及方法，包括进料设备；炭化仓，与进料设备连接，用于接收来自所述进料设备的物料并进行炭化处理；活化仓，与所述炭化仓连接，用于对所述炭化仓输出的物料进行活化处理；冷却仓，与所述活化仓连接，用于对所述活化仓输出的物料进行冷却处理；加热设备，设置于所述炭化仓和所述活化仓上，用于维持所述炭化仓和所述活化仓内的温度；蒸汽发生设备，与所述活化仓连接，用于向所述活化仓提供活化处理所需水蒸气；所述炭化仓和活化仓内部均设有物料输送机构，用于将进入所述炭化仓和活化仓的物料输送至所述炭化仓和活化仓的物料出口处。该装置中炭化仓本体和活化仓本体的内部为中空管状，水平设置，物料输送机构优选螺旋输送轴。
4.上述专利可实现炭化活化连续作业，但是存在以下问题尚未解决：
5.1、物料与高温水蒸气通过搅拌接触，接触时间短，接触不充分或部分物料无法与高温水蒸气接触，导致反应不充分、产量低、效率低；
6.2、反应过程中产生的粉尘未进行处理，容易堆积堵塞管路，损坏管路上的阀组。

技术实现要素：

7.本实用新型提供一种炭化活化一体装置，以解决背景技术所述问题。
8.上述一种炭化活化一体装置，包括立式炉体；立式炉体内由上到下依次分为炭化段、过渡段和活化段；炭化段用于进行物料的炭化反应，纵向设置有多排反应通道单元组，相邻两排反应通道单元组之间竖向由上到下依次设置有多条炭化气体通道；每排反应通道单元组均包括横向相接的多组反应通道ⅰ；每组反应通道ⅰ均包括横向相接的物料通道ⅰ和荒煤气通道，物料通道ⅰ和荒煤气通道均竖向贯通，物料通道ⅰ和荒煤气通道之间设置有多条横向通道ⅰ；物料通道的上端为进料口，下端为出料口；荒煤气通道的上端为排气口，排气口连接有荒煤气回收管；炭化气体通道横向设置，两端分别为进气口和排气口；过渡段内设置有与反应通道ⅰ一一对应的过渡通道；活化段用于进行物料的活化反应，设置有与过渡通道一一对应的反应通道ⅱ，反应通道ⅱ包括物料通道ⅱ以及设置在物料通道ⅱ两侧的活化进气通道和活化排气通道；物料通道ⅱ竖向贯通，上端为进料口，下端为出料口；活化进气通道的上端封闭，下端为进气口，活化进气通道与物料通道ⅱ之间设置有多条横向通道ⅱ；活化排气通道的上端为排气口，下端封闭，活化排气通道与物料通道ⅱ之间设置有多条横
向通道ⅲ。
9.进一步地，炭化活化一体装置还包括引风机ⅰ；立式炉体的炉壁上设置有炭化烟气排出口和炭化燃烧室，炉顶与炭化段之间的空间为预热段；荒煤气回收管贯穿预热段所对应的炉壁，位于立式炉体内的管道分出多根支管分别与多条荒煤气通道一一连接，位于立式炉体外的管道与炭化燃烧室的进气口连接；炭化燃烧室的排气口分别与多条炭化气体通道的进气口连通，多条炭化气体通道的出气口均与炭化烟气排出口连通，炭化烟气排出口与引风机ⅰ的进风口连接。
10.进一步地，炭化活化一体装置还包括活化焚烧炉、余热锅炉、预热器、引风机ⅱ、给水泵和蓄热室；立式炉体的炉壁上还设置有活化烟气排出口和混合烟气进口；多条活化进气通道的进气口均与混合烟气进气口连通，多条活化排气通道的排气口均与活化烟气排出口连通，活化烟气排出口与活化焚烧炉的进气口连接，活化焚烧炉的排气口与余热锅炉的加热气体进口连接，余热锅炉的加热气体出口与预热器的加热气体进口连接，预热器的加热气体出口与引风机ⅱ的进气口连接；给水泵的出水口与预热器的进水口连接，预热器的出水口与余热锅炉的进水口连接，余热锅炉的饱和蒸汽出口与蓄热室的饱和蒸汽进口连接；荒煤气回收管位于立式炉体外的管道分为两根支管，分别与炭化燃烧室的进气口以及蓄热室的荒煤气进口连接；蓄热室内设置有用于点燃荒煤气和饱和蒸汽的燃烧机，蓄热室的混合烟气出口与立式炉体的混合烟气进口连接。
11.进一步地，立式炉体的炉底与活化段之间为冷却段，冷却段内设置有与物料通道ⅱ对应的冷却通道。
12.进一步地，立式炉体的底部设置有冷却出料室；冷却出料室内设置有多根水冷管，相邻两根水冷管之间的空间为冷却出料空间，冷却出料空间位于冷却通道的下方。
13.进一步地，冷却出料室的底部设置有出料组件和收集室。
14.进一步地，炭化段、活化段和冷却段均由耐火镂空砖砌成。
15.进一步地，立式炉体的炉壁与活化段之间的空间分隔为多条气体折返通道，与气体折返通道对应的炉壁上设置有补风管。
16.进一步地，立式炉体的顶部设置有与预热段连通的进料装置。
17.进一步地，立式炉体的底部由支架支撑，使收集室的底端悬空。
18.本实用新型具有以下有益效果：
19.1、通过上述炭化活化一体装置可实现炭化活化连续作业，出料进料不间断，使物料在完成炭化过程后并保持自身高温的条件下直接进行活化作业，从减少了操作流程；
20.2、炭化气体通道中的炭化气体提供高温环境，使物料在沿着物料通道ⅰ向下运动的过程中实现炭化，进入过渡通道，不断下移的炭化料在过渡通道中形成料封，物料通道ⅰ中物料炭化产生的微小粉尘被料封阻挡难以下移，转而穿过横向通道ⅰ，进入荒煤气通道，不断向上移动进入荒煤气回收管，减少粉尘，避免进入过渡段和活化段堵塞管道，物料通道ⅰ中物料炭化产生的大颗粒粉尘随炭化料向下移动，穿过过渡段和活化段，与活化料一起经过筛分后分离；
21.3、通过设置物料通道ⅱ、活化进气通道和活化排气通道强制活化气体穿过物料，实现二者充分接触，炭化活化反应更为有效，提高产物的品质、产量和效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为炭化活化一体装置的结构示意图；
24.图2为炭化段中物料和气体的流向图；
25.图3为2的俯视图；
26.图4为活化段中活化气体与物料的穿透过程图。
27.图标：立式炉体1；炭化段2；过渡段3；活化段4；炭化气体通道5；物料通道ⅰ6；荒煤气通道7；横向通道ⅰ8；荒煤气回收管9；物料通道ⅱ10；活化进气通道11；活化排气通道12；引风机ⅰ13；炭化烟气排出口14；炭化燃烧室15；预热段16；余热锅炉17；预热器18；引风机ⅱ19；给水泵20；活化烟气排出口21；混合烟气进口22；蓄热室23；冷却段24；冷却出料室25；补风管26；活化焚烧炉27；物料运动方向101；荒煤气运动方向102；活化气体运动方向103。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.实施例1
30.本实施例提供一种炭化活化一体装置，包括立式炉体1；立式炉体1内由上到下依次分为炭化段2、过渡段3和活化段4。
31.炭化段2用于进行物料的炭化反应，纵向设置有多排反应通道单元组，相邻两排反应通道单元组之间竖向由上到下依次设置有多条炭化气体通道5；每排反应通道单元组均包括横向相接的多组反应通道ⅰ；每组反应通道ⅰ均包括横向相接的物料通道ⅰ6和荒煤气通道7，物料通道ⅰ6和荒煤气通道7均竖向贯通，物料通道ⅰ6和荒煤气通道7之间设置有多条横向通道ⅰ8；物料通道ⅰ6的上端为进料口，下端为出料口；荒煤气通道7的上端为排气口，排气口连接有荒煤气回收管9；炭化气体通道5横向设置，两端分别为进气口和排气口。
32.过渡段3内设置有与反应通道ⅰ一一对应的过渡通道。
33.活化段4用于进行物料的活化反应，设置有与过渡通道一一对应的反应通道ⅱ，反应通道ⅱ包括物料通道ⅱ10以及设置在物料通道ⅱ10两侧的活化进气通道11和活化排气通道12；物料通道ⅱ10竖向贯通，上端为进料口，下端为出料口；活化进气通道11的上端封闭，下端为进气口，活化进气通道11与物料通道ⅱ10之间设置有多条横向通道ⅱ；活化排气通道12的上端为排气口，下端封闭，活化排气通道12与物料通道ⅱ10之间设置有多条横向通道ⅲ。
34.炭化气体通道5中的炭化气体提供高温环境，使物料在沿着物料通道ⅰ6向下运动的过程中实现炭化，进入过渡通道，不断下移的炭化料在过渡通道中形成料封，物料通道ⅰ6中物料炭化产生的微小粉尘被料封阻挡难以下移，转而穿过横向通道ⅰ8，进入荒煤气通道
7，不断向上移动进入荒煤气回收管9，避免进入过渡段3和活化段4堵塞管道，物料通道ⅰ6中物料炭化产生的大颗粒粉尘随炭化料向下移动，穿过过渡段3和活化段4，与活化料一起经过筛分后分离。炭化料在物料通道ⅱ10中由上到下运动，活化气体从活化进气通道11的进气口进入，沿着活化进气通道11向上运动的同时，通过多条横向通道ⅱ横向强制穿过物料通道ⅱ10，实现强制接触，再通过多条横向通道ⅲ进入活化排气通道12继续向上运动，从排气口排出。
35.实施例2
36.本实施例提供一种炭化活化一体装置，在实施例1的基础上，还包括引风机ⅰ13；立式炉体1的炉壁上设置有炭化烟气排出口14和炭化燃烧室15，炉顶与炭化段2之间的空间为预热段16；荒煤气回收管9贯穿预热段16所对应的炉壁，位于立式炉体1内的管道分出多根支管分别与多条荒煤气通道7一一连接，位于立式炉体1外的管道与炭化燃烧室15的进气口连接；炭化燃烧室15的排气口分别与多条炭化气体通道5的进气口连通，多条炭化气体通道5的出气口均与炭化烟气排出口14连通，炭化烟气排出口14与引风机ⅰ13的进风口连接。通过引风机ⅰ13实现炭化反应中气体的循环。
37.进一步地，炭化活化一体装置还包括活化焚烧炉27、余热锅炉17、预热器18、引风机ⅱ19、给水泵20和蓄热室23；立式炉体1的炉壁上还设置有活化烟气排出口21和混合烟气进口22；多条活化进气通道11的进气口均与混合烟气进气口22连通，多条活化排气通道12的排气口均与活化烟气排出口21连通，活化烟气排出口21与活化焚烧炉27的进气口连接，活化焚烧炉27的排气口与余热锅炉17的加热气体进口连接，余热锅炉17的加热气体出口与预热器18的加热气体进口连接，预热器18的加热气体出口与引风机ⅱ19的进气口连接；给水泵20的出水口与预热器18的进水口连接，预热器18的出水口与余热锅炉17的进水口连接，余热锅炉17的饱和蒸汽出口与蓄热室23的饱和蒸汽进口连接；荒煤气回收管9位于立式炉体1外的管道分为两根支管，分别与炭化燃烧室15的进气口以及蓄热室23的荒煤气进口连接；蓄热室23内设置有用于点燃荒煤气和饱和蒸汽的燃烧机，将饱和蒸汽加热成为过热蒸汽，燃烧后的混合烟气作为活化气体，蓄热室23的混合烟气出口与混合烟气进口22连接。通过引风机ⅱ19实现活化反应中气体的循环。
38.实施例3
39.本实施例提供一种炭化活化一体装置，在实施例1的基础上，立式炉体1的炉底与活化段4之间为冷却段24，冷却段24内设置有与物料通道ⅱ10对应的冷却通道。活化料在冷却段24内为自然冷却。
40.进一步地，立式炉体1的底部设置有冷却出料室25；冷却出料室25内设置有多根水冷管，相邻两根水冷管之间的空间为冷却出料空间，冷却出料空间位于冷却通道的下方。
41.进一步地，冷却出料室25的底部设置有出料组件和收集室，出料组件用于控制出料速度和出料量。
42.进一步地，炭化段2、活化段4和冷却段24均由耐火镂空砖砌成。
43.进一步地，立式炉体1的炉壁与活化段4之间的空间分隔为多条气体折返通道，与气体折返通道对应的炉壁上设置有补风管26。耐火镂空砖砌成的活化段4并非完全封闭结构，会有部分气体进入气体折返通道，这部分气体为可燃气体，通过补风管26补充空气引燃可燃气体，可为立式炉体1提供热量。
44.进一步地，立式炉体1的顶部设置有与预热段16连通的进料装置。
45.进一步地，立式炉体1的底部由支架支撑，使收集室的底端悬空。
46.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种炭化活化一体装置，包括立式炉体；其特征在于，所述立式炉体内由上到下依次分为炭化段、过渡段和活化段；所述炭化段用于进行物料的炭化反应，纵向设置有多排反应通道单元组，相邻两排反应通道单元组之间竖向由上到下依次设置有多条炭化气体通道；每排反应通道单元组均包括横向相接的多组反应通道ⅰ；每组反应通道ⅰ均包括横向相接的物料通道ⅰ和荒煤气通道，物料通道ⅰ和荒煤气通道均竖向贯通，物料通道ⅰ和荒煤气通道之间设置有多条横向通道ⅰ；所述物料通道的上端为进料口，下端为出料口；所述荒煤气通道的上端为排气口，排气口连接有荒煤气回收管；所述炭化气体通道横向设置，两端分别为进气口和排气口；所述过渡段内设置有与反应通道ⅰ一一对应的过渡通道；所述活化段用于进行物料的活化反应，设置有与过渡通道一一对应的反应通道ⅱ，反应通道ⅱ包括物料通道ⅱ以及设置在物料通道ⅱ两侧的活化进气通道和活化排气通道；所述物料通道ⅱ竖向贯通，上端为进料口，下端为出料口；所述活化进气通道的上端封闭，下端为进气口，活化进气通道与物料通道ⅱ之间设置有多条横向通道ⅱ；所述活化排气通道的上端为排气口，下端封闭，活化排气通道与物料通道ⅱ之间设置有多条横向通道ⅲ。2.根据权利要求1所述的炭化活化一体装置，其特征在于，还包括引风机ⅰ；所述立式炉体的炉壁上设置有炭化烟气排出口和炭化燃烧室，炉顶与炭化段之间的空间为预热段；所述荒煤气回收管贯穿预热段所对应的炉壁，位于立式炉体内的管道分出多根支管分别与多条荒煤气通道一一连接，位于立式炉体外的管道与炭化燃烧室的进气口连接；炭化燃烧室的排气口分别与多条炭化气体通道的进气口连通，多条炭化气体通道的出气口均与炭化烟气排出口连通，炭化烟气排出口与引风机ⅰ的进风口连接。3.根据权利要求2所述的炭化活化一体装置，其特征在于，还包括活化焚烧炉、余热锅炉、预热器、引风机ⅱ、给水泵和蓄热室；所述立式炉体的炉壁上还设置有活化烟气排出口和混合烟气进口；多条活化进气通道的进气口均与混合烟气进气口连通，多条活化排气通道的排气口均与活化烟气排出口连通，活化烟气排出口与活化焚烧炉的进气口连接，活化焚烧炉的排气口与余热锅炉的加热气体进口连接，余热锅炉的加热气体出口与预热器的加热气体进口连接，预热器的加热气体出口与引风机ⅱ的进气口连接；所述给水泵的出水口与预热器的进水口连接，预热器的出水口与余热锅炉的进水口连接，余热锅炉的饱和蒸汽出口与蓄热室的饱和蒸汽进口连接；所述荒煤气回收管位于立式炉体外的管道分为两根支管，分别与炭化燃烧室的进气口以及蓄热室的荒煤气进口连接；所述蓄热室内设置有用于点燃荒煤气和饱和蒸汽的燃烧机，蓄热室的混合烟气出口与立式炉体的混合烟气进口连接。4.根据权利要求3所述的炭化活化一体装置，其特征在于，立式炉体的炉底与活化段之
间为冷却段，冷却段内设置有与物料通道ⅱ对应的冷却通道。5.根据权利要求4所述的炭化活化一体装置，其特征在于，立式炉体的底部设置有冷却出料室；冷却出料室内设置有多根水冷管，相邻两根水冷管之间的空间为冷却出料空间，冷却出料空间位于冷却通道的下方。6.根据权利要求5所述的炭化活化一体装置，其特征在于，冷却出料室的底部设置有出料组件和收集室。7.根据权利要求4所述的炭化活化一体装置，其特征在于，炭化段、活化段和冷却段均由耐火镂空砖砌成。8.根据权利要求1-7任一项所述的炭化活化一体装置，其特征在于，立式炉体的炉壁与活化段之间的空间分隔为多条气体折返通道，与气体折返通道对应的炉壁上设置有多个补风管。9.根据权利要求8所述的炭化活化一体装置，其特征在于，立式炉体的顶部设置有与预热段连通的进料装置。10.根据权利要求9所述的炭化活化一体装置，其特征在于，立式炉体的底部由支架支撑，使收集室的底端悬空。

技术总结

本实用新型提供了一种炭化活化一体装置，属于活性炭制备的技术领域，包括立式炉体；立式炉体内由上到下依次分为炭化段、过渡段和活化段；炭化段用于进行物料的炭化反应；活化段用于进行物料的活化反应。该装置可实现炭化活化连续作业，减少粉尘。减少粉尘。减少粉尘。

技术研发人员：

张利兵 冀彦俊 李屹飞

受保护的技术使用者：

山西顺福祥环保科技有限责任公司

技术研发日：

2022.07.23

技术公布日：

2023/1/16