[發(fā)明專利]一種流態(tài)化生產(chǎn)活性炭的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510310477.4
• 申請(qǐng)日: 2015-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN104891490B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王潤年;荊磊崗;顧培元;牛躍宏;李懷珠;楊培棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王潤年;山西綠能碳材料技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C01B31/10
• 分類號(hào): C01B31/10
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司)14105
• 代理人: 楊耀田

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及活性炭的生產(chǎn)工藝，特別涉及一種采用流態(tài)化生產(chǎn)活性炭的方法。

背景技術(shù)

活性炭是一種用途十分廣泛的吸附劑、催化劑和催化劑載體。在食品、制糖、醫(yī)藥、化工、環(huán)保、囯防、農(nóng)業(yè)、燃料氣存儲(chǔ)、氣體分離、催化反應(yīng)等諸多領(lǐng)域具有廣泛的用途。

中國的活性炭工業(yè)自上世紀(jì)五十年代開始，至今已走過六十多年的發(fā)展歷程。在這一過程中，所采用的主要工藝和設(shè)備均來自前蘇聯(lián)，即迴轉(zhuǎn)爐炭化，斯列普爐活化。目前該工藝和設(shè)備占到國內(nèi)總產(chǎn)能的90％以上，其中雖然進(jìn)行過一些改進(jìn)，但依然沒有實(shí)質(zhì)性變化。進(jìn)入2000年后，在市場需求擴(kuò)大和節(jié)能環(huán)保的大背景之下，我國引進(jìn)了多段爐生產(chǎn)工藝和設(shè)備。

迴轉(zhuǎn)爐炭化、斯列普爐活化工藝：加工成一定粒度的煤粒或壓制成型的條料，經(jīng)斗提機(jī)或皮帶機(jī)加入炭化爐，爐頭由發(fā)生爐煤氣加熱，熱煙氣以逆流方式與物料接觸，隨溫度的逐步升高，順序完成預(yù)熱升溫、干燥脫水、裂解炭化等過程。產(chǎn)生的炭化料由爐尾部排出，經(jīng)冷卻后倉儲(chǔ)備用。炭化尾氣經(jīng)廢熱鍋爐焚燒后排空。炭化料經(jīng)提升設(shè)備由斯列普活化爐頂部加入，經(jīng)長達(dá)50小時(shí)左右高溫水蒸汽的活化，由爐底部排出，即成品活性炭。

斯列普活化爐工藝始于上世紀(jì)三十年代的歐洲，五十年代初引入國內(nèi)，八十年代后在國內(nèi)大面積推廣使用。該工藝設(shè)備不僅外型龐大建設(shè)費(fèi)用高，耗能高、產(chǎn)出低，而且沒有相應(yīng)尾氣處理設(shè)施，特別的是單元設(shè)備產(chǎn)量低。目前最大規(guī)模的設(shè)備也僅達(dá)到年產(chǎn)1500噸，這也是造成產(chǎn)業(yè)分散、集中度低的重要因素。

迴轉(zhuǎn)爐炭化、多段爐活化工藝：炭化采用迴轉(zhuǎn)爐完成，炭化料由多段爐爐體上部加入，在爐臂帶動(dòng)下，逐層向下移動(dòng)，在移動(dòng)過程中與高溫水蒸氣接觸，完成活化。

多段爐工藝雖然在能耗和環(huán)保方面有了改進(jìn)，但依然存在投資過大，維護(hù)費(fèi)用過高，生產(chǎn)成本居高不下等缺點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)的炭化料從炭化爐排出后需經(jīng)降溫、裝存、運(yùn)輸?shù)闹苻D(zhuǎn)環(huán)節(jié)，再進(jìn)入活化爐，生產(chǎn)成本很高。

斯列普爐和多段爐在活化工藝過程中由于高溫水蒸氣和炭化料不能充分接觸，成品活性炭和高溫水蒸氣的比例分別為1：6～8和1：4～6，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。

現(xiàn)有技術(shù)成品活性炭的產(chǎn)出比一般在3.75噸：1噸(其中燃料煤1.25t，原料煤2.5t)，生產(chǎn)成本高。

目前，我國的活性炭行業(yè)仍處于能耗高、污染嚴(yán)重、單元設(shè)備產(chǎn)量低、無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、制造成本高的狀況，極大限制了行業(yè)的發(fā)展。這與我國活性炭制造和消費(fèi)大國的地位極不相稱。究其原因，一個(gè)重要因素就是生產(chǎn)的工藝和設(shè)備沒有實(shí)現(xiàn)更新，依然停留在上世紀(jì)四十年代的水平。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種流態(tài)化生產(chǎn)活性炭的方法，解決目前活性炭生產(chǎn)工藝能耗高、污染嚴(yán)重、單元設(shè)備產(chǎn)量低、投資大和生產(chǎn)成本高的技術(shù)問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種流態(tài)化生產(chǎn)活性炭的方法，其工藝步驟為：

(一)對(duì)多槽炭化爐和過熱蒸汽活化爐烘爐；

(二)煤粒進(jìn)入多槽炭化爐干燥、炭化；

(三)炭化料由多槽炭化爐進(jìn)入過熱蒸汽活化爐活化；

(四)成品活性炭從過熱蒸汽活化爐的排料通道進(jìn)入重力冷卻機(jī)，進(jìn)行冷卻；

(五)過熱蒸汽活化爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈯A帶小顆粒活性炭進(jìn)入氣固分離器，小顆粒活性炭進(jìn)入冷卻換熱水箱，進(jìn)行冷卻。

進(jìn)一步，所述步驟(一)對(duì)多槽炭化爐和過熱蒸汽活化爐烘爐的步驟為：

①開啟與分段空氣煤氣水換熱器連接的Ⅰ號(hào)高壓鼓風(fēng)機(jī)，開啟設(shè)置在Ⅰ～Ⅴ號(hào)多槽等壓風(fēng)箱與分段空氣煤氣水換熱器之間的Ⅰ～Ⅴ號(hào)煙氣調(diào)節(jié)閥門，開啟設(shè)置在煙氣蒸汽混合室與活化爐等壓風(fēng)箱之間的Ⅰ號(hào)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，關(guān)閉設(shè)置在過熱蒸汽發(fā)生器與常壓氣水換熱器連接水管上的Ⅲ號(hào)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門；

②煤粉進(jìn)入灰融聚燃燒器，點(diǎn)火燃燒：一部分高溫煤氣由高溫煤氣分配器經(jīng)Ⅰ～Ⅴ號(hào)高溫煤氣輸出通道分別進(jìn)入分段空氣煤氣換熱器的Ⅰ～Ⅴ號(hào)高溫煤氣換熱通道，再經(jīng)Ⅰ～Ⅴ號(hào)煤氣調(diào)節(jié)閥門進(jìn)入對(duì)應(yīng)設(shè)置的Ⅰ～Ⅴ號(hào)多槽等壓風(fēng)箱，通過多槽布風(fēng)板上的炭化窄縫風(fēng)帽的通氣孔，再分別進(jìn)入多槽炭化爐的Ⅰ～Ⅴ號(hào)槽式爐膛，進(jìn)行烘爐；另一部分高溫煤氣經(jīng)高溫煤氣分配器、過熱蒸汽發(fā)生器、煙氣蒸汽混合室、Ⅰ號(hào)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門進(jìn)入活化爐等壓風(fēng)箱，通過活化爐布風(fēng)板上活化窄縫風(fēng)帽的通氣孔，再進(jìn)入過熱蒸汽活化爐的爐膛和氣固分離器，進(jìn)行烘爐。

進(jìn)一步，所述步驟(二)煤粒進(jìn)入多槽炭化爐干燥、炭化的步驟為：