[发明专利]流态化炭化移动床活化化学法制木质活性炭的方法及设备

说明书

所属技术领域：

本发明属于化学法制木质粉状活性炭技术领域，特别是关于流态化干燥、流态化塑化、流态化炭化、移动床活化，以活化剂活化制造木质粉状活性炭的方法，以及流态化干燥器、流态化塑化器、流态化炭化器、移动床活化炉构成的炭化、活化设备。

背景技术：

在工业上化学法木质粉状活性炭生产，现有多数采用平板炉、外热式滚筒回转活化炉和内热式滚筒回转活化炉等生产设备。平板炉用耐火板间接加热，热交换效率很低，大量的热能从尾气排放，每吨活性炭耗煤2.2吨以上；活化炉敞开面积很大，(18m×2m＝36m²)废气很难回收处理，污染严重；人工进料、翻料、出料，劳动强度大，环境恶劣；外热式滚筒回转炉用不锈钢制造，造价高，为平板炉的2倍；炉芯和火道很短，热能不能充分利用，排气温度高达360-480℃；间隙操作，出料时炉壁温度高达900℃以上，加料时受到生料的急剧冷却，炉体易变形与表面腐蚀；出料与进料速度慢，空炉时间占运行时间的25％，生产效率偏低；内热式滚筒活化炉，燃烧气与物料逆流直接接触加热，活化剂氯化锌或磷酸的挥发损失特别多，每吨活性炭消耗氯化锌或磷酸在0.3-0.35吨以上；炉体长达28米，直径1.5米，内衬耐火砖，自重达100吨以上，驱动电机达36千瓦以上，电耗偏高；废气量大，夹带的活化剂(氯化锌或磷酸)呈气溶胶状态，治理比较困难。

发明内容：

本发明提供了一种化学法制造木质粉状活性炭新的炭化活化方法及其相应的设备。具体方案是：

浸渍活化剂(氯化锌或磷酸)的木屑物料，经流态化干燥、流态化塑化、流态化炭化和移动床活化制成活性炭，用活化炉燃烧尾气和含活化剂木屑物料活化产生的废气作为流态化炭化、流态化塑化、流态化干燥的流化介质和对含活化剂木屑物料的加热介质，直接加热物料。总体上尾气、废气与物料的流动方向相反，呈流化状态。活化炉燃烧尾气和废气在炭化设备中，逐段对物料进行流态化炭化、流态化塑化及流态化干燥，尾气和废气温度不断降低，在尾气和废气运行的最后阶段是对常温的物料加热干燥，因此整个生产工艺尾气排放温度很低，热能利用最充分，节省大量的燃料；在活化时产生夹带的少量活化剂(氯化锌、氯化氢或磷酸蒸气)的废气，在流态化炭化、流态化塑化和流态化干燥直接加热物料时被物料分凝、吸收和净化，将污染源消除在生产工艺之中。

流态化炭化分三段进行：第一段为物料的干燥单元，第二段为物料的塑化单元，第三段为物料的炭化单元。物料流向从第一段经第二段至第三段，从第三段出料口离开炭化设备；加热用的热气流与物料逆向流动，从第三段经第二段至第一段，从第一段的排气口排出炭化设备。气流的温度分布从第三段至第一段逐段降低，第三段进口温度400℃，第二段进口温度230℃，第一段进口温度150℃，从系统排出废气的温度已经降至70℃以下。物料温度从第一段至第三段逐段升高，第一段出口100℃以下，第二段出口150℃，第三段出口200℃左右。

移动床活化炉由不锈钢制成的滚筒式回转活化炉，物料在滚筒内部向前移动，滚筒外部为燃烧室。滚筒沿物料前进方向炉壁及内部温度不断升高，物料温度也不断提高至燃烧室的燃烧部位的最高温度，只要确保最高温度段有合适的温度及足够时间，就可生产出合格的活性炭。因活化炉燃烧的尾气及活化过程中产生的废气将被利用为炭化部分的热源，因此活化尾气温度的高低不会引起煤耗的增加。

为了实施本发明方法的方案，设计了与其相适应的设备。本发明的设备方案由图1所示。分成炭化和活化两部分。炭化部分由脉冲式流态化干燥器(I)、脉冲式流态化塑化器(II)与脉冲式流态化炭化器(III)串联构成。活化部分(IV)为外热式连续滚筒回转炉。炭化部分与活化部分的设备一般情况两者联合构成生产线，但也可以各自单独使用，或者与其它类型的活化炉相配合使用，组成新的活性炭生产线。

附图说明：

为了便于理解本发明方法的原理及其相应的设备构造，结合附图加以详细说明。

图1.流态化炭化移动床活化设备流程图。

图2.流态化炭化单元设备示意图。

图3.移动床活化炉示意图。

图中：I.流态化干燥器单元段，II.流态化塑化器单元段，III.流态化炭化器单元段，IV.活化炉单元段，1.引风机，2.生料螺旋加料器，3.炭活化炉废气排气管，31.炭化炉进气管，41.活化炉螺旋加料器，43.活化废气排放口，49.成品出料口，48活化温度检测装置，51.炉膛烧火口，53.活化炉燃烧尾气排放口。