[发明专利]一种煤制活性炭炉

说明书

本发明提供了一种煤制活性炭炉，所述活性炭炉主体为圆柱结构，圆柱内部从内到外依次设有燃烧单元、反应单元和电加热单元；所述燃烧单元上部设置有气体分布室和第一废气排放口，中部为燃烧气供热室，下部设置有气体混合室和气体燃烧室，气体混合室与气体燃烧室间设置有气体分布板；其中气体分布室为“圆台”型双层结构，内层为气体缓冲层，外层为气体分布层，并且在气体分布层设置气体单向流通装置；其中气体混合室设置有天然气与氧气混合器，连通有天然气入口和氧气入口，并且氧气入口设置有离子发生器。本发明将电加热与天然气燃烧加热相结合，能够实现煤制活性炭中炭化和活化的一体化，并形成循环连续生产。

技术领域

本发明涉及一种煤活性炭炉及其制活性炭方法，尤其是一种利用天然气燃烧炭化活化一体化生产活性炭的设备和方法。

技术背景

活性炭是由类石墨微晶排列而成的微晶碳和无定形碳组成的碳质吸附功能材料，性质稳定，具有优良的吸附性能，且耐酸碱性、耐热，不溶于水或者有机溶剂，被广泛应用于催化剂载体、医药、工业“三废治理”、电池、净化空气和高能密度物质储存领域。而煤制活性炭因为制备成本低、易再生、抗磨损等优点，市场对于煤基活性炭的需求逐年增加，优质活性炭的缺口较大。

传统煤制活性炭的主要工序依次为：原料预处理、挤压成型及破碎、炭化工序和活化工序。其中炭化工序和活化工序为制备活性炭最主要的两道工序，炭化即是将原料在高温炉中加热炭化，炭化完成后，将炭化料与水蒸汽、二氧化碳等气化剂进行反应生产活性炭。

中国专利CN103224234B提供了一种循环利用高温烟气生产活性炭的工艺是将保温气柜的高温混合气体通入到炭化活化炉所设的纯氧燃烧器，控制温度进行炭化反应，所产生的高温水蒸汽和二氧化碳通过下设的气体分布器与下行的炭化料进行活化反应，活化反应后的活性炭进入冷却室后排出，炭化室与活化室排出的高温烟气再次通入纯氧燃烧器进行燃烧，产生的高温水蒸汽和二氧化碳作为混合活化气再次通过气体分布器与下行的炭化料进行活化反应，循环连续制得活性炭。该工艺将循环活化水蒸气和二氧化碳回到反应器，对于反应器的燃烧供热影响较大，不利于供热。

中国专利CN105800608B和CN105800609B提供了一种氢燃烧水蒸气活化炉和活化方法，该活化炉是由物料活化反应段、气体缓冲分布段和气体混合燃烧段构成，所述物料活化反应段设置有进料口和废气排放管，底部设置有物料支撑气体分布板和出料管上挡板，并连通有出料管；所述气体缓冲分布段位于物料支撑气体分布板和出料管下方，其底部设置有二级气体分布板；所述气体混合燃烧段是由二级气体分布板与一级气体分布板构成，其中连通有氮气通入管，并在所述一级气体分布板的下面设置有氢氧混合器。该专利主要用于活性炭料的活化，并且工艺复杂。

中国专利CN100383038C 公开了一种用于制备活性炭的活化反应尾气加氧循环利用工艺及设备。该设备在活化炉上设置有炭化物料进口、活化气体入口、出料口和废烟气出口，在炭化物料进料口处设置有一氧化碳排放口，收集活化反应产生的一氧化碳，对其进行加氧燃烧，并将获得二氧化碳气体与外界提供的水蒸汽混合，形成活化气体与活化炉中的炭化物料进行活化反应，制得活性炭。该工艺利用尾气，不适用于一体化生产活性炭，活化尾气的其他成分仍旧排空，浪费资源，污染环境。此外该工艺仍然需要锅炉提供水蒸汽，自身产能不能够合理有效地利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是将煤制活性炭过程中产生的水蒸气和二氧化碳高温气体用于活性炭的炭化和活化，其目的是提供一种天然气燃烧与电加热结合供热的活性炭制备一体炉。具体是通过定量连续均匀的通入天然气和氧气进行燃烧供热，同时利用燃烧产生的水蒸气和二氧化碳对活性炭进行活化。通过控制天然气和氧气的通入量可以控制炉体的温升，也可以通过控制水蒸气和二氧化碳的生成量控制活性炭的活化进度。