专利名称：水平旋转式活性炭制取设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制取活性炭的设备，尤其适合死炭和活性炭的联合生产。
活性炭广泛应用于许多工业领域中，如用于石油、冶金、化工、医药、电子、机械、酿酒、制糖、味精、油脂及清凉饮料工业的气相和液相吸附，也可用于精制、提纯、捕集、分离、脱色、去除异嗅异味、溶剂回收、高真空、冷藏、触媒及其载体、装填防毒面具等方面，它还可做为空气、饮用水和各种污水的最佳净化剂，可以说是各种工业发展和公害治理不可缺少的原材料。目前制取活性炭的工艺方法有几种，其中一种简易的方法就是用煤加热炉窑，在炉窑上方有若干盛有死炭的坩埚，加热死炭到一定高温后加入某种化学药剂来制取活性炭，此种方法虽然设备简单投资少，但缺点是制取的活性炭质量差，生产效率低和劳动强度大。另一种制取活性炭的设备则是用微波炉所发出的波穿透死炭，用螺旋推进器将料在容器中向前推进，输送过程中以一定压力和温度的水蒸汽将炭扩孔和使其内焦油和无需炭反应到炭的表面，边向前输送边反应，最终形成活性炭，由活化炉的出口出料。该设备的优点是明显的，设备先进，生产效率高，劳动强度小，产品质量也均匀稳定，但缺点也是显而易见的。其一，使用微波炉设备，价格昂贵，技术复杂，维修困难；其二，热能利用不理想，不能利用活化炉排出的余热；其三，仅利用外来死炭制取活性炭，不是一套完整的死炭、活性炭联合生产设备，无论从生产流程的合理化和充分利用热能方面看都是不可忽视的缺陷。
本实用新型的主要目的是设计一种新型的制取活性炭的设备，简化设备使之易于制造易于操作，并能生产出高质量的活性炭。
本实用新型的又一目的是要降低设备制造成本，更有利于推广使用。
本实用新型的第三个目的是充分利用设备热能，予热进入活化炉体的空气和生产活性炭的水蒸汽，有利于节约热能和降低生产成本。
本实用新型设计的水平旋转式活性炭制取设备为活化炉(母炉)，它包括炉体、进料装置、出料装置和烟囱9。炉体为卧式，主要由外壳1和安装在外壳1内的反应锅2组成。外壳一般可用A3钢板制成，其内有保温材料，如依次衬以硅酸铝4和高温铸料5衬层，两端有反应锅2的支持孔6、7，外壳适当部位上有燃烧气体的排出烟道8，烟道8与炉体外竖立的烟囱9连接，外壳1上端装有向炉体内喷射燃料的喷油嘴口10，反应锅2为旋转式，由耐热高温合金钢制成(如20Cr7Ni2SiTi或CrMnN合金钢等)，反应锅2中部是反应部分，两端为反应锅的入口11出口12，它们同时也是反应锅的支撑部位，分别穿过并支持在外壳两端的孔6、7中，反应锅沿轴线方向是穿通的，反应锅一端是反应锅生产所需风和／或水蒸汽的入口11，在入口装有气缸13，气缸13的活塞杆14上有向反应锅加氧或水蒸气的入口15，通过该端与炉体外部炉体的转动机构40(如齿轮传动、链传动、皮带传动等)连接，另一端则是锅内废气的出口12，该出口12同时也是向锅内加入死炭和从反应锅内出活性炭的出口，出口12外也装有气缸16，气缸16的活塞杆17上有排出废气的孔18，反应锅的入口11和出口12的活塞杆分别通过轴承与反应锅的入口和出口实现旋转连接以保证反应锅能够旋转，为保持反应锅工作时所要求的密封状态，反应锅出、入口12、11与活塞杆14、17之间均有保持反应锅密封的密封件。为保证活性炭的质量，要求在活化过程中使炭不断的翻转，在反应锅内壁上有导料板19。为了向反应锅内装出料，在炉体外壳1外部有使炉体绕支点沿炉体轴线方向上、下倾斜的动力装置(如气缸、液压缸、齿轮传动等)。为了向反应锅内装料，反应锅出口12上方适当位置上设有进料装置，它由加料斗21、向加料斗中加料的提升槽22和开闭加料斗的动力装置23(如气缸、液压缸等)组成，反应锅出口12下有接料的小车24。炉体外竖立烟囱9与母炉炉体烟道接通，为了由出口12向反应锅装出料，由气缸36推动外壳1绕支架轴线20转动，必须保证烟囱9的管道与烟道8呈转动连接，并且要求其转动轴线与炉体倾斜转动支点的轴线20为同一轴线。使用本实用新型所设计的活性炭制取设备，其制取工艺如下倾斜炉体使反应锅出口向上，通过进料装置向口内加入死炭，再恢复炉体呈水平状态，开动汽缸16用活塞杆17密封住反应锅出口，由外壳1上的喷油嘴10喷油加热外壳和反应锅间所形成的空间3至900℃以上，使反应锅内温度达850℃，压力达2.5公斤／厘米2，由反应锅入口11一端的活塞杆14的入口15向反应锅通入不低于310℃高温水蒸汽，与锅内的炭反应，将死炭穿透并扩孔，使炭中焦油和无需炭反应到炭的外边，停止通入高温水蒸汽，由活塞杆入口15向反应锅通入空气，使焦油和无需炭燃烧变成粉状由炭块上脱落并随烟由烟道8排出；再倾斜炉体，使反应锅出口12下倾，制好的活性炭由出口12中倾出落入接料车24。为了充分利用热能，降低生产成本，与喷油嘴相连的压缩空气管道先经过炉体烟道8予热后再与喷油嘴连接，为了同一目的，与反应锅蒸汽入口相连的高温水蒸汽管道也先经过烟道8予热，再在外壳与反应锅之间空间经火焰加热升温后达到不低于310℃的温度进入反应锅。
为了提高活性炭的质量，应尽量使炭在反应锅中充分翻转，所说的导料板是2－4条在锅圆周方向均布、沿反应锅轴线方向设置的并与反应锅内壁成一体的条状物。
活性炭的原料是用木本或骨质等原料所烧成的死炭。制造死炭的设备称为子炉，为了进一步充分利用本实用新型设计的活化炉(母炉)的热能和提高生产效率，在母炉旁设置了立式子炉25，所说的子炉炉体外壳由钢板制成，内部依次衬以硅酸铝和高温铸料等保温材料，子炉的炉体内部与母炉烟道管道8连通，母炉排出的高达800℃的火焰进入子炉烧制死炭，子炉废气的排出可以通过其烟道33排到与烟道33连通的竖立烟囱9中，也可自立烟囱排出。为了在制取死炭的燃烧过程中使原料能充分燃烧均匀保证死炭质量，在子炉内中心有螺旋搅拌器26，螺旋搅拌器26的驱动装置(如齿轮传动、皮带传动、链传动等)设于子炉炉体外上方，子炉的进、出料口29、28则分别设于炉体的上方和下方，进料口29上方有加料斗30、向加料斗30中加料的提升槽31和开闭加料斗口的动力装置32(如气缸、液压缸等)，出料口28下则有接料车27。
为了更充分的利用母炉的热量，母炉烟道8与竖立烟囱9下端生产水蒸汽的锅炉34的烟道连通，使母炉烟道排出的高温火焰除能加热子炉制取死炭外，还可以加热锅炉34制造高达120℃左右的水蒸汽，此水蒸汽再经母炉烟道8进入外壳1与反应锅2间的空间升温成为不低于310℃的高温水蒸汽，供反应锅内制取活性炭使用。
附
图1本实用新型所设计的活化炉总装图附图2本实用新型所设计的活化炉的炉体附图3附图2的外观图附图4本实用新型所设计的带有子炉的活化炉组装图附图5附图3的侧视图本实用新型的优点是〔1〕不需要使用微波炉等技术较复杂价格较昂贵的设备，仅使用一般的机械装置和制造手段就能制得生产活性炭的设备，而且制造成本低，容易制造，有利于推广使用。
〔2〕充分利用母炉的热能，既节约了热能又降低了生产成本，母炉烟道的废气热量可将冷风加然到200℃，将118℃的水蒸汽加热至310℃以上，与此同时母炉烟道排出的废气还可加热子炉中的死炭至450℃以上，还可将母炉烟道与蒸汽锅炉的烟道连通，使锅炉产生118℃以上的水蒸汽。
〔3〕子炉和母炉联合成统一的生产工艺和设备，使生产流程更趋合理化，有利于生产管理、提高生产效率和缩短运输。
用下列非限定性实施例进一步说明本实用新型的实施方式。
一、本实施例设计的水平旋转式活性炭制取设备为活化炉(见
图1)，这种活化炉可直接把死炭制成活性炭。
1.炉体结构(见图2，图3)外壳1由A3钢板制成，其内依次衬以硅酸铝耐热材料和保温1300℃以上的高温铸料，高温铸料成分为耐热耐火骨料70％、耐热细粉15％、耐热水泥15％，外壳由两个端盖和中间圆柱体用法兰连接构成。外壳右端盖上有2K40型喷油嘴，可向炉体内喷入燃料－柴油和温度不低于80℃的风，用以加热反应锅至900℃以上的高温。
反应锅2内部尺寸为直径×高度＝φ1000毫米×2000毫米，两端收缩部分的孔11、12的直径均为130毫米，分别安放在外壳两端盖的孔6、7中，反应锅采用高温下保持材料强度的20Cr7Ni2SiTi高温合金钢，锅内压力2.5公斤／厘米2，锅内温度850℃，锅两端孔11、12与外壳的孔6、7之间依次衬有1Cr18Ni9Ti不锈钢筒和耐热的硅酸铝套。反应锅入口11和出口12内孔中分别有止推轴承与气缸13、16的活塞杆14、17呈转动连接，保持不影响反应锅的旋转，两个活塞杆14、17上均有孔连通反应锅内外，通过入口活塞杆上的孔15向反应锅内通入温度不低于310℃的水蒸汽和／或压力为800毫米汞柱的氧气，由出口孔18排出废气。反应锅内有4个导料板，沿锅轴线方向在圆周上均布。反应锅入口11装有链轮，通过链条与安装在随炉体倾动的支架上的链轮连接，反应锅入口、出口11、12端各有一支持炉体的支架，支架安装在外壳体上。为使反应锅倾动，在出口端完成装料或出料工作，炉体的外壳上有两个支架使炉体可以上下各倾斜32。倾斜动作用两个气缸36完成。
2.炉膛尺寸直径×高度＝φ1550毫米×2400毫米3.产量不低于75公斤／每炉使用的蒸汽锅炉炉内蒸汽压力6公斤／厘米产量0.4吨／小时竖立烟囱下端和锅炉烟道上端连通，烟道火焰经锅炉烟道加热锅炉后再进入烟囱上部逸出。
二、带有子炉的活性炭制取设备(见图4，5)。
本实施例中母炉的结构与实施例1相同，其子炉的结构如下。
1.炉体结构外壳材料是A3钢板，其内依次衬以硅酸铝耐热材料和高温铸料，炉体加热口与母炉烟道连通，炉内温度约500℃2.炉膛尺寸直径×高＝φ1500毫米×1500毫米。
3.螺旋搅拌器驱动机构采用一级减速齿轮传动，电动机型号T02－4，转数1450，功率0.8千瓦。
4.上料机构加料斗30在子炉上方通过法兰与炉上盖连接，加料斗入口用汽压为4公斤／厘米2汽缸控制，提升槽31的提升车用0.6千瓦、750转／分的电动机通过钢绳、绳轮带动向加料斗口加料。
5.出料机构在子炉下方炉体上用汽缸控制炉体底部的出料活门的开闭，打开活门，死炭落入接料车27。
6.排烟管通用1.5毫米厚钢板制成，外径φ230毫米与竖立烟囱9连通。
7.母炉烟道火焰一部分经锅炉烟道加热锅炉后再进入烟囱上部逸出，与此同时炉体外壳上的烟道与子炉加热口连通，由母炉烟道出来的火焰可使子炉内温度达500℃左右。
这种设备可使用木本或骨质等作为原料直接制成活性炭。
权利要求1.一种水平旋转式活性炭制取设备，包括炉体、进料装置、出料装置和烟囱，其特征是1)所说的炉体是卧式的，由外壳1和反应锅2组成，所说的外壳1由钢板和在钢板内的保温材料组成，外壳两端有支持反应锅2的孔6、7，外壳适当部位有排出燃烧废气的烟道8，烟道8与炉外竖立烟囱9连通，外壳一端安装喷油嘴10，所说的反应锅2由耐热高温钢制成，中间为反应部分，两端为反应锅支持部位，也是反应锅入口、出口11、12，入口11和出口12分别穿过外壳的孔6、7，沿反应锅轴线方向，反应锅是穿通的，锅的一端是向锅内通风和/或水蒸汽的入口11，另一端则是反应锅内燃烧废气的出口12，出口12同时也是反应锅的装出料口，在反应锅入口端部装有压力缸13，在缸13的活塞杆14上有加氧气和/或水蒸汽的入口15，在反应锅的出口端部装有压力缸16，在缸16的活塞杆17上有排出废气的出口18，位于反应锅的入口11和出口12的活塞杆14、17均分别通过安装在入口11出口12内的轴承与反应锅实现旋转连接，反应锅入口、出口端部与活塞杆之间均有密封材料，反应锅内有使炭本身能翻转的导料板19，在炉体外壳上有使炉体绕支承点20回转、使反应锅做装出料所需的倾斜运动的动力装置36，2)所说的进料装置是在反应锅出口外适当位置上设有加料斗21及提升槽22和开闭加料斗的动力装置23，3)所说的出料装置是在反应锅出口外下方有接料车24，4)烟道8和烟囱9的连接是使烟囱保持固定竖立位置的转动连接，其连接点轴心线与炉体做倾斜运动支点20的轴心线为同一轴心线，5)喷油嘴使用的压缩空气和反应锅使用的蒸汽，其管道均先通过烟道8后再分别与喷油嘴和反应锅蒸气入口相连通。
2.根据权利要求1所说的水平旋转式活性炭制取设备，其特征是1)所说的活性炭制取设备还包括一个立式制取死炭的子炉，2)子炉内有搅拌炭料的螺旋搅拌器26，搅拌器的驱动装置位于子炉炉体外上方，3)子炉出料口28位于子炉炉体下方，炉体出口下有接料车27，4)子炉进料口29位于子炉炉体上方，在进料口上方有加料斗30、提升槽31和开闭加料斗的动力装置32，5)子炉炉体内部与母炉烟道连通，子炉炉体上有排烟道33。
专利摘要本实用新型为制取活性炭的设备，主要由母炉、子炉、蒸汽锅炉及其间的连通设备组成，母炉为卧式，反应锅位于炉子外壳之内，可以回转加热，也可以倾动使反应锅完成装出料工作，反应锅内用的水蒸汽、加热反应锅用的风均通过母炉烟道加热后再分别通入反应锅和喷油嘴，子炉为立式，此种设备优点是母炉的热能可得到充分利用，设备简单，易于制造，成本低，有利于推广使用。
文档编号C01B31/00GK2060439SQ89214138
公开日1990年8月15日 申请日期1989年7月21日 优先权日1989年7月21日
发明者吴云 申请人:吴云