一种活性炭炭化工艺装置系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及环保领域，具体设及一种活性炭炭化工艺装置系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 人类使用活性炭的历史并不长，从第一次世界大战活性炭在防毒面具大规模使 用开始，逐渐在环境保护治理领域发挥不可替代的作用。活性炭的生产通常分为炭化和 活化两个相对独立的工序。大家知道，物料在高温炭化的过程会产生分子量分布较宽的 气态产物，通常称之为高温有机蒸气。如何可靠回收该些易燃、易爆的高温有机蒸气，保 证安全生产和避免造成环境污染；同时提高活性炭的炭化得率，从而提高生产效率并且使 之能够连续自动生产，是制取活性炭装置研发的重要课题之一。中国发明专利(专利号为 CN201120199121. 5,专利名称为活性炭制备中采用自供热式双筒旋转炭化炉的炭化系统） 公开了一种活性炭制备中采用自供热式双筒旋转炭化炉的炭化系统，特征在于燃烧装置， 其具有进气口及出气口；双筒旋转炭化炉，其包括第一转筒及第二转筒、位于第一转筒内 的加热装置、驱动第一转筒及第二转筒旋转的驱动装置，第二转筒套在第一转筒之外；燃 气-烟气回路结构，其包括位于炭化炉的多个开口及连接于炭化炉和燃烧装置之间的气体 管道。本实用新型通过设置燃气-烟气回路结构，使炭化过程中产生的可燃性气体从该燃 气-烟气回路结构进入燃烧装置中燃烧，燃烧产生的高温烟气从该燃气-烟气回路结构中 进入炭化炉，对炭化炉内的原料进行加热进而炭化。上述炭化炉回收了高温炭化的过程产 生易燃、易爆高温有机蒸气，并把它们作为燃料燃烧提供物料炭化所需的热能，该是一个很 好的办法，但是实际使用过程中由于可靠燃烧需要过量的空气，而过量空气中的没有燃烧 耗尽的氧气与该些易燃、易爆高温有机蒸气剧烈反应，在炉内较小的空间内，极易发生爆 炸。同时氧气与碳反应会生成易燃、易爆、有毒气体C0,而且高温条件下的两个转筒很难有 可靠的密封，该些易燃、易爆、有毒有机蒸汽和C0会溢出引起安全事故，同时对环境排放有 毒、有害污染物，另外其粉尘的溢出也会对环境造成污染。还有有机蒸气经燃烧装置燃烧 后，一方面有机蒸气可分离的高附加值部分没有利用，而另一方面燃烧后的尾气没有进行 净化处理即排放会对环境造成污染。
【发明内容】
[0003] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种活性炭炭化工艺装置系统及其方法，该 装置系统及其方法能可靠回收物料在高温炭化的过程产生的易燃、易爆高温有机蒸气，保 证安全生产和避免造成环境污染；同时提高活性炭的炭化得率，从而提高生产效率并且使 之能够连续自动生产。
[0004] 本发明所采取的技术方案是：螺旋阶梯翅片式炭化塔及其配套装置，其特征在于： 炭化塔包括塔体、设于塔体上顶端的储料罐和进料口、设于塔体上端部的高温有机蒸气出 口、设于塔体下端部的落料盘组件，设于塔体下部的支撑柱，设于塔体底端的底座。
[0005] 所述翅片沿中屯、柱轴线方向呈螺旋阶梯式排列，所述翅片与中屯、柱为中空结构。 所述翅片的一端与中屯、柱连接，另一端与通气管连接。所述通气管两端与相对应的两片翅 片连接。相邻翅片平行且之间有一定间隙，方便高温有机蒸气流动。所述中屯、柱与落料盘 组件连接。
[0006] 所述配套装置包括旋风分离器、余热锅炉、冷凝器、除雾器、真空累、储罐，燃烧机、 缓冲罐、管道累、储槽、提升机、洗气塔、通风机、烟画、导流管、导气管、高温烟气管。
[0007] 所述螺旋阶梯翅片式炭化塔的高温有机蒸气出口通过导流管与旋风分离器连接， 旋风分离器通过导流管与余热锅炉连接，余热锅炉通过导流管与冷凝器连接，冷凝器通过 导气管与除雾器连接，除雾器通过导气管与真空累连接，真空累通过导气管与储罐连接，储 罐通过导气管与燃烧机连接，燃烧机通过高温烟气管与中屯、柱连接，中屯、柱通过高温烟气 管与洗气塔连接，洗气塔通过高温烟气管与通风机连接，通风机通过高温烟气管与烟画连 接。
[0008] 所述冷凝器通过导流管与缓冲罐连接，缓冲罐通过导流管与管道累连接，管道累 通过导流管与储槽连接，提升机与螺旋阶梯翅片式炭化塔的进料口连接。
[0009] -种活性炭炭化工艺方法；物料由提升机经螺旋阶梯翅片式炭化塔进料口进入储 料罐，在重力的作用下落入翅片上，落料盘组件带动中屯、柱绕塔体中屯、轴线旋转，从而带动 翅片旋转，由于翅片沿中屯、柱轴线方向呈螺旋阶梯式排列，物料在重力的作用下绕塔体中 屯、轴线螺旋向下移动到落料盘组件，在该个过程中，翅片、通气管、中屯、柱在塔体该种隔绝 空气的密闭空间中对物料进行加热，从而完成炭化过程。在物料炭化过程中产生的高温有 机蒸气经由翅片之间的间隙在真空累的拉动下，经高温有机蒸气出口进入旋风分离器除去 颗粒物后进入余热锅炉、冷凝器，经余热锅炉、冷凝器冷却下来的液态物暂存于缓冲罐，经 管道累抽离进入储槽储存。经余热锅炉、冷凝器冷却下来的常温不可凝气体经真空累输送 至储罐储存，经燃烧机燃烧后产生高温烟气，高温烟气经高温烟气管进入螺旋阶梯翅片式 炭化塔的中屯、柱，经翅片、通气管换热加热物料。尾气经洗气塔的净化后通过烟画排放。
[0010] 由于高温烟气通过中屯、柱、翅片、通气管换热的方式加热物料，避免了高温烟气与 物料的直接接触，消除了爆炸的危险。同时由于高温烟气与物料没有直接接触而产生反应， 提高了活性炭的得率，不会产生C0该样易燃、易爆、有毒气体。而且采用了塔式反应器的工 作原理，使物料与中屯、柱、翅片、通气管能够充分的传热，从而高效的完成炭化过程，降低了 能耗。通过调整落料盘的转速，使炭化生产过程可控、连续、高效。由于原料与产物始终在 一个密闭的装置内反应，能够有效地防止高温有机蒸汽及粉尘泄漏，不会造成环境污染。同 时有效分离了高温有机蒸气中的高附加值有机液体部分，一方面节约了资源，另一方面高 温有机蒸气中的常温不可凝的部分是分子量较小气体部分，燃值较高而且燃烧后容易生成 水和二氧化碳，尾气处理系统可W可靠的保证尾气不会对环境造成污染。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明一种活性炭炭化工艺装置系统及其方法的工艺流程示意图。
[0012] 图2为本发明螺旋阶梯翅片式炭化塔结构示意图。
[0013] 1-进料口 2-储料罐 3-中屯、柱 4-高温有机蒸气出口 5 -翅片 6 -通气管 7 -塔体 8 -支撑柱 9-落料盘组件 10-底座 11-旋风分离器 12-余热锅炉 13-冷凝器 14-除雾器 15-真空累 16-储罐 17-燃烧机 18-缓冲罐 19-管道累 20-储槽 21-提升机 22-洗气塔 23-通风机 24-烟画 25-高温烟气管道 26-导气管 27-导流管。
【具体实施方式】
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