烟煤制造块状、柱状活性炭活化材料的生产工艺和系统的制作方法

本发明属于化工产品中的炭及其化合物，具体涉及烟煤制造块状、柱状活性炭活化材料的生产工艺和系统。

背景技术：

1、我国正在积极建设生态文明社会，随着人民生活水平的不断进步，对环保的要求越来越高。活性炭具有发达的孔隙结构、巨大的比表面积和良好的化学稳定性，在化工、钢铁、制药和环保等领域均得到广泛应用。活性炭作为广谱的吸附材料，具有应用成本低、能够循环使用等特点，在烟气脱硫脱硝、vocs废气治理、饮用水深度净化等环保应用中起到了不可替代的作用。现有的活性炭制备常使用无烟煤制活性炭工艺。

2、然而无烟煤制活性炭工艺存在以下问题：

3、1、以无烟煤为块状、柱状活性炭活化材料的生产原料，存在资源少，采购困难，成本高的问题，以碘值900％的柱状活性炭为例，无烟煤工艺生产成本约为8500元/吨，得率约为6:1，每台斯列普炉每天活化料产能仅为6t/d。

4、2、生产工艺不完整，无烟煤生产工艺未设计氧化工艺，只能延长炭化时间，增加消耗。

5、3、无烟煤生产工艺制造的块状、柱状活性炭产品，四氯化碳指标和亚甲蓝指标均较低，分别为240mg/g和230mg/g。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供烟煤制造块状、柱状活性炭活化材料的生产工艺和系统，以解决现有技术中以无烟煤为块状、柱状活性炭活化材料的生产原料，存在资源少，采购困难，成本高的问题，以及生产工艺不完整，无烟煤生产工艺未设计氧化工艺，四氯化碳指标和亚甲蓝指标均较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、烟煤制造块状、柱状活性炭活化材料的生产系统，包括：

4、原料工段；原料工段包括储料车间、两段式的第一传输系统和烘干系统，第一传输系统第一段的第一端与储料车间的出料口连接，第一传输系统第一段的第二端与烘干系统的进料端连接，储料车间用于储存烟煤，第一传输系统第二段的第一端与烘干系统的出料口连接，烘干系统用于将烟煤烘干；

5、成型工段；成型工段中设有压片系统和联合皮带机，压片系统的进料口与第一传输系统第二段的第二端连接，压片系统的出料口与联合皮带机的第一端连接，压片系统用于将第一传输系统第二段的第二端的输送物进行压片操作；

6、氧化工段；氧化工段包括氧化炉系统、氧化料分筛机和两段式的第二传输系统，氧化炉系统的进料口与联合皮带机第二端连接，氧化炉系统用于将联合皮带机第二端的输送物进行预炭化操作，第二传输系统第一段的第一端与氧化炉系统的出料口连接，第二传输系统第一段的第二端与氧化料分筛机的入料口连接，氧化料分筛机用于将氧化炉系统的预炭化料进行分选，氧化料分筛机的出料口与第二传输系统第二段的第一端连接；

7、造粒工段；造粒工段包括混合造粒系统和造粒料输送皮带机，混合造粒系统的入料口与第二传输系统第二段的第二端连接，混合造粒系统的出料口与造粒输送皮带机的第一端连接，混合造粒系统用于将第二传输系统第二段第二端的输送物进行混合造粒操作；

8、炭化工段；炭化工段包括炭化系统、炭化料分筛机和两段式的第三传输系统，炭化系统的入料口与造粒输送皮带机的第二端连接，炭化系统的出料口与第三传输系统第一段的第一端连接，炭化系统用于将造粒输送皮带机的第二端的输入物进行炭化操作，第三传输系统第一段的第二端与炭化料分筛机的入料口连接，炭化料分筛机的出料口与第三传输系统第二段的第一端连接，炭化料分筛机用于炭化系统的输出物进行筛分；

9、活化工段；活化工段包括斯列普活化炉系统和两段式的第四传输系统，第四传输系统第一段的第一端与第三传输系统第二段的第二端连接，第四传输系统第一段的第二端与斯列普活化炉系统的入料口连接，斯列普活化炉的出料口与第四传输系统第二段的第一端连接，斯列普活化炉系统用于将第四传输系统第一段的第二端的输入物进行活化操作，第四传输系统第二段的第二端设有自动包装装置。

10、优选地，第一传输系统包括：

11、原料加料仓；

12、加料铲车；加料铲车设置在储料车间与原料加料仓之间，加料铲车用于将储料车间中的烟煤转运至原料加料仓中；

13、第一皮带机；第一皮带机的第一端设置在原料加料仓的下方；

14、第一斗式提升机；第一斗式提升机的提升端设置在第一皮带机第二端的下方，第一斗式提升机的出料端与烘干系统的入料口连接；

15、第二皮带机；第二皮带机的第一端设置在烘干系统的出料端下方，第二皮带机用于将烘干系统输出的烘干料输送至成型工段。

16、优选地，压片系统包括：

17、中速磨粉系统；中速磨粉系统的入料口设置在第二皮带机第二端下方，中速磨粉系统用于将第二皮带机输送的物料进行磨粉；

18、制氮机；

19、第二氮气储气罐；第二氮气储气罐的进气口与制氮机的氮气输出口连通，第二氮气储气罐的氮气输出端与中速磨粉系统连通，第二氮气储气罐用于为中速磨粉系统的粉炭沉降工序提供氮气；

20、压片机组；压片机组的入料口与中速磨粉系统的出料口连通，压片机组用于将中速磨粉系统输出的粉料进行压块制粒，联合皮带机的第一端设置在压片机组的出料口下方，联合皮带机用于将压片机组的输出颗粒输送至氧化工段进行预炭化。

21、优选地，第二传输系统包括：

22、第二斗式提升机；第二斗式提升机的提升端设置在联合皮带机的第二端下方；

23、皮带分料装置；第二斗式提升机的出料端设置在皮带分料装置第一端上方，皮带分料装置为带有筛网的传送带结构，氧化炉系统的入料口设置在皮带分料装置前半端的下方，皮带分料装置在氧化炉系统入料口开口朝向方向上设有筛孔，氧化炉系统用于将从筛孔落下的压片料进行预炭化；

24、氧化料输送机；氧化料输送机为传送带结构，氧化料输送机第一端设置在氧化炉系统的出料口下方；

25、氧化料提升机；氧化料提升机的提升端设置在氧化料输送机的第二端下方；

26、压块料储料仓；压块料储料仓设置在皮带分料装置的第二端下方，皮带分料装置的第二端下方设有通孔，通孔与压块料储料仓的进料口连通，压块料储料仓用于储存皮带分料装置的余料，氧化料分筛机的入料口与氧化料提升机的出料口连接，氧化料分筛机用于将氧化炉系统的预炭化料进行分选；

27、炭化料储料仓；炭化料储料仓的入料口与氧化料分筛机的出料口连接，炭化料储料仓用于分别储存颗粒物和余料；

28、预炭化料输送机；炭化料输送机为传送带结构，炭化料输送机的第一端设置在炭化料储料仓的第一端下方，炭化料输送机用于输送余料至造粒工段。

29、优选地，混合造粒系统包括：

30、辅料储备系统；辅料储备系统中装填有辅料；

31、混料系统；混料系统的入料口与辅助储备系统的出料口连接，混料系统的搅拌端设置在预炭化料输送机上方，混料系统用于将预炭化料输送机输送的预炭化料和辅料储备系统的辅料按比例进行混合；

32、雷蒙磨系统；雷蒙磨系统的入料口设置在预炭化料输送机的第二端下方，雷蒙磨系统用于将混料后的余料进行磨粉；

33、缓冲料仓；缓冲料仓的入料口与雷蒙磨系统的出料口连接，缓冲料仓用于储存雷蒙磨系统的混合物料；

34、造粒系统；造粒系统的入料口与缓冲料仓的出料口连接，造粒系统用于将缓冲料仓的混合料进行造粒，造粒系统的的出料口与造粒料输送皮带机的第一端连接。

35、优选地，炭化系统包括：

36、炭化炉分料系统；炭化炉分料系统为带滤网的传送带结构，炭化炉分料系统的第一端设置在造粒料输送皮带机第二端下方；

37、炭化炉系统；炭化炉系统设置在炭化炉分料系统的下方，炭化炉系统的入料口设置在炭化炉分料系统前半端的下方，炭化炉分料系统在炭化炉系统入料口开口朝向方向上设有筛孔，炭化炉系统用于将炭化炉分料系统从筛孔落下的物料进行炭化；

38、造粒料储料仓；造粒料储料仓设置在炭化炉分料系统第二段下方，造粒料储料仓用于保存炭化炉分料系统分配的余料。

39、优选地，第三传输系统包括：

40、炭化料输送机；炭化料输送机为传送带结构，炭化料输送机的第一端设置在炭化炉系统的出料口下方；

41、炭化料提升机；设置在炭化料输送机的第二端下方，炭化料分筛机的入料口与炭化料提升机的出料口连接；

42、柱状炭化余料储仓；柱状炭化余料储仓的入料口与炭化料分筛机的第一出料口连接；

43、成品炭化料输送机；成品炭化料输送机为传送带结构，成品炭化料输送机的第一端设置在炭化料分筛机的第二出料口下方。

44、优选地，斯列普活化炉系统包括：

45、斯列普活化炉；斯列普活化炉的进料口与成品炭化料输送机的第二端连接，斯列普活化炉用于对输入物进行活化；

46、活化料冷凝器；活化冷凝器的入料口与斯列普活化炉的出料口连接，活化料冷凝器用于对斯列普活化炉的输出物进行冷却操作。

47、优选地，第四传输系统包括：

48、活化缓冲料仓；活化缓冲料仓用于将预炭化料输送机和成品炭化料输送机输送的物料进行储存；

49、活化斗式提升机；活化斗式提升机的提升端与活化缓冲料仓的出料口连接；

50、活化炉加料小车；活化炉加料小车的进料口与活化斗式提升机的出料口连接，活化炉加料小车用于为斯列普活化炉运输反应原料；

51、活化料皮带机；活化料皮带机的第一端设置在活化料冷凝器的出料口下方；

52、活性炭成品提升机；活性炭成品提升机的提升端设置在活化料皮带机的第二端下方；

53、活化成品直线筛；活化成品直线筛的进料口与活性炭成品提升机的出料口连接，活化成品直线筛用于将活性炭成品提升机提升的物料进行筛选；

54、产品包装皮带机；产品包装皮带机的第一端设置在活化成品直线筛的出料口下方，产品包装皮带机用于将活化成品直线筛分筛的3-12mm的成品输送至自动包装装置进行自动包装。

55、烟煤制造块状、柱状活性炭活化材料的生产工艺，包括以下步骤：

56、s1：将烟煤运输至原料工段的储料车间内，在经过烘干系统烘干后获得烘干料；

57、s2：将烘干料送入成型工段压块，得到5-22mm的颗粒并送入氧化工段；

58、s3：在氧化工段中，对颗粒进行预炭化，得到氧化料，通过氧化料分筛机将氧化料中6-10mm颗粒输送至活化工段的斯列普活化炉中进行活化得到块状活性炭活化材料，余下的颗粒进入造粒工段；

59、s4：造粒工段中，将余下的颗粒进行混料，得到混合物料，再将混合物料进行柱状造粒，得到造粒料，最后将造粒料输送至炭化工段；

60、s5：在炭化工段中，炭化炉系统对造粒料进行炭化，得到炭化料，使用炭化料分筛机对炭化料进行筛选；

61、s6；将筛选后的小粒子进入活化工段制作高品质压块活性炭，大颗粒进入活化工段制作柱状活性炭。

62、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

63、1、本技术使用烟煤作为原料，解决了无烟煤作为原材料时，资源少，采购困难，成本高的问题，烟煤的价格约为无烟煤的40％，烟煤活化料的生产成本为无烟煤活化料生产成本的30％，烟煤工艺生产成本约为3850元/吨，得率约为5.5:1，每台斯列普炉每天活化料产能为12t/d。

64、2、本技术设计了氧化工艺，可缩短炭化时间，减少消耗。

65、3、本技术所采用的生产工艺制造的活性炭产品四氯化碳指标可达到270mg/g，亚甲蓝指标最高能达到260mg/g，较之传统的无烟煤工艺制造的活性炭产品均有提升。