一種緊湊式活性焦炭化活化裝置的製作方法
2023-06-07 01:32:46
本發明涉及活性焦生產技術領域，特別涉及一種緊湊式活性焦炭化活化裝置。
背景技術：
活性焦是指採用煤或熱解半焦為原料，經過粉磨、成型、炭化、活化、冷卻及篩分分級等工序得到的具有良好吸附性能的一種粒狀物質，可廣泛應用於工業廢氣及工業廢水的吸附、淨化處理。隨著近些年來我國對工業廢棄物排放標準的不斷提高，活性焦的應用領域在不斷擴大。但由於長期未得到足夠重視，我國活性焦的生產技術及設備，和世界先進水平相比，在技術性能上還有較大差距。其中的炭化、活化設備，目前還多採用各種較為落後的立式設備或小型的迴轉設備，工藝上也均為分體式布置，能效不高，能量浪費嚴重，生產流程複雜，影響了生產線的效率和活性焦產品的性能，也不適應規模化生產的需要，亟需改造升級。
技術實現要素：
針對現有活性焦生產裝備所存在的不足，本發明提出了一種緊湊式活性焦炭化活化裝置，該裝置工藝流程合理、炭化活化流程緊湊。
為實現上述技術目的，本發明採用如下技術方案予以實現。
一種緊湊式活性焦炭化活化裝置，包括相互串聯的一級迴轉爐和二級迴轉爐；所述一級迴轉爐和所述二級迴轉爐軸線平行，且均傾斜布置於地面上；所述一級迴轉爐包括一級筒體；所述一級筒體為分腔式迴轉筒體；所述分腔式迴轉筒體內部設有多個沿其周向獨立設置的分割腔，每個分割腔內均設有加熱管；所述一級筒體的頭端連接一級爐頭箱；所述一級爐頭箱的上端設有煙氣出口；所述一級爐頭箱中間位置由外向內橫向穿設一螺旋餵料器；所述螺旋餵料器的上側壁上設有一進料口；所述一級筒體的尾端設置一級熱風箱；所述分割腔內的加熱管連通所述一級熱風箱；所述一級熱風箱上橫向貫穿一螺旋推進器；所述螺旋推進器的前開口連通所述多個分割腔，所述螺旋推進器的後端橫向貫穿於所述二級迴轉爐的爐頭筒體；所述爐頭筒體位於所述一級熱風箱的右側；所述爐頭筒體的右側連有沿著周向均勻設置的多個活化筒體，每個所述活化筒體的入口通過多個布料器連通所述螺旋推進器，出口連通一爐尾筒體；所述爐尾筒體連接一爐尾箱；所述爐尾箱的上端設有空氣進氣口；所述爐尾箱的下端設有活化料出口；所述爐尾箱外接與所述活化筒體連通的蒸汽輸入裝置；所述多個活化筒體外圍設置熱煙氣活化裝置；所述熱煙氣活化裝置的出口連通所述一級熱風箱；所述熱煙氣活化裝置的入口連通一中間集氣箱；所述中間集氣箱位於所述一級熱風箱和爐頭筒體之間，並連通所述一級筒體。
優選的，所述螺旋推進器設有外層筒體排氣道；所述外層筒體排氣道通過導氣管連通多個分割腔；所述外層筒體排氣道的尾端設有通向所述中間集氣箱的排氣道出氣口；所述中間集氣箱的下端設有集氣箱排氣口；所述集氣箱排氣口通過管道連接所述熱煙氣活化裝置。
優選的，所述熱煙氣活化裝置包括圍設於所述爐頭筒體、所述爐尾筒體以及所述活化筒體外圍的熱煙室；依次連通於所述熱煙室下方的進口集氣箱和熱風爐；連通於所述熱煙室上方的出口集氣箱；所述熱風爐連通所述中間集氣箱；所述出口集氣箱連通所述一級熱風箱上端開設的炭化煙氣入口。
優選的，所述熱煙室沿軸線方向通過分割板分成多個不同的加熱室；各個加熱室分別設有各自的活化熱煙氣進口和活化熱煙氣出口；各個活化熱煙氣進口通過各自對應的進氣管道連接所述進口集氣箱；各個活化熱煙氣出口通過其對應的出氣管道連接出口集氣箱。
優選的，所述熱煙室採用保溫磚和粘土磚砌築而成，牆體厚度400～600mm。
優選的，所述熱煙室與所述爐頭筒體、所述爐尾筒體連接處設有密封部件。
優選的，所述蒸汽輸入裝置包括橫向穿設於所述爐尾筒體的旋轉蒸汽管；與所述旋轉蒸汽管尾端連接的旋轉接頭；與所述旋轉接頭連接的蒸汽進管。
優選的，所述爐頭筒體在其內部設有一與所述二級迴轉爐軸向垂直的前端板；所述爐尾筒體在其內部設有一與所述二級迴轉爐軸向垂直的後端板；各活化筒體的前端連接在所述前端板上，各活化筒體的後端連接在所述後端板上。
優選的，所述爐頭筒體和所述爐尾筒體之間設置加強杆；所述加強杆的前端連接在爐頭筒體上，所述加強杆的後端連接在爐尾筒體上。
優選的，所述爐頭筒體和所述爐尾筒體上分別設有二級託輪支承。
本發明的有益效果：
1、利用兩級迴轉爐的緊湊式連接，實現了炭化、活化工藝流程的緊湊化，可有效簡化工藝流程，提高系統熱效率，降低能耗及投資。
2、前後兩級均採用迴轉結構，獨立驅動，不僅傳熱效果好，還能根據工藝需要，調整各自轉速，增強了工藝系統的靈活性和適應性。
3、迴轉式結構可適用大規模生產的需要，單線處理能力可大大提高。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的緊湊式活性焦炭化活化裝置的結構示意圖。
圖中：1-螺旋餵料器；2-一級爐頭箱；3-後端板；4-一級筒體；5-一級託輪支承；6-一級傳動裝置；7-導氣管；8-螺旋推進器；9-一級熱風箱；10-活化筒體；11-出口集氣箱；12-分隔板；13-熱煙室；14-爐尾筒體；15-二級傳動裝置；16-二級託輪支承；17-爐尾箱；18-旋轉接頭；19-蒸汽進管；20-旋轉蒸汽管；21-蒸汽管支承；22-加強杆；23-進口集氣箱；24-熱風爐；25-爐頭筒體；26-前端板；27-布料器；28-中間集氣箱；29-加熱管；30-外層筒體排氣道。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明：
實施例1
如圖1所示，本發明提供了一種緊湊式活性焦炭化活化裝置，包括相互串聯的一級迴轉爐和二級迴轉爐；所述一級迴轉爐和所述二級迴轉爐軸線平行，且均傾斜布置於地面上；所述一級迴轉爐包括一級筒體4；所述一級筒體4為分腔式迴轉筒體；所述分腔式迴轉筒體內部設有多個沿其周向獨立設置的分割腔，每個分割腔內均設有加熱管29；所述一級筒體4的頭端連接一級爐頭箱2；所述一級爐頭箱2的上端設有煙氣出口B；所述一級爐頭箱5中間位置由外向內橫向穿設一螺旋餵料器1；所述螺旋餵料器1的上側壁上設有一進料口A；所述一級筒體4的尾端設置一級熱風箱9；所述分割腔內的加熱管29連通所述一級熱風箱9；所述一級熱風箱9上橫向貫穿一螺旋推進器8；所述螺旋推進器8的前開口連通所述多個分割腔，所述螺旋推進器8的後端橫向貫穿於所述二級迴轉爐的爐頭筒體25；所述爐頭筒體25位於所述一級熱風箱9的右側；所述爐頭筒體25的右側連通沿著周向均勻設置的多個活化筒體10，每個所述活化筒體10的入口通過多個布料器27連通所述螺旋推進器8，出口連通一爐尾筒體14；所述爐尾筒體14連接一爐尾箱17；所述爐尾箱17的上端設有空氣進氣口F；所述爐尾箱17的下端設有活化料出口G；所述爐尾箱17外接與活化筒體10連通的蒸汽輸入裝置；所述多個活化筒體10的外圍設置熱煙氣活化裝置；所述熱煙氣活化裝置的出口連通所述一級熱風箱9；所述熱煙氣活化裝置的入口連通一中間集氣箱28；所述中間集氣箱28位於所述一級熱風箱9和爐頭筒體25之間，並連通所述一級筒體4。
其中，所述一級筒體4與中國專利申請號201620641863.7中提到的分腔式迴轉筒體結構相同，該分腔式迴轉筒體為分腔式多管間壁換熱結構，主要用於實現原料的炭化功能，熱煙氣在加熱管29內行走，管外為待炭化的原料。其不同之處在於，該一級迴轉爐的熱煙氣來自第二迴轉爐，為活化加熱後的熱煙氣通過一級熱風箱9直接進入一級迴轉爐各加熱管29內。
工作時，來自進料口A的原料經由螺旋餵料器1送至一級迴轉爐的各個分割腔內，在一級筒體4旋轉過程中，原料在一級筒體4的傾斜作用下緩慢向前移動。與此同時，來自第二迴轉爐的熱煙氣由所述熱煙氣活化裝置進入一級筒體4的加熱管29內，並通過管壁和管外原料換熱，使原料升溫至450～500℃，完成原料炭化過程，時間一般為20～40min。換熱後已降溫的煙氣經由一級爐頭箱5的煙氣出口B外排。炭化後的原料則經由螺旋推進器8進入第二迴轉爐的爐頭筒體25。
在第二迴轉爐的爐頭筒體25內，藉助於布料器27將炭化料均勻送至各活化筒體10，並在旋轉過程中向爐尾箱17移動。來自熱煙氣活化裝置的溫度為900～1000℃的熱風，通過活化筒體10與內部活化料換熱使其溫度升至800～950℃。與此同時，蒸汽經蒸汽輸入裝置噴入各活化筒體10，與來自空氣進氣口F的空氣一起，作為活化劑產生活化作用，完成炭化料的活化功能，活化時間一般為40～120min。活化後由出口集氣箱11排出的熱煙氣，溫度一般為650～800℃，可調溫後進入一級迴轉爐的一級熱風箱9，作為炭化熱煙氣繼續使用。活化後的活化料由爐尾筒體14匯集起來，並通過爐尾箱17的活化料出口G將活化料導出至後續冷卻轉裝備，冷卻及回收餘熱後，篩分分級後就得到各種規格的活性焦製品。
實施例2
在實施例1的基礎上，如圖1所示，所述螺旋推進器8設有外層筒體排氣道30；所述外層筒體排氣道30通過導氣管7連通多個分割腔。所述外層筒體排氣道30的尾端設有通向所述中間集氣箱28的排氣道出氣口D；所述中間集氣箱28的下端設有中間集氣箱排氣口E；所述中間集氣箱排氣口E通過管道連接所述熱風爐24。
所述活化筒體10通過引風機連通所述中間集氣箱28，通過引風機將所述活化筒體10的活化尾氣導入中間集氣箱28。
本發明通過分別設置於各分割腔的導氣管7，將炭化尾氣匯集到螺旋推進器8的外層筒體排氣道30中，藉此導入中間集氣箱28和來自所述活化筒體10的活化尾氣一併排出至熱風爐24作為燃料，產生的熱風再供給第二迴轉爐作為活化熱煙氣使用。
實施例3
在實施例1的基礎上，如圖1所示，所述熱煙氣活化裝置包括圍設於所述爐頭筒體25、所述活化筒體10、所述爐尾筒體14外圍的熱煙室13；依次連通於所述熱煙室13下方的進口集氣箱23和熱風爐24；連通於所述熱煙室13上方的出口集氣箱11；所述熱風爐24連通所述中間集氣箱28；所述出口集氣箱11連通所述一級熱風箱9上端開設的炭化煙氣入口C。所述熱風爐24產生900～1000℃的熱風進入熱煙室13，通過換熱使活化筒體10內的活化料溫度升至800～950℃。
實施例4
在實施例1的基礎上，如圖1所示，所述蒸汽輸入裝置包括橫向穿設於所述爐尾筒體14的旋轉蒸汽管20；與所述旋轉蒸汽管20尾端連接的旋轉接頭18；與所述旋轉接頭18連接的蒸汽進管19；所述旋轉接頭18和蒸汽進管19位於所述爐尾箱17的外部。
所述旋轉蒸汽管20的出口端朝向所述活化筒體10設置，入口端穿設於爐尾箱17的外部設置。在所述爐尾筒體14和所述爐尾箱17的連接處設置一垂直於軸向的蒸汽管支撐21，所述旋轉蒸汽管20的穿設於該蒸汽管支撐21，在蒸汽管支撐21的支撐作用下，所述旋轉蒸汽管20更加穩定。
蒸汽經由蒸汽進管19和旋轉接頭18進入旋轉蒸汽管20並噴入各活化筒體10，與來自空氣進氣口F的空氣一起，作為活化劑產生活化作用，完成炭化料的活化功能，活化時間一般為40～120min。為控制含氧量，必要時可經由空氣進氣口F充入氮氣進行調節。
實施例5
在實施例1的基礎上，如圖1所示，所述一級爐頭箱2的煙氣出口B也可連通所述熱煙氣活化裝置，熱煙氣迴風使用。當熱，所述煙氣出口B排出的熱煙氣還可用於系統原料的乾燥或經處理達標後排放。
實施例6
在實施例1的基礎上，如圖1所示，所述一級迴轉爐和所述二級迴轉爐與地面的夾角為1～5°，採用此夾角便於一級迴轉爐和所述二級迴轉爐的安裝，且方便原料由一級迴轉爐向所述二級迴轉爐移動。
實施例7
在實施例1的基礎上，如圖1所示，所述爐頭筒體25在其內部設有一與所述二級迴轉爐軸向垂直的前端板26；所述爐尾筒體14在其內部設有一與所述二級迴轉爐軸向垂直的後端板3；各活化筒體10的前端連接在所述前端板26上，各活化筒體10的後端連接在所述後端板3上，從而將所述爐頭筒體25、爐尾筒體14以及多個活化筒體10連接為一體式迴轉結構。
所述爐頭筒體25和所述爐尾筒體14之間設置加強杆20；所述加強杆20的前端連接在爐頭筒體25上，所述加強杆20的後端連接在爐尾筒體14上。通過設置加強杆20增加爐頭筒體25與爐尾筒體14的連接剛性。所述加強杆20由一不鏽鋼厚壁管和套設於所述不鏽鋼厚壁管外的保溫套組成。
所述一級筒體4上設有一級託輪支承5，以提高一級筒體4的穩定性。所述一級筒體4還連接一級傳動裝置6，通過一級傳動裝置6，使整個一級迴轉爐旋轉起來，所述一級傳動裝置6採用現有的傳動裝置，在此不再詳細描述。
所述爐頭筒體25和所述爐尾筒體14上分別設有二級託輪支承16，提高所述爐頭筒體25和所述爐尾筒體14的穩定性。所述爐尾筒體14上還連接二級傳動裝置15，通過二級傳動裝置15，使整個二級迴轉爐旋轉起來，所述二級傳動裝置15採用現有的傳動裝置，不再詳細描述。
實施例8
在實施例1的基礎上，如圖1所示，所述活化筒體10直徑為800～1500mm，壁厚3～6mm，數量4～10個，並沿周向均勻分布。
所述活化筒體10內壁且沿軸線方向上焊接多個揚料板，以增強換熱性能。
實施例9
如圖1所示，在實施例1的基礎上，所述熱煙室13採用保溫磚和粘土磚砌築而成，牆體厚度400～600mm。
所述熱煙室13與所述爐頭筒體25、所述爐尾筒體14連接處設有密封部件，保證二級迴轉爐具有良好的密封性。所述密封部件採用常用的密封件（密封圈、密封環等），在此不再詳細描述。
所述熱煙室13沿軸線方向通過分割板12分成多個（例如4~6個）不同的加熱室；各個加熱室分別設有各自的活化熱煙氣進口和活化熱煙氣出口；所述各個活化熱煙氣進口通過各自對應的進氣管道連接所述進口集氣箱23；所述各個活化熱煙氣出口通過其對應的出氣管道連接出口集氣箱11，以保證熱煙室13內溫度的均勻性，充分實現活化功能。
為了防止各個加熱室中間煙氣互竄，各加熱室之間分別採用耐熱鋼板或耐火磚隔開。
所述一級迴轉爐的一級爐頭箱2、所述二級迴轉爐的爐頭筒體25和爐尾筒體14內部均砌築有耐火磚及保溫磚，不僅提高爐體的安全性能和保溫性能，還可提高爐體的使用壽命。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。