以天然氣為燃料加工木屑生產活性碳的環保方法

2023-05-30 15:01:41 2

專利名稱：以天然氣為燃料加工木屑生產活性碳的環保方法
技術領域：
本發明涉及ー種活性碳的生產方法，具體是ー種以天然氣為燃料加 エ木屑生產活性碳的環保方法。㈡背景技木利用木屑生產加工活性炭的生產エ藝，一般分為原料處理ー碳化活化一回收漂洗一脫水乾燥ー粉碎包裝六個生產過程。影響活性炭產品質量和產量的關鍵エ 序是木屑碳化與炭的活化過程。木屑經過清潔脫脂並與40-42%的磷酸溶液混合均勻後，在一定的溫度下，密閉自然碳化，這ー化學過程稱為木質纖維素乾餾碳化。木屑碳化時，磷酸浸潰液與炭分子作用，滲透造孔，炭分子比表面積迅速増加，使木屑碳化後的炭分子具有很強的吸附活性。一般通用衡量活性炭吸附活性的指標是亞甲基藍吸著力和焦糖脫色力，亞甲基藍吸著カ越大，活性越強，活性炭脫色、去臭、去汙能力可用焦糖脫色カ來說明，活性炭的比表面積越大，焦糖脫色力越好，一級品的焦糖脫色力應大於110%。目前生產活性碳的轉爐，其供熱裝置所用的燃料主要為煤炭或木柴，一般在轉爐的一端燃燒，依靠燃燒產生的煙氣進入轉爐內供熱。這種供熱方式存在以下問題1)煤炭、 木柴的資源緊缺；同時燃燒煙氣大，生產車間環境差，排放的SO2對大氣汙染嚴重，生產企業必須遠離人居地建廠，増加了企業管理及環境治理成本；2)煤炭或木柴在轉爐一端燃燒，其所產生的煙氣供熱，使轉爐軸向溫度不穩定，溫度波動區間多，木屑活化有效時間短，影響產品質量。曰

發明內容
本發明的目的就是對現有生產方法進行改進，提出ー種以天然氣加 エ木屑生產活性碳的環保方法。本發明所用的轉爐內外結構及轉動裝置與現有技術相同， 只將轉爐外部的供熱裝置所用的燃料由原來的煤炭或木柴改為天然氣，同時將原來的一端供熱改為兩點供熱，並控制相應的エ藝參數，使轉爐軸向各區域溫度接近理想的碳化活化溫度，並保持相對穩定，増加了木屑活化的有效時間，提高了產品質量。同時以天然氣作為原料，熱量損失小，大大改善了車間生產環境，既節能又環保。本發明為實現上述エ藝方法，對現有轉爐作如下結構上的改進1)在轉爐外設置一天然氣控制櫃，在距離轉爐出ロ 0. 8m及5m處各裝ー個天然氣燃氣灶；2)在距離轉爐出ロ 18-20m處設置ー個保溫緩衝裝置，所述的保溫緩衝裝置的主要作用就是減緩爐內溫度過快降低，因此有很多種技術方案均可實現此目的。本發明的工作過程及原理木屑經清潔脫脂並與一定濃度的磷酸溶液混合後，經轉爐入口的水平螺旋餵料機均勻送入轉爐中；依靠轉爐的傳動裝置中的減速機控制轉爐的轉速，從而控制木屑在轉爐內向出口的移動速度。木屑在轉爐中邊加熱邊旋轉向前移動，在移動中逐步碳化，碳化的過程同時也是磷酸造孔活化的過程。木屑經碳化造孔活化後即從轉爐出口中送出，並送入回收漂洗、脫水乾燥、粉碎包裝エ序，最終製得活性碳。本發明中影響活性碳產品質量和產量的關鍵エ序是木屑碳化活化過程。本發明採用天然氣作為燃料並在轉爐內設置兩處燃燒點及保溫緩衝裝置，使轉爐軸向各區段溫度波動區間減少，轉爐後部的天然氣燃燒點只要保持熱量，保持木屑進ー步活化所需的溫度， 即可增加木屑活化的有效時間，從而提高了產品的質量和企業的整體效益。本發明的實施只要廠房附近有天然氣管道，每小時有5m3的氣源供應即可。轉爐的主要結構及餵料、轉動裝置與現有以煤炭或木柴為燃料生產活性碳的裝置一祥，無需改迸。表I是本發明方法與現有方法分別採用熱電偶插入式溫度計測定的爐溫數據
測定部位本發明CO )現有技術(V)A段39-400650-660B段420-430630-610C段480-490500-480D段390-380360-340E段280270-260
表2是本發明方法與現有方法生產的活性碳主要技術經濟指標對比。
指標名稱標準要求本發明方法現有技術PH值>3.54.0-4,54.0-5.0亞甲基藍吸著力 Cml/g)>1416.614.5總鐵含童(％)8001000870總灰扮<%)<53.54.0消耗磷酸(kg/t)<300281305木屑(m3/t)13.214平坶日產量(tfd)4.964.6根據轉爐生產活性碳結果分析，最佳碳化溫度為390-400°C，最佳活化溫度為 350-360°C，從上表可以看出，本發明方法爐體各段所測定的溫度更接近最佳碳化溫度和活化溫度，而且各段之間波動幅度較小。試驗表明，本發明方法的生產產量與現有技術相對可提高7. 0-8. 5%,亞甲藍吸著力由14. 5ml/g上升到16. 6ml/g,焦糖脫色力由原來110%提高到118% ;磷酸每噸消耗平均減少35kg，雖然天然氣燃料成本高於煤炭及木柴，但產量和質量提高所帶來的效益，抵扣天然氣燃料増加的成本還有富餘，但使用天然氣作為燃料大大節約了對所排放尾氣的治理所需的投資和運行成本，減少了對環境的汙染，改善了生產環境，節約了有限的煤炭和木柴資源，贏得了良好的社會效益。㈣


圖I是本發明所使用的轉爐結構簡圖(餵料及轉動部分省略);
圖中I-轉爐，2-支撐柱，3-轉爐出口，4-轉爐進ロ，5-天然氣控制櫃，6-燃氣灶，7-輸氣管，8-控制閥，9-保溫緩衝裝置，10-隔離鋼絲網，11-固定鋼管。㈤
具體實施例方式
實施例1，參見圖I，圖I中所示的轉爐I為本公司改造後的D1800轉爐，全長28米， 傾斜固定在三個支撐柱2上，轉爐出口 3底部的支撐柱高I. 4米，轉爐進ロ 4底部的支撐柱高2. 2米；本發明以天然氣為燃料加工木屑生產活性碳的環保方法，依次包括原料處理、碳化
活化、回收漂洗、脫水乾燥及粉碎包裝六個步驟，其中碳化活化步驟是將經過清潔脫脂的木屑與40% -42%濃度的磷酸溶液混合均勻後，送入轉爐內在一定溫度下碳化造孔，所述轉爐供熱採用天然氣為燃料，即在爐體外設置一天然氣控制櫃5，在距離轉爐出ロ 0. Sm 及5m的爐體內各裝ー個天然氣燃氣灶6 ;控制櫃與燃氣灶之間的輸氣管7上裝有控制閥8 ； 在距離轉爐出口 18_20m處設置一個使燃燒熱量不過快向外傳遞的保溫緩衝裝置9 ;該裝置採用如下結構製作一單層或多層隔離鋼絲網10，垂直於轉爐軸向安裝，為不妨礙木屑沿爐壁正常軸向移動，隔離網四周裝2-3根鋼管11，鋼管固定於爐壁上即可；這樣既不影響木屑的正常移動，又能對燃燒煙氣有一定的阻隔，達到保溫緩衝，使燃燒熱量不過快向外傳遞的目的。當經過清潔脫脂的木屑與一定濃度的磷酸溶液混合均勻後，通過轉爐入口 4旁設置的螺旋餵料ロ(圖中未示出)送入轉爐內，並通過轉爐的傳動裝置中的減速機(圖中未示出)控制轉爐的轉速，從而控制木屑在爐體內的軸向移動速度為0. 6-0. 75m/min ;一般木屑在28米長的轉爐內停留時間約為37-47分鐘；同時通過調節燃氣灶的燃燒強度，控制爐體內A、B、C、D、E五個區段的溫度分別為39-400で、420-430で、480-490で、390-380で、280で， 所述的A、B、C、D、E五個區段是指以轉爐出口為起點，分別是轉爐出ロ至爐體0. 8m段，爐體
0.8-7m 段，爐體 7m-15m 段，爐體 15m_22m 段，爐體 22m_28. Im 段。
權利要求
1.以天然氣為燃料加工木屑生產活性碳的環保方法，依次包括原料處理、碳化活化、 回收漂洗、脫水乾燥及粉碎包裝六個步驟，其中碳化活化步驟是將經過清潔脫脂的木屑與一定濃度的磷酸溶液混合均勻後，送入轉爐內在一定溫度下碳化造孔，其特徵在於a.所述轉爐供熱採用天然氣為燃料；b.在距離轉爐出ロ 0. 8m及5m處各裝ー個天然氣燃氣灶； c.在距離轉爐出口 18 20m處設置一個使熱量不過快向外傳遞的保溫緩衝裝置；d.控制木屑在爐體內軸向移動速度為0. 6 0. 75m/min ；e.通過調節燃氣灶的燃燒強度控制爐體內A、B、C、D、E五個區段的溫度分別為39-400で、420-430で、480-490で、390-380で、280で， 所述的A、B、C、D、E五個區段是指以轉爐出口為起點，分別是轉爐出ロ至爐體0. 8m段，爐體.0.8m-7m 段，爐體 7m-15m 段，爐體 15m_22m 段，爐體 22m_28. Im 段。
全文摘要
本發明公開了一種以天然氣為燃料加工木屑生產活性碳的環保方法，該方法依次包括原料處理、碳化活化、回收漂洗、脫水乾燥及粉碎包裝六個步驟，其中碳化活化步驟是將經過清潔脫脂的木屑與一定濃度的磷酸溶液混合均勻後，送入轉爐內在一定溫度下碳化造孔。所述轉爐供熱採用天然氣為燃料，並在爐內兩處各裝一個天然氣燃氣灶及設置一個使熱量不過快向外傳遞的保溫緩衝裝置，通過控制木屑在爐體內軸向移動速度及控制爐體內五個區段的溫度，使轉爐各區段軸向溫度更接近活化溫度，產品質量和產量得到了較大提高，同時改善了生產環境，減少了環境汙染，有較好的經濟效益和社會效益。
文檔編號C01B31/08GK102602927SQ201210072489
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者周沉柱, 梅建國, 胡華平, 蔡正先 申請人:湖北騰達生態活性炭有限公司