炭活化轉爐的氧控制系統的製作方法與工藝

2023-08-02 09:42:56

本發明涉及活性炭生產技術，特別是一種炭活化轉爐的氧控制系統，有利於對爐膛內炭活化反應料中的氧含量進行實時檢測、監控，以便實現活性炭生產的安全性、連續性、質量穩定性。

背景技術：
活化爐是活性炭生產的核心設備。現有技術中存在多種形式活化爐，例如管式爐、轉爐、沸騰爐、平板爐、多段爐、斯列普爐等爐型。其中轉爐是近些年開發較快的一種爐型，目前許多斯列普爐開始被轉爐所取代。炭活化轉爐是以已經炭化的材料為原料連續生產活性炭的裝置。本發明人致力於活性炭生產工藝、設備和自動控制系統的研發。本發明人在研發中發現，對於採用雙環結構的內輻射式炭活化轉爐可以通過控制爐內壓力(外環活化爐膛內的爐膛壓力)大於爐外壓力，即保持在微正壓壓力狀態下進行炭化料活化。所述內輻射式是相對於內熱式而言，這裡的內熱就是在爐內直接燃燒一部分炭化料放熱提供活化所必需的熱量。內輻射式雖然也是爐體內部加熱，但是不再直接燃燒炭化料，而是通過在爐體內用一根管子進行熱輻射加熱，管子的外壁作為熱輻射加熱體，管子內就是內環燃燒通道，管子外就是外環活化爐膛，炭化料從爐體進料端進入外環活化爐膛內，隨著爐體轉動緩慢移動到爐體出料端，炭化料在高溫熱輻射下邊移動邊進行活化反應，同時熱輻射加熱體(加熱管)的前端吸入炭化料活化過程中產生的可燃氣和釋放的揮發分，在熱輻射加熱管內與空氣混合燃燒。這種雙環結構轉爐在連續作業中，進料口連續進料(炭化料)，出料口連續出料(活性炭)，內環燃燒通道內需要連續供氧，外環活化爐膛內則需要保持無氧水蒸氣活化狀態，而內環燃燒通道前端、進料口都與外環活化爐膛相通，由此可見，對爐膛內炭活化反應料中的氧含量要進行實時檢測、監控。基於此，本發明人完成了本發明。

技術實現要素：
本發明針對現有技術中存在的缺陷或不足，提供一種炭活化轉爐的氧控制系統，有利於對爐膛內炭活化反應料中的氧含量進行實時檢測、監控，以便實現活性炭生產的安全性、連續性、質量穩定性。本發明的技術方案如下：炭活化轉爐的氧控制系統，其特徵在於，包括爐體，所述爐體的轉爐前端連接炭化料進料裝置，所述爐體的轉爐後端設置有轉爐活性炭出料口，所述爐體中設置有內環燃燒通道，所述內環燃燒通道採用熱輻射加熱管，所述熱輻射加熱管的外壁與所述爐體的內壁之間構成外環活化爐膛，所述熱輻射加熱管的通道前端對應所述轉爐前端，所述熱輻射加熱管的前端吸入炭化料活化過程中產生的可燃氣和釋放的揮發分，在熱輻射加熱管內與空氣混合燃燒，所述熱輻射加熱管的通道後端從所述轉爐後端穿出通過連接裝置連接煙氣餘熱鍋爐，所述煙氣餘熱鍋爐通過蒸汽管路連接所述爐體的內壁上設置的水蒸氣進入區即炭活化反應區，所述水蒸氣進入區設置有氧檢測儀，所述氧檢測儀連接炭活化爐工控計算機。所述通道後端通過所述煙氣餘熱鍋爐連接水洗冷卻塔，並通過所述水洗冷卻塔連接引風機，所述引風機連接煙囪，所述引風機通過引風控制器連接所述炭活化爐工控計算機。所述炭活化爐工控計算機根據所述氧檢測儀檢測到的氧含量數據調整所述引風機的引風量大小。所述煙氣餘熱鍋爐上設置有蒸汽出口，所述炭活化轉爐的爐體上設置有水蒸氣入口，所述蒸汽出口連接所述水蒸氣入口，所述水蒸氣入口通過活化爐膛水蒸氣控制器連接所述炭活化爐工控計算機，所述炭活化爐工控計算機根據所述氧檢測儀檢測到的氧含量數據調整所述水蒸氣入口的蒸汽量大小。所述爐體的外壁上設置有爐體周向驅動裝置，所述爐體周向驅動裝置通過轉爐轉速控制器連接所述炭活化爐工控計算機，所述炭活化爐工控計算機根據所述氧檢測儀檢測到的氧含量數據調整所述炭活化轉爐的轉速。所述爐體中設置有空氣管，所述空氣管的一端連接爐外的送風裝置，所述空氣管的另一端連接所述熱輻射加熱管內的空氣出口區，所述送風裝置通過燃燒通道空氣控制器連接所述炭活化爐工控計算機。所述炭活化爐工控計算機根據所述氧檢測儀檢測到的氧含量數據調整所述送風裝置的送風量大小。所述炭化料進料裝置通過螺旋進料控制器連接所述炭活化爐工控計算機，所述炭活化爐工控計算機根據所述氧檢測儀檢測到的氧含量數據調整所述炭化料進料裝置的進料量大小。所述炭化料進料裝置包括螺旋進料機、炭化料料倉和導料裝置，所述螺旋進料機的一端連接所述導料裝置，所述導料裝置位於所述炭活化轉爐的內腔中，伸向炭活化反應區的活化區前端，活化區後端位於轉爐活性炭出料口，所述螺旋進料機的另一端連接驅動裝置，所述螺旋進料機的上方連接炭化料料倉，所述炭化料料倉連接除雜裝置。所述轉爐活性炭出料口通過活性炭冷卻裝置連接活性炭破碎機，所述活性炭破碎機連接振動篩，所述振動篩連接成品活性炭提升機。本發明的技術效果如下：本發明的炭活化轉爐的氧控制系統，在雙環結構的內輻射式炭活化轉爐中首次提出了氧控制技術問題並建立了在外環活化爐膛內水蒸氣進入區即炭活化反應區設置氧檢測儀和「+炭活化爐工控計算機」的技術解決方案，能夠對爐膛內炭活化反應料中的氧含量進行實時檢測、監控，以便實現活性炭生產的安全性、連續性、質量穩定性。附圖說明圖1是實施本發明一種炭活化轉爐的氧控制系統結構示意圖。附圖標記列示如下：1-炭化料料倉；2-炭化料進料裝置；3-導料裝置；4-炭化料；5-轉爐前端；6-爐體；7-活化區前端(炭化料)；8-水蒸氣進入區；9-內環燃燒通道/熱輻射加熱管；10-活化區後端/轉爐活性炭出料口(活性炭)；11-通道後端；12-轉爐後端；13-連接裝置；14-煙氣餘熱鍋爐；15-活性炭冷卻裝置；16-活性炭破碎機；17-振動篩；18-蒸汽出口；19-外環活化爐膛；20-水蒸氣入口；21-空氣管；22-送風裝置；23-炭活化反應區；24-空氣出口區；25-水洗冷卻塔；26-噴淋裝置；27-引風機；28-炭活化爐工控計算機；29-煙囪；30-爐體周向驅動裝置；31-氧檢測儀；K2-螺旋進料控制器；K20-活化爐膛水蒸氣控制器；K22-燃燒通道空氣控制器；K27-引風控制器；K30-轉爐轉速控制器。具體實施方式下面結合附圖(圖1)對本發明進行說明。圖1是實施本發明一種炭活化轉爐的氧控制系統結構示意圖。如圖1所示，炭活化轉爐的氧控制系統，包括爐體6，所述爐體6的轉爐前端5連接炭化料進料裝置2，所述爐體6的轉爐後端12設置有轉爐活性炭出料口10，所述爐體6中設置有內環燃燒通道，所述內環燃燒通道採用熱輻射加熱管9，所述熱輻射加熱管9的外壁與所述爐體6的內壁之間構成外環活化爐膛19，所述熱輻射加熱管9的通道前端對應所述轉爐前端5，所述熱輻射加熱管9的前端吸入炭化料活化過程中產生的可燃氣和釋放的揮發分，在熱輻射加熱管9內與空氣混合燃燒，所述熱輻射加熱管9的通道後端11從所述轉爐後端12穿出通過連接裝置13連接煙氣餘熱鍋爐14，所述煙氣餘熱鍋爐14通過蒸汽管路連接所述爐體6的內壁上設置的水蒸氣進入區8即炭活化反應區23，所述水蒸氣進入區8設置有氧檢測儀31，所述氧檢測儀31連接炭活化爐工控計算機28。所述通道後端11通過所述煙氣餘熱鍋爐14連接水洗冷卻塔25，並通過所述水洗冷卻塔25連接引風機27，所述引風機27連接煙囪29，所述引風機27通過引風控制器K27連接所述炭活化爐工控計算機28。所述炭活化爐工控計算機28根據所述氧檢測儀31檢測到的氧含量數據調整所述引風機27的引風量大小。所述煙氣餘熱鍋爐14上設置有蒸汽出口18，所述炭活化轉爐的爐體6上設置有水蒸氣入口20，所述蒸汽出口18連接所述水蒸氣入口20，所述水蒸氣入口20通過活化爐膛水蒸氣控制器K20連接所述炭活化爐工控計算機28，所述炭活化爐工控計算機28根據所述氧檢測儀31檢測到的氧含量數據調整所述水蒸氣入口20的蒸汽量大小。所述爐體6的外壁上設置有爐體周向驅動裝置30，所述爐體周向驅動裝置30通過轉爐轉速控制器K30連接所述炭活化爐工控計算機28，所述炭活化爐工控計算機28根據所述氧檢測儀31檢測到的氧含量數據調整所述炭活化轉爐的轉速。所述爐體6中設置有空氣管21，所述空氣管21的一端連接爐外的送風裝置22，所述空氣管21的另一端連接所述熱輻射加熱管9內的空氣出口區24，所述送風裝置22通過燃燒通道空氣控制器K22連接所述炭活化爐工控計算機28。所述炭活化爐工控計算機28根據所述氧檢測儀31檢測到的氧含量數據調整所述送風裝置22的送風量大小。所述炭化料進料裝置2通過螺旋進料控制器K2連接所述炭活化爐工控計算機28，所述炭活化爐工控計算機28根據所述氧檢測儀檢測到的氧含量數據調整所述炭化料進料裝置2的進料量大小。所述炭化料進料裝置2包括螺旋進料機、炭化料料倉1和導料裝置3，所述螺旋進料機的一端連接所述導料裝置3，所述導料裝置3位於所述炭活化轉爐的內腔中，伸向炭活化反應區23的活化區前端7，活化區後端位於轉爐活性炭出料口10，所述螺旋進料機的另一端連接驅動裝置，所述螺旋進料機的上方連接炭化料料倉1，所述炭化料料倉1連接除雜裝置。所述轉爐活性炭出料口10通過活性炭冷卻裝置15連接活性炭破碎機16，所述活性炭破碎機16連接振動篩17，所述振動篩17連接成品活性炭提升機。在此指明，以上敘述有助於本領域技術人員理解本發明創造，但並非限制本發明創造的保護範圍。任何沒有脫離本發明創造實質內容的對以上敘述的等同替換、修飾改進和/或刪繁從簡而進行的實施，均落入本發明創造的保護範圍。