新四季網

氧炭化法工業化煤制活性炭的方法及系統的製作方法

2023-05-22 05:39:06 2

專利名稱:氧炭化法工業化煤制活性炭的方法及系統的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種製備煤制活性炭的工藝,尤其涉及一種氧炭化法工業化煤制活性炭的方法及系統。
背景技術:
活性炭是一種多孔性炭素材料,具有豐富的孔隙結構和巨大比表面積,被廣泛應用於吸附、分離、催化和電子等諸多領域,特別在環境保護水處理和氣體處理方面活性炭質材料用於煙氣淨化的特點是能同時脫除煙氣中的多種汙染物,如S02、NOx、煙塵粒子、汞、二噁英、吠喃、重金屬、揮發性有機物及其他微量元素等。現有技術中,製備煤制活性炭的工藝,在保證活性炭製品的吸附性能和產品得率的前提下,很難實現大規模工業化生產。

發明內容
本發明的目的是提供一種既能提高活性炭製品的吸附性能和產品得率,又可以實現大規模工業化生產的氧炭化法工業化煤制活性炭的方法及系統。本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明的氧炭化法工業化煤制活性炭的方法,包括步驟首先,將煤粉壓塊製成的成型料與氧化空氣發生氧化反應生成氧化料;之後,將所述氧化料進行炭化處理生成炭化料;然後,將所述炭化料經過冷卻和活化處理後製成的活性炭製品。本發明的用於實現上述的氧炭化法工業化煤制活性炭的方法的系統,包括外熱式氧化爐及其燃燒系統、外熱式炭化爐及其燃燒系統、冷卻和活化處理系統;將煤粉壓塊製成的成型料送入所述外熱式氧化爐,外熱式氧化爐生成的氧化料再進入所述外熱式炭化爐,所述外熱式炭化爐生成的炭化料進入冷卻和活化處理系統。由上述本發明提供的技術方案可以看出,本發明提供的氧炭化法工業化煤制活性炭的方法及系統,由於在活性炭的預處理工序中,採用氧化工藝和炭化工藝兩道工序,氧化工藝主要起乾燥和氧化作用,去除壓塊成型料中的水分和部分揮發份,並對成型料表面進行氧化,使活性炭製品的吸附性能和產品得率得到提高,可以實現大規模工業化生產。


圖1為本發明的氧炭化法工業化煤制活性炭的方法的物料工藝流程示意圖;圖2為本發明的氧炭化法工業化煤制活性炭的系統原理示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述。本發明的氧炭化法工業化煤制活性炭的方法,其較佳的具體實施方式
如圖1所示包括步驟首先,將煤粉壓塊製成的成型料與氧化空氣發生氧化反應生成氧化料;之後,將所述氧化料進行炭化處理生成炭化料;然後,將所述炭化料經過冷卻和活化處理後製成的活性炭製品。所述的氧化空氣採用經加熱後的環境空氣或添加空氣後的熱煙氣。所述氧化反應起乾燥和氧化作用,用於去除所述成型料中的水分和部分揮發份, 並對所述成型料表面進行氧化;所述炭化處理用於將所述氧化料製成半焦,將所述氧化料中的揮發份降低至 22. 0%以下,將所述氧化料的粒度分布範圍控制在10 0. 425mm。本發明的用於實現上述的氧炭化法工業化煤制活性炭的方法的系統,其較佳的具體實施方式
如圖1所示包括外熱式氧化爐及其燃燒系統、外熱式炭化爐及其燃燒系統、冷卻和活化處理系統;將煤粉壓塊製成的成型料送入所述外熱式氧化爐,外熱式氧化爐生成的氧化料再進入所述外熱式炭化爐,所述外熱式炭化爐生成的炭化料進入冷卻和活化處理系統。所述外熱式氧化爐和外熱式炭化爐均為外熱式迴轉窯。所述的外熱式迴轉窯的內部設置抄板,用於降低壓塊成型料的破損率。所述的外熱式迴轉窯採用分段加熱,使物料的溫度實現線形升溫。所述外熱式炭化爐排放的煙氣作為所述外熱式氧化爐的部分熱源;所述外熱式氧化爐排放的煙氣作為所述外熱式炭化爐的部分熱源,多餘的煙氣作為磨煤機的惰性氣體使用。本發明在炭化處理的基礎上,提出通過氧化工藝,實現提高活性炭製品的吸附率和產品得率的要求,可以實現大規模工業化生產,是一種高效、經濟的大規模工業化煤制活性炭裝置的氧炭化系統預處理方法,在實現大規模工業化生產下活性炭製品的吸附率和產品得率得到提高,並能夠實現節約能源,降低生產成本。下面通過具體實施例對本發明進行詳細的描述本發明主要由外熱式氧化爐、外熱式炭化爐、焚燒爐、換熱器、加熱系統及配套系統組成,按照以下步驟實現經壓塊成型的煤粉,經輸送機送入外熱式氧化爐與大量熱空氣發生接觸,發生的主要是煤的乾燥脫水和釋放出吸附在毛細孔中氣體的脫吸過程,並對成型料表面進行部分氧化。氧化爐生產出的氧化料直接經鏈鬥機輸送進炭化爐,炭化工序是氣體活性法生產活性炭過程中的重要工序之一,該過程是把氧化料在隔絕空氣的條件下進行加熱,使非炭元素減少,以生產出適合活化工序所需的炭質材料的工序,是活化前的準備與基礎。反應以煤的熱分解、縮聚為主,形成膠質體並固化而形成半焦,析出大量的焦油和氣體。氣體產物主要是CH4及其同系物,還有H2、C02、C0及不飽和烴。經氧炭化處理的壓塊成型料製成的活性炭製品,其吸附性能和產品得率均得到提高。設備採用外熱式迴轉窯,加熱系統採用循環供熱,有利於降低能耗。本發明的處理規模可達2萬噸/年以上,實現大規模工業化生產。
所述的壓塊成型料為煤制壓塊成型料,揮發份30 40%,水分 90%,粒度分布範圍6 0. 50mm,堆積比重650 750kg/m3,溫度約200 300°C。氧化爐產出的氧化料經鏈鬥輸送機直接送入炭化爐,隔絕空氣加熱形成焦炭,其中揮發份含量為15. 0 22. 0%, 焦油產率彡2%,硬度彡90%,粒度分布範圍6 0. 50mm,堆積比重為650 750kg/m3,溫度約500 600°C,爐內壓力為100 士201^。炭化爐產出的炭化料直接進入冷卻滾筒,通過脫鹽水冷卻至150°C後輸送至活化系統進行活性炭的製備。氧化爐中氧化空氣與煤基成型料發生反應後形成了氧化尾氣,主要成分為空氣, 含有煤粉、少許揮發份及水分,經除塵後的煙氣排至大氣,收集的煤粉經氣力輸送至壓塊成型系統循環利用。氧化料在炭化爐內經密閉加熱生成了炭化尾氣,主要成分為CH4及其同系物,還有H2、C02、C0及不飽和烴,熱值> 6000kCal/Nm3,經蒸汽引射器增壓至40001 後送入焚燒爐焚燒,產生的高溫煙氣用於發電。氧化爐和炭化爐爐內均設置抄板,以減小成型料的破損。加熱方式均採用分段(6 段)加熱,每段均採用高速燒嘴,以便縮短火焰減小設備尺寸,燃料採用天然氣。氧化爐排出的加熱煙氣一部分經循環風機輸送至磨煤機作為惰性氣體,另一部分輸送至炭化爐的燃燒系統作為部分熱源,此部分煙氣與炭化爐燃燒系統產生的高溫煙氣混合後進入炭化爐進行加熱,加熱後排出的煙氣在換熱器內與氧化空氣進行換熱,換熱後的煙氣經循環風機輸送至氧化爐燃燒系統,與氧化爐燃燒系統產生的高溫煙氣混合後進入氧化爐進行加熱。綜上所述,本發明的實施例中的煤基壓塊成型料經氧化預處理後,消除了塑性和膨脹性,並使封閉的原始空隙被逐漸打開,獲得發達的初始空隙結構,再經炭化處理後,獲得更大的孔隙度,從而使活性炭製備的吸附性和產品得率獲得提高。加熱系統採用分段加熱和循環供熱的方式,設備採用高速燒嘴,從而在保證節能降耗的同時獲得良好的溫度工況。以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式
,但本發明的保護範圍並不局限於此, 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內,可輕易想到的變化或替換, 都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此,本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求
1.一種氧炭化法工業化煤制活性炭的方法,其特徵在於,包括步驟首先,將煤粉壓塊製成的成型料與氧化空氣發生氧化反應生成氧化料;之後,將所述氧化料進行炭化處理生成炭化料;然後,將所述炭化料經過冷卻和活化處理後製成的活性炭製品。
2.根據權利要求1所述的氧炭化法工業化煤制活性炭的方法,其特徵在於,所述的氧化空氣採用經加熱後的環境空氣或添加空氣後的高溫煙氣。
3.根據權利要求2所述的氧炭化法工業化煤制活性炭的方法,其特徵在於,所述氧化反應起乾燥和氧化作用,用於去除所述成型料中的水分和部分揮發份,並對所述成型料表面進行氧化;所述炭化處理用於將所述氧化料製成半焦,將所述氧化料中的揮發份降低至22. 0%以下,將所述氧化料的粒度分布範圍控制在10 0. 425mm。
4.一種用於實現權利要求1、2或3所述的氧炭化法工業化煤制活性炭的方法的系統, 其特徵在於,包括外熱式氧化爐及其燃燒系統、外熱式炭化爐及其燃燒系統、冷卻和活化處理系統;將煤粉壓塊製成的成型料送入所述外熱式氧化爐,外熱式氧化爐生成的氧化料再進入所述外熱式炭化爐,所述外熱式炭化爐生成的炭化料進入冷卻和活化處理系統。
5.根據權利要求4所述的氧炭化法工業化煤制活性炭的系統,其特徵在於,所述外熱式氧化爐和外熱式炭化爐均為外熱式迴轉窯。
6.根據權利要求5所述的氧炭化法工業化煤制活性炭的系統,其特徵在於,所述的外熱式迴轉窯的內部設置抄板,用於降低壓塊成型料的破損率。
7.根據權利要求6所述的氧炭化法工業化煤制活性炭的系統,其特徵在於,所述的外熱式迴轉窯採用分段加熱,使物料的溫度實現線形升溫。
8.根據權利要求7所述的氧炭化法工業化煤制活性炭的系統,其特徵在於,所述外熱式炭化爐排放的煙氣作為所述外熱式氧化爐的部分熱源;所述外熱式氧化爐排放的煙氣作為所述外熱式炭化爐的部分熱源,多餘的煙氣作為磨煤機的惰性氣體使用。
全文摘要
本發明公開了一種氧炭化法工業化煤制活性炭的方法及系統,首先將煤粉壓塊製成的成型料送入外熱式氧化爐與氧化空氣發生氧化反應生成氧化料;之後將氧化料送入外熱式炭化爐進行炭化處理生成炭化料;然後將炭化料經過冷卻和活化處理後製成的活性炭製品。在活性炭的預處理工序中,採用氧化工藝和炭化工藝兩道工序,氧化工藝主要起乾燥和氧化作用,去除壓塊成型料中的水分和部分揮發份,並對成型料表面進行氧化,使活性炭製品的吸附性能和產品得率得到提高,並可以實現大規模工業化生產。
文檔編號C01B31/08GK102153079SQ20111011301
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月3日 優先權日2011年5月3日
發明者吳道洪, 張永勝, 闕志建, 馬委元, 齊景智 申請人:北京華福神霧工業爐有限公司

同类文章

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法【專利摘要】本實用新型公開了一種新型多功能組合攝影箱,包括敞開式箱體和前攝影蓋,在箱體頂部設有移動式光源盒,在箱體底部設有LED脫影板,LED脫影板放置在底板上;移動式光源盒包括上蓋,上蓋內設有光源,上蓋部設有磨沙透光片,磨沙透光片將光源封閉在上蓋內;所述LED脫影

壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置與流程

本發明涉及通信領域,特別涉及一種壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置。背景技術:在寬帶碼分多址(WCDMA,WidebandCodeDivisionMultipleAccess)系統頻分復用(FDD,FrequencyDivisionDuplex)模式下,為了進行異頻硬切換、FDD到時分復用(TDD,Ti

個性化檯曆的製作方法

專利名稱::個性化檯曆的製作方法技術領域::本實用新型涉及一種檯曆,尤其涉及一種既顯示月曆、又能插入照片的個性化檯曆,屬於生活文化藝術用品領域。背景技術::公知的立式檯曆每頁皆由月曆和畫面兩部分構成,這兩部分都是事先印刷好,固定而不能更換的。畫面或為風景,或為模特、明星。功能單一局限性較大。特別是畫

一種實現縮放的視頻解碼方法

專利名稱:一種實現縮放的視頻解碼方法技術領域:本發明涉及視頻信號處理領域,特別是一種實現縮放的視頻解碼方法。背景技術: Mpeg標準是由運動圖像專家組(Moving Picture Expert Group,MPEG)開發的用於視頻和音頻壓縮的一系列演進的標準。按照Mpeg標準,視頻圖像壓縮編碼後包

基於加熱模壓的纖維增強PBT複合材料成型工藝的製作方法

本發明涉及一種基於加熱模壓的纖維增強pbt複合材料成型工藝。背景技術:熱塑性複合材料與傳統熱固性複合材料相比其具有較好的韌性和抗衝擊性能,此外其還具有可回收利用等優點。熱塑性塑料在液態時流動能力差,使得其與纖維結合浸潤困難。環狀對苯二甲酸丁二醇酯(cbt)是一種環狀預聚物,該材料力學性能差不適合做纖

一種pe滾塑儲槽的製作方法

專利名稱:一種pe滾塑儲槽的製作方法技術領域:一種PE滾塑儲槽一、 技術領域 本實用新型涉及一種PE滾塑儲槽,主要用於化工、染料、醫藥、農藥、冶金、稀土、機械、電子、電力、環保、紡織、釀造、釀造、食品、給水、排水等行業儲存液體使用。二、 背景技術 目前,化工液體耐腐蝕貯運設備,普遍使用傳統的玻璃鋼容

釘的製作方法

專利名稱:釘的製作方法技術領域:本實用新型涉及一種釘,尤其涉及一種可提供方便拔除的鐵(鋼)釘。背景技術:考慮到廢木材回收後再加工利用作業的方便性與安全性,根據環保規定,廢木材的回收是必須將釘於廢木材上的鐵(鋼)釘拔除。如圖1、圖2所示,目前用以釘入木材的鐵(鋼)釘10主要是在一釘體11的一端形成一尖

直流氧噴裝置的製作方法

專利名稱:直流氧噴裝置的製作方法技術領域:本實用新型涉及ー種醫療器械,具體地說是ー種直流氧噴裝置。背景技術:臨床上的放療過程極易造成患者的局部皮膚損傷和炎症,被稱為「放射性皮炎」。目前對於放射性皮炎的主要治療措施是塗抹藥膏,而放射性皮炎患者多伴有局部疼痛,對於止痛,多是通過ロ服或靜脈注射進行止痛治療

新型熱網閥門操作手輪的製作方法

專利名稱:新型熱網閥門操作手輪的製作方法技術領域:新型熱網閥門操作手輪技術領域:本實用新型涉及一種新型熱網閥門操作手輪,屬於機械領域。背景技術::閥門作為流體控制裝置應用廣泛,手輪傳動的閥門使用比例佔90%以上。國家標準中提及手輪所起作用為傳動功能,不作為閥門的運輸、起吊裝置,不承受軸向力。現有閥門

用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法

專利名稱:用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法背景技術:1-本發明所屬領域本發明涉及一種用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置,其中的管狀容器被放在循環於配送鏈上的文檔匣或託架裝置中。本發明特別適用於,然而並非僅僅專用於,對引入自動分析系統的血液樣本試管之類的自動識別。本發明還涉及專為實現讀