一種顆粒活性炭再生轉窯的製作方法

2023-05-17 18:30:16 1

一種顆粒活性炭再生轉窯的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種顆粒活性炭再生轉窯，包括螺旋給料機、窯尾沉降室、窯體、傳動裝置、供熱裝置及補氣管；螺旋給料機的進料口上安裝有廢活性炭儲料鬥，螺旋給料機穿過窯尾沉降室與窯體尾端連接，窯尾沉降室上部連接尾氣管，窯尾沉降室與窯體連接之間設有窯體密封裝置，窯體通過輪帶及其支架固定在底座上，傳動裝置固定在底座上，在窯體的頭端下部設有出料裝置，窯體頭端外連接供熱裝置，在窯體頭端與供熱裝置之間設有窯體密封裝置，窯尾沉降室、窯體及供熱裝置上都設有熱電偶，補氣管的管頭連接供熱裝置，管尾延伸至窯體內部；窯體傾斜固定，窯體頭端低於窯體尾端。本發明具有再生效率高、產物硬度高、自動化程度高及無二次汙染等優點。
【專利說明】一種顆粒活性炭再生轉窯

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種活性炭再生轉窯，具體是一種顆粒活性炭再生轉窯。

【背景技術】
[0002]活性炭是具有發達孔隙結構、有很大比表面積和吸附能力的炭。每克活性炭的總表面積可達1500平方米以上。活性炭具有吸附性能、催化性能，它不溶於水和其他溶劑，具有物理和化學上的穩定性。除了高溫下同氧接觸、同臭氧、氯、重鉻酸鹽等強氧化劑反應外，在實際使用條件下都極為穩定。由於活性炭作為吸附劑的優異特性，所以活性炭的用途非常廣泛。近年來，國外在新產品開發方面，一是採用多種原料，多種工藝研製出具有特殊性能的活性炭。二是採用對活性炭進行二次加工的方法研製出多種高效能、多功能的活性炭製品，使活性炭呈現新的活力。
[0003]目前，汙水處理廠處理化工汙水時利用了大量的顆粒活性炭，這些活性炭吸附飽和後，必須進行再生處理，既滿足了資源的循環利用，降低了資源損耗，也為企業節約了大量的成本。
[0004]活性炭的再生方法有很多種，如有機溶劑再生、生物再生、加熱再生法、溼式氧化法等等。顆粒活性炭的加熱再生是目前應用最廣的方法，無論被吸附物質的本性如何，它都可有效地使活性炭再生。由於多層爐造價較高，並且在爐子的啟動(升溫)及停止(降溫)
階段要耗費時間，因而需要保持多層爐連續運轉，由此，多層爐具有成本高而效率低下等缺點。國外使用較多的是迴轉式活化爐，即轉窯。國內多數轉窯還是採取傳統的矽碳棒加熱再生方式，仍舊存在電耗高、熱效率低及環境汙染等不良效果，影響了活性炭再生的經濟效.、/■
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【發明內容】

[0005]發明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種顆粒活性炭再生轉窯，解決現有技術中存在的活性炭再生轉窯電耗高、熱效率低及環境汙染的技術問題。
[0006]技術方案:為實現上述目的，本發明採用了如下的技術方案:
[0007]—種顆粒活性炭再生轉窯，包括螺旋給料機、窯尾沉降室、窯體、傳動裝置、供熱裝置及補氣管；所述螺旋給料機的進料口上安裝有廢活性炭儲料鬥，螺旋給料機穿過沉降室與窯體的尾端連接，所述窯尾沉降室上部連接尾氣管，窯尾沉降室與窯體連接之間設有窯體密封裝置，窯體通過輪帶及其支架固定在底座上，所述傳動裝置固定在底座上，在窯體的頭端下部還設有出料裝置，窯體的頭端外連接供熱裝置，在窯體的頭端與供熱裝置之間設有窯體密封裝置，窯尾沉降室、窯體及供熱裝置上都設有熱電偶，所述補氣管的管頭連接供熱裝置，補氣管的管尾延伸至窯體內部；所述窯體傾斜固定，窯體的頭端低於窯體的尾端。
[0008]進一步的，在本發明中，窯體的傾斜度為0.5-2°。窯體傾斜一定角度固定，窯體的頭端低於窯體的尾端，使得廢活性炭從窯體尾端進入窯體內，在隨著窯體轉動的同時，活化再生後的活性炭由於重力作用自發地向下傾的窯體頭端下滑，落入在窯體的頭端下部設置的出料裝置內，再排出收集成品活性炭。同時，窯體傾斜角度不大，能保證廢活性炭在窯體內的停留時間，不至於使得廢活性炭還未充分得到加熱活化再生，便已下滑至出料裝置內，影響成品的質量和純度。
[0009]進一步的，在本發明中，窯體的長度為14-18米。窯體過長，廢活性炭在窯體內的停留時間延長，且窯體內部體積相應較大，對熱量能耗的需求都增大，廢活性炭雖然能充分受熱活化，但從窯體尾部到頭部的運動路徑加長，導致整個裝置設備效率降低，能耗增加；而窯體過短，廢活性炭在窯體內停留時間過短，尚不能充分受熱活化，就可能已到達窯體頭部出料裝置，質量不佳。因此，窯體的長度設置為14-18米，既能節省能耗成本，足夠的停留時間又能讓廢活性炭在窯體內充分受熱活化再生，保證活性炭成品的高品質併兼具穩定性和高效率。
[0010]進一步的，在本發明中，窯體的轉速為0.75-1.5r/min。窯體的轉速同窯體的傾斜度之間具有一定的匹配關係，在一定的傾斜度下，轉速增高，窯體內物料填充率降低，而物料的翻滾及運動速度則會加快。相反，轉速降低，窯體內物料填充率增加，而物料的翻滾及運動速度則會減慢，生產效率降低。但是，太高的轉速會導致物料的翻滾及運動速度過快，停留時間過短，反應不完全。因此，在窯體的傾斜度一定的條件下，應保持窯體在一個相對匹配的轉速下運轉，使窯內物料的填充率及運動速度與供熱裝置的生產能力合理匹配。
[0011]進一步的，在本發明中，窯體的內部設有揚料板和擋料圈。在廢活性炭的加熱活化再生過程中，碳化階段會形成帶粘性的塑性物料，粘附在窯體內壁上並結塊，造成窯體堵塞，減緩活化再生反應進行。因此，窯體的內部設置揚料板和擋料圈，隨著窯體的轉動，一方面擋料圈阻擋塑性物料粘附在窯體內壁上，另一方面，揚料板不停地與窯體內壁產生摩擦，便可將粘在窯體內壁上的結塊的塑性物料刮蹭下來。
[0012]進一步的，在本發明中，窯體密封裝置採用迷宮密封方式。在窯體頭部和尾部分別設置窯體密封裝置，是為了儘量減少外界冷空氣進入窯體內，影響窯體內的加熱活化反應，同時也能有效防止窯體內的空氣攜帶物料外洩，汙染環境，造成浪費。迷宮式密封方式，裝置結構簡單且沒有接觸面，不存在磨損問題，便於維護。
[0013]作為優選的，在本發明中，窯體密封裝置採用鱗片密封方式。鱗片密封裝置為一圈均勻分布的多個窄長的耐熱薄彈簧鋼板，各薄片之間像魚鱗片式交疊於一側，以消除相互之間的間隙，密封效果良好，而且對窯體的彎曲偏擺等都具有很大的適應性。鱗片密封方式屬於接觸式密封方式，具有在長期使用中保持其高效密封性的優點。
[0014]進一步的，在本發明中，傳動裝置包括主動輪、從動輪和電機，從動輪套接在窯體外側且與窯體固定連接，所述電機帶動主動輪旋轉，所述主動輪與從動輪之間通過皮帶或者鏈條連接。由電機提供動力，主從動輪傳遞動力，最終實現窯體的旋轉。
[0015]進一步的，在本發明中，補氣管為合金材料製造。在活性炭的高溫加熱再生過程中，氧氣對活性炭的基質具有很大的影響，過量的氧將使活性炭燒損灰化，而氧量過低又將影響窯體內的溫度和再生效果，有機物氧化不完全。因此，為了穩定窯體氣體的分氣壓，補氣管可將空氣等傳送到窯體內，滿足窯體內廢活性炭物料的活化反應所需反應物。合金材料密度小，故輕便性較好，而且還具有強度高、耐蝕性好等特點，不易被氧化。
[0016]進一步的，在本發明中，補氣管的管尾設在窯體內部的中間位置。空氣等通過補氣管傳送到窯體內，提供窯體內廢活性炭物料的活化反應所需的氧氣反應物。補氣管的管尾設在窯體內部的中間位置，能使補氣管中的氣體充分而相對均勻地擴散到窯體內部，與內部物料接觸反應，反應更為均衡，保證生產過程的高效性並獲得統一的高品質活性炭成品。
[0017]進一步的，在本發明中，所述尾氣管的外部連接溼法分離器裝置，以回收尾氣中夾帶的粉炭。
[0018]有益效果:本發明採用熱源天然氣的燃燒，一方面提供了廢活性炭加熱活化再生所需要的溫度，另一方面天然氣燃燒後的CO2等作為活化氣體對乾燥的廢活性炭進行再生；該轉窯再生顆粒活性炭具有再生效率高、再生時間短，產物硬度高、勞動強度低、自動化程度高、無二次汙染等特點，特別適合於汙水處理廠等擁有大量飽和顆粒活性炭的再生場合，經濟社會效益較為顯著。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的構造示意圖；
[0020]圖2是圖1的B-B側視圖；
[0021]圖3是本發明的窯體與傳動裝置的次動輪連接方式示意圖；

【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0023]如附圖1所示，一種顆粒活性炭再生轉窯，包括螺旋給料機2、窯尾沉降室3、窯體5、傳動裝置7、供熱裝置10及補氣管9 ;所述螺旋給料機2的進料口上安裝有廢活性炭儲料鬥1，螺旋給料機2穿過窯尾沉降室3與窯體5的頭端連接，窯尾沉降室3上部連接尾氣管12，窯尾沉降室3與窯體5連接之間設有窯體密封裝置4-1，窯體5通過輪帶6-1，6-2及其支架固定在底座上，傳動裝置7固定在底座上，在窯體5的尾端下部還設有出料裝置11，窯體5的尾端外連接供熱裝置10，在窯體5的尾端與供熱裝置10之間設有窯體密封裝置4-2，窯尾沉降室3、窯體5及供熱裝置10上都設有熱電偶8-1，8-2，8-3，所補氣管9的管頭連接供熱裝置10，補氣管9的管尾延伸至窯體5內部；窯體5傾斜固定，窯體5的頭端高於窯體5的尾端，窯體5的傾斜度為0.5-2°，窯體5的長度為14-18米，窯體5的轉速為0.75-1.5r/min ;窯體5的內部設有揚料板和擋料圈，窯體密封裝置4-1，4-2採用迷宮密封方式或者鱗片密封方式。尾氣管12的外部連接溼法分離器裝置，以回收尾氣中夾帶的粉炭。
[0024]如附圖2所示,傳動裝置7包括主動輪、從動輪和電機；如附圖3所示,從動輪套接在窯體5外側且與窯體5以嵌入式固定方式連接；電機帶動主動輪旋轉，主動輪與從動輪之間通過皮帶或者鏈條連接。
[0025]優選的，補氣管9為合金材料製造，還可以是耐高溫的合金材料製造，窯體5內溫度很高，所以需要耐高溫的合金材料，使用壽命長，效率高。補氣管9的管尾設在窯體5內部的中間位置。
[0026]實施例
[0027]用於汙水處理的活性炭吸附的多為熱分解型和難脫附型的有機物，且吸附周期長，可用高溫加熱再生法對其進行再生活化。活性炭再生用轉窯的窯體為鋼板製成，內襯耐火磚，在窯體頭部設有供熱裝置10，通過天然氣的燃燒，產生的高溫煙氣直接進入窯體中，由窯體頭部向尾部流動，與物料逆流直接接觸。轉窯為連續操作，先啟動窯體轉動，再點火升溫，待窯體尾溫度升至300攝氏度左右，開始加料，如果需要停止窯體，需先停止進料，繼續保持一定的溫度，待窯體內物料全部排出後，才可熄火停止窯體。
[0028]活性炭加熱再生經3個階段，如下:
[0029]I)乾燥階段
[0030]轉窯的供熱裝置10啟動預熱，為窯體內提供了所需的溫度；吸附飽和的顆粒廢活性炭物料由儲料鬥I經過螺旋給料機2輸送到轉窯窯體5內，傳動裝置7啟動，電機帶動主動輪轉動，主動輪通過皮帶或鏈條再帶動從動輪轉動，這樣一來，窯體5便在從動輪的帶動下開始繞著轉軸轉動起來，物料藉助窯體5轉動和傾斜度緩慢地向窯體頭部移動；物料加溫到100-150°C時，顆粒廢活性炭物料細孔中的水分受熱開始蒸發，同時，一部分低沸點的有機物也揮發出來了。
[0031]2)焙燒階段
[0032]也稱碳化階段，隨著天然氣的燃燒不斷進行，供熱裝置持續向窯體內傳送燃燒後產生的高溫氣體，一方面提供了廢活性炭再生所需要的溫度，另一方面天然氣燃燒後的C02等作為活化氣體對乾燥的廢活性炭進行再生。顆粒廢活性炭被加熱到300-70(TC，吸附在其上的不同有機物隨溫度升高，有的達到沸點揮發出來，部分有機物則受熱分解，還有部分有機物與天然氣燃燒後的CO2等活化氣體發生碳化和氧化反應，從活性炭的基質上消失了。
[0033]3)活化階段
[0034]有機物經高溫碳化後，有相當部分碳化物殘留在活性炭微孔中。此時碳化物需用水蒸汽、二氧化碳等氧化性氣體進行氣化反應，使殘留碳化物在850-1000°C氣化成C02，CO等氣體。使微孔表面得到清理，恢復其吸附性能。
[0035]在活性炭的高溫加熱再生過程中，由於CO2活化再生活性炭過程中會產生大量的可燃性物質，為了穩定窯體氣體的分氣壓，因此設置了由羅茨風機提供風源的補氣管9裝置，保證窯內足夠的氧量，使其充分燃燒。
[0036]在活性炭的高溫加熱再生過程中，轉窯的供熱裝置10通過天然氣的燃燒，一方面提供了廢活性炭再生所需要的溫度，另一方面天然氣燃燒後的CO2等作為活化氣體對乾燥的廢活性炭進行再生，活性炭再生溫度為850-1000°C，再生時間為30-90分鐘。尾氣通過窯尾沉降室3後由尾氣管12經溼式分離器除塵後排出。活化後的物料稱活化料，從窯體頭部落入出料裝置，並定期取出，送往回收工序。
[0037]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種顆粒活性炭再生轉窯，其特徵在於:包括螺旋給料機(2)、窯尾沉降室(3)、窯體(5)、傳動裝置(7)、供熱裝置(10)及補氣管(9);所述螺旋給料機(2)的進料口上安裝有廢活性炭儲料鬥(I)，螺旋給料機(2)穿過窯尾沉降室(3)與窯體(5)的尾端連接，所述窯尾沉降室(3)上部連接尾氣管(12)，窯尾沉降室(3)與窯體(5)連接之間設有窯體密封裝置(4-1)，窯體(5)通過輪帶(6-1，6-2)及其支架固定在底座上，所述傳動裝置(7)固定在底座上，在窯體(5)的頭端下部還設有出料裝置(11)，窯體(5)的頭端外連接供熱裝置(10)，在窯體(5)的頭端與供熱裝置(10)之間設有窯體密封裝置(4-2)，窯尾沉降室(3)、窯體(5)及供熱裝置(10)上都設有熱電偶(8-1，8-2，8-3)，所述補氣管(9)的管頭連接供熱裝置(10)，補氣管(9)的管尾延伸至窯體(5)內部；所述窯體(5)傾斜固定，窯體(5)的頭端低於窯體(5)的尾端。
2.根據權利要求1所述的顆粒活性炭再生轉窯，其特徵在於:所述窯體(5)的傾斜度為 0.5-2。。
3.根據權利要求1所述的顆粒活性炭再生轉窯，其特徵在於:所述窯體(5)的長度為14-18 米。
4.根據權利要求1所述的顆粒活性炭再生轉窯，其特徵在於:所述窯體(5)的轉速為0.75-1.5r/min。
5.根據權利要求1所述的顆粒活性炭再生轉窯，其特徵在於:所述窯體(5)的內部設有揚料板和擋料圈。
6.根據權利要求1所述的顆粒活性炭再生轉窯，其特徵在於:所述窯體密封裝置(4-1，4-2)採用迷宮密封方式或鱗片密封方式。
7.根據權利要求1所述的顆粒活性炭再生轉窯，其特徵在於:所述傳動裝置(7)包括主動輪、從動輪和電機，從動輪套接在窯體(5)外側且與窯體(5)固定連接，所述電機帶動主動輪旋轉，所述主動輪與從動輪之間通過皮帶或者鏈條連接。
8.根據權利要求1所述的顆粒活性炭再生轉窯，其特徵在於:所述補氣管(9)為合金材料製造。
9.根據權利要求1所述的顆粒活性炭再生轉窯，其特徵在於:所述補氣管(9)管尾設在窯體(5)內部的中間位置。
10.根據權利要求1所述的顆粒活性炭再生轉窯，其特徵在於:所述尾氣管(12)的外部連接溼法分離器裝置。
【文檔編號】B01J20/34GK104307500SQ201410532808
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月10日 優先權日:2014年10月10日
【發明者】程振國 申請人:程振國