一種新型的活性炭再生爐的製作方法

2023-10-22 07:31:52

專利名稱：一種新型的活性炭再生爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及工業窯爐類，特別涉及一種新型的活性炭再生爐。
目前，活性炭作為一種性能優良的吸附劑廣泛地應用於化工、冶金和環保等工業領域。但用過的活性炭或稱失活了的活性炭必須通過再生工藝才能取得活性，而重新投入使用。其再生方法按其原理主要分為化學再生和物理再生。化學再生使用化學藥劑如硫酸、鹽酸、硝酸等做再生藥劑，物理再生如加熱再生。在工業生產中，高溫加熱再生對於有機物中毒的活性炭十分有效，而且不引入藥劑，因此高溫再生法得到廣泛的使用。對於處理量較大的活性炭再生設備而言，再生所需熱源主要是由燃料燃燒供給，其優點是供熱能力強、再生成本低，設備造價低；而對於再生量較小的活性炭再生設備而言，使用電熱再生就十分方便而且操作簡單。
黃金工業使用果殼或果核生產的活性炭作為吸附金的介質，同樣存在活性炭的再生問題，由於大部分黃金廠礦需要再生的活性炭量均比較小，一般僅為100～500kg/d，因此，使用電熱再生爐就比較合適。
電熱式活性炭再生爐按加熱方式可分為外熱式和內熱式兩種。目前，工業上使用的內熱式再生爐，其加熱電極的位置和炭的運動形式有所不同，因此其性能也有較大的不同；按照中國專利ZL8510061.9號技術製造的再生爐，其加熱電極安裝在圓錐狀的加熱爐體內的兩個側面，屬於間歇式再生爐，每次再生前先將炭裝入錐體內，然後用振動電機使錐體內的炭層發生振動，在其兩側的兩電極間加135～220V的直流電，作為導體的炭層在電流的作用下產生熱量，在10多分鐘的時間裡將自身加熱到800℃左右，達到再生的目的，再生的炭從錐體下部卸出，再準備進行下一次再生。
按ZL9620904.6號專利技術製造的活性炭再生爐是一種臥式爐，爐腔為有一定傾角的長方形體，炭從爐腔較高的一端連續加入爐腔中，多組成對的加熱電極垂直安裝在爐體的兩側，爐體下部設振動電機，使炭均勻地分布在爐腔中並不斷地向爐腔後部運動，炭層在每一對電極間承受60～110V的電壓，電流通過炭層而產生熱量，因此在炭運動到爐腔後部時已被加熱到800℃左右，達到再生目的，從爐中排出。
立式再生爐為一垂直的長方形腔體，腔體兩側安裝多對電極，相當於把臥式再生爐立起來安放，炭從上部加入，在爐腔下部通過排料機排出再生的炭。
根據其原理和工業應用情況，以上三種再生爐都存在一定的問題首先，按ZL8510061.9號專利技術製造的間歇式再生爐，由於熱量不能重複利用，電耗大，一般達到1.5～2.0kwh/kg炭，由于振動和不斷地重複性開停，部件故障率高，由於炭層溫度不斷升高，要求電源能有較強的自動調節電功率功能，因此對電源要求較高，電源設備造價相應的也高。
再者，按ZL9620904.6號專利技術製造的臥式再生爐由於能利用再生後炭所帶的一部分熱量，電耗降到1kwh/kg炭，但同樣存在機械故障率高及電控部分功能缺陷，尤其是電極距離過小，由於炭層的電阻隨炭層厚度增加而增大，電極距離過小易造成電流過大引起電極燒損等問題，設備造價也高，由于振動排炭處炭粉塵大，操作環境惡劣，炭磨損大。
另外，立式再生爐電耗有所降低，約為0.8kwh/kg炭，機械故障少，但由於電加熱形式與臥式相同，電控設備複雜，造價高，電器問題仍然影響其推廣應用。
本實用新型的目的就是針對上述三種常用內熱式活性炭再生爐存在的缺點，而提供一種新型的活性炭再生爐。
本實用新型的技術方案本實用新型主要是由爐殼、絕熱層、工作電極、預熱電極、安全電極、爐內襯、出料器、測溫元件及電控器等所組成，其整體為立式爐型，爐殼的形狀為一長方體，其內部襯有絕熱層，絕熱層由絕熱材料製成，爐體內的絕熱層中設有三個圓形爐腔，爐腔內延垂直方向套設有爐內襯及電極，其中，接相線工作電極設於爐腔的中上部，接零線的工作電極(同時也是安全的電級)設於其下部，兩者相距為400～1000mm，安全電極(接零線)設於爐腔的頂部，與接相線的工作電極相距400～1000mm，預熱電極接零線設於接相線的工作電極的下部，兩者相距為50～300mm，各電極與爐內襯的內外徑相同，電極由石墨製成，其形狀為圓環狀，內徑為80～250mm，壁厚為30～100mm，高度為40～150mm，爐內襯由耐熱材料製成，爐體的底部為冷卻段，冷卻段下部設有出料器，由於爐體上下部的電極均接電源零線，保證了炭鬥及出炭處的對地電壓為零，防止操作生產人員觸電，電控框用來向爐內供電及控制生產過程。
以下結合
本實用新型的結構及實施例圖1為本實用新型的結構剖視示意圖。
圖2為圖1的A-A向剖視示意圖。
圖3為本實用新型的電極剖視示意圖。
圖4為本實用新型的電極俯視示意圖。
圖5為本實用新型的爐內襯剖視示意圖。
圖6為本實用新型的爐內襯俯視示意圖。
圖7為本實用新型的絕熱層剖視示意圖。
圖8為本實用新型的絕熱層俯視示意圖。
圖9為本實用新型的電控器電原理圖。
(1)為爐殼、(2)為絕熱層、(21)為爐腔、(22)為螺栓孔、(3)為接相線工作電極、(4)為預熱電極、(5)為接零線工作電極、(6)為安全電極、(7)為爐內襯、(71)為爐膛、(8)為炭鬥、(9)為冷卻段、(10)為了料器、(101)為電機支架、(102)為振動電機、(103)為調整螺杆、(104)為彈簧、(105)為螺帽、(106)為出料臺、(11)為支撐架、(111)為爐臺、(12)為測溫元件、(13)為電控櫃、(131)為溫控器、(132)為電流控制器、(133)為交流接觸器。
如附圖1至附圖8所示，本實用新型主要是由爐殼(1)、絕熱層(2)、接相線工作電極(3)、預熱電極(4)、接零線工作電極(5)、安全電極(6)、爐內襯(7)、炭鬥(8)、出料器(10)及電控櫃(13)所組成，其整體為一立式爐型，以方便炭的進出，爐殼(1)的形狀為一長方體型，其內部襯有絕熱層(2)，絕熱層(2)由絕熱材料製成，絕熱層(2)中設有三個等距分布的圓型爐腔(21)，爐腔(21)內延垂直方向套設有爐內襯(7)及各電極，其中爐內襯(7)與各電極的內外徑相同並上、下隔設，接相線工作電極(3)設於爐腔(21)的中上部，接零線的工作電極(5)設於接相線工作電極(3)的下部，兩者相距為400～1000mm，安全電極(6)套設於爐腔(21)的頂端與接相線工作電極(3)相距400～1000mm，預熱電極(4)設於接相線工作電極(3)的下部，兩者相距為50～300mm，接零線的工作電極(5)的下部爐堂(71)內設有測溫元件(12)，以測試出炭的溫度；各個電極由石墨製成，其形狀為圓環狀，內徑為80～250mm，壁厚為30～100mm，高度為40～150mm，電極的壁從外向內攻有不透的螺孔(31)，以便將電極與電源相接，同時在爐內與螺孔(31)相對的絕熱層(2)及爐殼(1)位置設有螺栓孔(22)以方便螺栓穿過；爐子的下部設有冷卻段(9)，其高度為300～500mm；其以水蒸汽冷卻與空氣冷卻相結合方式將再生後的炭冷卻到燃點以下，防止再生炭排出後燒損，同時也起到活化作用；冷卻段(9)的下部設有出料器(10)，其作用是使再生炭排出，出料器(10)由電機支架(101)、振動電機(102)、調整螺杆(103)、彈簧(104)、螺帽(105)、出料臺(106)所組成，電機支架(101)設於出料臺(106)的下面，振動電機(102)設於電機支架(101)內，出料臺(106)的四周設有調整螺杆(103)，調整螺杆(103)穿過爐臺(111)並套設彈簧(104)後以螺帽(105)鎖固，整個爐子由支撐架(11)支撐直立；電控櫃(13)用來控制本實用新型的爐內溫度及工作程序，其內設有三個交流接觸器(133)，以分別控制接相線工作電極(3)、振動電機(102)、預熱電極(4)以及接零線的工作電極(5)、安全電極(6)的工作，其中，測溫元件(12)的溫度信號傳輸給溫控器(131)，溫控器(131)控制預熱電極(4)的通斷電，在正常生產條件下，爐內的溫度是用電流控制器(132)通過控制通過工作電極之電流的大小來控制的。
以下結合附圖說明本實用新型的實施例如附圖1、附圖9所示，當從炭鬥(8)中向爐內注滿待再生的炭後，啟動出料器(10)的振動電機(102)，合上預熱電極(4)的電源，再經過預熱電極(4)和上部的接相線工作電極(3)之同的炭層被不斷地加熱，並向下運動，直到兩工作電極(3)、(5)同的炭層溫度較高，通過較大電流時停止預熱，靠兩工作電極(3)、(5)加熱炭層，以電控櫃(13)中的電流控制器(132)來控制電流值以滿足處理要求，當下部接零線工作電極(5)附近的溫度儀表顯示下部炭層溫度已經達到再生所要求的溫度時，開始向冷卻段(9)加水蒸汽，使炭冷卻到燃點以下，接收合格的再生炭，在設備運行過程中，可隨時向炭鬥(8)中加炭，隨時從出料器(10)中出灰，爐中上、下設置的安全電極(6)、工作電極(5)固接零線以防止生產操作人員觸電，發生危險。
對於不同處理量，有兩種不同的實施方法1、對於生產能力小的、10kg/h的再生爐，可將三個爐腔減少到一個爐腔，製成單相200V電源供電的再生爐。溫控器和電流控制器均為單臺。
2、對於生產能力較大的再生爐，使用三個爐腔的再生爐結構，由三相電源按星形接法供電，每個爐腔均為200V電源，溫控器和電流控制器均為三臺。
本實用新型具有以下優點1、由於沒有運動部件，機械故障率極低。
2、由於工作電極距離較大，其間炭層電阻較大，不易造成電流過大而燒損電器設備或電極。
3、通過預熱電極解決了在啟動時因兩工作電極距離遠不能有明顯的電流難以升溫而距離近又易電流失控造成電器損壞或電極燒損的難題。
4、由於高溫炭均在與外界隔絕的爐腔內，而排出的炭經過水蒸汽降溫，所以炭的損失很小、再生效果好，吸附率可為新炭的90～105％。
5、爐腔體中熱氣體向上運動而排出的過程也是進料被預熱的過程，電能利用率高，電耗約0.8kwh/kg(溼炭)。
6、解決了電力與人身安全的矛盾。
7、使用220V電源的處理能力為10kg/h的單體設備尺寸約1000×500×2800mm，而使用三相電源的處理能力為30kg/h的一體化設備尺寸也很小，大約為1500×500×2800mm，均可安裝在普通的10m2平房中。
權利要求1.一種新型的活性炭再生爐，其主要是由爐殼(1)、絕熱層(2)、接相線工作電極(3)、預熱電極(4)、接零線工作電極(5)、安全電極(6)、爐內襯(7)、炭鬥(8)、出料器(10)及電控櫃(13)所組成，其整體為一立式爐型，爐殼(1)的形狀為一長方體型，其內部襯有絕熱層(2)，爐體的上部設有炭鬥(8)，下部設有出料器(10)，其特徵在於，絕熱層(2)中設有三個等距分布的圓型爐腔(21)，爐腔(21)內延垂直方向套設有爐內襯(7)及各電極，其中爐內襯(7)與各電極的內外徑相同並上、下隔設，接相線工作電極(3)設於爐腔(21)的中上部，接零線工作電極(5)設於接相線工作電極(3)的底下部，兩者相距為400～1000mm，安全電極(6)套設於爐腔(21)的頂端與接相線工作電極(3)相距400～1000mm，預熱電極(4)設於接相線工作電極(3)的下部，兩者相距為50～300mm，接零線工作電極(5)的下部爐膛(71)內設有測溫元件(12)，以測試出炭的溫度；爐子的下部設有冷卻段(9)，其高度為300～500mm；電控櫃(13)用來控制本實用新型的爐內溫度及工作程序，其內設有三個交流接觸器(133)，以分別控制接相線工作電極(3)、振動電機(102)、預熱電極(4)以及接零線工作電極(5)、安全電極(6)的工作，其中，測溫元件(12)的溫度信號傳輸給溫控器(131)，溫控器(131)控制預熱電極(4)的通斷電，電流控制器(132)以控制通過工作電極之電流大小來控制爐內的溫度。
2.按照權利要求1所述的一種新型的活性炭再生爐，其特徵在於所說的各電極由石墨製成，其形狀為圓環狀，內徑為80～250mm，壁厚為30～100mm，高度為40～150mm，電極的壁從外向內攻有不透的螺孔(31)，以便於將電極與電源相接，同時在爐內與螺孔(31)相對的絕熱層(2)及爐殼(1)位置設有螺栓孔(22)以方便螺栓穿過。
3.按照權利要求1所述的一種新型的活性炭再生爐，其特徵在於所說的電控櫃(13)內設有三個交流接觸器(133)，以分別控制接相線工作電極(3)、振動電機(102)、預熱電極(4)以及接零線工作電極(5)、安全電極(6)的工作，其中，測溫元件(12)的溫度信號傳輸給溫控器(131)，溫控器(131)控制預熱電極(4)電源的通斷，電流控制器(132)通過控制工作電極電流的大小來控制爐內溫度。
專利摘要本實用新型公開了一種新型的活性炭再生爐,其主要是由爐殼(1)、絕熱層(2)、爐內襯(7)、炭鬥(8)、出料器(10)及工作電極(3)、(5)、安全電極(6)、預熱電極(4)所組成,其整體為立式爐型,炭鬥(8)設於爐子的上部,出料器(10)設於爐子的底部,其特徵在於絕熱層(2)中設有一個或三個等距分布的爐腔(21),爐腔(21)中套設有爐內襯(7)及各個電極,爐內襯與電極相互隔設,接相線工作電極(3)設於爐腔(21)的上中部,安全電極(6)設於爐腔的頂端,接零線工作電極(5)設於爐腔的下部,電極(5)和(6)距工作電極(3)的距離分別為400～100mm,預熱電極(4)設於工作電極(3)的下部,兩者相距50～300mm。
文檔編號F27B1/00GK2326922SQ9820525
公開日1999年6月30日 申請日期1998年6月1日 優先權日1998年6月1日
發明者高大明 申請人:高大明