一種活性炭制備系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及有機(jī)物熱解及活性炭技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種活性炭制備系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國生物質(zhì)資源豐富，每年被丟棄的可再生資源如農(nóng)業(yè)秸桿、薪柴、林業(yè)廢棄物以及城市垃圾等具有很高的價(jià)值?，F(xiàn)有技術(shù)中將這些資源直接焚燒、排放入水體或堆積等均造成了資源的浪費(fèi)以及環(huán)境的污染，導(dǎo)致了人類生存環(huán)境的惡化。如果將生物質(zhì)、廢舊輪胎、廢舊有機(jī)物和有機(jī)無機(jī)等為原料炭化后可以生產(chǎn)出油、氣和固體炭，以替代部分煤、油和天然氣等資源。為了確保經(jīng)濟(jì)效益，需要開發(fā)出含碳有機(jī)物熱解的合適的工藝。
[0003]現(xiàn)在制備活性炭的工藝中，炭化、活化過程都是在外加熱式裝置中進(jìn)行的，在制備過程中，氣體產(chǎn)物和大量的熱能資源不能充分的利用，形成資源極大的浪費(fèi)。目前物理活化法是原料適應(yīng)性最廣的方法，但現(xiàn)有物理活化法制備活性炭存在以下幾個(gè)問題:(I)能耗高，由于活性炭在炭化過程中全靠優(yōu)質(zhì)煤燃燒提供能量，受不完全燃燒、排渣排氣等因素的影響，煤燃燒提供的能量只有30-35%用于反應(yīng)過程的能量吸收。(2)炭化過程中由于受熱不均，升溫過程復(fù)雜等因素的制約，大量產(chǎn)生焦油、木醋酸等液體產(chǎn)物，導(dǎo)致固體炭的回收率低，一般不足60 %。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004](一)要解決的技術(shù)問題
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有技術(shù)中活性炭制備工藝能耗高和能量利用率低的問題。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種活性炭制備系統(tǒng)，包括預(yù)處理系統(tǒng)、反應(yīng)器、第一冷卻器、第二冷卻器和蒸汽過熱器;反應(yīng)器的物料進(jìn)口與所述預(yù)處理系統(tǒng)連接，所述反應(yīng)器的物料出口與所述第一冷卻器連接，所述第一冷卻器用于活性炭的冷卻；所述反應(yīng)器包括依次設(shè)置的干燥單元、炭化單元和活化單元;所述干燥單元設(shè)有第一出氣口，所述炭化單元設(shè)有第二出氣口，所述活化單元設(shè)有第三進(jìn)氣口和第三出氣口；所述干燥單元、炭化單元和活化單元均設(shè)有輻射加熱管;所述第一出氣口和第三出氣口均與所述蒸汽過熱器的進(jìn)口連接，所述蒸汽過熱器的出口與所述第三進(jìn)氣口連接;所述第二出氣口與所述第二冷卻器的進(jìn)口連接，所述第二冷卻器設(shè)有液體出口和氣體出口，所述液體出口與儲(chǔ)油罐連接，所述氣體出口用于冷卻后不凝氣的排出。
[0008]其中，所述第二出氣口與所述第二冷卻器之間連接有換熱器，所述換熱器的進(jìn)口連接水源，出口連接蒸汽發(fā)生器的進(jìn)口，蒸汽發(fā)生器的出口與蒸汽過熱器的進(jìn)口連接。
[0009]其中，所述第一冷卻器為噴霧冷卻器，所述換熱器的出口與所述噴霧冷卻器的液體進(jìn)口連接，所述噴霧冷卻器的出口與所述蒸汽過熱器的進(jìn)口連接。
[0010]其中，本實(shí)用新型的活性炭制備系統(tǒng)還包括烘干機(jī)，且所述輻射加熱管為燃?xì)廨椛浼訜峁埽鋈細(xì)廨椛浼訜峁茉O(shè)有燃?xì)膺M(jìn)口和煙氣出口，所述燃?xì)膺M(jìn)口與所述第二冷卻器的氣體出口連接;所述烘干機(jī)的物料進(jìn)口與所述反應(yīng)器活化單元的物料出口連接;所述燃?xì)廨椛浼訜峁艿臒煔獬隹谂c烘干機(jī)的氣體進(jìn)口連接，用于活性炭的干燥。
[0011]其中，還包括煙氣冷卻塔，所述煙氣冷卻塔的物料進(jìn)口與所述第一冷卻器的物料出口連接，所述煙氣冷卻塔的物料出口與所述烘干機(jī)的物料進(jìn)口連接;所述烘干機(jī)的氣體出口與所述煙氣冷卻塔的氣體進(jìn)口連接。
[0012]其中，所述煙氣冷卻塔的氣體出口與所述烘干機(jī)的氣體進(jìn)口連接;所述煙氣冷卻塔與所述烘干機(jī)之間依次設(shè)有篩選裝置和離心機(jī)，用于對(duì)經(jīng)煙氣冷卻塔干燥后的活性炭進(jìn)行篩選和離心。
[0013](三)有益效果
[0014]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型的活性炭制備系統(tǒng)中干燥產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)蒸汽過熱器加熱后用于向活化單元內(nèi)提供氧化性氣體，炭化單元產(chǎn)生的油氣經(jīng)冷卻后得到的油得以保存，同時(shí)所得到的不凝氣用于反應(yīng)器各個(gè)單元的加熱，實(shí)現(xiàn)了能源的循環(huán)利用，整個(gè)系統(tǒng)的熱利用率高。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例活性炭制備系統(tǒng)的連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種活性炭制備系統(tǒng)，包括預(yù)處理系統(tǒng)、反應(yīng)器、第一冷卻器、第二冷卻器和蒸汽過熱器;反應(yīng)器的物料進(jìn)口與預(yù)處理系統(tǒng)連接，反應(yīng)器的物料出口與第一冷卻器連接，第一冷卻器用于活性炭的冷卻。反應(yīng)器包括依次設(shè)置的干燥單元、炭化單元和活化單元;干燥單元設(shè)有第一出氣口，炭化單元設(shè)有第二出氣口，活化單元設(shè)有第三進(jìn)氣口和第三出氣口；干燥單元、炭化單元和活化單元均設(shè)有輻射加熱管；具體地，干燥單元的輻射加熱管溫度控制在80?180°C，炭化單元的輻射加熱管溫度控制在120?800°C，活化單元輻射加熱管的溫度控制在650?1100°C;炭化單元內(nèi)沿布料板運(yùn)動(dòng)方向依次設(shè)置的輻射加熱管的溫度依次升高，炭化單元前端的輻射加熱管的溫度為120°C，炭化單元末端的輻射加熱管的溫度為800°C，相鄰輻射加熱管的溫度依次增加幅度為70 ±20°C。第一出氣口和第三出氣口均與蒸汽過熱器的進(jìn)口連接，蒸汽過熱器的出口與第三進(jìn)氣口連接;第二出氣口與第二冷卻器的進(jìn)口連接，第二冷卻器設(shè)有液體出口和氣體出口，液體出口與儲(chǔ)油罐連接，氣體出口用于冷卻后不凝氣的排出。
[0018]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的活性炭制備系統(tǒng)中干燥產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)蒸汽過熱器加熱后用于向活化單元內(nèi)提供氧化性氣體，活化單元內(nèi)過剩的水蒸氣排出后進(jìn)入蒸汽過熱器，經(jīng)蒸汽過熱器加熱至600?800°C通入活化單元可以使水蒸氣得到循環(huán)利用，炭化單元產(chǎn)生的油氣經(jīng)冷卻后得到的油得以保存，同時(shí)所得到的不凝氣可以用于該系統(tǒng)中反應(yīng)器各個(gè)單元的加熱，實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用，整個(gè)系統(tǒng)的熱利用率得提高。
[0019]進(jìn)一步地，第二出氣口與第二冷卻器之間連接有換熱器，換熱器的進(jìn)口連接水源，出口連接蒸汽發(fā)生器的進(jìn)口，蒸汽發(fā)生器的出口與蒸汽過熱器的進(jìn)口連接。炭化過程中產(chǎn)生的油氣溫度較高，在通入冷卻器前使其通過換熱器，用于水的加熱，一方面為水的加熱提供了熱量，另一方面實(shí)現(xiàn)了油氣的初步冷卻。加熱后的水通過蒸汽發(fā)生器和蒸汽過熱器后形成水蒸氣為活化單元提供氧化性氣體。該過程中充分利用了高溫油氣的熱量，提高了系統(tǒng)的熱利用率。
[0020]進(jìn)一步地，第一冷卻器為噴霧冷卻器，換熱器的出口與噴霧冷卻器的液體進(jìn)口連接，噴霧冷卻器的出口與蒸汽過熱器的進(jìn)口連接。采用噴霧冷卻器一方面對(duì)活性炭進(jìn)行冷卻，另一方面活性炭冷卻的同時(shí)水被加熱為水蒸汽，經(jīng)過蒸汽過熱器通入活化單元，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，同時(shí)充分利用了反應(yīng)器內(nèi)生成的活性炭的熱量。
[0021]進(jìn)一步地，活性炭制備系統(tǒng)還包括烘干機(jī)，且輻射加熱管為燃?xì)廨椛浼訜峁?燃?xì)廨椛浼訜峁茉O(shè)有燃?xì)膺M(jìn)口和煙氣出口，燃?xì)膺M(jìn)口與第二冷卻器的氣體出口連接;烘干機(jī)的物料進(jìn)口與反應(yīng)器活化單元的物料出口連接;燃?xì)廨椛浼訜峁艿臒煔獬隹谂c烘干機(jī)的氣體進(jìn)口連接，用于活性炭的干燥。燃?xì)廨椛浼訜峁芗訜嵫b置是在密封套管內(nèi)燃燒，通過受熱的套管表面以熱輻射為主的形式把熱量傳遞到被加熱物體，燃燒煙氣不與被加熱物體接觸，不會(huì)造成燃燒氣氛污化或者影響產(chǎn)品質(zhì)量，爐內(nèi)氣氛及加熱溫度便于控制和調(diào)節(jié)。燃?xì)廨椛浼訜峁艿娜剂瞎┙o既可以采用不凝氣，也可以采用外部燃?xì)夤?yīng)?；钚蕴拷?jīng)烘干機(jī)烘干后可以儲(chǔ)存在儲(chǔ)倉內(nèi)，將燃?xì)廨椛浼訜峁艿臒煔獬隹谂c烘干機(jī)的氣體進(jìn)口連接，可以將燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥糜诨钚蕴康母稍铮昧藷煔獾臒崃?，提高了系統(tǒng)的熱利用率。
[0022]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例的活性炭制備系統(tǒng)還包括煙氣冷卻塔，煙氣冷卻塔的物料進(jìn)口與第一冷卻器的物料出口連接，煙氣冷卻塔的物料出口與烘干機(jī)的物料進(jìn)口連接;烘干機(jī)的氣體出口與煙氣冷卻塔的氣體進(jìn)口連接。設(shè)有煙氣冷卻塔可以對(duì)活性炭進(jìn)一步冷卻，并實(shí)現(xiàn)對(duì)活性炭的預(yù)干燥。烘干機(jī)干燥活性炭后煙氣的溫度會(huì)降低，將低溫的煙氣通入煙氣冷卻塔，實(shí)現(xiàn)對(duì)活性炭的冷卻。充分利用了物料處理過程中產(chǎn)生的煙氣，提高了能量利用率。具體地，煙氣冷卻塔的氣體出口還可以與烘干機(jī)的氣體進(jìn)口連接;煙氣冷卻塔與烘干機(jī)之間可以依次設(shè)有篩選裝置和離心機(jī)，用于對(duì)經(jīng)煙氣冷卻塔干燥后的活性炭進(jìn)行篩選和離心。煙氣冷卻塔的煙氣會(huì)被活性炭加熱，溫度升高，溫度升高后的煙氣可以通入烘干機(jī)中用于活性炭的干燥，實(shí)現(xiàn)了煙氣的循環(huán)利用，提高了系統(tǒng)的能量利用率。預(yù)干燥的活性炭經(jīng)篩選后離心