煤沥青球氧化不熔化的连续反应装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种煤沥青球氧化不熔化的连续反应装置及方法，反应装置自上而下包括若干用于煤沥青球氧化不熔化反应的反应腔室，最上方反应腔室的顶部设有进料口，最下方反应腔室的底部设有出料口，相邻所述反应腔室通过料封腔室连通，所述料封腔室内设有用于控制煤沥青球下落速度进而控制煤沥青球在反应腔室内停留时间的运动部件。本发明专利技术反应装置的布置方式，实现了煤沥青氧化不熔化工艺的连续操作，精准控制反应过程不同阶段物料停留时间，循环控温供气单元可实现逐级升温/恒温供气，煤沥青球和空气介质错流接触，机械效率与热效率高，氧化时间显著缩短，大大降低了煤沥青球的破损率，节能效果好。

【技术实现步骤摘要】
煤沥青球氧化不熔化的连续反应装置及方法
本专利技术涉及一种反应装置及方法，尤其涉及一种煤沥青球氧化不熔化的连续反应装置及方法。
技术介绍
球状活性炭是具有代表性的一种多孔吸附材料，具有孔隙结构高度发达、流动性好、机械强度高、孔径分布可控、吸脱附速度快、装填密度均匀等卓越性能，除了被广泛应用于石油化工、医药与环境治理等领域外，在国防军工和民用高科技等领域同样得到广泛的应用。目前煤焦油的加工方法主要是分离提纯，对占煤焦油重量55％以上的煤沥青的利用仅限于生产低附加值的改质沥青和炭黑。若能够将煤沥青作为生产高附加值的球状活性炭的原料，则既可以为煤沥青的高附加值利用提供一条新途径，也可以满足对高品质活性炭的迫切需求，对发展以煤焦化为源头的现代煤化工产业等具有重要的意义。煤沥青球制备球状活性炭过程中最为关键的一步是氧化不熔化过程，该过程包含漫长的空气升温过程，在生产过程中均只能间歇性加料，分批次生产，无法实现连续操作，且不同批次产品性能可能存在差异，整个反应过程耗时长、耗能多，严重影响后续制备工艺以及最终产品性能。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的旨在提供一种提高氧化效率、实现煤沥青球氧化不熔化工艺连续操作的反应装置；本专利技术的第二目的是提供该反应装置的反应方法。技术方案：本专利技术的煤沥青球氧化不熔化的连续反应装置，自上而下包括若干用于煤沥青球氧化不熔化反应的反应腔室，最上方反应腔室的顶部设有进料口，最下方反应腔室的底部设有出料口，相邻所述反应腔室通过料封腔室连通，所述料封腔室内设有用于控制煤沥青球下落速度进而控制煤沥青球在反应腔室内停留时间的运动部件。优选的，所述运动部件为输送带或滚球。所述料封腔室为与相邻所述反应腔室等径的等径腔室，或与相邻所述反应腔室口径不等的变径腔室。当料封腔室为变径腔室时，料封腔室内上下设置至少两排滚球，从而形成煤沥青球斜向下落通道，煤沥青球通过滚轮之间的间隙从上一个反应腔室经过料封腔室进入下一个反应腔室。进一步地，上下相邻滚球之间设有导流板，在物料下落过程中使其分布均匀，防止物料堆积。本专利技术的反应腔室布置循环控温供气单元；布置方式优选为横向布置，且同一个反应腔室可以并排横向布置若干循环控温供气单元。该循环控温单元包括与反应腔室一侧连接的进风管和另一侧连接的出风管，所述出风管分为两条支路，一条支路连接废气处理系统，另一条支路返回接入进风管。上述循环控温供气单元采用部分新鲜空气和回风混合后送入反应腔室内的循环方式，补充了反应腔室内被氧化过程消耗掉的氧含量的同时，通过热回收节约了能源。所述反应腔室一侧连接风室，进风管与风室连接。优选的，风室内设有散流百叶，空气由进风管进入风室，通过风室内的散流百叶使气场流分布均匀，再由风室吹出进入反应腔室内对煤沥青球进行氧化不熔化处理。所述进风管上设有鼓风机、气体预热器、压力计、温度计、流量计和阀门；接入进风管的支路上设有回风机、空气过滤器和止回阀。本专利技术煤沥青球氧化不熔化连续反应装置的反应方法，煤沥青球从最上方反应腔室的进料口进入，在反应腔室内进行氧化不熔化反应后进入料封腔室，在其运动部件的控制下以一定的速度进入下一个反应腔室继续反应，最后从最下方反应腔室的出料口排出。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：(1)本专利技术通过将反应腔室和料封腔室上下间隔布置，实现了煤沥青氧化不熔化工艺的连续操作，显著提高生产效益；(2)根据实际各氧化过程的特点与需求，灵活调节料封腔室中运动部件的运动速度，精准控制煤沥青球氧化不熔化过程不同阶段物料停留时间，调节弹性大，适用范围广；(3)本专利技术在反应腔室布置循环控温供气单元，实现逐级升温/恒温供气，腔室内气体平推流动，结构稳定，煤沥青球和空气介质错流接触，大致呈活塞流动，无激烈返混，对物料表面的磨损小，机械效率与热效率高，节能效果好，氧化时间显著缩短，同时大大降低了煤沥青球的破损率；(4)本专利技术的循环控温供气单元采用循环气和空气混合后送入腔室内的配气方式，在补充了沥青小球氧化过程消耗掉的氧含量的同时，回收了热量，减小了能耗；(5)本专利技术装置可以为垂直式结构，占地面积减小，节约空间。附图说明图1为本专利技术反应装置的结构示意图；图2为循环控温供气单元的结构示意图；图3为图2中风室的A-A截面图；图4为本专利技术方法得到氧化沥青球的形貌图。具体实施方式下面结合附图1-4对本专利技术的技术方案作进一步说明。如图1所示，本专利技术的错流式煤沥青球氧化不熔化的连续反应装置，包括壳体7，壳体7内自上而下包括若干个反应腔室18，图中示出了Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ四个反应腔室18，煤沥青球在反应腔室18内进行氧化不熔化反应，其中，反应腔室18的口径可以不等，举例来说，腔室Ⅰ的长可以为0.8～1.2m，宽0.5～0.9m，装填高度0.9～1.1m；腔室Ⅲ的长1.8～2.2m，宽1.2～1.6m，装填高度0.9～1.1m；腔室Ⅴ的长2.3～2.7m，宽1.5～1.9m，装填高度0.9～1.1m，腔室Ⅵ为变径腔室，最底端截面的长为0.8～1.2m，宽为0.7～1.1m，装填高度为0.5～0.9m。相邻反应腔室18通过料封腔室24连通，图中示出了Ⅱ、Ⅳ两个料封腔室24，这两个料封腔室24均为变径腔室，举例来说，腔室Ⅱ的装填高度可以为0.3～0.7m；腔室Ⅳ的装填高度0.3～0.7m。变径的料封腔室24内可以设置导流板10，在物料下落过程中使其均匀分布，防止物料堆积。料封腔室24内设有运动部件，该运动部件用于控制煤沥青球下落速度进而控制煤沥青球在反应腔室18内停留时间，图中的运动部件为滚轮6。图1所示的料封腔室24内自上而下共设有六排滚轮6，滚轮6的直径为15～25cm，滚轮6之间的间隙距离为3～7cm，转动角速度依次分别为1.0～1.1rad/min、0.30～0.40rad/min、0.21～0.31rad/min、0.16～0.27rad/min、0.13～0.23rad/min、0.48～0.58rad/min，通过控制滚轮6的转动速度来控制物料下移速度，进而实现煤沥青球氧化不熔化过程不同阶段所需的物料停留时间，煤沥青球在腔室Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ内下落过程的时间依次分别为0.8～1.2h、3.5～4.5h、5.5～6.5h、1.8～2.2h。反应装置的顶部设有进料器1并开设进料口2，来自进料器1的煤沥青球由装置顶部的进料口2连续进入，依靠重力作用由上而下地依次通过各个反应腔室18。反应装置的底部设有出料口，经历氧化不熔化过程的煤沥青球从出料口落到传送带8上。本专利技术每个反应腔室18横向并排布置若干循环控温供气单元，减小了不同腔室内的热量传递。如图2所示，循环控温单元包括与反应腔室18一侧连接的进风管4和与反应腔室18另一侧连接的出风管5，进风管4上设有鼓风机12、气体预热器13、压力计15、温度计16、流量计17和阀门14；出风管5连接引风机19和三通阀20后分为两条支路，一条支路上设有旋风分离器23，然后进入废气处理系统；另一条支路上设有回风机25、空气过滤器21和止回阀22，然后返回接入进风管4。如图3所示，反应腔室18一侧连接风室9，风室9外设有保温层3，风室9内设有散流百叶11，进风管4与风室9连接，通过风室9内的散流百叶11使气场流分布均匀，再由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤沥青球氧化不熔化的连续反应装置，其特征在于：自上而下包括若干用于煤沥青球氧化不熔化反应的反应腔室，最上方反应腔室的顶部设有进料口，最下方反应腔室的底部设有出料口，相邻所述反应腔室通过料封腔室连通，所述料封腔室内设有用于控制煤沥青球下落速度进而控制煤沥青球在反应腔室内停留时间的运动部件。

【技术特征摘要】
1.一种煤沥青球氧化不熔化的连续反应装置，其特征在于：自上而下包括若干用于煤沥青球氧化不熔化反应的反应腔室，最上方反应腔室的顶部设有进料口，最下方反应腔室的底部设有出料口，相邻所述反应腔室通过料封腔室连通，所述料封腔室内设有用于控制煤沥青球下落速度进而控制煤沥青球在反应腔室内停留时间的运动部件。2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于：所述运动部件为输送带或滚球。3.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于：所述料封腔室为与相邻所述反应腔室等径的等径腔室，或与相邻所述反应腔室口径不等的变径腔室。4.根据权利要求3所述的反应装置，其特征在于：所述料封腔室为变径腔室时，料封腔室内上下设置至少两排滚球，从而形成煤沥青球斜向下落通道。5.根据权利要求4所述的反应装置，其特征在于：所述上下相邻滚球之间设有导流板。6.根据权利要求1所述的反应装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘沁雯，邵应娟，刘雪娇，钟文琪，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32