一种自供热连续式制备活性炭的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自供热连续式制备活性炭的装置及方法，包括热反应炉，热反应炉顶部设有双密封进料机构，底部设有出料机构，内部设有若干层落料机构，落料机构包括若干根转轴，以及设于每根转轴上翻转板，以及用于驱动转轴的驱动件，相邻层落料机构之间均竖向设有两排折流板，两排折流板之间形成落料区，每排折流板由若干块呈内低外高倾斜且间隙布置的折流板组成，非最底层的落料机构上在其中一排折流板的外侧位置均形成有通气口，且相邻层落料机构上的通气口位置交错；热反应炉底部设有进气口，用于通入高温热解气，热反应炉顶部设有出气口，用于排出低温热解气。解决了现有活性炭制备工艺存在的效率低、活化气流通不畅、热能损失大等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种自供热连续式制备活性炭的装置及方法
本专利技术涉及活性炭制备
，具体涉及一种自供热连续式制备活性炭的装置及方法。
技术介绍
活性炭是一种具有特殊微晶结构、孔隙发达、比表面积巨大、吸附能力强的一种碳材料。它作为一种优良的吸附剂广泛应用于食品、化工、石油、纺织、冶金、轻工、造纸、印染等工业部门，已经医药、环保、国防等诸多领域。目前，制备活性炭的设备分为间歇式和连续式两种。中国专利文献(申请号201310306054.6，申请日2013.07.20)公开了一种连续式制备活性炭的一体化装置及方法，其存在以下缺陷：①每个反应器只能间歇式生产活性炭，每批次生产活性炭需要开炉取炭再重新装料，整个装置至少需要三个反应器，表面上实现了连续生产，实际上生产活性炭的效率低；②反应器每次开炉取炭前需要排出热解气防止热解气泄漏，装料后需要排出空气确保热解气品质，人力成本高，控制难度大；③每次装料时打开反应器会有热能损失。总之，该专利技术装置不能实现一体化连续生产，自动化生产能力差，生产效率低，热能损失大。另外，中国专利文献(申请号201810856146.4，申请日2018.07.31)公开了一种低消耗连续式清洁生产活性炭装置及方法，其存在以下缺陷：①物料堆积太厚，活化气流通不畅，装置底部通入的活化气很难到达顶部；②该装置底部通入高温活化气提供物料反应的热能，物料反应分为热解阶段和活化阶段，由于活化阶段排出了部分高温活化气，使进入热解阶段的活化气含量减少，能源利用率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自供热连续式制备活性炭的装置及方法，其解决了现有活性炭制备工艺存在的效率低、活化气流通不畅、热能损失大等缺陷。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种自供热连续式制备活性炭的装置，包括热反应炉，所述热反应炉顶部设有双密封进料机构，热反应炉底部设有出料机构，热反应炉内设有若干层落料机构，所述落料机构包括若干根水平间隔布置的转轴，以及设于每根转轴上翻转板，以及用于驱动转轴转动的驱动件，相邻层落料机构之间均竖向设有两排折流板，两排折流板之间形成落料区，每排折流板由若干块呈内低外高倾斜且间隙布置的折流板组成，非最底层的落料机构上在其中一排折流板的外侧位置均形成有通气口，且相邻层落料机构上的通气口位置交错；所述热反应炉的底部侧边设有进气口，用于通入高温热解气，热反应炉的顶部设有出气口，用于排出低温热解气。进一步改进在于，所述翻转板位于转轴的中间位置，所述两排折流板恰好与翻转板的两端头位置对应。进一步改进在于，所述转轴的两端均伸出热反应炉的炉壁，所述驱动件由传动带和减速电机组成，所述传动带套在转轴位于炉壁外侧的端部，传动带使同一落料机构内所有转轴联动，所述减速电机输出端与传动带连接。进一步改进在于，所述折流板与竖直面的倾斜夹角为0-90°。进一步改进在于，所述进气口连通于热反应炉内最底层落料机构上其中一排折流板的外侧空间。进一步改进在于，所述双密封进料机构包括无氧仓、上料斗、第一插板阀和第二插板阀，所述无氧仓与热反应炉顶部连通，无氧仓侧边设有抽空气口，所述上料斗设于无氧仓顶部，所述第一插板阀设于上料斗与无氧仓之间，所述第二插板阀设于无氧仓与热反应炉之间。进一步改进在于，所述热反应炉的顶部还形成有焦油吸附仓，所述焦油吸附仓底部与热反应炉顶部连通，焦油吸附仓顶部与无氧仓底部连通，焦油吸附仓内设有搅拌器，所述出气口设于焦油吸附仓的侧边。进一步改进在于，所述出料机构包括冷却器、下料仓和水冷螺旋输送机，所述冷却器连通于热反应炉底端，所述下料仓位于冷却器下方，所述水冷螺旋输送机连接于下料仓的底部。进一步改进在于，所述冷却器包括进水管、出水管、电机、驱动轮以及两个旋转接头、旋转托盘、圆盘以及若干根冷却管，所述冷却管间隔布置在两个圆盘之间，所述两个圆盘的外侧分别活动连接在旋转托盘上，两个旋转接头分别连接在两个旋转托盘外侧，所述进水管和出水管分别连接在两个旋转接头上，且进水管和出水管之间通过所有冷却管连通，所述驱动轮设于电机输出端，两个圆盘的其中一个带有齿轮，所述驱动轮与该圆盘上的齿轮啮合连接。一种自供热连续式制备活性炭的方法，其利用上述装置，步骤包括：将制备活性炭的物料从热反应炉顶部投入，启动各层落料机构中的驱动件，带动翻转板转动，使物料由上往下逐层下落；同时，通过外部燃烧器将高温热解气从热反应炉底部进气口通入，热解气从各层落料区其中一侧边的折流板缝隙内吹入，再从另一侧边的折流板缝隙吹出，吹出后经通气口向上流动，以此类推形成由下往上的S型流动轨迹；物料由每层落料区下落时，每层料堆底部的物料落到下一层料堆上部，由此与流动的热解气直接充分接触；在热反应炉内由上往下依次形成干燥区、热解区和活化区，物料先在干燥区和热解区内发生热解反应，产生热解气和半焦，热解气由出气口排出后，一部分热解气经进气口回到热反应炉内作为活化剂，另一部分热解气进入燃烧器作为燃气，半焦向下流动进入活化区，在活化剂的作用下不断丰富半焦微孔和中孔结构，最终生成活性炭，活性炭从热反应炉底部经冷却后排出。本专利技术的有益效果在于：(1)炭化反应和活化反应在一个装置内进行，省去开炉、冷却、取炭过程，实现了活性炭的一体化连续生产，减小了热能损失；(2)高温下生物质反应产生热解气，一部分热解气回到炉内作为活化剂，另一部分进入燃烧器作为燃气，无需外部供热，实现了系统自供热，节约能源；(3)热解气从各层落料区的侧边吹入或吹出，而绝大部分热解气向上输送时不经过落料区，由此可避免流通不畅的问题；(4)落料时，每层的料堆底部物料落到下一层的料堆上部，与流动的热解气直接充分接触，提高了物料的换热效果和反应效率，料堆均匀受热，提高了活性炭的成品率。附图说明图1为自供热连续式制备活性炭的装置内部结构示意图；图2为图1中的A-A剖视图；图3为图1中的B-B剖视图；图4为图1中的C-C剖视图；图5为图1中的D-D剖视图；图6为冷却器的结构示意图；图7为带齿轮的圆盘结构示意图；图中：1、热反应炉；2、转轴；3、翻转板；4、驱动件；5、折流板；6、落料区；7、通气口；8、进气口；9、出气口；10、无氧仓；11、上料斗；12、第一插板阀；13、第二插板阀；14、抽空气口；15、焦油吸附仓；16、搅拌器；17、冷却器；171、进水管；172、出水管；173、电机；174、驱动轮；175、旋转接头；176、旋转托盘；177、圆盘；178、冷却管；18、下料仓；19、水冷螺旋输送机。具体实施方式下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。结合图1至图7所示，一种自供热连续式制备活性炭的装置，包括热反应炉1，热反应炉1顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自供热连续式制备活性炭的装置，包括热反应炉(1)，其特征在于：所述热反应炉(1)顶部设有双密封进料机构，热反应炉(1)底部设有出料机构，热反应炉(1)内设有若干层落料机构，所述落料机构包括若干根水平间隔布置的转轴(2)，以及设于每根转轴(2)上翻转板(3)，以及用于驱动转轴(2)转动的驱动件(4)，相邻层落料机构之间均竖向设有两排折流板(5)，两排折流板(5)之间形成落料区(6)，每排折流板(5)由若干块呈内低外高倾斜且间隙布置的折流板(5)组成，非最底层的落料机构上在其中一排折流板(5)的外侧位置均形成有通气口(7)，且相邻层落料机构上的通气口(7)位置交错；/n所述热反应炉(1)的底部侧边设有进气口(8)，用于通入高温热解气，热反应炉(1)的顶部设有出气口(9)，用于排出低温热解气。/n

【技术特征摘要】
1.一种自供热连续式制备活性炭的装置，包括热反应炉(1)，其特征在于：所述热反应炉(1)顶部设有双密封进料机构，热反应炉(1)底部设有出料机构，热反应炉(1)内设有若干层落料机构，所述落料机构包括若干根水平间隔布置的转轴(2)，以及设于每根转轴(2)上翻转板(3)，以及用于驱动转轴(2)转动的驱动件(4)，相邻层落料机构之间均竖向设有两排折流板(5)，两排折流板(5)之间形成落料区(6)，每排折流板(5)由若干块呈内低外高倾斜且间隙布置的折流板(5)组成，非最底层的落料机构上在其中一排折流板(5)的外侧位置均形成有通气口(7)，且相邻层落料机构上的通气口(7)位置交错；
所述热反应炉(1)的底部侧边设有进气口(8)，用于通入高温热解气，热反应炉(1)的顶部设有出气口(9)，用于排出低温热解气。


2.根据权利要求1所述的一种自供热连续式制备活性炭的装置，其特征在于：所述翻转板(3)位于转轴(2)的中间位置，所述两排折流板(5)恰好与翻转板(3)的两端头位置对应。


3.根据权利要求1所述的一种自供热连续式制备活性炭的装置，其特征在于：所述转轴(2)的两端均伸出热反应炉(1)的炉壁，所述驱动件(4)由传动带和减速电机组成，所述传动带套在转轴(2)位于炉壁外侧的端部，传动带使同一落料机构内所有转轴(2)联动，所述减速电机输出端与传动带连接。


4.根据权利要求1所述的一种自供热连续式制备活性炭的装置，其特征在于：所述折流板(5)与竖直面的倾斜夹角为0-90°。


5.根据权利要求1所述的一种自供热连续式制备活性炭的装置，其特征在于：所述进气口(8)连通于热反应炉(1)内最底层落料机构上其中一排折流板(5)的外侧空间。


6.根据权利要求1所述的一种自供热连续式制备活性炭的装置，其特征在于：所述双密封进料机构包括无氧仓(10)、上料斗(11)、第一插板阀(12)和第二插板阀(13)，所述无氧仓(10)与热反应炉(1)顶部连通，无氧仓(10)侧边设有抽空气口(14)，所述上料斗(11)设于无氧仓(10)顶部，所述第一插板阀(12)设于上料斗(11)与无氧仓(10)之间，所述第二插板阀(13)设于无氧仓(10)与热反应炉(1)之间。


7.根据权利要求6所述的一种自供热连续式制备活性炭的装置，其特征在于：所述热反应炉(1)的顶部还形成有焦油吸附仓(15)，所述焦油吸附仓(15)底部与热反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐江陵，马仁贵，王道洋，
申请(专利权)人：中合新农业科技合肥高新技术产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34