本发明专利技术公开了一种物理法制备活性炭的流化热解活化一体化装置及制备方法，具体涉及活化炉活性炭制备及废旧活性炭热再生技术领域。1.所述装置包括：料仓、起停炉备用料仓、密封螺旋输送机、加料管、夹套管式风帽、冷料机、布料器、混合气体箱、冷渣机、气力输送单元、旋风分离器、密封料罐、袋式过滤器、换热单元；所述装置还分深度活化区、流化热解及初步活化区和灰渣区。本发明专利技术充分运用流化床传质传热快的优点，将热解及活化尾气的能量高效的用于料层中，与氧气发生气/气均相放热反应，反应均匀充分，减少了固定碳的无效烧蚀，大大缩短了反应时间，高效节能，同时提升了活性炭的品质，且可加工粉状碳质材料，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种物理法制备活性炭的流化热解活化一体化装置及制备方法
[0001]本专利技术涉及活化炉活性炭制备及废旧活性炭热再生
，具体涉及一种物理法制备活性炭的流化热解活化一体化装置及制备方法。
技术介绍
[0002]目前活性炭制备领域分为碳化及活化两个独立的工艺流程，分别采用碳化炉及活化炉两步来完成，设备复杂、损耗多、能量消耗大，且对固体粒径有严格的要求，粉状及细颗粒碳质材料无法进行碳化、活化。当前，活性炭的物理活化有多种炉型和活化工艺，主要炉型有斯列普活化炉、回转炉、
[0003]多段炉等，其活化过程都是活化剂(气体)与固体颗粒表面接触，活化剂气体在高温下由于气体扩散作用与碳层进行气固吸热反应进行活化，因此现有炉型都存在活化速度慢、活化周期长，活化剂消耗量大，产品品质一致性差等问题，而且体积庞大造价高、原料要求限制多等。
[0004]目前普遍使用的斯列普活化炉结构复杂、开停炉时间长，活化剂(蒸汽)利用率低，耗量大，污染严重；回转活化炉的最大缺点是，能耗高、单位体积产量低，污染严重；多段炉造价昂贵，建设周期长，对材料要求高，其中耐热钢材需由国外进口。并且，以上各种活化炉炉型只能使用颗粒状碳质材料，均无法对粉状碳质原料进行活化。
[0005]随着活性炭的用量越来越大，对废旧活性炭的再生回用的需求越来越强烈，在当前“碳达峰”的大环境下，废旧活性炭的再生利用是节能减排的很好途径。目前，对废旧活性炭的再生技术，一般是使用耙式炉和回转炉两种，但是均需要消耗大量的燃料气来提供再生热量，且只能再生颗粒状的废旧活性炭，不适用颗粒较小或粉状活性炭，同时再生后的活性炭品质也下降很多。
技术实现思路
[0006]为此，针对上述技术的不足，本专利技术提供了一种物理法制备活性炭流化热解活化一体化装置及制备方法，是一种气固直接流态化接触的热解、活化技术，也是一种先进的碳质材料物理法流化热解及活化耦合制备活性炭的技术。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]根据本专利技术的一方面提供一种物理法制备活性炭的流化热解活化一体化装置，所述装置包括：
[0009]料仓、起停炉备用料仓、密封螺旋输送机、加料管、夹套管式风帽、冷料机、布料器、混合气体箱、冷渣机、气力输送单元、旋风分离器、密封料罐、袋式过滤器、换热单元；
[0010]所述装置还分深度活化区、流化热解及初步活化区和灰渣区；
[0011]进料前，起停炉备用料仓的物料进入设备，启动装置进入流化工况；
[0012]设备启动后，物料由密封螺旋输送机从料仓由加料管经加料管预热后进入布料器
中；
[0013]活化气体一部分从炉下部混合气体箱经第三风帽进入流化热解及初步活化区，初步反应后，活性炭进入深度活化区继续深度活化；
[0014]另一部分活化气体，气体一部分由夹套管式风帽进入设备料层中，一部分气体由气力输送单元进入，与进入布料器的固体物料混合；深度活化的颗粒活性炭由冷料机收集；
[0015]深度活化区的气体和一部分粒径小的粉状活性炭进入旋风分离器中，气固分离后固体进入密封料罐中收集；气体经换热单元降温后，由袋式过滤器过滤出其余超细粉状活性炭收集；气体最后进入后端处理；
[0016]外部空气和水蒸气的混合气体和进入后端处理的气体换热后，由混合气体箱经第三风帽均匀进入装置料层中进入流化热解及初步活化区和深度活化区，一方面作为气体流化介质，同时水蒸气作为活化剂进行活化吸热反应，氧气与可燃热解气体发生气/气均相放热反应形成高温烟气，高温烟气的显热为后续的热解及活化反应持续供热；
[0017]反应中的非碳质固体及超大粒径碳质杂质进入灰渣区，由冷渣机定期排出炉体进行收集。
[0018]进一步的，所述装置还包括起停炉备用料仓；进料前，起停炉备用料仓的物料进入设备，进入热态流态化工况后，启动给料设备；
[0019]进一步的，所述装置还包括第一分配风管和第二分配风管；第一分配风管和第二分配风管分别将气体输送入设备料层中。
[0020]进一步的，所述夹套管式风帽分为第一进风口、第二进风口、第一风帽口和第二风帽口；
[0021]其中，第一进风管连接第一分配风管，第二进风管连接第二分配风管；
[0022]由第一进风口和第二进风口进入的气体，在第一风帽口圆周均匀水平出，在第二风帽口圆周均匀水平出；
[0023]第一风帽口位于深度活化区。
[0024]进一步的，所述装置还包括连接管，连接管连接布料器和加料管，有不少于5根并均匀分布。
[0025]进一步的，所述布料器包括耐高温合金层和耐温耐磨陶瓷层，其中，耐高温合金外全包覆耐温耐磨陶瓷层。
[0026]进一步的，所述加料管包括耐高温合金层和耐温耐磨陶瓷层，其中，耐高温合金外全包覆耐温耐磨陶瓷层。
[0027]根据本专利技术的另一方面提供利用如上述物理法制备活性炭的流化热解活化一体化装置制备活性炭的方法，包括：
[0028]步骤一，粉状、细小颗粒状碳质原料首先储存在料仓中，经过密封式螺旋输送机，送入加料管中进行初步预热后，在气力输送装备及碳质材料自身重力的作用下送到布料器中，通过连接管的空隙，在气体的压力和固体自身重力的作用下均匀落入流化热解活化一体炉流化热解区内；
[0029]步骤二，进入炉内的碳质固体在流化热解及初步活化区进行初步的反应，随着反应的持续进行，固体碳颗粒及粉末的比重逐渐变小，在混合气体箱经第三风帽均匀射入的气体作为流化介质的流化作用下，逐渐进入深度活化区，然后进行深度活化；
[0030]步骤三，通过夹套管式风帽的预热过的高温气体与粉状、细小颗粒状碳质原料在深度活化区中接触，其中的氧气与热解尾气、活化尾气发生气/气均相反应放出热量，给深度活化吸热反应提供持续的热量，保持活化持续稳定进行；活化好的颗粒状活性炭，经过出料管进入冷料机中，作为产品收集；出料管在深度活化区的出料口位置高于深度活化区的第一风帽水平出风口；粒径稍大的粉末状活性炭经过旋风分离器气固分离后，进入密封料罐收集；粒径小的粉末状活性炭在袋式过滤器中分离收集。
[0031]进一步的，所述步骤三中，颗粒稍大的粉末状活性炭粒径大于100μm。
[0032]进一步的，所述步骤三中，颗粒小的粉末状活性炭粒径小于100μm。
[0033]适用于所述流化热解活化一体化装置及制备方法的碳质原料的颗粒粒径小于等于8mm；
[0034]颗粒碳质原料在一体化装置的停留时间即流化热解活化反应时间少于90分钟。
[0035]本专利技术具有如下优点：
[0036]本专利技术充分运用流化床传质传热快的优点，将热解及活化尾气的能量高效的用于料层中，与氧气发生气/气均相放热反应，反应均匀充分，减少了固定碳的无效烧蚀，大大缩短了反应时间，高效节能，同时提升了活性炭的品质，且可加工粉状碳质材料，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种物理法制备活性炭的流化热解活化一体化装置，其特征在于，所述装置包括：料仓、起停炉备用料仓、密封螺旋输送机、加料管、夹套管式风帽、冷料机、布料器、混合气体箱、冷渣机、气力输送单元、旋风分离器、密封料罐、袋式过滤器、换热单元；所述装置还分深度活化区、流化热解及初步活化区和灰渣区；进料前，起停炉备用料仓的物料进入设备，启动装置进入流化工况；设备启动后，物料由密封螺旋输送机从料仓由加料管经加料管预热后进入布料器中；活化气体一部分从炉下部混合气体箱经第三风帽进入流化热解及初步活化区，初步反应后，活性炭进入深度活化区继续深度活化；另一部分活化气体，气体一部分由夹套管式风帽进入设备料层中，一部分气体由气力输送单元进入，与进入布料器的固体物料混合；深度活化的颗粒活性炭由冷料机收集；深度活化区的气体和一部分粒径小的粉状活性炭进入旋风分离器中，气固分离后固体进入密封料罐中收集；气体经换热单元降温后，由袋式过滤器过滤出其余超细粉状活性炭收集；气体最后进入后端处理；外部空气和水蒸气的混合气体和进入后端处理的气体换热后，由混合气体箱经第三风帽均匀进入装置料层中进入流化热解及初步活化区和深度活化区，一方面作为气体流化介质，同时水蒸气作为活化剂进行活化吸热反应，氧气与可燃热解气体发生气/气均相放热反应形成高温烟气，高温烟气的显热为后续的热解及活化反应持续供热；反应中的非碳质固体及超大粒径碳质杂质进入灰渣区，由冷渣机定期排出炉体进行收集。2.根据权利要求1所述一种物理法制备活性炭的流化热解活化一体化装置，其特征在于，所述装置还包括第一分配风管和第二分配风管；第一分配风管和第二分配风管分别将气体输送入设备料层中。3.根据权利要求2所述一种物理法制备活性炭的流化热解活化一体化装置，其特征在于，所述夹套管式风帽分为第一进风口、第二进风口、第一风帽口和第二风帽口；其中，第一进风管连接第一分配风管，第二进风管连接第二分配风管；由第一进风口和第二进风口进入的气体，在第一风帽口圆周均匀水平出风，在第二风帽口圆周均匀水平出风；第一风帽口位于深度活化区。4.根据权利要求3所述一种物理法制备活性炭的流化热解活化一体化装置，其特征在于，所述装置还包...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙孝德，范玉佼，
申请(专利权)人：孙孝德，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。