一種煤基活性炭的氧化炭化裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種煤基活性炭的氧化炭化裝置，包括第一外熱式回轉窯、第二外熱式回轉窯和輸送設備；所述第一外熱式回轉窯的第一筒體內設有芯管、多塊分隔板和多個抄料板；本實用新型將第一筒體內部分為多個反應倉，并調整了反應倉內的抄料板對，原料煤成型顆粒進行預氧化處理，可以有效減少物料的破碎，提高煤炭成型粒料在氧化炭化處理后的收率和強度。
【專利說明】
一種煤基活性炭的氧化炭化裝置
技術領域
[0001] 本實用新型屬于煤基活性炭生產領域，尤其涉及一種煤基活性炭的氧化炭化裝 置。
【背景技術】
[0002] 在傳統的煤基活性炭生產工藝中，原料煤在成型、造粒后得到的成型粒料依次經 炭化、活化工藝處理，制備活性炭。目前，先進的活性炭生產工藝中往往還包括氧化工藝，即 在炭化處理前，首先進行氧化處理。在炭化前對炭材料進行適當的氧化處理，可以提高活性 炭的吸附性能和產率，有利于大規模生產。
[0003] 例如，CN203866039U公開了一種用于煤基活性炭制備的氧炭化預處理裝置，包括 外熱式氧化爐、外熱式炭化爐;其中，煤炭成型粒料在進入外熱式炭化爐進行炭化前，首先 進入外熱式氧化爐進行預氧化處理，然后再將預氧化處理所得到的氧化物料送入外熱式炭 化爐。
[0004] 然而，研究表明，由于增加了處理工序，容易使得成型顆粒的破碎率增大，并導致 收率減少、強度降低。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的在于提供一種煤基活性炭的氧化炭化裝置，以提高煤炭成型粒 料在氧化炭化處理后的收率和/或強度。
[0006] 為實現上述目的，本實用新型提供的煤粉成型裝置采用以下技術方案：
[0007] -種煤基活性炭的氧化炭化裝置，包括第一外熱式回轉窯、第二外熱式回轉窯和 輸送設備;所述第一外熱式回轉窯包括第一筒體和設置在所述第一筒體外的第一外熱夾 套;所述第二外熱式回轉窯包括第二筒體和設置在所述第二筒體外的第二外熱夾套;所述 輸送設備用于將來自所述第一筒體內氧化處理后的物料送入第二筒體內進行炭化處理；
[0008] 所述第一筒體內設有芯管、多塊分隔板和多個抄料板，所述芯管與第一筒體同軸 設置在第一筒體內，所述分隔板分別沿徑向均勻設置在第一筒體與芯管之間并連接所述第 一筒體的內壁與所述芯管的外壁，從而在第一筒體、芯管和相鄰分割板之間形成多個分隔 的反應倉，每個反應倉的內壁上設有多個抄料板，所述抄料板包括第一段和第二段，所述第 一段包括固定至所述反應倉的第一端和遠離所述第一端的第二端，所述第二段連接至第一 段的第二端并且與所述第一段的第二端在連接處的夾角為110°~160°。優選地，所述的多 塊分隔板為2~5塊分隔板，例如3塊或4塊，進一步優選為3塊。
[0009] 根據本實用新型的氧化炭化裝置，優選地，所述抄料板均勻分布在所述反應倉的 側壁上;或者僅設置于所述反應倉一側的分隔板上，即在相對于各反應倉同一側的分割上 設置所述抄料板。進一步優選地，抄料板僅設置于所述反應倉一側的分隔板上，例如在該分 隔板上均勻布設。
[0010] 根據本實用新型的氧化炭化裝置，優選地，所述抄料板的第二段垂直于所述第一 段連接的分隔板;所述第一段由其第一端至第二端向第一筒體內壁傾斜。
[0011] 根據本實用新型的氧化炭化裝置，優選地，所述夾角為120°~150°。
[0012] 根據本實用新型的氧化炭化裝置，優選地，所述芯管的直徑為所述第一筒體直徑 的 1/4 ~1/3〇
[0013] 根據本實用新型的氧化炭化裝置，優選地，所述第二段的長度為所述第一段長度 的 1/4 ~2/3 〇
[0014]根據本實用新型的氧化炭化裝置，優選地，所述第二筒體的內壁上設有多個抄料 板，所述第二筒體內的抄料板結構與第一筒體內設置的抄料板結構相同。
[0015] 根據本實用新型的氧化炭化裝置，優選地，所述第一外熱夾套和第二外熱夾套分 別包括沿其軸向設置的多個相互分隔的分段夾套，所述分段夾套上分別設有煙氣入口和煙 氣出口，從而可以分別向各分段夾套內通入熱煙氣，以更好地控制各分段夾套所對應筒體 內的溫度。優選地，所述第一外熱夾套和第二外熱夾套分別包括3~6個分段夾套。
[0016] 與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：
[0017] (1)、本實用新型將第一筒體內部分為多個反應倉，并調整了反應倉內的抄料板 對，原料煤成型顆粒進行預氧化處理，可以有效減少物料的破碎，減少后續所得活性炭產品 的漂浮率;然而，如果將第一筒體內部分為更多反應倉，研究發現，會顯著增加物料的破碎 率；
[0018] (2)、本實用新型由于設有分段夾套，可以實現分段加熱，因此有利于對第一筒體 和第二筒體內的反應溫度進行良好控制，從而有利于物料達到預期處理溫度而提升強度， 減少破碎；
[0019] (3)、同時，本實用新型的抄料板采用分段式的"彎折"設計，使得抄料板所抄起的 物料在落下時，可以經傾斜的第二段以一定傾斜角度逐步灑落，形成連續料幕，與傳統的直 板式的抄料板相比，可以有效減少由于物料破碎所廣生的粉料，提尚炭化廣物品質；
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實用新型的氧化炭化裝置的一種實施方式的示意圖；
[0021] 圖2為圖1中第一筒體的側視示意圖；
[0022]圖3為圖2中抄料板與分隔板的放大不意圖。
【具體實施方式】
[0023] 以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明，但本實用新型并不僅限于此。
[0024] 如圖1所示，在本實用新型的一種實施方式中，所述氧化炭化裝置包括第一外熱式 回轉窯、第二外熱式回轉窯和輸送設備6。
[0025]其中，所述第一外熱式回轉窯用于對物料進行氧化處理，包括第一筒體11和設置 在所述第一筒體11外的第一外熱夾套12,所述第一外熱夾套12套在所述第一筒體11外并固 定設置，例如通過底座固定至地表建筑基座，并將所述第一外熱夾套12的兩端與第一筒體 11密封連接，例如設置動密封環以實現密封連接，為本領域所熟知，這里不再贅述。所述第 一外熱夾套12用于為所述第一筒體11內物料的氧化處理提供所需熱量，以便為所述第一筒 體11內的氧化反應順利進行。
[0026]所述第一外熱夾套12由沿軸向設置的3個分段夾套3組成，從而有利于筒內物料的 良好受熱以提高強度，減少破碎。每個分段夾套3上均設有煙氣進口和煙氣出口（圖中未示 出），以便引入加熱所需的熱氣流。當然，本領域技術人員可以理解，在本實用新型中，所述 分段夾套3的數量可以根據生產需要進行調整，例如可以是3至6個等。其中，所述煙進口用 于向分段夾套3內供熱，所述煙氣出口用于排出分段夾套3內的煙氣(尾氣），在一個優選實 施例中，所述煙氣進口設置于所述分段夾套3的下部，所述煙氣出口設置于所述分段夾套3 的上部，以便于對筒體充分供熱。
[0027]如圖2和3所示，所述第一筒體11內設有芯管13、三塊分隔板14和多個抄料板4,所 述芯管13與第一筒體11同軸設置在第一筒體11內，優選地，所述芯管13的直徑為所述第一 筒體11直徑的1/4~1/3,以更有利于減少破碎。所述分隔板14分別沿徑向均勻設置在第一 筒體11與芯管13之間并連接所述第一筒體11的內壁與所述芯管13的外壁。本領域技術人員 可以理解，如圖2所示，上述沿徑向均勻設置是指每塊份隔板14從所述芯管13外壁沿所述第 一筒體11的徑向連接至第一筒體11的內壁，并且相鄰兩塊分隔板14的夾角為120°，從而在 第一筒體11、芯管13和相鄰分割板14之間形成三個分隔的反應倉。
[0028]每個反應倉的內壁上設有多個抄料板4,例如6~20個，以便物料均勻受熱，所述抄 料板4包括第一段41和第二段42,所述第一段41包括固定至所述反應倉的第一端43和遠離 所述第一端43的第二端44,所述第二段42連接至第一段41的第二端44并且與所述第一段41 的第二端44在連接處的夾角為110°~160°，優選地，所述夾角為120°~150°。
[0029]由于抄料板4采用分段式的"彎折"設計，所述第一筒體11逆時針轉動，使得抄料板 4所抄起的物料在落下時，可以經傾斜的第二段42以一定傾斜角度逐步灑落，形成連續料 幕，從而有效減少由于物料破碎所產生的粉料，提高氧化物料品質。在一個優選實施例中， 所述抄料板4設置于所述反應倉一側的分隔板14上，所述抄料板4的第二段42垂直于其第一 段41連接的分隔板14,所述第一段41由其第一端44至第二端43向第一筒體11內壁傾斜，以 更有利于減少后續活性炭產品的漂浮率。進一步優選地，所述第二段42的長度dl為所述第 一段41長度d2的1/4~2/3,更優選為所述第一段41長度d2的1/3~1/2。所述第二段42與所 在分隔板14之間的距離d3優選為所述內筒體3內半徑1/4~1/3。當然，本領域技術人員可以 理解，在其他實施方式中，所述抄料板4也可以在每個反應倉內大體均勻的分布。
[0030]所述第二外熱式回轉窯用于對來自所述第一外熱式回轉窯的物料進行炭化處理， 包括第二筒體21和設置在所述第二筒體21外的第二外熱夾套22,所述第二外熱夾套22用于 為所述第二筒體21內物料的炭化處理提供所需熱量;所述第二外熱夾套22由沿軸向設置的 4個分段夾套3組成，每個分段夾套3上均設有煙氣進口和煙氣出口（圖中未示出）。
[0031 ]在一個優選實施例中，所述第二筒體21內設有結構與第一筒體11內相同的抄料板 4,即同樣包括第一段和第二段，且兩者之間的夾角與長度關系相同。在一個實施例中，所述 抄料板均勻分布在第二筒體21內壁上。優選地，在第二筒體內，所述抄料板4的第一段沿所 述第二筒體21的徑向固定至所述第二筒體21的內壁。進一步優選地，所述抄料板4的第二段 12與所述第二筒體21之間的距離為所述第二筒體21內半徑1/4~1/3。
[0032]所述輸送設備6用于將來自所述第一筒體11的氧化物料送入所述第二筒體21內， 為本領域所熟知，例如可以是鏈斗輸送機。
[0033]運行時，原料煤的壓塊粒料首先進入第一筒體11內，進行氧化處理得到氧化物料。 氧化物料離開第一筒體11后經輸送設備6轉運進入第二筒體21內，進行炭化處理，得到炭化 物料。同時，外部焚燒產生的熱煙氣一部分經溫度調節后(至例如大約400 °C)進入第一外熱 夾套12,為第一筒體11的氧化處理過程供熱;一部分調節溫度至例如大約600°C后進入第二 外熱夾套22,為第二筒體21內的炭化處理過程供熱，保障反應進行。供熱后的煙氣作為尾氣 引出。
[0034] 當然，本領域技術人員理解，本實用新型還可以根據需要設置其它儀表和/或閥門 等，例如在線溫度和/或流量檢測儀表等，為了使圖1更加清楚、簡明，圖1中并未示出上述設 備，但并不會影響對于本實用新型的理解，本領域技術人員可以根據需要自行設置。
[0035] 以下進一步通過實施例說明本實用新型。
[0036] 實施例1
[0037] 采用如圖1所示的氧化炭化裝置，對原料煤的成型粒料進行氧化炭化處理，其中， 第一筒體的內部結構如圖2所示;第二筒體內設有結構相同的抄料板。另外，所述第一外熱 夾套和第二外熱夾套均設有6個分段夾套。
[0038] 將壓塊料破碎造粒，得到粒徑在6.7mm~8mm之間的粒料。氧化處理時，控制第一外 熱夾套的第一分段夾套所對應筒體內溫度為150~170°C，第六分段夾套所對應筒體內溫度 為200~220°C，其間升溫速率為0.2~0.5°C/min;以空氣作為氧化劑氧化處理時間2.5小 時，得到氧化料。
[0039]然后將氧化料送至第二筒體內，炭化處理時，控制第一分段夾套所對應內筒體內 溫度為300~320°C，第六分段夾套所對應內筒體內溫度為440~460°C，其間升溫速率為1~ 2 °C /min;在氮氣中炭化時間2小時，得到炭化料。
[0040]所述壓塊料通過如下方法制備：
[0041] (1)、將新疆哈密煤粉碎至平均粒徑為25μπι的粉煤，進行篩分，其中，粒徑大于80μπι 的粉煤含量為2.5wt% ;粒徑大于40μπι的粉煤含量為18wt% ;
[0042] (2)、將（1)得到的粉煤送入壓塊成型設備的給料倉內，并對所述給料倉內的物料 進行脫氣處理，使所述給料倉內的負壓保持在2.5kPa~3kPa;
[0043] (3 )、使所述給料倉內物料的溫度保持在70 °C~75 °C、水分含量調節為4wt~ 5wt% ；
[0044] (4)、將所述給料倉內的物料通過螺旋強制給料機送入成型設備在進行成型，所述 對輥壓塊成型機的對輥間線壓力為14t/cm，以得到壓塊料。
[0045] 檢測型煤強度，滾筒強度(GB/T 7702.3-2008)91.7%。
[0046] 所述新疆哈密煤來自新疆保利煤礦，其指標為:水分5.17wt %，空氣干燥基灰分為 1.31wt%，干燥無灰基揮發分35.54wt%，粘結指數2,屬于無粘結性煤，焦渣特征3,可磨系 數 55 %。
[0047] 對上述炭化料進行檢測，結果見表1.
[0048] 對比例1
[0049] 與實施例1的區別在于:第一外熱式回轉窯內不設分隔板，其抄料板為平板形，繞 筒體內壁均勻布置;第二外熱式回轉窯內抄料板為平板形。其余同實施例1.
[0050] 對其炭化料進行檢測，結果見表1。
[0051] 表 1
【主權項】
1. 一種煤基活性炭的氧化炭化裝置，包括第一外熱式回轉窯、第二外熱式回轉窯和輸 送設備;所述第一外熱式回轉窯包括第一筒體和設置在所述第一筒體外的第一外熱夾套； 所述第二外熱式回轉窯包括第二筒體和設置在所述第二筒體外的第二外熱夾套;所述輸送 設備用于將來自所述第一筒體內氧化處理后的物料送入第二筒體內進行炭化處理;其特征 在于： 所述第一筒體內設有芯管、多塊分隔板和多個抄料板，所述芯管與第一筒體同軸設置 在第一筒體內，所述分隔板分別沿徑向均勻設置在第一筒體與芯管之間并連接所述第一筒 體的內壁與所述芯管的外壁，從而在第一筒體、芯管和相鄰分割板之間形成多個分隔的反 應倉，每個反應倉的內壁上設有多個抄料板，所述抄料板包括第一段和第二段，所述第一段 包括固定至所述反應倉的第一端和遠離所述第一端的第二端，所述第二段連接至第一段的 第二端并且與所述第一段的第二端在連接處的夾角為110°~160°。2. 根據權利要求1所述的氧化炭化裝置，其特征在于，所述抄料板均勻分布在所述反應 倉的側壁上;或者僅設置于所述反應倉一側的分隔板上。3. 根據權利要求2所述的氧化炭化裝置，其特征在于，所述抄料板僅設置于所述反應倉 一側的分隔板上;所述的多塊分隔板為3塊。4. 根據權利要求1~3中任一項所述的氧化炭化裝置，其特征在于，所述抄料板的第二 段垂直于所述第一段連接的分隔板;所述第一段由其第一端至第二端向第一筒體內壁傾 斜。5. 根據權利要求4所述的氧化炭化裝置，其特征在于，所述夾角為120°~150°。6. 根據權利要求5所述的氧化炭化裝置，其特征在于，所述芯管的直徑為所述第一筒體 直徑的1/4~1/3。7. 根據權利要求6所述的氧化炭化裝置，其特征在于，所述第二段的長度為所述第一段 長度的1/4~2/3。8. 根據權利要求1中任一項所述的氧化炭化裝置，其特征在于，所述第二筒體的內壁上 設有多個抄料板，所述第二筒體內的抄料板結構與第一筒體內設置的抄料板結構相同。9. 根據權利要求1所述的氧化炭化裝置，其特征在于，所述第一外熱夾套和第二外熱夾 套分別包括沿其軸向設置的多個相互分隔的分段夾套，所述分段夾套上分別設有煙氣入口 和煙氣出口。10. 根據權利要求9所述的氧化炭化裝置，其特征在于，所述第一外熱夾套和第二外熱 夾套分別包括3~6個分段夾套。
【文檔編號】C01B31/08GK205590303SQ201620268495
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】韓曉林, 趙龍, 王洪強, 冀占成, 陳太廣, 趙振疆, 張雁江, 趙榮善, 舒曉亮
【申請人】神華集團有限責任公司, 神華新疆能源有限責任公司