申请日2007.08.03
公开(公告)日2008.11.26
IPC分类号C01B31/08; C02F1/28
摘要
本实用新型是一种无动力物理法制备污水处理专用活性炭的活化反应炉。主要由炉体、蓄热室、二次蓄热返回烧室、蒸汽发生器、供水系统、供汽系统、温度控制系统、排烟系统组成。本实用新型采用固定炭含量75-85%的木质炭化料，利用活化过程中炭原料自燃产生热量，由蓄热室和二次蓄热返回烧室蓄热感应蒸汽发生器产生蒸汽，经供汽系统向炉膛内输送水蒸汽，使炉内活化料在水蒸汽和高温下进行活化，由排烟系统和二次蓄热返回烧室调节、提升炉内活化温度，使炉内活化料充分活化。本实用新型可批量定向制备粗微孔发达的10-16nm孔分布达65%以上，碘吸附值>950mg/g，亚甲蓝180-200mg/g的活性炭，可广泛应用于城市多组份污水处理专用。
权利要求书
1、一种无动力物理法制备污水处理专用活性炭的活化反应炉，是由炉体、蓄热室、二次蓄 热返回烧室、蒸汽发生器、供水系统、供汽系统、温度控制系统、排烟系统组成的活化反应 炉装置，其特征在于：在炉体的背面上烟道口设有蓄热室，在蓄热室内安装蒸汽发生器，在 蓄热室的后部设有排烟系统;在上烟道口和二次蓄热返回烧室设有温度控制系统;在炉体的 底部设有二次蓄热返回烧室;在炉体的正面设有供汽系统;在炉体的侧面设有供水系统。
2、根据权利要求1所述的一种无动力物理法制备污水处理专用活性炭的活化反应炉，其特 征在于：活化炉炉体由内砌耐火砖，外砌建筑普砖，中间设有保温隔热层，并设有一炉双膛 共用台蒸汽发生器。
3、根据权利要求1所述的一种无动力物理法制备污水处理专用活性炭的活化反应炉，其特 征在于：在上烟道口后部设有收纳烟道气热量的蓄热室。
4、根据权利要求1所述的一种无动力物理法制备污水处理专用活性炭的活化反应炉，其特 征在于：炉体正面设有供汽系统，分别设有8纵通气孔进入炉膛。
5、根据权利要求1所述的一种无动力物理法制备污水处理专用活性炭的活化反应炉，其特 征在于：设有强抽力排烟囱。
说明书
一种无动力物理法制备污水处理专用活性炭的活化反应炉
所属技术领域
本实用新型涉及一种无动力物理法(水蒸汽)制备城市污水处理专用活性炭的活化反应 炉。
技术背景
无动力物理法活化反应炉是制备城市多组份污水处理专用活性炭的关键设备，是赋予活 性炭具有粗微孔发达和吸附性能较强的主要手段体现。活性炭是一种多孔含炭物质，具有 700～1400m2/g的比表面积与孔径分布在2～1000nm范围内形成的吸附特性，广泛应用于国 民经济各个领域，这种传统活性炭显示微孔<2nm、大孔>50nm发达，对污水中的某单一污 染物质吸附较好，用于城市多组份污水处理其吸附能力受到限制。城市污水主要体现多组份 污染物的混合物，主要包括生活污水、工业废水，其中分为无机类污染物，主要是重金属; 有机污染有一类耗氧有机物，其污染程度常用生物需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)表 示;含氮和磷等污染物，这类混合物均呈中分子。需定向生产粗微孔(10～16nm)发达的活 性炭，即适宜吸附处理分子量在300～5000之间的中等分子量多组份污染物质。
斯列普活化炉是生产活性炭的主要设备，其生产方式主要有两种：物理法气体活化;化 学法化学药品活化。物理法主要体现外设燃煤蒸汽锅炉，向炉内供给水蒸汽作为活化剂，化 学药品法生产以氯化锌、磷酸、氢氧化钾等作为活化剂，仍需要外设燃煤蒸汽锅炉，向炉内 供给水蒸汽，使用燃煤锅炉供汽和化学药品法生产活性炭会对环境造成污染，与当今社会“人 与自然和谐发展”的主题不相溶。传统法生产活性炭的活化反应炉主要有引进前苏联的斯列 普炉和我国企业自主形成的回转炉、竖式沸腾炉，而这些炉型规格较大、占地面积大、投资 大、能耗高、需要外部燃煤锅炉供给水蒸汽，必将造成产品单位成本高、性能单一和燃煤锅 炉向大气排放SO2、CO等污染环境。本实用新型解决了上述弊端，活化产品特别适宜我国城 市多组份污水处理专用。
发明内容
本实用新型是针对工业发达的今天，城市及工业集中区大量污染物污染水资源，提供一 种可制备具有高的比表面积，又具有发达的粗微孔结构的活性炭的无动力活化反应炉。
本实用新型采用的技术方案是：主要由炉体、供水系统、蓄热室、二次蓄热返回烧室、 蒸汽发生器、供汽系统、温度控制系统、排烟系统、上料口、下料口组成的活化反应炉装置。 本实用新型的活化反应炉炉体由内砌耐火砖，外砌建筑普砖，中间设有保温隔热层，并设有 一炉双膛共用一台蒸汽发生器;在炉体的背面、上烟道口后部设有收纳烟道气热量的蓄热室， 在蓄热室内安装蒸汽发生器，在蓄热室的后部设有排烟系统，为了能在活化反应后期有充足 的热量和足够的水蒸汽，活化反应炉设有强抽力排烟囱;为了能较好地控制活化炉的温度， 在上烟道口和二次蓄热返回烧室设有温度控制系统;在炉体的底部设有二次蓄热返回烧室; 为了能使水蒸气均匀通入炉膛，在炉体的正面设有供汽系统，分别设有8纵通气孔进入炉膛; 在炉体的侧面设有供水系统。针对城市多组份污水处理专用炭的生产工艺要求，利用产品原 料所含75～85%固定碳含量的木质炭化料，进行高温活化时，木质炭化料会自燃产生大量的 热量，这些热量会被蓄热室和二次蓄热返回烧室吸收。由供水系统向蒸汽发生器供水，在蓄 热室内的蒸汽发生器受热产生水蒸汽，取替传统炉型中需外部燃煤锅炉供水蒸汽，由供汽系 统通过8纵通气孔向炉膛内供汽，对炭化料进行活化反应，此时炉内炭化料大部分可燃固定 碳已烧失，炉温呈渐降趋势，蒸汽发生器也因此而显得供汽无力，这是造成传统产品性能低 下的主要制约因素。为了保证粗微孔发达，适宜多组分污水处理吸附专用，此时打开返回烧 控制闸，通过二次蓄热返回烧室，对炉膛内炭化原料进一步提温、恒温深度活化，将炉内温 度提升到750～850℃时再恒温90分钟，通过排烟囱的强大吸力，使烟道热量经由蒸汽发生 器正面自下而上，再由排烟囱形成的循环吸力的影响，使烟道热量经蒸汽发生器背面自上而 下，使蒸汽发生器充分、全面受热产生足够蒸汽，然后烟道部分热量进入二次蓄热返回烧室， 对炉膛内活化料进行二次提温深度活化，950～1050℃按工艺计量再次向炉膛内通入水蒸汽， 进一步对已形成的中孔、粗微孔、微孔进行输通与扩孔，完成产品活化的全过程，得到粗微 孔发达的炭质材料。
本实用新型的有益效果是：取消外设燃煤锅炉，节约能耗，减少燃煤污染物的排放;可 定向制备粗微孔发达的活性炭，适宜处理城市多组分污水专用。碘吸附值>950mg/g(微孔： <2nm，25%)，处理污水中的小分子结构;亚甲蓝值180～200mg/g(粗微孔：10～16nm， 65%)，处理污水中的中分子结构，克服现有炉型对制备活性炭规格单一，性能调整范围窄、 高能耗、高成本、低性能和燃煤对环境污染压力。
