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外热式回转炭化炉



1、外热式活性炭回转炭化炉概述

活性炭生产过程中炭化工艺是生产活性炭的主要工序之一,也是活化前的主要准备和基础工序,炭化工艺直接影响活化的操作及产品的孔隙结构、吸附性能和机械强度,而且对原材料进行适当的氧化处理,可提高活性炭的吸附性能和产出率 在欧美等发达地区常采用预氧化处理技术,而在我国应用较少。 陕西延河水泥机械研发的活性炭生产工艺在炭化工艺采用外热式炭化炉获得了比较好的效果。目前在炭化工艺过程中,多采用内热式炭化炉 , 在炉内进行直燃,容易造成炉内炭化料燃烧而造成得率低,炭化效果和炭化料的质量造成影响


2
、外热式回转炭化作用与炭化炉结构原理

炭化目的:

1) 使原煤或成型料获得必要的机械性能(如耐磨性、硬度、抗碎裂性等);

2) 使原煤或成型料获得尽可能丰富的孔隙结构,这些孔隙结构大多来源于原料的原始孔结构( 在炭化过程中其被打开孔口),部分是由于煤的成分在热处理过程中发生聚合、脱除反应而产生的。


炭化炉种类很多,如立式移动床窑炉、土窑炉、耙式炉、内热式回转炭化炉等。 活性炭生产原料的煤种不同,在炭化过程中的表现不同,炭化时所使用的炭化设备也不同。

通常在 649 ℃ 以下时压块料的干馏热为吸热, 相当于分解反应;高于 649 ℃ ,一般为放热,相当于缩聚反应。 活性炭生产过程中的炭化属于 649 ℃ 以下的干馏过程,所以炭化只有吸热 煤基活性炭所需炭化料的生产采用低温炭化工艺,煤的低温干馏与煤的热性质密切相关。在干馏过程中,温度达到 200 ℃ 左右时,压块料内的含氧官能团(部分是预氧化形成)分解,产生 CO2 和水。当温度继续升高时,煤结构本身热软化。 非芳香族物质获得一定的能量后,呈气态或液态脱离煤的基本结构单位。 一般在200 ~ 500 ℃ ,分解出大量的甲烷、烯烃和低温焦油类物质。当温度继续升高到 500 ~ 700 ℃ ,一方面,热分解更激烈,主要是甲基和较长的侧链分解产生甲烷、氢和CO;另一方面,基本结构单位的芳香族碳环聚合形成半焦。以外热式回转炉作为炭化工段的设备,回转炉内采用多筒圆形阵列分布,加热在外夹套内循环加热,可严格控制各段的温度,达到预氧化及炭化的作用。通过生产运行及工艺参数的确定,目前的外热式回转炭化炉运行稳定,此炭化设备生产的炭化料经活化生产后得到的活性炭产品质量更高。

3、外热式回转炭化炉的应用场景

外热式回转炭化炉一般应用在颗料较小的煤基炭的炭化,比如破碎炭、压块炭、压片炭、柱状炭等应用效果非常好。


4、外热式回转炭化炉生产活性炭的主要特点:

1) 炭化工序能耗低:采用外热式回转炭化炉,因热源废气跟物料是隔开通道,尾气热值高,可焚烧后进行入夹套对原料进间接加热,达到炭化过程实现自我热平衡,不需要外部热源补充热能,进一步降低工艺能耗。

2) 料损小,得率高采用外热式回转炭化炉,因加热工艺原理是间接加热,不烧损炭化料粒,故得率高,使活性炭生产成本大大节省。

3) 活性炭品质高:外热式回转炭化炉的工艺结构决定有预氧化的处理作用,可有效提高活性炭的吸附性能,并且具有提高活性的的强度作用。

4) 环境友好:产品冷却采用间接冷却,整个工艺过程无污水排放。

5) 温度控制水平高: 外热式回转窑采用分段控制,具有灵活的调节手段,易于控制窑内温度。

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