【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及活化領(lǐng)域，尤其涉及一種活性炭分段式爐內(nèi)外的協(xié)同活化方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、活性炭是一種具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大比表面積的無定形碳質(zhì)多孔吸附材料。其內(nèi)部由石墨微晶構(gòu)成的碳原子排列成六角形晶格平面，具備sp2雜化軌道結(jié)構(gòu)。由于其獨(dú)特的物理化學(xué)特性，活性炭被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生等諸多領(lǐng)域。在工業(yè)領(lǐng)域，活性炭可用于氣體凈化、溶劑回收、催化劑載體等；在環(huán)境保護(hù)方面，可有效去除水體和大氣中的污染物；在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，則可用于藥物載體、血液凈化等。活性炭的制備工藝主要包括碳化和活化兩個關(guān)鍵步驟。其中，活化過程是決定活性炭產(chǎn)品性能的核心工序，通過活化可以顯著提高碳材料的比表面積和孔隙度，增強(qiáng)其對目標(biāo)物質(zhì)的吸附能力。傳統(tǒng)的活化方法主要包括物理活化和化學(xué)活化兩種。物理活化通常采用水蒸氣、二氧化碳或空氣作為活化劑，在700-1000℃的高溫條件下進(jìn)行；化學(xué)活化則使用氯化鋅、磷酸、氫氧化鉀等化學(xué)試劑，在相對較低的溫度下實(shí)現(xiàn)活化效果。
2、然而，現(xiàn)有技術(shù)在活性炭活化過程中仍然存在以下突出問題：活化效率低下，目前普遍采用的活化工藝存在原料轉(zhuǎn)化率不高的問題，導(dǎo)致產(chǎn)品得率較低，生產(chǎn)成本居高不下。具體表現(xiàn)為單位原料投入產(chǎn)出的活性炭數(shù)量有限，且產(chǎn)品質(zhì)量波動較大。活化均勻性差，在物理活化過程中，活化劑（如水蒸氣）與碳質(zhì)原料的接觸往往不均勻，造成活化程度的局部差異。這種不均勻性直接影響產(chǎn)品的性能一致性，降低了活性炭的整體品質(zhì)。反應(yīng)深度不足，由于活化劑與碳質(zhì)原料的接觸時間較短，活化反應(yīng)往往僅發(fā)生在材料表層，難以深入到碳芯內(nèi)部
3、因此，亟需一種技術(shù)方案，從而能夠提高蒸汽利用率，降低能耗與維修成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請實(shí)施例提供了一種活性炭分段式爐內(nèi)外的協(xié)同活化方法及裝置。本申請解決了現(xiàn)有技術(shù)蒸汽的利用率低，故障率高等技術(shù)問題。
2、本申請實(shí)施例提供了一種活性炭分段式爐內(nèi)外的協(xié)同活化方法，包括：將活性炭物料經(jīng)由爐體一端進(jìn)行升溫，使所述物料達(dá)到反應(yīng)溫度；在所述爐體的煙氣通道處設(shè)置爐外直管或盤管，將升溫后的物料引入所述直管或盤管內(nèi)；通過所述爐體的傾斜角度將爐內(nèi)高溫物料引出至所述直管或盤管；在所述直管或盤管內(nèi)通入蒸汽，使所述物料與所述蒸汽進(jìn)行活化反應(yīng)。
3、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括：配置多段爐體，將完成第一次活化的物料返回爐體進(jìn)行多段循環(huán)升溫活化；在倒數(shù)第二個煙氣通道處的爐外管末端取樣進(jìn)行碘值檢測，不達(dá)標(biāo)時返回目標(biāo)活化階段重復(fù)活化，達(dá)標(biāo)時輸出并降溫處理。
4、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，配置多段爐體，將完成活化的物料返回爐體進(jìn)行多段循環(huán)升溫活化，包括：將完成第一次活化反應(yīng)的物料返回爐體內(nèi)第二個升溫管道進(jìn)行二段升溫；在所述爐體的第二煙氣通道處設(shè)置爐外管；將二段升溫后的物料引入所述爐外管內(nèi)；在所述爐外管內(nèi)通入蒸汽，使所述物料與所述蒸汽進(jìn)行第二次活化反應(yīng)；將完成第二次活化反應(yīng)的物料返回爐體內(nèi)進(jìn)行下一循環(huán)的升溫活化。
5、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，不達(dá)標(biāo)時返回目標(biāo)活化階段重復(fù)活化，包括：當(dāng)所述物料的碘值不達(dá)標(biāo)時，通過反向螺旋管將所述物料返回至目標(biāo)活化階段重復(fù)活化。
6、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括：對物料進(jìn)行粒度分布特性測定、休止角測量及質(zhì)量損失速率計算，獲取所述物料的目標(biāo)參數(shù)，所述目標(biāo)參數(shù)包括中值粒徑、粒度分布均勻系數(shù)、休止角及質(zhì)量損失速率；基于所述目標(biāo)參數(shù)選擇并設(shè)置直管或盤管的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
7、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，基于所述目標(biāo)參數(shù)選擇并設(shè)置直管或盤管的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括：當(dāng)所述物料的中值粒徑位于第一預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)且所述粒度分布均勻系數(shù)小于第一預(yù)設(shè)值時，選擇直管進(jìn)行設(shè)置；所述直管的內(nèi)徑與所述物料粒徑的比值位于第二預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)，所述直管的傾斜角度位于第三預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)；當(dāng)所述物料的中值粒徑不在所述第一預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)或所述粒度分布均勻系數(shù)大于所述第一預(yù)設(shè)值時，選擇盤管進(jìn)行設(shè)置；根據(jù)所述物料的休止角，按照預(yù)設(shè)計算公式計算所述盤管的螺距與管徑比值；當(dāng)所述質(zhì)量損失速率大于第二預(yù)設(shè)值時選擇所述盤管，當(dāng)所述質(zhì)量損失速率小于或等于所述第二預(yù)設(shè)值時選擇所述直管。
8、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，在倒數(shù)第二個煙氣通道處的爐外管末端取樣進(jìn)行碘值檢測，不達(dá)標(biāo)時返回目標(biāo)活化階段重復(fù)活化，包括：采集物料樣品，經(jīng)氣動輸送至碘值檢測，將樣品研磨、加入碘標(biāo)準(zhǔn)溶液振蕩后，利用分光光度計測定吸光度并計算碘值；根據(jù)測得的碘值，通過設(shè)定螺距比值及傾角的反向螺旋管和多通道分流裝置，將物料按預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速返回至對應(yīng)活化段并調(diào)節(jié)蒸汽流量。
9、一種可以的實(shí)現(xiàn)方式中，其中，根據(jù)測得的碘值，通過設(shè)定螺距比值及傾角的反向螺旋管和多通道分流裝置，將物料按預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速返回至對應(yīng)活化段并調(diào)節(jié)蒸汽流量，包括：設(shè)置滿足預(yù)定內(nèi)徑比值、螺距比值及傾角要求的反向螺旋管和多通道分流裝置；當(dāng)物料碘值處于第一碘值區(qū)間時，通過反向螺旋管以第一轉(zhuǎn)速將物料返回至最后一個活化段入口處；當(dāng)物料碘值處于第二碘值區(qū)間時，通過多通道分流裝置以第二轉(zhuǎn)速將物料返回至倒數(shù)第二個活化段；當(dāng)物料碘值低于第二碘值區(qū)間下限時，通過分流裝置將物料返回至首個活化段，同時提高該段蒸汽流量。
10、本申請實(shí)施例還提供了一種應(yīng)用如上述實(shí)施例任一項所述協(xié)同活化方法的裝置，包括一段或多段爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)有煙氣通道，所述煙氣通道處設(shè)有直管或盤管的爐外管道；所述爐體具有進(jìn)料端和出料端，所述進(jìn)料端至煙氣通道之間用于物料升溫，所述出料端用于對活化后的物料進(jìn)行降溫；所述爐外管道用于將升溫后的物料引出并通過一個或多個供氧風(fēng)機(jī)通入蒸氣進(jìn)行活化處理后返回爐體；所述爐外管道包括正向管道和反向管道，所述反向管道用于將活化后的物料引入前端進(jìn)行再次活化。
11、在如上所提供的一種活性炭分段式爐內(nèi)外的協(xié)同活化方法及裝置中，本申請實(shí)施例通過將產(chǎn)品與煙氣通道分離開，并集中在特定區(qū)域內(nèi)強(qiáng)制充分與蒸汽接觸，能夠提高蒸汽的利用率。進(jìn)一步地，在一些實(shí)施例中，通過電氣化控制，只在產(chǎn)品的區(qū)域噴入蒸汽，能夠降低故障率和維修成本。
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1.一種活性炭分段式爐內(nèi)外的協(xié)同活化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，其中，配置多段爐體，將完成活化的物料返回爐體進(jìn)行多段循環(huán)升溫活化，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，其中，不達(dá)標(biāo)時返回目標(biāo)活化階段重復(fù)活化，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，其中，基于所述目標(biāo)參數(shù)選擇并設(shè)置直管或盤管的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，其中，在倒數(shù)第二個煙氣通道處的爐外管末端取樣進(jìn)行碘值檢測，不達(dá)標(biāo)時返回目標(biāo)活化階段重復(fù)活化，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，其中，根據(jù)測得的碘值，通過設(shè)定螺距比值及傾角的反向螺旋管和多通道分流裝置，將物料按預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速返回至對應(yīng)活化段并調(diào)節(jié)蒸汽流量，包括：
9.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1-8任一項所述協(xié)同活化方法的
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種活性炭分段式爐內(nèi)外的協(xié)同活化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，其中，配置多段爐體，將完成活化的物料返回爐體進(jìn)行多段循環(huán)升溫活化，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，其中，不達(dá)標(biāo)時返回目標(biāo)活化階段重復(fù)活化，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，其中，基于所述目標(biāo)參數(shù)選擇并設(shè)置直管或盤管的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的協(xié)同活化方法，其特征在于，其中，在倒數(shù)第二個煙氣通道處的爐外管末端取樣進(jìn)行碘值檢測，不達(dá)標(biāo)時返回目標(biāo)活化階段重復(fù)活化，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王萬壽，許揚(yáng)，侯春曉，張偉，楊志剛，
申請(專利權(quán))人：新疆回水環(huán)保新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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