[实用新型]一种碱活化法制活性炭的活化转炉

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及化学法制活性炭的活化设备，尤其是碱活化法制活性炭的活化转炉。 

二、技术背景

目前，化学活化法制活性炭的方法有两种：一种是以木屑为原料，用氯化锌溶液作活化剂制备活性炭，由于该方法对环境的污染严重，目前已经基本被淘汰；另一种是木质原料用磷酸作活化剂制备活性炭。这两种方法生产活性炭的活化设备主要是回转炉，炉内与物料接触的材料为高铝耐火砖或碳化硅耐火砖，这两种耐火材料均会与碱活化法制活性炭的活化剂氢氧化钾或氢氧化钠反应，使物料粘结在内壁上，同时腐蚀设备，因此，内衬高铝耐火砖或碳化硅耐火砖的活化炉不能被用作碱活化法生产活性炭的活化设备。 

随着我国电动汽车等新能源汽车产业的快速发展，对大容量储能设备超级电容器的需求量将会越来越大。超级电容器电极用活性炭是一种新型大容量、高性能的活性炭，具有超大的比表面积，电化学性能好，吸附容量大等特点，主要用于制造超级电容器的电极，近年来对超级电容器电极用活性炭的需求量快速增加。目前，这种活性炭是用石油焦、沥青焦等高纯度碳原料与固体活化剂KOH按适当比例混合后经800～900℃的高温活化而制成的，要求活化设备既能耐高温，又能耐苛性碱的腐蚀。目前，还缺乏较理想的操作方便，适合于碱活化法生产活性炭的活化设备。随着对超级电容器电极用活性炭需求量的快速增加，开发先进的适合碱活化法制活性炭的活化设备，以促进超级电容器电极用活性炭产业的发展，就显得非常必要和紧迫。本实用新型就是一种操作方便，适合碱活化法制活性炭的活化转炉。 

三、实用新型内容

为解决碱活化法制活性炭的活化设备问题，本实用新型提供一种既耐高温又耐碱腐蚀，适合碱活化法生产活性炭的活化转炉。该活化转炉的主体为圆筒结构，用耐高温、耐碱腐蚀的410S不锈钢制成，考虑到转筒较长和抗弯性，在筒内设置加强筋，筒体两端和中间装有托轮，整体安装在支承轮上，筒体的安装斜度与水平成4～6度角，并由调速电机经减速机通过传动齿轮驱动筒体旋转。在转筒外设置多个燃气烧嘴，并在筒体四周设置环状加热烟道，加热燃烧室沿转筒轴线方向分成两部分，在两个燃烧室之间设置转筒支承轮，用燃气燃烧来加热转筒，通过筒壁将热能传给筒内待活化的物料，使其达到活化温度以实现活化的目的。物料从加料斗经进料螺旋从转筒的一端加入，随着转筒慢速旋转，物料从转筒的一端逐渐向出 料端移动，最后掉落到暂存箱中，在暂存箱外设置冷却夹套，通自来水进行冷却。间隔适当时间进行出料。分别用热电偶测定加热烟道气及筒内物料的温度，实现对产品质量的控制。 

四、附图说明

图1为该实用新型碱活化法制活性炭的活化转炉的纵立面剖视结构示意图，(1)为支承轮；(2)为加料螺旋，用不锈钢制成；(3)为加料斗，不锈钢制成；(4)为转炉筒体，用耐高温、耐碱腐蚀的410S不锈钢制成；(5)、(7)、(13)为筒体托轮；(6)为加热烟道气出口；(8)为传动齿轮；(9)为加热炉内层，由耐火砖砌成；(10)为耐高温保温层，用保温材料做成；(11)为加热炉外层，由普通砖砌成；(12)为加热室；(14)为活化尾气出口；(15)为出料暂存箱，不锈钢制成；(16)为测物料温度的热电偶；(17)为活化炉基础，由混凝土浇注或用砖砌筑而成；(18)为冷却夹套；(19)为出料闸板，不锈钢制成。 

图2为该实用新型碱活化法制活性炭的活化转炉的横截面结构示意图，(20)为测烟道气温度的热电偶；(21)为加强筋，起加强转筒抗弯强度的作用；(22)为燃气烧嘴。其余部件同图1。 

五、具体实施方式

碱活化法制活性炭的活化转炉的主体为筒体结构，其直径和长度可根据对产量要求来确定，一般来说，直径应在1.0～2.0米，较合适的直径为1.2～1.8米，合适长度为15～20米，转筒内均布设置四根加强筋。活化工艺的操作是这样实现的：如图1所示，活化转筒的安装斜度与水平成4～6度角，用调速电机并通过减速机和传动齿轮驱动转筒慢速旋转，将与固体碱或碱溶液混合均匀的物料加入料斗(3)中，经加料螺旋(2)输送到转筒中，随着转筒慢速旋转，物料从转筒的一端逐渐向出料端移动，最后掉落到暂存箱中，在暂存箱外的冷却夹套中通自来水进行冷却，并间隔适当时间进行出料。在转筒外设置多个燃气烧嘴，并在筒体四周设置环状加热烟道，加热燃烧室和环状加热烟道沿转筒轴线方向分成两段，分别用燃气燃烧来加热转筒，通过筒壁将热能传给筒内待活化的物料，使其达到活化温度以实现活化的目的。用热电偶(20)测定烟道气的温度，并在转筒尾部安装热电偶(16)来测定筒内物料温度，使其达到活化温度的要求，实现对产品质量的控制。将燃气在第一段燃烧室燃烧并通过第一段烟道后引入第二段加热用烟道，以充分利用其热能。将排出口(6)的加热用烟道气通到热能回收设备回收其余热后经烟囱排向大气。活化过程中产生的活化尾气经排出口(14)引至烟囱排向大气。