[发明专利]一种磷酸法生产活性炭尾气磷酸回收与余热利用的方法

说明书

一，所属技术领域

磷酸法生产活性炭尾气磷酸回收与余热利用的方法，属于化学法生产活性炭技术领域，特别是涉及生产活性炭尾气磷酸回收与余热利用的技术。 

二，背景技术

用磷酸活化生产木质粉状活性炭的方法，都用内热式回转窑设备，高温烟气为热源，直接加热物料，生产过程产生的尾气，温度150-280℃，含有磷酸1.5-2.5％，活性炭粉末2-5％，水蒸汽60％，烟气35％，每吨活性炭成品，耗煤1.8-2.5t，耗磷酸0.25-0.28t，严重污染环境。尾气的处理方法，都用旋流板塔喷淋水净化尾气，大约可以回收尾气中25％的磷酸，而且回收的磷酸浓度很低，尾气的余热未加利用。201110458801.9磷酸法生产活性炭尾气及余热回收利用技术装置，：通过蜂窝状电极结构电除雾装置收集处理磷酸尾气，通过在烟道中设置2组以上的换热管进行磷酸尾气余热利用，通过筛子过孔结构及真空条件进行磷酸浓缩。这种方法，设备复杂，造价昂贵，容易结垢堵塞，且不能将回收的磷酸浓缩到磷酸法生产活性炭配酸所需磷酸的浓度。 

三，发明内容

为了克服现有用内热式回转窑设备，磷酸活化生产木质粉状活性炭方法，尾气处理技术不完善，磷酸回收不完全，热能没有利用，致使活性炭生产煤耗高，磷酸消耗大，并且严重污染环境等缺陷，提出一种高效，简便的回收尾气中磷酸与尾气余热利用的方法。 

1，技术方案： 

内热式回转窑设备，磷酸法生产木质粉状活性炭产生的尾气，在绝热条件，第一步，连续通过除尘处理，分离出活性炭粉末，清除固体杂质，笫二步，回收尾气中的磷酸酸雾，以快速旋转形式从上至下通过气液旋流分离除雾式磷酸回收器，磷酸雾滴受离心沉降作用而被甩向回收器壁上汇聚形成磷酸液膜，沿器壁向下流动，直到底部由出液口入贮酸槽，尾气向下旋转流动到达回收器下部转向中心，入排气管上升排出磷酸回收器，笫三步，尾气水蒸汽冷凝与冷水热交换，尾气进入冷凝器自上向下通过冷凝器与自下向上通过的冷水逆向间壁热交换，尾气被逐步冷却至露点以下，释放出降温显热、液化潜热，传递给冷却水，加热至 80℃以上，第四步，尾气冷却与泠水热交换，尾气入冷却器，自上向下通过冷却器与自下向上通过的冷水逆向间壁热交换，尾气被进一步冷却至50℃以下，冷却水被加热至40℃以上，再送入尾气水蒸汽冷凝器，笫五步，尾气排放，尾气由高压离心风机抽引经气囱排放。 

技术方案中所述的尾气除尘处理，用重力沉降法、复挡除尘法、旋风除尘法中的一种干法除尘，在绝热条件之下，以较小的风速分离出活性炭粉末，清除尾气中的固体杂质，以免以后尾气处理过程，设备内壁结垢、管通堵塞，分离出的活性炭粉末，含有60-70％的磷酸，与活化炭一道予以回收。 

技术方案中所述的气液分离除雾式磷酸回收器，为多个直径为50-300mm，内部具有螺旋形导向叶片结构的小型气液旋流分离除雾器组成磷酸回收器，尾气由于引导气流旋转叶片的导流作用，在回收器内以6-20m/s的速度向下旋转流动，尾气内的磷酸酸雾彼此碰撞凝聚长大，离心沉降于器壁，汇聚形成酸膜下降，使尾气内的磷酸酸雾得到完全分离回收，回收效率达95％以上。 

技术方案中所述的尾气水蒸汽冷凝器，为立型，长径比在10以上的水冷列管式或管壳式冷凝器，冷水走壳程，尾气走管程。 

技术方案中所述的尾气冷却器，为立型，长径比在10以上的水冷列管式或管壳式冷却器，冷水走壳程，尾气走管程。 

技术方案中所述的冷水来自冷水源，流经冷却器被加热至40℃以上，再流经冷凝器被加热至80℃以上，最后流入热水贮槽。 

2，有益效益 

本发明磷酸法生产活性炭尾气磷酸回收与余热利用的方法，与现有活性生产技术比较，具有设备简单，投资省，磷酸法生产活性炭尾气磷酸回收效率高(达95％)、余热利用充份(达80％)，省去蒸汽锅炉，降低煤耗(达18％)，降低磷酸消耗(达90％)，减少环境污染，提高经济效益等优点。 

四，附图说明

1，磷酸法生产活性炭尾气磷酸回收与余热利用方法流程图 

附图中附注： 

1，旋风除尘器；2，活性炭贮槽；3，气液旋流分离除雾式磷酸回收器；4，磷酸贮槽；5，尾气水蒸汽冷凝器；6，冷凝水贮槽；7，尾气冷却器；8，引风机。 

五，具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本发明的方法步骤进行详细描述。 

磷酸法生产活性炭尾气磷酸回收与余热利用方法流程如图1所示。用内热式回转窑设备，磷酸活化生产木质粉状活性炭方法，生产过程产生温度150-280℃，含磷酸1.5-2.5％，活性炭粉末2-5％，水蒸汽60％，烟气35％的尾气，在绝热条 件下，首先通过除尘处理，分离出活性炭粉末，清除净化活性炭固体杂质，以免以后尾气处理过程，设备内壁结垢、管通堵塞，回收的活性炭粉末，含有60-70％的磷酸，与活化炭一道予以回收，尾气除尘处理方法，用重力沉降法、复挡除尘法、旋风除尘法中的一种干法除尘，首选方法为旋风除尘法，其设备如图1中的旋风除尘器(1)。其次，进行尾气中磷酸酸雾回收，将尾气以快速旋转形式从上至下通过气液旋流分离除雾式磷酸回收器，磷酸雾滴受离心沉降作用而被甩向回收器壁上汇聚形成磷酸液膜，沿器壁向下流动，直到底部由出液口入磷酸贮槽(4)，回收得尾气中酸雾状磷酸；尾气向下旋转流动到达回收器下部转向中心，入排气管上升排出磷酸回收器，磷酸回收器如图1中的气液旋流除雾式磷酸回收器(3)，为多个直径为50-300mm，内部设有螺旋状的引导气流旋转的叶片的降膜气液旋流分离除雾式磷酸回收器，尾气通过的旋转速度为6-20m/s。笫三步，尾气水蒸汽冷凝与冷水热交换，尾气进入冷凝器自上向下通过冷凝器与自下向上通过的冷水逆向间壁热交换，尾气逐步被冷却至露点以下，尾气降温释放出显热，水蒸汽冷凝液化，释放出液化潜热，与来自冷却器的冷水逆向间壁热交换，尾气被冷却至90℃以下，冷却水被加热至80℃以上，流入热水贮槽(图上未画出)，水蒸汽冷凝水流入冷凝水贮槽(6)，尾气冷凝器如图1中的尾气水蒸汽冷凝器(5)，为立型水冷列管式或管壳式冷凝器，冷水走壳程，尾气走管程，回收的热水与冷凝水用于活性炭生产配酸补水、活化炭磷酸回收用水及活性炭漂洗用水，第四步，尾气冷却与泠水热交换，尾气入冷却器，自上向下通过冷却器与自下向上通过的冷水逆向间壁热交换，尾气进一步被冷却至50℃以下，释放出显热，冷却水被加热至40℃以上，再送入尾气水蒸汽冷凝器，尾气冷却器如图1中的尾气冷却器(7)，为立型水冷列管式或管壳式冷却器，冷水走壳程，尾气走管程，冷水耒自冷水源，流经冷却器，再流经冷凝器，最后流入热水贮槽，笫五步，尾气排放，尾气由高压离心风机(8)抽引经气囱排放。