[发明专利]以天然气为燃料加工木屑生产活性碳的环保方法

说明书

㈠技术领域：本发明涉及一种活性碳的生产方法，具体是一种以天然气为燃料加工木屑生产活性碳的环保方法。

㈡背景技术：利用木屑生产加工活性炭的生产工艺，一般分为原料处理—碳化活化—回收漂洗—脱水干燥—粉碎包装六个生产过程。影响活性炭产品质量和产量的关键工序是木屑碳化与炭的活化过程。木屑经过清洁脱脂并与40-42%的磷酸溶液混合均匀后，在一定的温度下，密闭自然碳化，这一化学过程称为木质纤维素干馏碳化。木屑碳化时，磷酸浸渍液与炭分子作用，渗透造孔，炭分子比表面积迅速增加，使木屑碳化后的炭分子具有很强的吸附活性。一般通用衡量活性炭吸附活性的指标是亚甲基蓝吸着力和焦糖脱色力，亚甲基蓝吸着力越大，活性越强，活性炭脱色、去臭、去污能力可用焦糖脱色力来说明，活性炭的比表面积越大，焦糖脱色力越好，一级品的焦糖脱色力应大于110%。

目前生产活性碳的转炉，其供热装置所用的燃料主要为煤炭或木柴，一般在转炉的一端燃烧，依靠燃烧产生的烟气进入转炉内供热。这种供热方式存在以下问题：1）煤炭、木柴的资源紧缺；同时燃烧烟气大，生产车间环境差，排放的SO₂对大气污染严重，生产企业必须远离人居地建厂，增加了企业管理及环境治理成本；2）煤炭或木柴在转炉一端燃烧，其所产生的烟气供热，使转炉轴向温度不稳定，温度波动区间多，木屑活化有效时间短，影响产品质量。

㈢发明内容：本发明的目的就是对现有生产方法进行改进，提出一种以天然气加工木屑生产活性碳的环保方法。本发明所用的转炉内外结构及转动装置与现有技术相同，只将转炉外部的供热装置所用的燃料由原来的煤炭或木柴改为天然气，同时将原来的一端供热改为两点供热，并控制相应的工艺参数，使转炉轴向各区域温度接近理想的碳化活化温度，并保持相对稳定，增加了木屑活化的有效时间，提高了产品质量。同时以天然气作为原料，热量损失小，大大改善了车间生产环境，既节能又环保。

本发明为实现上述工艺方法，对现有转炉作如下结构上的改进：1）在转炉外设置一天然气控制柜，在距离转炉出口0.8m及5m处各装一个天然气燃气灶；2）在距离转炉出口18-20m处设置一个保温缓冲装置，所述的保温缓冲装置的主要作用就是减缓炉内温度过快降低，因此有很多种技术方案均可实现此目的。

本发明的工作过程及原理：木屑经清洁脱脂并与一定浓度的磷酸溶液混合后，经转炉入口的水平螺旋喂料机均匀送入转炉中；依靠转炉的传动装置中的减速机控制转炉的转速，从而控制木屑在转炉内向出口的移动速度。木屑在转炉中边加热边旋转向前移动，在移动中逐步碳化，碳化的过程同时也是磷酸造孔活化的过程。木屑经碳化造孔活化后即从转炉出口中送出，并送入回收漂洗、脱水干燥、粉碎包装工序，最终制得活性碳。

 本发明中影响活性碳产品质量和产量的关键工序是木屑碳化活化过程。本发明采用天然气作为燃料并在转炉内设置两处燃烧点及保温缓冲装置，使转炉轴向各区段温度波动区间减少，转炉后部的天然气燃烧点只要保持热量，保持木屑进一步活化所需的温度，即可增加木屑活化的有效时间，从而提高了产品的质量和企业的整体效益。

本发明的实施只要厂房附近有天然气管道，每小时有5m³的气源供应即可。转炉的主要结构及喂料、转动装置与现有以煤炭或木柴为燃料生产活性碳的装置一样，无需改进。

表1是本发明方法与现有方法分别采用热电偶插入式温度计测定的炉温数据：

表2是本发明方法与现有方法生产的活性碳主要技术经济指标对比。

根据转炉生产活性碳结果分析，最佳碳化温度为390-400℃，最佳活化温度为350-360℃，从上表可以看出，本发明方法炉体各段所测定的温度更接近最佳碳化温度和活化温度，而且各段之间波动幅度较小。试验表明，本发明方法的生产产量与现有技术相对可提高7.0-8.5%,亚甲蓝吸着力由14.5ml/g上升到16.6ml/g, 焦糖脱色力由原来110%提高到118%；磷酸每吨消耗平均减少35kg，虽然天然气燃料成本高于煤炭及木柴，但产量和质量提高所带来的效益，抵扣天然气燃料增加的成本还有富余，但使用天然气作为燃料大大节约了对所排放尾气的治理所需的投资和运行成本，减少了对环境的污染，改善了生产环境，节约了有限的煤炭和木柴资源，赢得了良好的社会效益。

㈣附图说明：

图1是本发明所使用的转炉结构简图（喂料及转动部分省略）；