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斯列普活化炉
添加时间:2018/03/26
斯列普活化炉

斯列普活化炉起源与发展:

斯列普活化炉起源于20世纪30年代的欧洲大陆-法国,后在原苏联境内推广,50年代由中国引进了该技术,建造了十台576孔炉,年产量为1000吨,规模生产煤质柱状活性炭。七十年代,在吉林开山屯利用该技术建了相同的炉子,与此同时,北京化工部第二设计研究院又专门针对北京光华厂设计了160、200、336、448、576炉型并正式投产。80年代,各地小型企业和乡政企业如雨后春笋般地兴起,建造了不少斯列普活化炉。特别像山西大同和宁夏银川,由于资源优势,兴建和发展了好多斯列普活化炉,形成了我国北方生产煤质活性炭的两大基地。90年代,我公司引进该设备,根据斯列普活化炉的原理和构造自行设计了288孔炉,专业生产净水果壳活性炭,其设备具有:

①如活化带装马鞍砖,使炭粒按“之”字形路径移动,加强了活化作用;

②设计了蓄热室,热能利用好,活化剂饱和水蒸气温度高,有利于活化;

③没有繁重的维修工作量;

④多品种、多规格生产颗粒炭,粒径范围大,从φ1-φ12mm;

⑤活性炭靠扩散和渗透作用活化活性炭;

⑥工艺稳定,产品质量均匀;

⑦活化得率高,生产能力大;

⑧不需要外加热,靠自身热量就可达到热平衡;

⑨环境污染不大,劳动强度小;

⑩炉使用寿命长。

斯列普活化炉结构:

斯列普活化炉主要由炉本体、两个蓄热室、水封、卸料器、空气和蒸汽管系、仪器仪表、烟道烟囱等组成。

活化炉结构

图一活化炉结构

1-产品道;2-冷却带;3-活化带;4-下远烟道;5-红砖墙;6-烟道盖板;7-硅酸铝纤维毡;8-耐火砖;9-料槽;10-水封;11-上远烟道;12-补充炭化砖;13-上连烟道口;14-上近烟道;15-中部烟道;16-下连烟道;17-下近烟道;18-活化带;

1)炉本体为方形体,如图一所示,外形尺寸:长×宽×高=5572×6244×12000mm。在露天建造,外墙由370mm红砖砌成,内墙由230mm耐火黏土砖砌成,红砖与耐火砖之间,铺一层20mm厚硅酸铝纤维毡,起隔热保温和膨胀收缩作用。有的炉子外面还抹一层石棉保温层。如炉子建在室内,外墙红砖240mm就行了。炉内正中间用644mm或348mm耐火砖墙将炉子分成左右两半炉。两半炉靠下连烟道连通,上部由两个上连烟道和左右蓄热室连通。炉子由17种异形耐火砖码砌成炉芯,形成产品道和气道。水封槽砌成八个独立的料槽,同时可生产八种不同规格的产品。

活化炉本体半炉自上而下分成四个带,即预热带,补充炭化带,活化带,冷却带。

①预热带高1.6lm,由普通耐火砖和平板砖砌成,可装炭料9吨左右,它的作用是装入足够的炭化料,以方便活化炉定时卸料操作,逐步预热炭化料,使其缓慢升温。

②补充炭化带,由特异形砖码砌而成,高0.85m,炭化料通过气道吸收热量,使炭化料还含有的挥发分得到补充炭化和热解,为进一步活化创造了条件。

③活化带,由39层特异形砖码砌而成,高3.9m。活化带砖形如马鞋,因此斯列普炉又称之为鞍式炉。在活化带,炭料和活化剂接触,得到活化,活化剂经扩散和渗透作用经一系列化学反应,使炭形成发达的孔隙结构和巨大的比表面积,使活性炭有了较大的吸附能力。

④冷却带,总高0.5m,也是由特异形砖码砌而成。在冷却带,活性炭已经活化成,它不再与炉气接触,而起着使高温炭逐步降温,以免卸出炉外的炭料在高温下与空气发生氧化作用,而影响炭的质量和得率。

炉芯与前后炉墙之间,各有一侧烟道,则烟道又被烟道盖板,上下加以分解,从上到下形成上近烟道,上远烟道,中部烟道,下远和下近烟道。如使可燃气体在侧烟道内充分均匀的燃烧,维持活化炉的工艺温度,在上远、中部,下远烟道内,均设有空气格栅入口,以便外部通入适量均匀的空气燃烧放热。连接两半炉的下连烟道,顶部也设计有进风口,以保证两下近烟道的温度。经蓄热室的两上连烟道,各设计有均布的进风口,保证加热时提高炉气温度,以便排出烟气时,回收更多的热量。

为检查检修方便,在炉体的侧烟道处设计有10个人孔,人孔砌筑在炉底和盖板以上,人孔上装观火孔件和测压管。

活化炉下部构件,有钢梁钢柱结构,也有钢筋混凝土结构。前者材钢消耗多,投资大,维修保养麻烦,后者结构简单,投资少,勿需维护保养,但显得笨重。

为防止炉体因膨胀开裂,炉体外围用型钢做护炉架。护炉架采用相互焊接,即“死炉架”。

2)蓄热室

1-排烟口;2-喷蒸汽管;3-耐火砖墙;4-底拱;5-保温层;6-钢外壳;7-格子砖;8-上连口;9-拱顶砖;10-保温层;

蓄热室是斯列普活化炉的节能装置,是该活化炉设计的特点之一。它充分利用了排气中热能回收,使炉子本身达到了热平衡,不需要外部补充热量。它使活化剂水蒸气,从加入的130——150℃提高到1000——1100℃,加强了活化作用。

与炉子配套的蓄热室有两种形式。一种是砖砌式,须在外边加固,但建炉投资要省一些,另一种为直立钢筒式,这种蓄热式的造价要高一些,但比较气密,也散热少。以上这两种形式,都装有热交换介质-格子砖,排烟时吸收储存烟气中的热量,从而又降低了排烟温度。进蒸汽时格子砖热量放出,将饱和水蒸气过热,每个蓄热室换热面积为240平方米,共56层格子砖。

底拱承受格子砖重量,因而多为半圆拱。汽管开孔喷入蒸汽,若坏了,在外面就可更换。

3)水封

水封作用主要有三:(1)防止空气漏入炉内,稳定系统的温度和压力;(2)加料和疏通产品道;(3)防止有毒有害气体外逸,造成中毒事故或大气污染。

水封由水封槽和水封盖组成,水封槽由型钢和钢板组成。内边框比外边框高5姗,以防止冷却水流入炉内,影响系统炉温平衡,防止料槽耐火砖开裂。水封盖为了轻便和耐用,一般用不锈钢板加工。

4)卸料器

卸料器由型钢和钢板制成,是双层密封定体积卸料器j除密封外,还可起到调节和稳定产品质量的效果。为防止动板渗炭增厚,影响操作,好多厂家采用不锈钢板做动板,解决了渗碳增厚问题,推拉也轻便了。

5)空气管和蒸汽管

炉内助燃用空气,由送风机和空气管输入,空气管有制式的,也有用钢板卷制的。前者使用寿命长,后者易锈蚀损坏,增加了拆卸安装次数。空气量大小的控制,都用所装蝶阀和插板控制。蒸汽管采用无缝钢管,流量大小由蒸汽流量计控制。

6)仪器和仪表

炉温高低由热电偶和数显仪表指示,调节炉温高低,由空气量大小调节。考虑这些仪器的使用性和经济性,热电偶使用镍铬、镍硅的。压力指示采用压力计测出,空气流量的大小也由压力计控制。

7)烟道烟囱

活化炉排气由烟道经烟囱排出。排气烟道由耐火黏土砖和红砖黏土砖砌成。烟囱用砖砌烟囱最好,它排气量大,抽力大,使用寿命长。也有用钢烟囱的,虽然投资省,但使用时间短,排气量抽力也不大,拆装又费劲,若资金充余,应该建一座标准砖烟囱。

斯列普活化炉活化原理:

1)斯列普活化炉属立式流动固定床,炭化料经筛选后,用加料斗或加料车加入到炉内,炭借助重力作用沿产品道缓慢地向下移动,前后经过预热带、补充炭化带、活化带、冷却带。在活化带与活化剂接触,得到活化,最后由卸料器卸出。炭在活化带除借助重力向下移动外,还沿着活化带的马鞍砖走“之”字形路径,达到延长时间,加长路径和均匀活化的目的。

2)斯列普炉体本身,根据活化原理,内分为两个并列的半炉,上部由上连烟道与两个蓄热室平行连接,下部由下连烟道,使并列两半炉连通。按操作及化学反应变化,将加活化剂—水蒸气的半炉称之为冷却半炉,可燃气体加空气的半炉称之为加热半炉。当左半炉冷却时,关闭该半炉的烟道闸阀及空气总蝶阀,打开蒸汽阀,由蓄热室底部加入130——150℃的水蒸气,由下而上,经蓄热室墙体和格子砖,吸收了已储存的热量,到蓄热室顶部,水蒸气过热到1000——1100℃左右,经上连烟道,进入左半炉,进行从上到下的活化作用。进入右半炉即上连烟道→上近烟道→上远烟道→中部烟道→下远烟道→下近烟道→下连烟道→下近烟道→下远烟道→中部烟道→上远烟道→上近烟道→上连烟道。高温混合气流经蓄热室自上而下地与格子砖产生热交换,温度由1000——1100℃降至300——400℃,气体由烟囱排走。30分钟切换后,流经方向相反。如此循环,反复多次进行,使炭受到了活化。

斯列普活化炉操作规程:

1)开炉:

开炉条件必须在开炉前具备。活化炉建于春、夏,可以不采取烘炉方式烘干,可直接开炉。若活化炉建于秋、冬,则开炉前应烘炉5——7天。烘炉时,烧锯末、木材均可,可在各侧烟道、蓄热室底部装入燃料点燃。烘时火苗不宜过大,维持微火即可,最高温保持在300℃即可。烘前炉内可不加半成品,将调节阀开启5cm,两排烟切换阀各开启三分之一。为减少炉内吸入外界空气,可将人孔,出料槽堵塞,人孔暂用麻袋或纸板堵上。烘炉结束,炉子冷却下来,人要进炉内检查。检查有无隐患,如有问题要设法解决。

烘炉结束后,可以准备开炉。要做工作有:

a.检查和疏通产品道;

b.检查风机和送风情况,并试运转;

c.用煤粒或炭料冲洗干净产品道;

d.若气道无漏炭,可将各人孔封严;

e.绘制好升温曲线,备好燃料和烧火用具及工具;

f.用整齐的无烟粒煤或炭化料或开炉炭装满炉子;

g.备好手电和应急灯,备好气体分析仪。

使装满炭的炉子,按确定的升温速度,点火升温,达到加入蒸汽和周期切换,满足生产果壳炭工艺条件的目的,即为开炉顺利完成。

开炉时有多种方法,如燃油法,烧气法,加煤块燃烧,烧木材法等,方法虽然不同,但目的都一致,都是为了让活化炉能开动起来。具体采取何种方法,须根据各厂家的具体情况而定。需要说明的是自然法开炉法,它不加燃料而是加入刚出炉的炭化料,靠其本身所含热量,逐步进行调控,使炉子达到加入水蒸气和达到周期切换的条件,调整到生产出果壳炭的工艺要求,并生产出符合要求的活性炭。此法需经验丰富的人员开炉,故一般不用此法,开炉前对参加人员最好进行一次培训。开炉采用燃煤法为例。

开炉人员须知:开炉初期,目的是使炉砌体逐步加热,使炉内所加半成品炭,逐步获得热量升温,因此要防止大量的空气进入炉内燃烧。这一阶段比较好操作,但要经常观察燃烧室情况和炉温上升趋势,炉压力变化情况,及时调整。当1、2点温度升到200℃后,开炉进入不安全期,这时须经常分析炉气成分和含量,重点在9、10点取样分析,看C0含量的高低,要控制在5%以下,若偏高,应开大调节阀排放2——3分钟,以确保开炉安全。开炉过程中应定时放料避免烧结和堵塞产品道。开始点炉,每四小时放料一次,而后根据情况缩短至2小时,l小时一次,但不能允许大放料。若炉内某点炉温达600℃以上,气道烧红,开炉即进入升温阶段,这时受控制各点的升温速度,使其按规定均匀上升。同一截面的温差应尽量小一些。日升温控制在40——68即可。控制方法,要根据具体情况加蒸汽或加大卸料量去调控,具体由负责人做决定,班长去执行。在开炉中炉内负压和烟囱抽力十分重要,要根据炉压去调抽力。保持炉压为-5——-10Mpa。不要随意动烟道调节阀和烟气切换阀。

斯列普活化炉具体操作过程:

a.用浸油棉纱在两个燃烧室点燃木材,开始火势应尽量小;

b.从点火到1、2点炉温达到400℃前,保持炉压-5Mpa——-10Mpa,400℃以后,炉压微正,1、2点炉温200℃左右,活化带气道映红了,此时操作应特殊注意3、4点炉温,仍然按规定的升温速度控制,若升温太快,须加蒸汽控制,千万别失控;

c.当蓄热室顶部温度升到700℃以上时,加入蒸汽会与碳反应,产生可燃气体,在有氧存在条件下,会产生放热反应,使升温加速,故此时要注意炉内漏入空气量;

d.当3、4,5、6,7、8点有的已达到600℃以上时,且在活化炉内有可燃气体,可以向这些点进行机械通风,一般是从下到上的顺序,加空气之前,左下近与右下近,左下远与右下远,左前中部与右前中部,左上远与右上远的温差应尽量小;

e.开炉过程中应经常取样分析炉气成分,明确C02、CO、02的含量,特别是CO不得大于5%,O2含量400℃以后,不得大于0.2%;

f.当上远炉温达到750℃时,应开始加入生产用的合格炭化料。每班加料一次,注意炉内料面下沉不准大于60厘米。水封槽应经常加满水;

g.当蓄热室顶部温度到达900——1100℃时,开始加入蒸汽用量的二分之一蒸汽量换火。若升温困难,蓄热室温度达到800℃也可换火;

h.炉内卸出料可重复加入炉内使用,但粉末多时应过筛。卸出料如果合格,可放在一边组批。注意加卸料,换火切换不能同时进行;

i.开炉中遇停蒸汽,停电,按相应的紧急措施处理;

j.开炉计划:

m.说明:

准确地绘制升温曲线较困难,因为活化炉测点较多,只能按趋势走向绘出。比如点火的第一周,指1,2点升到200℃。7天以后到15天各点综合上升到900℃为限。11,12点温度还要继续上升,达到换火的目的。所以讲升温曲线只选一个趋向,大致按此升温。各点炉温按此趋向升温即可。日升温40——60℃指升哪点,控制哪个点的升温速度,其后面各点炉温较低,特别在开始,各点炉温差别较大。到后来各点都升温,差别就小了,但是还有差别。

2)停炉:

所谓停炉,就是将生产运转的炉子炉温降到常温。要求停炉重点,必须使炉内各点的温度均匀下降,日降温控制在60——100℃。

停炉分两个阶段。中部炉温降至600℃为第一阶段,600℃以后为第二阶段。两阶段各需5——7天。

停炉前期,按正常进行加卸料,正常的进行切换,第一阶段每个出料器卸料l——3次,第二阶段可增至3——5次。开始出料,质量符合要求的,可按成品组批,包装入库。当出料不合格时,冷却后要过筛,然后可循环加入炉内。

第一阶段的操作方法:

a.决定停炉后,逐步减少加入蒸汽量,最后减至原加入的五分之一量;

b.逐步减少空气各点的空气量,使炉温减至600℃以下。

第二阶段操作方法:

a.将烟气、空气、蒸汽三对切换阀停止转换,使炉子两半炉平行运行;

b.适当加大卸料量,并注意及时加料;

c.中部炉温降至300——400℃,可将炉料全部放出,将炉子封闭起来;

d.炉温降至常温以后,对炉里炉外进行一次全面检查,然后进行针对性的维修和清理,为下次开炉做好准备。

斯列普活化炉注意事项:

1)改造好一台质量好的炉子,要做到百年大计,质量第一。质量好的炉子,多运转1——2年,经济效益就大不一样。

2)开好炉子是关键。如果开的不好,损失就大了。开炉中要专家与群众结合,积极发挥作用。开炉中升温速度要缓慢,按规定升温,不能太快,且装炉料要合格。

3)定时出料,定时捅炉,保持产品道畅通。产品道有问题,应及时处理。炭化料挥发份高,更要注意堵塞产品道。

4)严格执行工艺条件,平时注意维护保养好炉子。

5)每天进行加热半炉的炉气成份分析,保持炉内氧气含量不大于0.2%。

6)根据出炉产品的性能高低,通过每天调整出料次数,保持活性炭性能的均衡性(每天只调一次)。

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