多段炉的构造运行原理及应用

多段耙式炉的构造、
运行原理及应用尚鼎炉业科技（扬州）有限公司
多段耙式炉之构造特性多段耙式炉之构造特性
多段耙式炉之构造特性
构造
如上图所示，在钢板制圆筒型炉体内，以耐火材做壁炉施工，并区隔为多段，每段炉床隔段分别于炉床周围及中央设置处理物排出口，处理物由安装于低速运转（0.5-3rpm）中心轴搅拌臂之搅拌齿，由炉床上外侧向内侧（如图二）及于下一段由炉床内侧往外侧（如图三）交互排出，处理物与燃烧物体经排出口完全对流接触，设置于炉中央之空心中心轴及搅拌臂，由专用轴冷风车之冷风强制。

多段耙式炉之构造特性
特性
炉之构造简单、坚固，使用寿命长，保养维修容易。

运转操作简单，最适合自动化。

炉之运转操作，不需特别之技术，依自动控制系统设备自动控制，故运转，管理更为容易。

高效率、低运转费用：因燃烧气体与燃烧物对流接触进行热交换，故成为高效率，另外所需动力不多，运转费用低廉。

安装设置面积小：因系坚固之竖立型设备故仅需较小之安装设置面积即可。

对负荷之变动安定性甚大。

多段炉的主要应用领域
活性炭制造过程中的炭化（焙烧）和/或水蒸气法活化加工、活性炭的热再生处理；
精矿的焙烧、煅烧，以及冶金副产品的焙烧、煅烧处理；镁、钙、锰的碳酸盐的焙烧、煅烧加工；磷酸盐、高岭土、硫酸盐、钼酸盐、白云石等的焙烧、煅烧加工等；
工业和/或生活污泥的热解-焚烧处理；
生物质替代能源产品的焙烧加工等。

应用于活性炭制造过程的炭化、
水蒸气活化工序的优点
制造过程中所有重要的工艺参数均可方便地进行调整及控制，从而
使反应效果达到最佳化；
设置了后燃室及余热回收系统（用来制造工艺蒸汽）、脱硫除尘系
统（当所采用的原煤硫含量极低时可不设置脱硫系统），可以实现清
洁生产；
燃料单耗相对较低，运行成本低；
活性炭的外观及吸附性能稳定、工序产品的收率远超传统型设备系
统（对于硬煤基活性炭，活化工序固体物料收率高达60至75%；对于软质煤基活性炭，活化工序固体物料的收率可达50%至65%）；
设备的正常使用寿命长，所需的维护保养工作量很小。

应用于活性炭制造过程的炭化、
水蒸气活化工序的优点
一.
活性炭制造工艺流程简介
活性炭是对一系列具有高孔隙率碳质材料的通用性称谓，它无法采用结构式进行描述，也不能进行化学式量分析。

活性炭的孔容积一般被定义为高于0.2mL/g，且其内表面积一般大于400m2/g（采用氮吸
附BET法进行检测）。

活性炭的孔隙宽度变化范围从3埃米到几千埃米，其孔隙在传统上一般按照直径进行分类：大孔（500到20000埃米）、过渡孔（中孔，100到500埃米）、微孔（8到100埃米）。

从横截面角度观察，孔隙的形状表现为圆筒状或矩形，但同时还表现为各种不规则的形状，也存在“束颈型”或“瓶颈型”孔隙。

二.
活性炭制造工艺流程简介
圆柱状活性炭圆柱状模压成型料杏核壳活性炭
煤基压块成型破碎活性炭中空型活性炭过滤芯材活性炭纤维
三.
活性炭制造工艺流程简介
活性炭重要的物理性质包括：孔隙数量及尺寸分布、堆积密度、干基抗冲击硬度、湿基抗磨损性能、以及颗粒尺寸分布等。

从化学性能角度进行比较时，可根据以下指标对活性炭产品进行分类：从气相中吸附各种指定物质（如苯、四氯化碳、氮等）的能力，以及从液相中吸附各种指定物质（如碘、糖蜜、苯酚、亚甲基兰、丹宁等）的能力。

可选用任何一种含碳原材料来制造活性炭，这些原料涉及各种等级的煤炭（泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤）、椰壳、桃核及杏核、废轮胎、木材、锯末、石油基重油、纤维素、稻壳、玉米穗轴、糖、骨头等。

为了降低制造成本，只有那些可利用量大、能够相对大规模投入制造过程的原材料才是活性炭制造的常用原料品种。

在西方发达国家，近30年内涉足活性炭制造的企业均集中使用煤炭（大部分选用褐煤、烟煤和无烟煤）作原料；而在发展中国家，新建企业则大多选用椰壳炭化料为制造原料。

四.
活性炭制造工艺流程简介
活性炭的制造过程涉及从原材料中脱除挥发性物质的工序，而最终产品的经济性指标一方面与原料的价格、可获得性、原料质量相关，另一方面与原料的挥发物含量相关，所以原料的挥发分含量很重要。

例如，烟煤和无烟煤的优势之一就在于它们的挥发分含量相当低，故而产品的得率较高。

虽然各种制造工艺的概要性知识已众所周知，但制造的细节性知识仍被制造商视为不传之秘而严格地加以保护。

一般均采用以下两种通用性工艺来制造活性炭产品：一为湿基-化学工艺（大都是单工序加工过程），一为物理或称高温气体法工艺（有两个重要的工序阶段）。

化学法采用化学药品来完成活化，而高温加工法则采用气体（通常是二氧化碳和空气）、蒸气（蒸汽）、或气体与蒸汽的混合物来进行活化加工。

多段耙式炉装置系统应用于
活性炭热蒸汽再生过程的优点
可在同一台多段炉装置系统中实现活性炭的烘干、有机质脱附、孔隙重新打开等再生操作过程；能够最大限度地避免积炭在活性炭孔隙结构中的残留，通过精细化控制蒸汽的注入量来彻底地“清扫”孔隙结构，还可同时避免碳骨架烧失现象（“烧碳”反应）的发生；达到同等吸附性能恢复水平时，多段耙式炉对活性炭的再生1省能源2得高品質3高收率,要優于传统的回转窑炉装置系统。

活性碳再生原理
多段炉粒状活性炭再生方法系热再生法，而自下列三工程所构成：干燥工程(DRYING)本工程于6段炉中之第1、2段于100～300℃温度下使活性炭之水分蒸发、干燥。

焙干工程(BAKING)本工程于6段炉中之第3段于400～600℃温度下，将活性炭吸附于细孔内有机物质中之挥发分蒸发、炭化。

活化工程(ACTIVATION)本工程于6段炉中之第4～6段于800-1000℃高温及吹入蒸气，将焙干工程中活性炭细孔内之炭化物去除，使活性炭恢复活性。

赋活反应机构C+H2O→CO+H2
活性碳再生原理
多段炉粒状活性炭再生方法系热再生法，而自下列三工程所构成：干燥工程(DRYING)本工程于6段炉中之第1、2段于100～300℃温度下使活性炭之水分蒸发、干燥。

焙干工程(BAKING)本工程于6段炉中之第3段于400～600℃温度下，将活性炭吸附于细孔内有机物质中之挥发分蒸发、炭化。

活化工程(ACTIVATION)本工程于6段炉中之第4～6段于800-1000℃高温及吹入蒸气，将焙干工程中活性炭细孔内之炭化物去除，使活性炭恢复活性。

赋活反应机构C+H2O→CO+H2
多段耙式炉与回转炉比较
多段耙式炉与回转炉比较
可以根据产品的最终用途不同，通过对每层炉床分别进行温度控制，灵活地、有弹性地、“量体裁衣”地制造不同品质品级的活性炭产品,精确控制冶金金属精矿的焙烧,可以根据产品的最终用途不同，通过对每层炉床分别进行温度控制
物料在炉内的停留时间：可通过调节物料在炉床上的机械移动速度来精确地控制停留时间。

可以实现物料在每个温度区段内的停留时间特殊要求、也可控制其在每个炉床内的停留时间。

在理想温度(Uniform temperature)置留时间(RESIDENCE TIME)平均厚度(Uniform Depth) 使其反应完全(Uniform Reactively) ,在回转炉(Rotary Kiln)是不能达到的。

多段炉装置系统应用于工业、生活污泥的热解-焚烧过程的优点污泥热解(pyrolysis)焚烧炉(incineration)
多段炉装置系统应用于工业、
生活污泥的热解-焚烧过程的优点焚烧是一种常用的污泥最终处置方法，它可破坏全部有机质，杀死一切病原体，并最大限度地减少污泥体积。

当污泥自身的燃烧热值很高，或城市卫生要求高，或污泥有毒物质含量高，不能被利用时，可采用焚烧处理。

多段炉装置是欧美国家常用的污泥焚烧装置，它可以根据污泥中有机质的含量水平方便地调整各段炉床的炉温及污泥在其中的停留时间，从而使焚烧更加彻底。

而污泥的热解处理是目前资源化利用工业和/或生活污泥的最新技术方法，系通过污泥的干馏或缺氧焙烧使其中的有机质分解为小分子气相可燃物，在污泥得以适当处置的前提下同时生产可燃气，副产的可燃气用来联合发电或用作其它工业过程的热源。

由于多段炉可实现外供热源与固体污泥的直接接触，热效率很高，故目前几乎所有的污泥热解过程均选择多段炉装置系统做为主体处理设备。

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