斯列普炉SLEP活化方法DEMO

1、斯列普炉( slep )活化方法斯列普炉活化方法是一种利于水蒸气和烟道气(c02)等交替活化的方法。它具有适用于各种颗粒炭的生产，活化工艺条件稳定，产品质量均匀，吸附性能好，可生产各种高中 级活性炭。其产量高、成本低，可实现机械化自动化操作，不需外加燃料，炉子使用寿命长 等优点。在宁夏活性炭厂家得到广泛的使用。一、 斯列普炉的构造斯列普炉主要由炉体、蓄热室、水封、出料器和烟囱等部分组成，该炉是由新华化工 厂 1956 年从前苏联引进， 有 576 个产品道， 年产量为 1000 吨的斯列普炉。 后来国内又设计 了一种 288产品道， 设计年产量为 500吨。 1986年宁夏引进第一台年产量 3

2、00吨，160个产 品道斯列普炉后，经过改进在宁夏采用的炉型有：160、200、336、448、576 产品道。早期活性炭厂家一般采用 200 产品道活化炉，后期的活性炭厂家多采用288、366 和 488 产品道的活化炉。336 和 448 炉型是宁夏振华活性炭咨询公司在288、392 炉型的基础上对炉心进行改动而成的， 并且大胆地对异型砖进行了改动， 对筑炉技术进行探索， 以及活化炉工艺技术的改 进，使得宁夏活化炉筑炉、烘炉一次成功率为100。活化炉实际产量为设计产量的22.5倍。1、炉本体炉 本体 为方 形砖 、448 个产品 道， 设计 产量为 800 吨/年， 外形 尺寸为 7008

3、 x 6032x 1200mm,外墙由370mm红砖砌筑，内墙用230mm耐火粘土砖砌筑， 内外墙之 间充填硅酸铝纤维毡隔热保温。炉膛正中间用 464mm 厚的耐火粘土砖墙将炉分为左右两个 半炉，两个半炉靠下连烟道(燃烧室) ，炉心原设计由 23 种异型耐火粘土砖砌筑，对异型砖 进行改进，由 15种异型耐火粘土砖砌筑。 448 炉型分为 1 0个互相不相通的活化槽，288、336 分成 8 个互相不相通的活化槽。每个活化槽顶部有一个加料槽给48/36 个产品道加料。活化炉本身自上而下分成四个区段，分别为预热段、补充炭化段、活化段、冷却段。(1) 预热段：预热段由普通耐火粘土砖砌筑。448炉子预

4、热段设计高度为 2000mm ,也有1600mm ,因为原设计活化段 39层异型砖，后来大修时该成 43层，但活化炉总高度 大修时不能提高，所以预热段从2000mm降为1600mm，预热段高度 2000mm，其容积23.3米3,装炭化料14吨；预热段高度1600mm，容积18.64米3,装炭化料 11.2吨。500吨炉子288个产品道冷却段高度 1600mm,装料容积约为15米3,可装 炭化料9吨左右。预热段的作用有：装入足够的炭化料，以便活化炉的定时加料 操作；预热炭化料，使其缓慢升温。( 2) 补充炭化段： 由特异型耐火粘土砖 5 层砌筑成 850mm 高。 在这里炭化料与活化剂不 直接接

5、触，靠高温气流加热异型砖而降热量辐射给炭化料，使其补充炭化。(3) 活化段：活化段原设计由 39层特异型耐火粘土砖砌筑成高 3900mm， 448炉为，高 度4300mm。活化段层数可以灵活掌握，也可以多一点，但是活化段最后一层应该 是单数。活化段砖型是马鞍砖，因此，斯列普炉又称鞍式炉。在活化段炭化料与活 化剂直接接触活化，活化剂通过气道扩散渗入炭层中，与炭发生一系列化学反应， 使炭形成发达的孔隙结构和巨大的比表面积。(4) 冷却段：冷却段也是由特异型耐火粘土砖砌筑，高度为810mm。在冷却段炭不在与 炉气接触，而是高温炭料逐渐降温冷却，以免卸出炉外的炭料在高温下遇空气中的 氧气发生反应燃烧，

6、影响炭的质量和活化的率。炉墙与炉膛之间有烟道(一般称为侧烟道) ，烟道被盖板砖分为上近烟道、上远烟道、中部烟道（中远烟道一宁夏某些活活他厂家特有的）、下远烟道、下近烟道。为保证可燃气体在烟道内充分燃烧，以维护活化炉的温度，在上远烟道、中部烟道（中远烟道）、下远烟道设有空气进口，以便从外部通入适量的空气。在活化炉下部，两个半炉由下连烟道（燃烧 室）联通，并设有近风口。两个上连烟道分别将两个半炉与两个蓄热室连同，上连烟道顶部 同样设有进风口。活化炉基础有钢架结构和钢筋混凝土结构两种，前者结构复杂，钢材消耗多，投资大， 优点有：因半炉有一个密封的下料器仓，可通人蒸汽进行密封，使炉内气体不容易外逸；

7、能冷却下料器，使下料器一直处于低温状态，可有效的保护下料器；降低出料温度，提 高活化的率；可以生产任何要求的高中低档炭；有效的改善夏天时的劳动环境。缺点有：更换下料器必须换炉芯砖。混凝土结构的结构简单、投资少，气密性差会降低活化的率，容 易烧坏下料器，但换下料器也方便。为了防止炉体膨胀，冷缩（特别在开炉和停炉过程中）引起变形产生裂纹，炉体外围用型钢加固，并设有可以松动的控干。2、蓄热室（每个半炉一个）蓄热室的设置是斯列普炉的最大优点，它充分地利用了热能， 正常操作时无需外部补充热能，它可以通过蓄热室使系统热平衡，它的作用有两个，一是储存热能。由于活化反应产 生的可燃气体与空气中的氧气燃烧放出大

8、量的热，载热气体在通过蓄热室时与其中的耐火砖进行热交换时，耐火砖获得热能而起到储存热能的作用；二是加热活化剂。饱和蒸汽130c-150 c的水蒸气从底部加入，由下而上通过格子砖进行热交换达到顶部时，温度可达950-1050 c左右，这个过程是活化剂获得能量的过程。宁夏活性炭厂早期的活化炉是用红砖、 耐火砖砌筑成长方形，后期的活性炭厂家448产品道活化炉蓄热室为直立圆筒形，外壳用厚6毫米的钢板焊成，直径为 2320mm，总高为11300mm,底部有宽度为230的5道大弦。蓄 热室腔内有56层用耐火砖叠成的格子。3、水封水封的主要作用是隔绝空气，稳定系统的温度及压力，减少热损失；其次是防止有毒有

9、害气体外逸造成大气污染或中毒事故的发生。水封分为水封槽和水封盖。水封槽是由型钢和钢板制作的，内边高出外边5mm左右，防止槽内的水进入活化炉而影响整个系统的温度平衡，更重要的是防止高温耐火砖剧冷裂缝变形，水封盖用不锈钢制作。二、活化原理1、物料流程炭化料经筛选后用电葫芦吊上活化炉顶部加入炉内，借助炭化料的重力缓慢下降，先经过预热段、补充炭化段后到活化段、冷却段，最后从出料器卸出。炭在活化段借助重力作用 做曲线向下移动。2、气体流程我们习惯于将斯列普炉两个半炉称为左右两个半炉，上部分分别与两个蓄热室相连通， 下部分由下连烟道（燃烧室）连通。按操作及化学反应性质，将活化剂一一水蒸气通入的半 炉成为冷

10、却半炉；将助燃剂一一空气通入的半炉成为加热半炉。当左半炉处于冷清期，关闭烟道闸板阀和关小空气闸板阀，开启蒸汽闸板阀，使130- 150 c的水蒸气由蓄热室底部加入，自下而上通过蓄热室格子砖进行热交换，到达蓄热室顶部的温度为970 1050 c左右，经过上连烟道 一上近烟道（补充炭化段）上远烟道（补充炭化段、活化段） 一中部烟道（活化段）下远烟道（活化段）下近烟道（活化段）下连烟道（燃烧室）进入右半炉（加热半炉）*下近烟道（活化段） 一下远烟道（活化段） 一中部烟道（活化段）一上远烟道（补充炭化段、活化段） 一上近烟道（补充炭化段）一上连烟道。高温 烟道气体自上而下与蓄热室的格子砖进行热交换，温

11、度由1000 1150c降到350 450 c,最后进入烟囱排出。3、活化原理为什么要讨论活化原理呢？这是为了使活化炉得到高质量、高产量的活性炭，同时保证炉子的使用寿命，弄清了活化原理，就可以据此制定合理的活化工艺，获得最大的经济效益。 冷却半炉内，高温水蒸气在活化段与炭直接接触反应，产生一系列的化学反应。c+h2o co + h2qc+2h2o co2+2h2q同时还发生下列二次反应co2+ c2co q2co+h o co2+h2 + qh2+ c ch4 + q2h2+2c c2h2冷却半炉的反应是前面的反应，这也是得到优质活性炭的三大反应，这是我们希望的反应。但是水蒸气与炭的活化反应是

12、750-950 c,而二氧化碳与炭的活化反应温度是850-1100 c。所以炉芯温度在 850c就没有式的反应，即使比850c温度高一些，因为二氧化碳与炭的反应是吸热反应，此反应一发生，炭的温度又降到850c，甚至更低，反应又停止。为了保证式反应都能持续进行，所以理论上规定炉芯温度即活化温度不超过 910 c。因为温度超过 910 c,由于水蒸气与炭的终止温度是950c，越接近950 c,水蒸气与炭的反应越缓慢。为了不影响式反应，炉芯温度（活化温度）定在910 c。在这个温度下，在活化炉中，式反应后，产生的二氧化碳即可参加活化反应，由于式反应的产 生，随着二氧化碳浓度的减少，又促使式反应加速。

13、由于活化炉的特殊性，无法测定活 化炉的炉芯温度，而用热电偶插在人孔位置。由于热电偶的位子处在下排风管的下面，加热半炉给风时，由于风随着热气流向上走，认为风对温度影响不大，把人孔热电偶测出的温度 看作炉芯温度，所以炉温有不能超过 910 c之说。但是事实上，最低风压400pa,而炉压60pa, 由于这个压差，尽管人孔的热电偶在风管下面，风对热电偶还是有影响的。实际上，此热电 偶显示温度高于炉芯温度，所以在小型活化炉温度允许控制在900 950 c之间，而兵器工业部第五设计院设计的活化炉热电偶都不在人孔位置，而在上层板下面3、4、5、6、7、8热电偶距上风管高于100mm或低于上风管100mm位置

14、。热电偶的这种设置，优点是风对温度的影响全部显示出来。在活化炉正常操作情况下，控制温度就控制了活化炉的氧含量， 不会造成活化炉含氧过高，因此，不需要对活化炉进行氧含量测定。缺点是热电偶处在火焰区，冷、热半炉温度相差大，热电偶易损坏，另外热电偶显示温度与炉芯温度相差大。如果 活化炉温度按950 c控制，造成炉芯温度偏低，影响活化炉产量。从华辉公司448产品道活化炉看，活化炉最高温度不超过950c，生产40/60活性炭，日产量在 4.0 4.5吨之间。生产40/100的活性炭，必须采取二遍活化工艺。执行6年的活化炉老工艺，从冷、热半炉温度看，炉芯温度大大低于 910c,没有达到910c的最佳工艺。

15、从 6年的操作经验看，炉芯 温度与加热半炉温度相差 60 90c之间。从理论上推算，工艺温度控制在970 1000c才能 使炉芯温度达到 910c。华辉公司1998年9月，制定了活化炉新工艺，考虑到 448产品道 是大炉，将最低温度 970 c改成980 c,最高温度为1000 c不变。活化炉的各点温度控制在 990 ±0c。由于华辉采用饱和蒸汽，蓄热室顶部温度控制在1120 1150之间。在温度控制上，把各点温度提高到1000 1020c,产量增加不明显，但是如果只提高1、2、 3、4点温度，增产效果明显。要想高产，把3、4点温度提高到1050c,或提高1、2、3、 4点工艺温度到

16、1000 1020c时，448型炉日产量可提高到 7.5 8吨。对于热电偶安放在人孔处，由于热电偶在风管下面,风对热电偶的影响仅是部分，所以烟道温度与炉芯温度相差20- 50 c,所以工艺控制温度应该在930 960c之间，超过 960c，有可能造成氧含量过高，容易造成炉芯烧结，堵炉。( 2 )蓄热室顶部温度蓄热室顶部温度决定了蒸汽入炉温度， 入炉蒸汽温度到达上远烟道与加热半炉上远烟道 相近，高温时，入炉蒸汽温度处于最佳工艺状态。因为上远烟道无风管，所以此烟道温度在 活化炉各烟道中温度最低。 较高的入炉蒸汽温度首先加热了上近烟道， 通过补充炭化段的异 型砖把热量传递给炭化料加热， 入炉蒸汽温度

17、达到上远烟道与加热半炉的上远烟道温度相等 或高一些， 此时上近烟道和上远烟道温度相差无几， 此时， 整个补充炭化段温度处于均衡状 态，使物料在补充炭化段升温均衡， 物料进入活化段的温度不会相差太大。 这样有力于活化， 使物料活化均匀，也有力于提高产量。在实际操作中，上远烟道温度反向，即活化半炉温度 高于加热半炉温度时，产量较高。提高入炉蒸汽的温度后进入活化段，对物料起加热作用， 有利于炉芯温度的稳定， 有利于二氧化碳参与活化反应。 虽然较高温度的入炉蒸汽有利于活 化反应，但在操作上，由于蓄热室顶部温度受到排烟温度的控制，蓄热室底部有水的情况， 底部排烟不超过 450c，超过450c底部就易着火

18、。在 448型炉的实际操作中，在蓄热室底 部有水的情况下，蓄热室顶部温度应控制在1120 1150c(热电偶从蓄热室顶部插入)时，底部排烟温度不超过 400 c。蓄热室顶部温度控制在1150c时对耐火砖影响如何？停炉后，从蓄热室顶部拿出的格子砖、粘土耐火砖好象重新烧了一遍，硬度特别好。蓄热室顶部温度控制：在使用饱和蒸汽(120 150c),蓄热室顶部温度控制在1120 1150c。如使用过热蒸汽(250 350c),为了保证底部排烟温度，可以适当降低蓄热室顶 部温度。( 3)蒸汽压力和流量为保证和水蒸气的充分接触， 加速活化反应， 提高活化效率， 实际需要的蒸汽量大大超 过理论需要量。蒸汽流量过低，降低了参与活化反应的水蒸气浓度，使活化缓慢，延长了活 化时间，活化效率低，炭消耗增加，炭质量下降。蒸汽流量大，虽然提