毕业设计方案计算书格式及内容要求

河北建筑工程学院本科毕业设计 <论文）型回转式活性炭再生炉设计题目学科专业 机械设计制造及自动化班 级 机063姓 名 任乐乐指导教师 王占英 任玉灿辅导教师摘要活性炭再生炉是一种新型设备，并且科技含量很高，它的功能是除去吸附的杂1/43质，使炭重新恢复吸附活性。回转式活性炭再生炉的主要组成有回转炉体、螺旋给料装置、滚轮以及支撑和冷却排料装置等。活性炭高温热再生方法是通过加热对活性炭进行热处理，使活性炭吸附的有机物在高温下炭化分解，最终成为气体逸出，从而使活性炭得到再生。高温加热再生在除去炭吸附有机物的同时，还可以除去沉积在炭表面的无机盐，而且使炭的新微孔生成，使炭的活性得到根本的恢复。热再生法是目前工艺最成熟，工业应用最多的活性炭再生方法。加热再生法再生效率高、再生时间短、应用范围广。目前国内外黄金行业活性炭的应用越来越广泛，用于活性炭再生处理的设备需求量越来越大，已形成了电热、燃油等多种类型和多种系列和型号的活性炭再生处理设备。本设计主要是保证炉筒要有很好的圆度和直线度，以保证回转炉在工作时的平稳性；炉筒在工作时要有良好的结构刚度和热稳定性；炉筒在四个密封位置要有很好的同轴度，以保证回转炉的密封性能。关键词：活性炭 再生 再生炉 活化ABSTRACT2/43Regenerationofactivatedcarbonistoregainactivatedcarbonadsorption,whenalotofimpuritiesareadsorbedtoactivatedcarboninthereductionorlossesofadsorptioncapacity,inordertoremovetheseimpuritiestotakethetechnicalmeasures.Therearemanytypesofrenewableequipmentathomeandabroad,thisdesignintroducesthedevelopmentofactivatedcarbonregenerationrotaryfurnaceandimprovingofframework.Activatedcarbonfurnacerotarymainhaverotarycylinder,screwfeedingdevice,aswellasthesupportrollers,coolingdevicesandsoon.Furnaceisdividedintodry,high-temperaturecarbonizationandactivationofthreestagesingeneralatwork.Indryphase,theactivatedcarbonremovesvolatilecomponents.High-temperaturecarbonizationstagesispartofactivatedcarbonadsorptionoforganicboiling,vaporizationanddesorption,aspartoforganicmatterdecompositionreactionoccurstogeneratesmall-moleculehydrocarbondescriptionfromtheresidualcomponentsremainintheporesofactivatedcarbontobecomea"fixedcarbon."Atthisstage,thetemperaturewillreach800～900℃inordertoavoidoxidationofactivatedcarbon,usuallyinvacuumorinertatmosphere.Activationofthenextstage,topassintothereactorwithcarbondioxide,carbonmonoxide,hydrogen,suchasgasorsteamtoclearmicroporousactivatedcarbontotherestorationofadsorptionperformance,theactivationphaseisthekeytothewholeregenerationprocess.Althoughthermalregenerationofrenewableandefficient,thecharacteristicsofawiderangeofapplications,butintheprocessofregenerationtobeheatedinadditiontoenergy,investmentandhigheroperatingcosts.Goldindustryathomeandabroadmoreandmoreextensiveapplicationofactivatedcarbonfortheactivatedcarbonregenerationfacilitiestoaddressthegrowingdemand,hasformedaheating,fuelandmanyothertypesandavarietyofseriesandtypesofactivatedcarbonregenerationprocessingequipment.KEYWORDS:activatedcarbon regeneration furnacerenewable activation目录第 1 章 前3/43言··················································································1第 2 章 活 性炭··············································································· 22.1 活 性 炭 应用·············································································· 22.2 活 性 炭 的 基 本 结构······································································32.3 活 性 炭 表 面 化 学 性质···································································42.4 影 响 碳 吸 附 的 因素······································································5第 3 章 再 生 炉 的 发 展 简况······························································· 53.1 再 生 工 艺 发 展 简况······································································53.2 再 生 方 法 介绍··········································································· 63.3 再 生 工 艺 设备··········································································· 83.4 酸洗···················································································· 21第 4 章 回 转 炉 设计······································································· 224.1 转 炉 及 计算···············································4/43······························ 224.2 螺 旋 输 送机············································································· 304.3 链 传动·················································································· 304.4 冷 却 及 排 料 系统·······································································304.5 辅 助 系 统 和 操作·······································································31第 5 章 炭 再 生 评价······································································· 335.1 再 生 效果··············································································· 335.2 再 生 次数··············································································· 34第 6 章 设 计 小结··········································································34参 考 文献·····················································································375/436/43设计工程第1章前言

计算与说明 结果第1章前言活性炭作为一种吸附剂在历史上已广为人知，从古印度人用木炭过滤水、到l3世纪食糖溶液的提纯，直至l8世纪末人们发现炭对气体的吸附能力及水溶液的脱色能力活性炭得到了广泛的应用。随之活性炭的生产得到了很大发展，仅凭单一的生产是远远不够的。作为活性炭的主要原材料，煤和木材并不是可以无限地开采下去；同时，废炭也对生态环境造成了严重的负担。活性炭对于毒素、有害有机物质、重金属、色素的优异吸附作用及使用中安全、可靠、经济已被公认为“没有任何其他药剂能取代”早在制药、化工、食品、电子等工业得到广泛应用当前“环境保护和生产安全”已将活性炭吸附工艺作为控制污染的主要手段。并应用于饮用水深度净化，有毒废水废气无害化和废水回用等处理中。然而活性炭价格昂贵，再生难度大，特别在环境保护事业中，活性炭的再生已成为其能量广泛应用的关键。活性炭再生炉是一种新型设备，并且科技含量很高，因此它需要我们在实践中不断去改进它，使它更完善，更节能。活性炭再生炉的形式很多，其中高温加热再生装置就有几种，比如有多层式、回转式、流化床式、移动床式等。电加热再生装置有微波炉、远红外炉和直接通电式再生炉等。而本文主要讨论的就是回转式活性炭再生炉，它是结合活性炭再生与活化机理，运用当代新的自动控制技术、新功能材料研制成功的，既可用于解吸炭的再生，也可用于活性炭的生产。该设备处理能力为800kg/天，以无烟煤或焦炭为燃料，采用自动监视和调节控制再生的温度、给料量、转筒转速、氧含量和炉内压力等工艺参数，真正做到随时监视、使再生始终处于最佳的工艺参数控制下。0/43设计工程 计算与说明 结果第2章活第2章活性炭性炭2.1活性炭的应用2.1活性世界上活性炭的研究和利用起源20世纪初期的炭的应用欧洲，原料为木炭和骨炭。1910年奥匈帝国实验氯化锌化学方法生产活性炭，1913年该国的波希M亚糖厂获取发明专利，应用于制糖业。1914年第1次世界大战爆发，化学武器从单纯释放酸性气体发展到释放有毒的氯化物和亚当氏气体，简单的碱性口罩已经无济于事，各国就把活性炭应用到防毒面具上，这样就加快了活性炭的科学研究和生产。1920-1923年，出现了化学法和气体法的活性炭生产工艺，原料除木炭外应用了椰壳和桃壳，产生了高机械强度和适宜的孔隙结构的粉状与颗粒状活性炭。这期间美国、德国、荷兰和苏联都建立了活性炭制造工业，这是欧洲活性炭工业的第一个迅速发展时期。活性炭作为一种具有丰富的内部孔隙结构和较高的比表面积的高效吸附剂，广泛应用于化工，制药，食品和环境保护等各处领域。 2002年，我国活性炭的产量已经达到 20万吨，其中煤质活性炭约为万吨。活性炭在水处理中的应用量占了总需求量的70%左右。如何将吸附饱和的活性炭进行有效再生并循环使用，对于保护资源环境实现经济的可持续发展具有十分重要的社会效益和良好的经济效益。活性炭在提金方面应用的比较普遍，活性炭提金在国内得到大力推广，一般新上工程大多采用这一工艺。同时部分老企业也投资改建采用氰化炭浆法提金工艺。在炭浆工艺发展的同时，堆浸工艺也得到同步发展。堆浸规模由一、二千吨，逐步发展到万吨、十几万吨级，对我国黄金提取工艺的发展起到推动作用，为我国低品位氧化矿找到了一条有经济效益的途径。因为一般堆浸法投资只有炭浆法2.2 活性1/43设计工程 计算与说明 结果炭的基本的30%-40%。提金用活性炭的技术要求有较高的机结构械强度和良好的耐磨性能；发达的微孔结构和优良的吸附性能；对黄金的选择性吸附性能好；容易解吸和再生。JX-102提取黄金用活性炭的研制成功充分满足了这一要求，大大缩短了这一产品与国外先进水平的差距。经有关部门检测与鉴定，各项性能和指标达到或超过了国外同类产品先进水平。可以说JX-102提取黄金用活性炭的推广应用，为我国活性炭提取黄金工艺技术的成熟和推广提供了重要条件，为我国黄金产量逐年增长做出了出了重要贡献。2.2活性炭的基本结构活性炭属于无定行炭或微晶形炭，其结构与石墨相类似，由许多呈石墨型的层状结构的微晶不规则地集合而成，是由多环芳香族环组成的层面晶格。这些内部结构使活性炭在水处理中不仅具有吸附能力，还能起到催化作用。在微晶形炭中有两种不同的结构，一种是和石墨类似的二元结构，这种结构网平面平行，形成相等的间隔，而层平面在垂直方向上取向不完全，层与层之间的排列也不规则。这就是所谓的乱层结构。由具有乱层结构的炭排列成一个单位，称作一个基本结晶，这个基本结晶的大小随炭化温度而变化。基本结晶间的错动便形成孔隙，这就是起吸附作用的2.3活性部位。另一种是由炭六角形不规则交叉连接而成的炭表面化空间格子所组成，石墨层平面中有歪斜现象。学性质

活性炭的孔隙是由于炭在活化过程中无组织的碳素和炭成分被消耗后，在基本微晶间留下的空间。只要活化方法适当，可以形成非常多的孔隙，其孔隙壁的总面积，即通常所说的表面积一般可达500-1700m3/g,这就是活性炭显示大吸附量的主要原因。将活性炭的孔隙分为三个系列，按照孔隙的大小分为大孔，过渡孔，微孔三种类型。这三种孔隙都有各自的吸附特性，而对吸附起决定作用的则是2/43设计工程计算与说明结果微孔，但是，直接分布在活性炭外表面上的微孔是很少的，通常由大孔中分出过渡孔，进而再由过渡孔分出微孔，因此，吸附质要吸附于微孔中，必须先经过大孔和过渡孔。另外，在液相吸附中，分子直径大的吸附质很难进入微孔中，于是便吸附于过渡孔中，因此一定程度的过渡孔是必要的。大孔的表面积占总面积的比例很小，对吸附量没有很大影响，但当活性炭作为催化剂载体使用时，其作用就显得重要了。2.3活性炭表面化学性质2.4影响活性炭表面官能团和杂原子的种类与数量多少碳吸附的决定了活性炭的表面化学性质，而化学性质决定了因素活性炭的化学吸附特性。通过进行表面氧化、还原以及负载增加或者消除某些基团和活性中心，可以大大改善活性炭对特定吸附质的吸附能力。表面结构特性改变主要是从增大比表面积和控制孔径分布两方面展开，从而增大吸附量；表面化学性质改性主要是通过氧化还原改变表面含氧酸性、碱性基团的相对含量以及负载金属改性，从而改变对极性、极性较弱或非极性物质的吸附能力；电化学性质改性主要是通过加微电场改变活性炭表面的带电性和由此而产生的化学性质的变化，从而改变吸附性能。活性炭存在着不完全的炭化，以石墨化的状态存在于活性炭的结构中，或者在活化时，在表面形成了化学结合或由于氧或水蒸气在炭素表面以氧化的形式存在。另一种混合物是灰分，它可以构成活第3章再性炭的无机成分。并且也还含少量的化学结合、官生炉的发能团包含氧和氢，例如羰基、羧基、酚类、内酯展简况类、醌类、醚类。这些表面上含有的氧化物和络合3.1再生物，有些来自原料的衍生物，有些是在活化时、活工艺发展化后由空气或水蒸气的作用而生成。有时还会生成简况表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含矿物质集3/43设计工程 计算与说明 结果3.2再生方法介绍

中到活性炭里成为灰分，灰分的主要成分是碱金属和碱土金属的盐类，如碳酸盐和磷酸盐等。这些灰分含量可经水洗或酸洗的处理而降低。2.4影响碳吸附的因素1、活性炭吸附剂的性质其表面积越大，吸附能力就越强；活性炭是非极性分子，易于吸附非极性或极性很低的吸附质；活性炭吸附剂颗粒的大小，细孔的构造和分布情况以及表面化学性质等对吸附也有很大的影响。2、吸附质的性质取决于其溶解度、表面自由能、极性、吸附质分子的大小和不饱和度、附质的浓度等。3、废水PH值活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中有较高的吸附率。PH值会对吸附质在水中存在的状态及溶解度等产生影响，从而影响吸附效果。4、共存物质共存多种吸附质时，活性炭对某种吸附质的吸附能力比只含该种吸附质时的吸附能力差。5、温度温度对活性炭的吸附影响较小。6、接触时间应保证活性炭与吸附质有一定的接触时间，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。第3章再生炉的发展简况3.1再生工艺发展简况目前国外使用较多的是回转式活化炉，其次是多层式、流化床式、移动床式再生炉。回转炉与多层炉适用于大规模再生，设备结构与工艺控制都与粒状活性炭制造工艺中的活化过程相似。而流化床和移动床再生设备是近年来出现的。这些炉型都燃烧煤气或石油气，间接或直接加热活性炭，并用水4/43设计工程 计算与说明 结果蒸气活化，且需要在密闭条件下控制氧含量。美国Homestake公司的活性炭矿浆吸附系统的活性炭再生，解吸炭采用 9.17m<直径）*10.67m<长）的回转式炉进行加热再生，再生温度控制在600～750℃，再生炭采用高位给料槽加入回转炉内，再生炭从炉内卸出后进入骤冷槽冷却。另外菲律宾马期巴特<Mosbate）金矿堆浸生产活性炭再生在回转窑内进行，料在炉内停留时间大约为30min，再生温度为500-600℃，再生过的炭卸到锥形槽中，用水冷却，热再生过的炭吸附能力为新炭的92%-95%。3.2再生方法介绍加热再生法是发展历史最长应用最广泛的一种再生方法。加热再生过程是利用吸附饱和活性炭中的吸附质能够在高温下从活性炭孔隙中解吸的特点，使吸附质在高温下解吸，从而使活性炭原来被堵塞的孔隙打开，恢复其吸附性能。施加高温后，分子振动能增加，改变其吸附平衡关系，使吸附质分子脱离活性炭表面进入气相。加热再生由于能够分解多种多样的吸附质而具有通用性，而且再生彻底，一直是再生方法的主流。加热再生有再生率高，再生时间短(颗粒炭30-60min，粉状炭几秒钟>等优点，但也有再生损失大(每次损失约3％-10％>，运转条件严格，操作费用大等缺点。活性炭高温热再生方法是通过加热对活性炭进行热处理，使活性炭吸附的有机物在高温下炭化分解，最终成为气体逸出，从而使活性炭得到再生。高温加热再生在除去炭吸附有机物的同时，还可以3.3 再生 除去沉积在炭表面的无机盐，而且使炭的新微孔生工艺设备 成，使炭的活性得到根本的恢复。热再生法是目前工艺最成熟，工业应用最多的活性炭再生方法。加热再生法再生效率高、再生时间短、应用范围广、但热再生过程中炭损失较大，一般在 5%-10%，再生5/43设计工程 计算与说明 结果炭机械强度下降。另外在热再生过程中，需外加能源加热，投资及运行费用较高。任何活性炭高温加热再生装置都需要解决如何防止炭粒相互粘结，烧结成块并造成局部起火或堵塞通道，甚至导致运行瘫痪的现象。根据有机物在加热过程中分解脱附的温度不同，加热再生分为低温加热再生和高温加热再生。(1>低温加热再生法。对于吸附沸点较低的低分子碳氢化合物和芳香族有机物的饱和炭，一般用100-200℃蒸汽吹脱使炭再生，再生可在吸附塔内进行。脱附后的有机物蒸汽经冷凝后可回收利用。常用于气体吸附的活性炭再生。蒸汽吹脱方法也用于啤 酒 、 饮 料 行 业 。(2>高温加热再生法。在水处理中，活性炭吸附的多为热分解型和难脱附型有机物，且吸附周期长。高温加热再生法通常经过 850℃高温加热，使吸附在活性炭上的有机物经碳化、活化后达到再生目的，吸附恢复率高、且再生效果稳定。因此，对用于水处理的活性炭的再生，普遍采用高温加热法。经脱水后的活性炭，加热再生全过程一般需经过下述3个阶段。<1）干燥阶段,将含水率在50％-86％的湿炭，在100-150℃温度下加热，使炭粒内吸附水蒸发，同时部分低沸点有机物也随之挥发。在此阶段内所消耗热量占再生全过程总能耗的50％-70％。<2）焙烧阶段，或称碳化阶段。粒炭被加热升温至150-700℃。不同的有机物随温度升高，分别以挥发、分解、碳化、氧化的形式，从活性炭的基质上消除。通常到此阶段，再生炭的吸附恢复率已达到了60％-85％。<3）活化阶段,有机物经高温碳化后，有相当部分碳化物残留在活性炭微孔中。此时碳化物需用水蒸汽、二氧化碳等氧化性气体进行气化反应，使残6/43设计工程 计算与说明 结果留碳化物在850℃左右气化成CO2，CO等气体。使微孔表面得到清理，恢复其吸附性能。加热再生一般经过干燥、炭化、活化3个过程。湿活性炭脱水后还有4O％-50％的水分，加热炉温至100-150℃，炭粒中的水分开始蒸发，同时部分低沸点有机物开始挥发；随着温度升高至150-700℃，多数有机物分别以挥发、分解、炭化的形式，从活性炭孔壁上消除；在活化操作中，温度进一步升至 850℃，通水蒸气、二氧化碳等氧化性气体进行活化反应，生成的CO、CO2、H2及氮的氧化物等从活性炭上分解脱附。再生操作中，氧对活性炭的消耗很大，因此一般在加热再生炉内对氧必须严格控制。3.3再生工艺设备世纪70年代中期，对活性炭加热再生装置的技术开发取得很大进展，各式各样的再生炉在各个领域中得到了应用。目前国内外使用较多的再生炉型有回转炉、多层炉、移动层炉、流态化炉等。回转炉与多层炉适用于大规模再生，设备结构工艺控制都与颗粒活性炭制造工艺中的活化工艺过程相似，而流态化炉再生设备是近年来出现的。回转炉有一段式和两段式如图3-1，有内热式和外热式。内热式再生活性炭损耗大，外热式效率较低。整个再生系统主要由控制系统、特殊耐热不锈钢简体、炉体、给料出料装置、机械传动部分、保温部分等构成。回转炉再生活性炭，炉体在回转过程中发生的机械性故障很少，运转管理工作比较简单。它的特7/43设计工程 计算与说明 结果图3-1回转炉点是再生与活化两用炉，处理能力大，自动化程度高，连续进出料，再生产品质量均匀稳定，易于操作控制；对物料适应性强，设备故障低。但由于活性炭在炉内随着回转上升，到达某一位置后落下来，因此，活性炭的粉化损失相当多，且随着再生气体排出炉体外的数量也多。回转炉的再生损失率为7％-9％左右，总能耗约每公斤活性炭33.5MJ。多层炉又称立式多段再生炉如图 3-2，或称多层耙式炉，于1963年开发成功，并广泛应用于各国活性炭企业。20世纪70年代初，多层炉是日本再生排水处理用活性炭的王牌设备，当时美国活性炭再生装置几乎都是多层炉。多层炉的特征是稳定而连续性的运转，往往能连续的运转一年左右。再生过程中，通过控制回转速度，能够任意的调节物料在炉内的滞留时间，所以，性能可 100％的恢复。但是作为工业化应用，再生目的首要是控制性能恢复率在一定范围内，使再生系统的经济性能处于最佳状态。多层炉再生损耗率约3％-5％，蒸汽消耗量每公斤活性炭1kg，总能耗约每公斤活性炭20.9MJ。移动层炉又称立式移动再生炉如图3-3。活性炭通过锥形料斗，加入直立套管之间。套管的内管及外8/43设计工程 计算与说明 结果图3-2多层炉管上都设置了通气孔，充填在内外管之间的活性炭，在向下移动的过程中完成再生作业。再生气体从内管经过通气孔与活性炭接触，再通过外管的通气孔排人燃烧室内。燃烧室内设有烧嘴，将活性炭再生过程中所产生的有机物质进行燃烧。活性炭在再生炉中移动速度缓慢，没有像流态化炉及回转炉那样的激烈运动，因此粉化损失不大。这种炉型构造简单、操作方便，再生损耗约5％，总能耗约每公斤活性炭29.3MJ。缺点在于活性炭及水分对管材会产生腐蚀及物料的碎屑等会附。图3-3移动层炉流态化再生炉有内燃式和外燃式两种，有一段式或多段式。流态化炉再生活性炭时，运转特点是活性炭在炉内呈流动态，热量利用充分，再生效率高，9/43设计工程 计算与说明 结果并可以连续的运转。多数是夜里把炉子密封起来，防止温度下降，使第二天点火时温度还能保持在600℃左右。流态化炉有间歇式与连续式两种，连续式炉的热效率更高。由于活性炭在高温气体中流动，炭粒之间相互的摩擦使粉化损失很大。通过控制活性炭在流态化炉内的滞留时间，控制再生温度及水蒸气供给能量等，能够控制性能的恢复状况。炭再生损失约7％-10％，总能耗每公斤活性炭13.8-46MJ。以电作能源的再生装置有微波炉、远红外炉及直接通电式再生炉。此外，还有电阻式加热回转炉。微波是由磁控管 (或速调管>通过电压的周期性变动而产生。使吸收体的内部极性分子高速反复运动产生热功能。再生炉体为微波谐振腔。用于干燥或加热工艺的微波频率为 970MHz及2450MHz两种。微波炉优点是加热速度快、体积小。缺点是微波辐射屏蔽困难，当漏能功率密度大于 0.01w/cm2，接触时间在0．1h以上时，对人体的健康将有损害。在产生微波过程中,磁控管本身消耗30-40%的功率,再生总能耗一般约为1.46kw·h/kg·Ac。微波再生炉的进料(干基>含水率不能太于25%,否则易在炉内烧结。连续运转两小时后,炉内热量反射回磁控管易造成磁控管损害。远红外线加热一般用于干燥活性炭，也有用于再生的，其效果取决于被加热物体对各特定波长的红外线的吸收能力，辐射体一般是用碳化硅板加涂料，二者辐射波长的匹配将直接影响加热效率。当涂料为三氧化二铁和氧化锆组台时再生能耗约为1.45kw·h/kg·Ac。直接通电加热再生装置是和J用活性炭自身导电、炭自身具有的电阻和炭粒间具有的接触电阻，使炭产生焦耳热，逐渐达到再生温度，再通入过热水蒸汽进行活化。日本此类再生炉为全封闭结构，炉体高6m，再生时间l-6h，再生总能耗为1.5-1.7kw·h/kg·Ac高频炉是以电子振荡10/43设计工程 计算与说明 结果器使供电频率增高，在线圈磁场感应下产生涡流的热场,从而使活性炭获得加热再生的热量。(1> 微波加热。微波是由磁控管 (或速调管>通过电压的周期性变动而产生，使微波吸收体的内部极性分子高速反复运动产生热能。再生炉体为微波谐振膛。用于干燥或加热工艺的微波频 970MHz及2450MHz两种。微波再生的优点是微波使炭自身发热，加热速度快，可迅速达到再生要求的高温，装置体积小。缺点是炉膛内加热不易均匀(微波能量吸收不均匀>，有时产生炭烧结现象。此外，微波辐射需要较好的屏蔽，当漏能功率大于 0.01w/cm2，接触时间在6min以上时，对人体的健康有损害。在微波产生、输送过程中，磁控管本身消耗 30％-40％的功率，再生能耗一般为 1.46kW?h／kg活性炭。(2>远红外线再生装置。远红外线加热，一般用于干燥活性炭，也有用于再生的，其效果取决于被加热物体对各特定波长的红外线的吸收能力。辐射体一般是用碳化硅板加涂料，二者辐射波长的匹配将直接影响加热效率。当涂料为三氧化二铁和氧化锆组合时，再生能耗约为 1.45kW?h／kg活性炭。(3> 直接通电加热再生装置。是利用炭自身具有的电阻和炭粒间具有的接触电阻，使炭产生焦耳热，逐渐达到再生温度，再通入水蒸汽进行活化。日本此类再生炉有间歇式和连续式。图 3-4为日本连续式直接通电再生装置。炭在炉内停留 6h，再生碘值恢复率94％-96％，再生损耗率1％-3％，采用蒸汽活化，蒸汽量折合电耗为 0.5kW·h／kg活性炭。脱臭电耗0.05kW·h／kg活性炭。再生电耗 1kW·hkg活性炭，总能耗为1.59kW·h／kg活性炭。图3-5所示为国内研制的直接通电加热再生装置，为二段式连续再生装置，再生饮用水深度处理后的饱和炭。干燥段由电加热室将空气加热至200℃，而后热空气进入流化床干燥器底部，将湿炭11/43设计工程 计算与说明 结果干燥1h，使湿炭含水量(干基>由76％降至6％，耗电1.55 kw/kg活性炭，干炭再进入有效断面0.1m×0.1m，有效高度为3.0m的直接通电加热再生炉，停留时间14min，完成焙烧、活化。耗电0.22kw·h／kg活性炭，总耗电量为1.77kw·h／kg活性炭。碘吸附恢复率可达96％～98％，再生总损耗率为3％。1976年运行至今情况良好。图3-4连续式直接通电加热再生装置12/43设计工程 计算与说明 结果图3-5二段式连续再生装置国内研制成功的活性炭强制放电再生方法及装置已应用在黄金矿山、热电厂、啤酒、饮料、化工等行业的活性炭再生多年，其原理见图 3-6。再生量为100kg／h的强制放电再生炉平面尺寸仅为1.6m×2.0m，高度为2.5m。近年来放电高温再生方法又有新的创新--活性炭调频放电脉动再生装置(专利号ZL01210957.6>，使放电高温再生装置效率更高，体积更小，再生量为100kg／h的再生炉子面尺寸仅为1.3ml.2m，高度仅2.0m。是一种值得推广的活性炭再生装置。放电再生所以具有卓越效果，在于放电过程中有下述功能：(1>高温使吸附的有机物迅速气化、碳化。(2>放电孤隙中的气体热游离和电锤效应，使活性炭吸附物被瞬间电离而分解。(3>放电形成的紫外线，使炭粒间空气中的氧有部分产生臭氧，对吸附物起放电氧化作用。(4>吸附水在瞬间成为过热水蒸汽，与碳化物进行水性氧化反应。13/43设计工程 计算与说明 结果图3-6强制放电再生装置溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关系，通过改变温度、溶剂的pH值等条件，打破吸附平衡，将吸附质从活性炭上脱附下来。根据所用溶剂的不同可分为无机溶剂再生法和有机溶剂再生法。前者用无机酸(H2SO4、HCl等>或碱(NaOH等>作为再生溶剂。厦门大学叶李艺等研究了苯酚和对氯苯酚水溶液在活性炭上的吸附平衡关系，同时采用间歇和固定床连续法研究了吸附苯酚后的活性炭碱再生工艺过程，以及多次再生对活性炭再生效率的影响，探讨了碱性溶剂再生活性炭的初步规律。南京化工大学材料科学和工程学院张果金和周永璋等利用一种新型有机再生溶剂对印染废水处理中的活性炭进行再生；后者用苯、丙酮及甲醇等有机溶剂，萃取吸附在活性炭上的吸附质。溶剂再生法一般比较适用于那些可逆吸附，如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性较强，往往一种溶剂只能脱附某些污染物，而水处理过程中的污染物种类繁多，变化不定，因此，一种特定14/43设计工程 计算与说明 结果溶剂的应用范围较窄。对于高浓度、低沸点的有机物吸附质，应首先考虑化学法再生。无机药剂再生，是指用无机酸(硫酸、盐酸>或碱(氢氧化钠>等药剂使吸附质脱除，又称酸碱再生法。例如吸附高浓度酚的炭，用氢氧化钠溶液洗涤，脱附的酚以酚钠盐形式被回收，再生工艺流程见图3-7。吸附废水中重金属的炭也可用此法再生，这时再生药剂使用HCl等。有机溶剂再生，用苯、丙酮及甲醇等有机溶利，萃取吸附在活性炭上的吸附质。再生工艺流程见图3-8。例如吸附高浓度酚的炭也可用有机溶剂再生，焦化厂煤气洗涤废水用活性炭处理后的饱和炭也可用有机溶剂再生。采用药剂洗脱的化学再生法，有时可从再生液中回收有用的物质，再生操作可在吸附塔内进行，活性炭损耗较小，但再生不太彻底，微孔易堵塞，影响吸附性能的恢复率，多次再生后吸附性能明显降低。图3-7 无机药剂再生工艺流程15/43设计工程 计算与说明 结果近年来利用活性炭对水中有机物及溶解氧的强吸附特性，以及活性炭表面作为微生物聚集繁殖生长的良好载体，在适宜条件下，同时发挥活性炭的吸附作用和微生物的生物降解作用，这种协同作用的水处理技术称为生物活性炭(BiologicalActivatedCarbon，BAC>。这种方法可使活性炭使用周期比通常的吸附周期延长多倍，但使用一定时期后，被活性炭图3-8 有机溶剂再生工艺流程吸附而难生物降解的那部分物质仍将影响出水水质。因此在饮用水深度处理运行中，过长的活性炭吸附周期将难以保证出水水质，定期更换活性炭是3.4酸洗 必须的,电化学再生法是一种正在研究的新型活性炭再生技术。该方法将活性炭填充在2个主电极之间，在电解液中，加以直流电场，活性炭在电场作用下极化，一端成阳性，另一端呈阴性，形成微电解槽，在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应，吸附在活性炭上的有机物大部分因此而分解，小部分因电泳力的作用发生脱附。厦门大学化学工程系张会平、傅志鸿等研究了pH值对苯酚在活性炭上的吸附平衡的影响以及活性炭在不同电极上的电化学再生效率的影响。他们结合有关研究结果分析认为，活性炭的电化学再生过程机理中包括电脱附，NaOH碱再生，NaClO化学氧16/43设计工程 计算与说明 结果化等过程，实验结果表明，电化学再生活性炭，具有较高的再生效率，可达到90%。此外，对工艺参数的研究表明，再生位置是活性炭再生工艺中重要的影响因素，电解质NaCl浓是较重要的影响因素，再生电流和再生时间对活性炭的电化学再生也有一定的影响。该方法操作方便且效率高、能耗低，其处理对象所受局限性较少。若处理工艺完善，可以避免二次污染。活性炭电化学再生装置包括壳体，在壳体的上、下部分别安装有将壳体自上而下依次分成出水室，电化学反应室和进水室的第一水力分布板和第二水力分布板，在电化学反应室的内壁装置阴极，中心设置阳极。电化学再生在常温常压下进行，将待再生处理的活性炭填充于阴阳两极间，将每升水中含1-15g电解质，pH值为2-5的电解液从壳体底部泵入，依次流经进水室，下部水力分布板、电化学反应器，上部水力分布板、出水室至壳体顶部流出，外加直流电流0.2-2.5A，水流量控制在1-5L/min，使活性炭处于流化状态。本发明通过强化传质使活性炭流化，并利用电催化产生的强氧化物质快速高效降解活性炭表面的有机污染物，从而提高再生效率。湿式氧化再生法是指在高温高压的条件下，用氧气或空气作为氧化剂，将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法。湿式氧化再生活性炭技术是 20世纪70年代发展起来的一种新工艺，主要在美国和日本研究较第4章回转炉设多。计Gitchel等对湿式氧化再生后的活性炭进行了4.1转炉深入的研究。Chrest及Chornet研究了湿式氧化活及计算性炭再生过程的动力学。Mudle等对再生过程中的反应步骤及控速步骤进行了详细的研究。同济大学环境学院以苯酚吸附等温线为评价标准，系统地研17/43设计工程 计算与说明 结果究了活性炭湿式氧化过程中的主要影响因素，并从理论上探讨了其规律性，考察了饱和炭多次循环再生的可能性。湿式氧化技术要在高温高压的条件下进行，再

104.22mm生条件一般为 200-250℃，3-7MPa，再生时间大多60min以内。该技术具有投资少、能耗低、工艺操作简单、再生相对效率高、活性炭损失率低、过程无二次污染、对吸附性能影响小等特点，但该技术通常用于再生粉末活性炭，适宜处理毒性高，生物难降解的吸附质。温度和压力须根据吸附质的特性而定，因为这直接影响炭的吸附性能恢复率和炭的损耗。这种方法的再生系统附属设施多，操作较麻烦。湿式氧化法再生活性炭的过程是：吸附在活性炭表面上的有机污染物在水热环境中脱附，然后从活性炭内部向外部扩散，进入溶液；而氧从气相传输进入液相，通过产生羟基自由基氧化脱附出来的有机物。由于湿式氧化高温高压条件较为苛刻，为此，人们考虑引入高效催化剂，采用催化湿式氧化法再生活性炭，以提高氧化反应的效率。同济大学李光明等人采用动态吸附法吸附苯酚溶液的方法，模拟活性炭的吸附饱和过程；采用浸渍法制备CuO/Al2O3催化剂，在高压反应釜中对吸附饱和的活性炭进行多相催化湿式氧化，使活性炭得以再生，并氧化分解被脱附析出的有机物。在温度 210℃、氧分压0.6MPa下，反应1h的活性炭再生效率为47.0%，出水化学需氧量367.0mg·L-1。结果表明，该方法可有效再生活性炭，并使出水的 COD明显下降。同其他活性炭再生方法比较，催化湿式氧化法具有快速、能耗低、二次污染小等特点。但是，在研究粉末活性炭湿式氧化再生时发现，随着时间的延长，活性炭表面的氧化程度加强，使得活性炭中

G=5866.7N1f=33.33mmL=96000mmM=50kgG2=6356.7N0.239mm18/43设计工程 计算与说明 结果的孔系被氧化物堵塞，从而表现出再生效率下降的4.1.1 滚趋势。当微波遇到不同材料时，会产生反射、吸收筒计算和穿透现象，这取决于材料的介电常数、介质损耗系数、比热、形状和含水量等特性。大多数导体能反射微波，所以在微波系统中，导体用来传播和反射微波能量；而绝缘体则可以将微波部分反射或被穿透；所以其吸收微波的功率小；介质的性能介于金属和绝缘体之间，具有吸收、穿透和反射微波的性能，故在微波加热系统中，被处理的物料通常是吸收微波能量的介质即有耗介质，或极性介质。传统湿式氧化法再生效率不高，能耗较大。再生温度是影响再生效率的主要原因，但提高再生温度会增加活性炭的表面氧化,从而降低再生效率。因此,人们考虑借助高效催化剂,采用催化湿式氧化法再生活性炭。同济大学水环境控制与资源化研究国家重点实验室的科研人员正在开展此方面的研究。随着可持续发展观念的深入人心,活性炭再生工艺与技术日益得到人们的重视。一些传统的活性炭再生技术与工艺在近几年有了新的改进与突破。同时新再生技术也在不断涌现。虽然这些新兴技术在工艺路线上还不成熟,目前尚无法投入工业使用。但它们的出现为活性炭的再生带来了新思路与新探讨。微波加热技术的优越性主要表现在：(1>加热均匀，不需经过中间媒体，微波场中元温度梯度存4.1.2 滚 在，故热效率高； (2>加热速度快,只需常规方法的筒刚度校 1/100-1/10 的时间就可以完成； (3>改善劳动环境核和劳动作业条件；(4>由于微波能透入物料内部进行加热，物料的升温不依靠热介质由物料表面向里层传热，物料升温速度快，且由于物料表面物质的蒸发而使得物料表面温度略低于内部温度，使得整个物料的温度呈负的温度梯度状态 (即内部温度高，外部温，度低>，与脱附时物料内的浓度梯度的方向一致。

a0 1270mmX0 144L=4.6ma=1268.7mma1 1266.2mmv=0.324m/sFe 9263.55NFp=9726.73Nb=191.39T=59.73N?mm19/43设计工程4.1.3链的选择及电机计算

计算与说明东南大学傅大放等以新碳碘值变化为评价标准，研究吸附了十二烷基苯磺酸钠的活性炭的微波再生条件。通过正交实验，探讨了活性炭再生效率与微波功率、微波辐照时间、活性炭的吸附量等因素的关系。昆明理工大学环境科学与工程学院宁平等人进行了微波辐照再生吸附有甲苯废气活性炭的研究，并进行了载硫活性炭微波辐照解吸研究；探讨了活性炭在微波辐照条件下脱附率与活性炭量、微波功率、载气线速度及再生时间等因素的关系；对影响活性炭损耗的各种因素进行了分析。西安建筑科技大学的王宝庆等研究了吸附了乙醇的活性炭的微波再生实验，通过正交实验，探讨丁活性炭再生率与微波功率，载气线速度、微波辐照时间、活性炭的辐照量等因素的关系。微波辐照再生活性炭具有再生时间短、耗能低、设备构造简单、再生效率高及活性炭吸附容量恢复率高等优点，是一种经济可行的再生新技术。但由于微波的加热过程是封闭的，蒸发的物质不能及时排除，对实验的再生效果会有一定的影响。3.4酸洗炭上吸附的有机物及无机含量，残留金属及其化合物对炭再生也有很大影响。炭上吸附的无机物除硅酸盐外其它物质容易在酸洗作业中洗脱。钙镁等离子含量较小的情况下，对再生效果影响较小。但含量大时，可能使炭粒内原有的微孔变大，降低炭粒的总面积，从而降低其吸附活性。硅酸盐的存在，无论多少，对再生效果都无好处，它们直接的害处主要是堵塞孔通路。炭上吸附的有机物质包括微细木屑和塑料，还有各种油类和化学药剂等。油类和药剂类在升温到700℃左右时，基本上可以脱附和炭化，其影响较小。微细的木屑和塑料被炭化后，有可能堵塞和破坏微孔形状。因此，在炭浆工艺的各环节中都要重视除屑。

结果T1=18.52N?mP=0.012kw1d=172.79mmda 185mmdf 153.74mmha 8mmdg 137.7mm20/43设计工程 计算与说明 结果炭上吸附的碱金属氧化物，在再生过程中会对炭的氧化起催化作用，助长活性炭基质的燃烧，增大炭损失，并使炭粒内微孔空大，降低炭的强度。因此，加热再生前的酸洗必须彻底，尽可能完全的除去碱金属氧化物。酸作业通常在常温下进行，以一定床体积<一般为2倍炭床体积）的稀酸溶液<硝酸或盐酸）及水，稀苛性钠溶液各对解吸炭浸泡一段时间。每种溶液浸泡前都需将前面的溶液排尽，然后用2-3倍炭床体积的水冲洗，除去溶解物，并使炭恢复中性。酸洗时，酸浓度不易过大，因为浓酸对活性炭有软化作用，使活性炭变得软而易碎。也不易过小，否则达不到酸洗的目的。一般情况下，酸浓度控制在5%左右。酸洗以浸泡为主，不宜进行强烈搅拌，否则会产生过多细炭，增大炭损失，并使酸洗反应变得过于激烈而难以控制。酸洗过程中加稀苛性钠溶液的目的一方面是为了中和被炭吸附的余酸，另一4.1.4链方面可溶解炭上的吸附的碱溶性物质。经过酸洗轮设计 后，炭的各有关性能指标都会得到改善，吸附活性可恢复到新炭30%～50%，表3-1是某炭浆厂解吸炭经过酸洗后与新炭的对比结果。表3-1 解吸炭经过酸洗后与新炭的对比结果

bf117.96mmba4.13mm'd 1036.74mm'da 1050mm'df 1017.69mm活性炭碳酸钙表观密灰分吸附速含量／%度／／%度／%kg.m3解吸炭4.0562512.46.86酸洗炭1.365886.421.30新炭0.364760.663.27注：吸附速度测定：1g活性炭在1.64×106的原液中金的吸附百分数。第4章回转炉设计4.1 转炉及计算 P=7.52MPa21/43设计工程 计算与说明 结果回转式活性炭再生炉的主要工作结构是滚筒，并且温度是再生的重要条件，随着温度的升高，活性炭的灰分降低，磨损损失增大，抗磨能力降低，吸附速度加快，活性增加见表4-1。表4-1温度对炭再生效果得影响注：1、活性炭在再生炉内滞留时间30min。再生温度表观密度灰分磨损损失吸附速度℃kg?m3%%%65065017.30.5535.9270065016.20.6236.8475065014.80.6736.9181065014.41.0740.022、给炭含水 39%。3、测定条件是非标准的，表中数据为相对值；因此对滚筒要求非常高，其结构采用端面密封，以保证筒体的气密性，筒体内的温度是不均匀的，有给料端向筒体中部温度逐渐升高，中部是再生活化区，温度最高。由中部向排料端温度又逐渐降低。但筒体内各点的炭和气体的温度却差别甚小。由于滚筒在受热时会发生变形，因此其它的零件在设计时必须考虑到这点，比如滚筒出料端的滚轮架的设计就考虑到了，同时必须在滚筒处加支撑加强筒的刚度，同时为了加强筒的强度，在筒的外部可以加筋板，这样就可以很好的弥补了筒的强度问题。回转筒体加温时，先将温度加到150℃，温度达到后，稳定10分钟左右，以防止发生热震荡。然后按50℃的增量缓慢增加温度，直至最后达到工艺要求的温度。每个升温增量达到后都要稳定几分钟，然后再开始下一个升温增量。筒体降温也按50℃的增量逐步降低。运转中的回转筒体，在突然停电或故障停车时，应立即开动备用电源，无备用电源时可用人工盘车，使筒体转动，以防止筒体在高温下发生弯曲变形。在停车时必须在筒体温度降

τ=1.03MPaC=25180N22/43设计工程 计算与说明 结果4.1.5键的验算

到100℃以下方可停止筒体转动。活性炭生产的一场伟大进步，不锈钢旋转炉，流态工艺设计，新一代化学炭生产设备问世，宣示着我国木质粉状化学炭走进了一个崭新的发展阶段，代表污染、高耗、低品质、繁重劳动的旧式平板炉在中国生存半个世纪后，将正式退出历史舞台。4.1.1 滚筒结构计算因为滚筒的温度能升高到 900℃，所以由机械设计手册查表得：滚筒在 900℃的线膨胀系数为α119.3106。筒的变形lTα1l90019.31066000=104.22mm初选筒的厚度为10。mm参考书【1】 材料力学—加入温度α1—热膨胀系数—加热滚筒的长度筒的重量G1G1=π×0.21×6×7.75×10×9.8=5866.7N因滚筒每天的处理量Q=800kg／天，n=4r/min,每天按工作8小时计算，总时间为t=8x60=480min螺距ff=6000/30/6 =33.33mm每天料的总行程 Lnft=96000mm筒内最大含碳量 MM=800×6000/960000=5kg4.1.6轴总重量G2承计算G2G1Mg=5866.7+50×9.8=6356.7N4.1.2滚筒刚度校核如图4-1I33.142103104ΠRδ=290795400mm=ω=523103/384210I=0.239mmGl23/43设计工程 计算与说明 结果qFAyA B FBy4.1.7轴图4-1滚筒受力简图的校核4.1.3链的选择及电机计算初选电机YVP132M—8，功率为3kw、转速为36r/min。链轮齿数的选择取小链轮齿数z1=17，大链轮的齿数z2=6×17=102确定计算功率PcaKAKZP11.534.5kw参考书【2】P14-83KA—工况系数KZ—齿数系数根据Pca=4.5kw及n1=36r/min查图，可选20A-1，4.2螺旋可得链条节距为P=31.75mm输送机 初选中心距a0(30~50)p(30~50)31.75952.5~1587.5mm链长节数f3[(z2z1)/2π]2X02a0(z1z2)/2f3p/a0240(17102)/2183/40144参考书【2】P14-83a0—初选中心距(mm>z1—小齿轮齿数；z2—大齿轮齿数；f3—齿差系数；p—链节距<mm）。链条长度LL=X0p/1000=144×31.75/1000 =4.6m理论中心距a24/43设计工程 计算与说明 结果X0(z1z2)/2a p(c c2 8f3)/4 =1268.7mma (0.002 0.004) 1268.7 2.5374mm实际中心距a1 a a 1268.7 2.5374 1266.2mm链速vv z1n1p/60/1000 17 36 31.75/60 /1000有效圆周力FeFe 1000p/v 1000 3/0.324压轴力FpFp kFpFe 1.05 9263.55bDr(fdr2μ)200/(0.00154020.5)/参考书【3】P8-884.3链传Dr—滚轮直径<mm）动f—摩阻系数）；(N?mmDr—轴径<mm）；μ—滚动摩擦系数。轮与滚圈的摩擦力 T：T(G1Fp)[sin45/(bsin90cos901)滚动摩擦力矩T1：T1TR59.730.31实际功率P1：P1=T1n=18.526/9550×经过验算电动机符合要求。4.1.4链轮设计z1=17,i=6,z2=102,n136r/min,n26r/min小链轮计算分度圆4.4冷却dp/sin(180/17)172.79mm及排料系齿顶圆直径统damaxd1.25pd1172.791.2531.7519.05mm=193.4275mmdamindp(11.6/z)d125/43设计工程 计算与说明 结果4.5 辅助系统及操作

=172.79 31.75(1 1.6/17) 19.05 182.5mm参考书【2】P14-83式中 d —分度圆直径<mm）—链节距<mm）；—滚子直径<mm）。da185mm齿根圆dfdd1172.7919.05153.74mm齿高hamax0.625p0.5d10.8p/z19.8510.321.4911.02mmhamin0.5(pd1)0.5(31.7519.05)5.35mmha8mm最大齿顶圆直径dgpcot180/171.04h20.762686.231.390.76137.7mm齿侧圆弧半径remax0.12d(z2)0.1219.05(172)remin0.008d1(z2180)0.00819.05(172180)71.48mm滚子定位圆弧半径rimin0.505d10.50519.05=9.63mm滚子定位角αmin12090/z1=134.71αmax14090/z2=114.71齿宽bf10.95b10.9518.917.96mm齿侧倒角ba 0.13p 0.13 31.75 4.13mm齿侧半径rx p 31.75mm大链轮的计算分度圆直径26/43设计工程 计算与说明 结果'd di 172.79 6 1036.74mm齿顶圆''1036.741.2531.7519.05damaxd1.25pd11057.4mm''p(11.6/z)d1damind1036.7431.75(11.6/102)19.051048.94mm'1050mmda齿根圆''1036.7419.051017.69mmdfdd1齿顶高'0.625p0.5d10.8p/zhamax19.8449.5250.831.75/10210.568mm'0.5(pd1)0.5(31.7519.05)5.35mmhamin齿侧圆弧半径rr

'0.008d1(z22180)0.00819.05(10222)mmemin'0.12d1(z22)0.1219.05(1022)emax滚子定位圆弧半径'rimaxrimax'riminrimin滚子定位角'14090/z2139.12αmax'12090/z2119.12αmin4.1.5 电动机轴上键的验算选择C型键连接工作面压强 pp=2T/D/k/l=2×40×103/38/3.5/80MPa<[p]剪切力τ=2T/D/b/l=2×40×103/38/8/80MPa<[τ]参考书【2】 P6-120T—传递的扭矩<N?mm）D—轴的直径<mm）；k—键轮毂的接触高度<mm）；l—键的工作长度<mm）；27/43设计工程 计算与说明 结果第5章炭再生评价5.1再生效果

b—键的宽度<mm）。经验算键符合要求。4.1.6 轴承的计算初选2306型调心球轴承C fhfmfdp/fnft 2.43 1.5 1 4421.28/1.28 0.5NC<Cr=31.5KN参考书【3】 新编机械设计师手册fh—寿命因数fn—速度因数；fm—力矩载荷因数；fd—冲击载荷因数；ft—温度系数。符合要求。4.1.7 轴的校核如图4-1所示l=2843.253150690NmmM=Fr××=?W=0.1d33=0.1×64000=6400mmσ=M/W=150690/6400=24Mpa<[σ] 60MPa图4-1周承受力简图符合要求。18F 18FFAyA C D BFBy4.2螺旋输送机5.2 再生 螺旋输送机是一种常用的不具有挠性牵引构件的连次数

续输送机械，利用工作构件即螺旋的旋转运动，使物料向前运送，是现代化生产和物流运输不可缺少28/43设计工程 计算与说明 结果第6章设计小结

的重要机械设备之一。螺旋输送机在国民经济的各个部门中得到了相当广泛的应用，主要是用来运送大宗散货物料，如煤、矿石、粮食、砂、化肥等。在粮食、轻纺织业、化工业、食品等工业部门，采用螺旋输送机往往不单纯是输送物料，同时还伴随进行某些工艺处理等。螺旋输送机种类较多、结构差异大、设计参数多，并且各参数之间相互联系和制约，使得设计和选择复杂、难度大，尤其是一些主要参数，如果选择和组合不当，将会严重影响螺旋输送机的生产效率和工作性能。螺旋输送机是提供活性炭给回转炉的，并且保证螺旋筒内挤满活性炭，使回转筒体内部不与外界相同，目的也是保证筒体的气密性。由于螺旋输送机的叶片形式有好多种，经常采用的是螺旋叶片，旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋输送机输送，使物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋输送机机壳对物料的摩擦阻力。螺旋输送机旋转轴上焊的螺旋叶片，叶片的面型根据输送物料的不同有实体面型、带式面型、叶片面型等型式。由于在给回转炉输送炭时，如果叶片采用螺旋叶片会使叶片与炭之间产生摩擦，影响再生炭的吸附性，同时也会降低再生炭的机械强度，因此必须设计一种能减少它们之间摩擦的螺旋结构，初步考虑采用直径为?8的钢筋，把它缠绕在轴上，在轴的旋转下把物料带入滚筒内，这样可以有效地使磨损降低。4.3链传动在回转式活性炭再生炉中，电机驱动炉回转采用的是链传动而并没有用带传动，相对带传动来说，链传动能保持准确的平均传动比，传动尺寸相同时，传动能力较大，传动效率较高，张紧力小，压轴力较小。可在温度较高湿度较大有油污腐蚀等恶劣条件下工作。但相对齿轮传动来说，容易安装，29/43设计工程 计算与说明 结果成本低廉，能实现远距离传动，而结构仍比较轻便。在使用链传动时润滑是十分重要的，对高速重载的链传动更为重要。良好的润滑可以缓和冲击，减轻磨损，延长链条使用寿命，还可以起冷却作用。链传动一般布置在铅垂平面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内，如确有需要，则应考虑加托板或张紧轮等装置。4.4冷却及排料系统从再生设备中排出的再生炭，可以水淬冷却，也可以再空气中自然冷却。水冷可使炭的机械强度有所增加，但活性稍有下降。空气中冷却的再生炭机械强度比较低，炭的损失比较大，但活性较水冷炭稍高一些。这是因为目前常用的活性炭再生炉排出的再生炭温度比较高，一般在 750～800℃左右，呈微红热状态，进入空气中遇氧产生燃烧反应，从而改变炭的孔隙结构，导致上述结果。物料在转炉内的温度很高，直接出来接触空气会产生剧烈的燃烧，因此必须有良好的冷却系统，使出来的物料温度在500℃左右。出料装置是由进水口、出水口、出料口法兰，排气管及支架组成。在炉内很容易在形成大石块。这主要是由于物料以及物料中的杂质象砂子石子，在高温中混合搅拌，有些熔点低的物质开始熔化，把这些物质粘结在一起逐渐形成更大的结瘤。所以在正常出料装置以外，要考虑设计有排除大石块装置。当然如果操作不当，炉内有特大石块形成时，则只有停炉降温把石块取出来。我们在生产中发现最大的石块直径约300mm，重达23kg，石块呈椰圆形状。4.5辅助系统及操作为了有效测量转炉温度，以便控制转炉在最佳工艺条件下工作，使炭的活化达到最佳效果，在炉前炉中炉尾分别安装有热电偶测温装置，每个热电偶的30/43设计工程 计算与说明 结果导线由环绕在筒体的两条铜带传送出来，铜带的固定与筒体是绝缘的，在转炉外面有炭刷接触铜带传送的信号，信号通过变换最后显示在仪表上。由于转炉内的活化温度在 850～9000C之间，所以做好隔热措施是很重要的。一方面要尽力保护里面的热量少损失，这样可以增加活化得率，另外减少热量散失，对转炉的工作操作环境有利。一般要求转炉外壁温度在600C左右为宜。转炉的隔热措施主要采用方式有耐热混凝土、硅藻土轻体保温砖和耐火砖，在砌筑中要注意保持合理的伸缩缝。为防止耐火砖在转炉内整体滑动，在转炉内要考虑固定装置。回转式活性炭再生炉隔热措施主要采用的是保温砖和保温毡，这样不但节约了资源，而且也使升温速度但得到了提升。转炉的是靠电机带动大链轮驱动炉回转的，它的底部有四个滚轮，它可以使滚筒平稳的在电机的带动下回转，滚轮安装在滚轮架上，因此滚轮架的稳定性对回转炉有很大的影响，一旦滚轮不平稳，会使转炉的同轴度稳定性以及炭的受热均匀度都将受到影响，所以系统的稳定性是非常重要的。活性炭再生炉的活化效率与很多因素是密切相关的，比如活化温度和活化时间等因素，但是操作不当也会影响活化效率以及整个系统的稳定性的，在开启设备之前应检查转炉内是否放置或挂有物品，有则清理，检查回转炉各部位的紧固件是否松动，有则紧固，着重检查电极与炉体的绝缘情况，如绝缘不良，查找原因进行解决。如果上述情况都已解决，将 2活性炭通过输送机送到转炉内充满炭，其中的炭外表面应干燥。在前序工作已经完成后，要开启转炉，先开启振动，巡回检查无异常声音后，在开启加热，最后开启自动出料。开启自动出料后，由于再生温度不够，出料系统进入准备状态再生炉并不出料。观察31/43设计工程 计算与说明 结果控制电流的上升，当电流控制指示仪升到接近 80-时停止振动，此后电流会缓慢下降，降到一定值又缓慢上升，上升到80-8