关于煤质活性炭先进生产设备—平板炉炉膛结构的报道

关于煤质活性炭先进生产设备——平板炉炉膛结构的报道

(1)炉拱形状和拱顶中心角：炉拱本身在炉体起着积蓄热量和反射热量的作用，使煤在炉排上着火、燃烧，提高炉膛烟气出口温度有密切关系。炉拱结构分为两节，前节炉拱低而短，前低后高；后节炉拱高而长，前高后低。这样能有效地将烟气热量反射到刚进炉的煤层，使其预热着火；另一方面可以防止火焰外喷。而后节炉拱前高后低的斜面式拱形，因为它加长了火焰的燃烧行程，有利未燃物燃尽，同时迫使后部炽热烟气逼近煤层前部，对燃烧低挥发分燃料快着火。但炉拱下面的炉排也不能忽略，炉排要设计成梯形炉排和水平炉排相结合的自燃通风式。拱顶中心角是拱顶的基本参数，采用的拱顶中心角为1200。

(2)炉膛的燃烧热强度：工业炉能耗的高低与燃烧的结构和燃烧状况最为密切。炉膛的燃烧热强度小，呈矮胖形，容积大，使炉膛焰气出口温度降低；如选用过大的燃烧热强度，则炉膛呈瘦高形，容积小，虽出口温度有一定的提高，但缩短了可燃物在炉内的停留时间，燃烧不充分烟气黑度增加，同时火头易于外喷烧坏炉头。根据实践选取炉膛截面积燃烧强度在230~ 290kW/m2，容积燃烧热强度在175~230kW/m2之间较为适宜。

(3)炉膛形状：根据燃烧热强度，确定了炉膛的截面积和容积之后，再考虑炉膛的形状和结构尺寸，如形态不合理，炉膛的容积就不能充分利用，导致烟尘在炉膛内停留时间不足。平板炉的结构形状呈前窄后宽，前室截面积约为后室截面积的80%，它对降低燃料消耗量及烟尘发生量，减少烟气排出阻力，均匀分布火焰等都起着明显的作用。

(4)增加炭活化受热面积提高产量：国内平板炉单炉生产能力一般在25 kg/h左右，年产180t。提高生产能力，增加炭活化受热面积是一个途径。据计算其平板炉上限可达20m2左右，单炉产量可达300t。实践证明，适当增加炉身长度和宽度，也就是适当增加下火道的总体长度和宽度，并使上火道总体宽度大300/0~35%左右即可满足工艺要求。但火道面积不宜过大，易造成烟速过小，降低传热效果和增加火道积灰。下火道烟速应比上火道烟速略大一些，而上下火道的平均烟速在0.5—1. 5m/s为合适。

(5)活化室温度分布：炉头温度受炉膛高温火焰1300℃左右灼烧，活化炉炉板长期工作在这种高温环境下容易损坏，所以炉头的活化室底板一般应适当加厚，加厚度量相当于其它各室总厚度的158%，使其壁面温度能适应活化要求。

为使前后火道烟气辐射厚度不等值，将火道分为两段，前火道截面呈柱形，后火道截面略呈方形，前火道空间容积为后火道85%。这样当高温烟道气离开燃烧室后，产生的热交换也随着火道加长而增大，前、后烟气的温差也随着增大，一般烟气温降在50℃/m左右。通过适当改变前后火道的热交换空间容积，使其烟道气辐射厚度不等值，虽然前火道烟气温度较高，但由于火道截面积小，烟速大，综合传热系数就小，热交换量也就小，活化室壁面所反映的温度就相应降低；后火道由于截面积较大，活化室壁面所反映的温度就相应提高。因此活化室可以获得比较均匀的温度分布。

活化室隔墙开辐射孔。因为任何形状的空心体，在其上开一小孔，当内腔的温度均匀时，这空心体的小孔就具有黑体的性质。实践证明，活化室隔墙开辐射孔，对于保证各活化室活化时间的一致，协调各活化室的温度，起了重要作用。据观察，当进料量一致时，活化室各孔的活化时间基本无差异，这说明各孔温度分布是均匀的。

为了维提烟气能量的基本平衡，利用炉后端垂直火道设计了一个蓄热率为76610 kj/m2的蓄热室。当蓄热室获得热能后，就能维持着能量的输入、输出，保持烟气温度稳定在一定的范围内。

炉温方面：炭化、活化温度是影响生产能力的一个因素，很明显炉温低于正常规定的温度则谈不上产量，炉温高于正常规定的温度，则炭活化炉板上下温差大，传热效果好，产量增加。从室内试验说明炉温高不怕，怕的是活化料温度高出炉不及时。如能及时出料则锌耗不大而且产量高。

耐火材料的性能：选用的炭、活化炉板如上所述，要选用导热系数（入）高的材料，如高铝耐火砖板的导热系数一般在1.3~1.1[kCal/(m*h*℃)]，若能选用高导热系数（入）的材料，如碳化硅、合金板材则传热效率可大大提高，如碳素钢50摄氏度（入）= 43~36，中合金50摄氏度（入）=32~ 29，铸铁500℃（入）= 67，从以上导热系数可知材料性能对传热、煤质活性炭生产能力影响之大。

炉体的保温材料：炉体的保温性能，也直接影响着煤耗和热效率的高低。炉壳表面的热散失，其散热量与炉壳表面温度和车间温度之差成正比。为了节约能源和筑炉投资，一般取炉壳表面温度为60摄氏度（散热量0.4833 kW/m2）作为设计依据。炉体表面保温可采用硅酸铝耐火纤维，作为保温材料，其厚度约9cm即可。为使车间与炉体温差小些，可加厚保温层。

本信息来源于美佳活性炭厂官方网站