多孔碳材料是活性炭、超级电容器电极材料、锂电硅碳负极材料、催化剂载体等领域的基础原料。中国是全球最大的多孔碳生产国,煤质多孔炭和生物质多孔炭占据主导地位。
在多孔碳的制备工艺中,物理活化法是规模化生产的主流路线之一——以水蒸气或CO₂为活化介质,在高温下与碳化料发生反应,刻蚀出微孔结构,提升比表面积。然而,传统的静态活化方式(如箱式炉、推板炉)存在物料受热不均匀、批次差异大、难以连续化作业等问题。
阜成智能推出的FCHZ-800-10Q天然气加热回转炉,正是针对多孔碳物理活化需求开发的一款连续化设备方案。
一、设备概况:面向物理活化的连续化方案
FCHZ-800-10Q为连续式天然气加热回转炉,设计温度1000℃,工作温度950℃。炉管规格Φ800×8000mm,材质310S不锈钢,壁厚12mm。按24小时连续运行计算,日产能可达500公斤。
该方案以CO₂为主要活化气氛,炉管以1-5r/min匀速旋转,带动物料在炉管内持续翻转——每一粒物料都能与活化气体充分接触,避免了静态活化中常见的“表层过活化、内部欠活化”问题。
二、加热系统:天然气加热,4温区独立控温
FCHZ-800-10Q采用天然气加热方式,炉管底部布置4套高速烧嘴,每个温区长度1500mm。
天然气供气量<36Nm³/h,恒温时耗气量约12Nm³/h。每区采用自动比例调节控制,选用进口温控调节仪为主控仪表,配合西门子S7-200 PLC检测烧嘴火焰信号,控制助燃空气及燃气阀位输出。恒温区截面温差控制在±5℃以内。
设备配置了换热器装置——燃烧后的热烟气及用户VOC焚烧装置产生的烟气可被充分利用,助燃风机将冷空气打入换热器,高温烟气预热提高助燃风温度后再进入烧嘴,可实现节能约5%。
三、气氛控制:CO₂活化+多路进气
多孔碳的物理活化需要在特定气氛下进行。FCHZ-800-10Q在炉尾部设置2路进气口——1路通入CO₂作为主活化气氛,另1路可通入N₂用于洗炉或置换。气体流量计量程3—30m³/h。
炉体前端采用不锈钢旋转接头密封,后端采用石墨盘断面密封,配合高温硅橡胶板和O型圈,维持炉内微正压环境,防止外部空气渗入导致物料氧化。
排气系统设置在炉头密封仓上,排气管道材质SUS304,可连接用户尾气处理装置。
四、进料与出料:真空上料+螺旋给料+水冷螺旋
FCHZ-800-10Q配备真空上料机+螺旋给料机+料仓的进料系统。真空上料机为间歇式供料,每2小时供给一次物料至料仓。给料机由变频电机驱动,喂料速度可调。
出料端配置了水冷螺旋——安装在主回转炉出料箱下部,螺旋轴接变频电机,输送速度根据产量调整。活化完成的高温物料经水冷螺旋快速降温,避免出料后接触空气发生氧化或自燃。
五、传动与倾角调节
主传动系统采用变频电机直联减速器,通过链条驱动辊筒匀速旋转,速度无级可调。炉体配备顶升机构,通过丝杠升降机调节倾斜度0-3°——倾角配合转速,可精确控制物料在炉管内的停留时间,匹配不同原料的活化工艺需求。
六、控制系统:数据可记录、可追溯
搭载10寸昆仑通态触摸屏+西门子S7-200 SMART PLC,配备阜成自研的回转炉数据采集与监控系统。
可实时显示各温区温度、设定值、炉管转速、炉内压力等信息。支持数据导出,温度曲线、报警记录均可保存和查询。预留MODBUS通讯协议接口,可通过TCP/IP接入MES系统。参数修改需专职人员授权操作。

七、主要技术参数汇总
参数 | 数值 |
设计温度 | 1000℃ |
工作温度 | 950℃ |
炉管尺寸 | Φ800×8000mm |
炉管材质 | 310S不锈钢,壁厚12mm |
加热方式 | 天然气烧嘴,炉管底部加热 |
温区数量 | 4个 |
控温点数 | 4个 |
恒温区截面温差 | ±5℃ |
炉管转速 | 1-5r/min |
日产能 | 500kg |
天然气耗量 | 恒温时约12Nm³/h |
供电容量 | 30KVA |
八、适用场景
FCHZ-800-10Q主要适用于多孔碳材料的物理活化工艺,具体场景包括:
- 椰壳、果壳等生物质原料的CO₂活化制备活性炭
- 煤质碳化料的物理活化扩孔
- 硬碳前驱体的活化预处理
- 活性炭的连续化再生
- 多孔碳材料企业的规模化生产