斯列普炉活化方法是一种利于水蒸气和烟道气（CO₂）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。

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300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2－2.5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7008×6032×1200mm,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10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：①装入足够的炭化料，以便活化炉的定时加料操作；②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，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—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：①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；②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；③降低出料温度，提高活化的率；④可以生产任何要求的高中低档炭；⑤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130℃－150℃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℃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。

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——水蒸气通入的半炉成为冷却半炉；将助燃剂——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℃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℃左右，经过上连烟道   上近烟道（补充炭化段）   上远烟道（补充炭化段、活化段）    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）   下远烟道（活化段）   中部烟道（活化段）   上远烟道（补充炭化段、活化段）   上近烟道（补充炭化段）    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，温度由1000—1150℃降到350－450℃，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 + H₂——Q        ①

 C+2H₂O      CO₂+2H₂——Q       ②

同时还发生下列二次反应

 CO₂+ C       2CO——Q           ③

 CO+H²O      CO₂+H₂ + Q          ④

 H₂+ C       CH₄ + Q               ⑤

2H₂+2C       C₂H₂                ⑥

冷却半炉的反应是前面的①②③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750---950℃，而二氧化碳与炭的活化反应温度是850---1100℃。所以炉芯温度在850℃就没有③式的反应，即使比850℃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850℃，甚至更低，反应又停止。为了保证①②③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℃。因为温度超过910℃，由于水蒸气与炭的终止温度是950℃，越接近950℃，水蒸气与炭的反应越缓慢。为了不影响①②式反应，炉芯温度（活化温度）定在910℃。在这个温度下，在活化炉中，①②式反应后，产生的二氧化碳即可参加活化反应，由于③式反应的产生，随着二氧化碳浓度的减少，又促使①②式反应加速。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℃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℃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。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℃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950℃，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910℃，没有达到910℃的最佳工艺。从6年的操作经验看，炉芯温度与加热半炉温度相差60—90℃之间。从理论上推算，工艺温度控制在970－1000℃才能使炉芯温度达到910℃。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℃改成980℃，最高温度为1000℃不变。活化炉的各点温度控制在990±10℃。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—1020℃，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1050℃，或提高1、2、3、4点工艺温度到1000—1020℃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℃，所以工艺控制温度应该在930－960℃之间，超过960℃，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450℃，超过450℃底部就易着火。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1120－1150℃（热电偶从蓄热室顶部插入）时，底部排烟温度不超过400℃。蓄热室顶部温度控制在1150℃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（120－150℃），蓄热室顶部温度控制在1120－1150℃。如使用过热蒸汽（250－350℃），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，虽然提高了水蒸气浓度，但是降低了入炉水蒸气的温度，同样影响活化效率，不能提高产量，同时浪费能源，增大了活化成本。要是活化炉达到最高产量的流量为最佳流量，在活化炉操作中，实际需要的蒸汽流量与蒸汽通过活化炉的横段面积有关：0.5A×（180mm×B+310mm）。其中，A是侧烟道温度，一般都是2.4米；B是半炉下料器的数量。由于A基本是一个常数，变化的是下料器，实际上，活化炉的蒸汽流量跟半炉的下料器有关。实际操作中，一个下料器需要100公斤水蒸气。对于混凝土基础的活化炉来说，由于采用的炉压较低，漏气的地方少，蒸汽流量按半炉的下料器数量×100公斤/小时，这就是活化炉需要的水蒸气流量。如果活化炉采用较高的炉压，水蒸气流量总的增加100公斤或200公斤就行。如果活化炉建筑质量差、密封性差，有时能随着时间的延长泄露蒸汽量增大，实际需要的蒸汽量也大。

蒸汽压力低，影响流量计的准确性，蒸汽压力高，容易损坏流量计。根据实际经验炉前压力1.5Kg/cm2----4.5Kg/cm2，就行了。控制蒸汽压力稳定性，才能保证蒸汽流量的稳定性，有利于活化炉操作。在活化炉操作中，最忌讳的是蒸汽压力波动大。

新华化工厂回收部分废气，节省水蒸气用量。因为废气中含有大量的水蒸气和部分二氧化碳及其它可燃气体，而且废气温度高，利于废气可以改善蒸汽质量，节约能源，推广这一技术有现实意义。