一种制备芦竹生物质吸附剂的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种制备芦竹生物质吸附剂的系统及方法。该系统包括浸泡装置、洗涤装置、烘干装置和蓄热式辐射管固定床热解炉。浸泡装置设有浸泡进料口、浸泡液入口和浸泡出料口；洗涤装置设有洗涤进料口、洗涤水入口和洗涤出料口，洗涤进料口与浸泡装置的浸泡出料口相连；烘干装置设有烘干进料口、高温烟气入口、烘干出料口和水蒸气出口，烘干进料口与洗涤装置的洗涤出料口相连；蓄热式辐射管固定床热解炉设有热解进料口、烟气入口、可燃气入口、空气入口、生物质吸附剂出口，热解进料口与烘干装置的烘干出料口相连。本发明专利技术在高温条件下利用烟气来活化芦竹生物质炭，提高了芦竹生物质吸附剂的吸附能力，且所用的能耗低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种制备芦竹生物质吸附剂的系统及方法。
技术介绍
农林生物质废弃物具有来源广泛、可再生周期短、可生物降解、环境友好等诸多优点，是重要的生物质资源。但是这些农林生物质废弃物主要用于直接燃烧产热，此外还有一部分用作饲料、肥料和制浆造纸工业的原料，这些领域的利用量不足农林生物质废弃物重量的50％。由于没有得到有效的转化利用，每年有大量的农林生物质被弃置于自然环境或露天焚烧，既造成了对生态环境的污染，又造成了资源的极大浪费。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是利用芦竹加工过程中产生的副产品，通过热解炭化反应将其制备成一种吸附能力强的生物质吸附剂，用于处理工业废水，实现废弃物的资源化利用。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种制备芦竹生物质吸附剂的系统，所述系统包括浸泡装置、洗涤装置、烘干装置和蓄热式辐射管固定床热解炉；所述浸泡装置设有浸泡进料口、浸泡液入口和浸泡出料口；所述洗涤装置设有洗涤进料口、洗涤水入口和洗涤出料口，所述洗涤进料口与所述浸泡装置的浸泡出料口相连；所述烘干装置设有烘干进料口、高温烟气入口、烘干出料口和水蒸气出口，所述烘干进料口与所述洗涤装置的洗涤出料口相连；所述蓄热式辐射管固定床热解炉设有热解进料口、烟气入口、可燃气入口、空气入口、生物质吸附剂出口，所述热解进料口与所述烘干装置的烘干出料口相连。在本专利技术的一个实施例中，所述蓄热式辐射管固定床热解炉还设有高温油气出口，所述系统还包括燃烧室；所述燃烧室设有高温油气入口、空气入口和高温烟气出口，所述高温油气入口与所述蓄热式辐射管固定床热解炉的高温油气出口相连，所述高温烟气出口与所述烘干装置的高温烟气入口相连。在本专利技术的一个实施例中，所述燃烧室的高温烟气出口还与所述蓄热式辐射管固定床热解炉的烟气入口相连。在本专利技术的一个实施例中，所述高温油气出口设置在所述蓄热式辐射管固定床热解炉的顶部，所述烟气入口设置在所述蓄热式辐射管固定床热解炉的底部。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供一种上述系统制备芦竹生物质吸附剂的方法，所述方法包括如下步骤：准备长度为4-5cm的芦竹片；将所述芦竹片放入装有浸渍液的所述浸泡装置中进行浸泡；所述浸渍液为NaOH和H2O2组成的混合水溶液，其中，所述混合水溶液中NaOH的浓度为0.2-2wt％，所述混合水溶液中H2O2的浓度为0.10-1.00wt％，浸泡时的固液比为1:50-1:10g/ml，浸泡时间为4-10h；将浸泡后的芦竹片送入所述洗涤装置中用水洗涤；将洗涤后的芦竹片送入所述烘干装置中用高温烟气进行干燥；将可燃气、空气和干燥后的芦竹片送入所述蓄热式辐射管固定床热解炉中，对所述干燥后的芦竹片进行热解；热解完成后，往所述蓄热式辐射管固定床热解炉中通入烟气保温活化，制得芦竹生物质吸附剂。在本专利技术的一个实施例中，用温度为80-110℃的高温烟气干燥所述洗涤后的芦竹片。在本专利技术的一个实施例中，将保温活化的时间设置为30-45min。在本专利技术的一个实施例中，将热解的温度设置为300-800℃，时间设置为30-60min。在本专利技术的一个实施例中，所述方法还包括如下步骤：热解还会产生高温油气，将所述高温油气进行燃烧，得到高温烟气；将所述高温烟气送入所述烘干装置中，用于干燥洗涤后的芦竹片。在本专利技术的一个实施例中，所述方法还包括如下步骤：将所述高温烟气也送入所述蓄热式辐射管固定床热解炉中，用于活化芦竹生物质吸附剂。本专利技术在高温条件下利用烟气来活化芦竹生物质炭，提高了芦竹生物质吸附剂的吸附能力。此外，本专利技术利用自身产生的高温油气燃烧产生的热量来对洗涤后的芦竹进行干燥，提高了能源的使用效率，减少了对外来能源的需求，起到了节能减排的作用。附图说明图1为本专利技术一实施例中一种芦竹生物质吸附剂的制备系统的示意图。图2为本专利技术一实施例中一种利用芦竹制备生物质吸附剂的工艺流程图。图中：100：芦竹破碎装置；101：芦竹入口；102：破碎芦竹出口；200：浸泡装置；201：浸泡进料口；202：浸泡液入口；203：浸泡出料口；204：废弃液出口；300：洗涤装置；301：洗涤进料口；302：洗涤水入口；303：洗涤出料口；304：洗涤水出口；400：烘干装置；401：烘干进料口；402：烘干出料口；403：高温烟气入口；404：水蒸气出口；500：蓄热式辐射管固定床热解炉；501：热解进料口；502：可燃气入口；503：空气入口；504：高温烟气入口；505：高温油气出口；506：生物质吸附剂出口；600：燃烧室；601：高温油气入口；602：空气入口；603：第一高温烟气出口；604：第二高温烟气出口。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。本专利技术提供的制备芦竹生物质吸附剂的系统包括浸泡装置、洗涤装置、烘干装置和蓄热式辐射管固定床热解炉。本专利技术中，浸泡装置用于对芦竹进行预处理，破坏芦竹细胞中的木质素的结构，以达到“软化”芦竹的目的，有利于后续热解。浸泡装置设有浸泡进料口、浸泡液入口和浸泡出料口。洗涤装置用于清洗从浸泡装置中排出的带有浸泡液的芦竹。本专利技术中，洗涤所用的洗涤液为清水。洗涤装置设有洗涤进料口、洗涤水入口和洗涤出料口，洗涤进料口与浸泡装置的浸泡出料口相连。烘干装置用于干燥洗涤后的芦竹，本专利技术采用高温烟气对洗涤后芦竹进行干燥。烘干装置设有烘干进料口、高温烟气入口、烘干出料口和水蒸气出口，烘干进料口与洗涤装置的洗涤出料口相连。蓄热式辐射管固定床热解炉用于热解芦竹。蓄热式辐射管固定床热解炉的热效率高，能达到86％以上。本专利技术将烟气直接通入蓄热式辐射管固定床热解炉中，在芦竹完成热解后，第一时间被烟气活化，能有效的提高芦竹生物质炭的吸附能力。蓄热式辐射管固定床热解炉设有热解进料口、烟气入口、可燃气入口、空气入口和生物质吸附剂出口，热解进料口与烘干装置的烘干出料口相连。为了更好的热解芦竹，高温油气出口最好设置在蓄热式辐射管固定床热解炉的顶部，以便更好的排出高温油气。烟气入口最好设置在其底部，这样烟气与热解炭的接触效果最好，有利于其活化。芦竹热解还会产生高温油气，在现有技术中，一般都将这些高温油气直接送入尾气处理装置进行处理，然而，高温油气带有大量的热量和热解油，这样处理会造成大量的能耗损失。因此，在上述系统的基础上，该系统还可增加燃烧室。高温油气中的热解油里面带有大量的杂质，要想将其分离出来十分困难，若处理不当，还容易造成环境污染。本专利技术将其燃烧，不仅能有效处理热解油，还能将产生的高温烟气用于干燥洗涤后的芦竹。燃烧室用以燃烧高温油气中的热解油。燃烧室设有高温油气入口、空气入口和高温烟气出口，高温油气入口与蓄热式辐射管固定床热解炉的高温油气出口相连，高温烟气出口与烘干装置的高温烟气入口相连。由于活化热解炭时也需要用到烟气，因此从燃烧室排出的高温烟气也可送回至蓄热式辐射管固定床热解炉中进行回收利用，提高了能源的使用效率，起到了节能减排的效果。本专利技术所提供的上述系统中的各个装置，除了热解装置必须使用蓄热式辐射管固定床热解炉外，其余各个装置均不需要限定其具体设备是什么，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备芦竹生物质吸附剂的系统，其特征在于，所述系统包括浸泡装置、洗涤装置、烘干装置和蓄热式辐射管固定床热解炉；所述浸泡装置设有浸泡进料口、浸泡液入口和浸泡出料口；所述洗涤装置设有洗涤进料口、洗涤水入口和洗涤出料口，所述洗涤进料口与所述浸泡装置的浸泡出料口相连；所述烘干装置设有烘干进料口、高温烟气入口、烘干出料口和水蒸气出口，所述烘干进料口与所述洗涤装置的洗涤出料口相连；所述蓄热式辐射管固定床热解炉设有热解进料口、烟气入口、可燃气入口、空气入口、生物质吸附剂出口，所述热解进料口与所述烘干装置的烘干出料口相连。

【技术特征摘要】
1.一种制备芦竹生物质吸附剂的系统，其特征在于，所述系统包括浸泡装置、洗涤装置、烘干装置和蓄热式辐射管固定床热解炉；所述浸泡装置设有浸泡进料口、浸泡液入口和浸泡出料口；所述洗涤装置设有洗涤进料口、洗涤水入口和洗涤出料口，所述洗涤进料口与所述浸泡装置的浸泡出料口相连；所述烘干装置设有烘干进料口、高温烟气入口、烘干出料口和水蒸气出口，所述烘干进料口与所述洗涤装置的洗涤出料口相连；所述蓄热式辐射管固定床热解炉设有热解进料口、烟气入口、可燃气入口、空气入口、生物质吸附剂出口，所述热解进料口与所述烘干装置的烘干出料口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蓄热式辐射管固定床热解炉还设有高温油气出口，所述系统还包括燃烧室；所述燃烧室设有高温油气入口、空气入口和高温烟气出口，所述高温油气入口与所述蓄热式辐射管固定床热解炉的高温油气出口相连，所述高温烟气出口与所述烘干装置的高温烟气入口相连。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述燃烧室的高温烟气出口还与所述蓄热式辐射管固定床热解炉的烟气入口相连。4.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述高温油气出口设置在所述蓄热式辐射管固定床热解炉的顶部，所述烟气入口设置在所述蓄热式辐射管固定床热解炉的底部。5.一种利用权利要求1-4中任一所述系统制备芦竹生物质吸附剂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：准备长度为4-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠惠，巴玉鑫，吴小飞，牛明杰，肖磊，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11