一种利用芦竹制备生物质炭的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种利用芦竹制备生物质炭的系统及方法。该系统包括蓄热式辐射管旋转床热解炉和微波活化装置；蓄热式辐射管旋转床热解炉用于热解芦竹，蓄热式辐射管旋转床热解炉设有干燥区和热解区，蓄热式辐射管旋转床热解炉设有热解进料口、可燃气入口、空气入口和热解出料口；微波活化装置用于活化制得的热解炭，微波活化装置设有微波活化进料口和生物质炭出口，微波活化进料口与蓄热式辐射管旋转床热解炉的热解出料口相连。本发明专利技术将芦竹热解产生的高温油气燃烧，燃烧的高温烟气产过热蒸汽，进行汽轮机发电，供应微波活化装置活化芦竹生物质炭，增加了芦竹生物质炭的吸附能力，此外还回收了能量，起到了节能减排的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种利用芦竹制备生物质炭的系统及方法。
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。现有技术公开了几种利用废弃农作物制备生物质炭的方法，但制备出的生物质炭吸附能力不高，且在制备过程中浪费了很多的热量。
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炭吸附剂，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利用芦竹制备生物质炭的系统，所述系统包括蓄热式辐射管旋转床热解炉和微波活化装置；所述蓄热式辐射管旋转床热解炉用于热解芦竹，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉设有干燥区和热解区，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉设有热解进料口、可燃气入口、空气入口和热解出料口；所述微波活化装置用于活化制得的热解炭，所述微波活化装置设有微波活化进料口和生物质炭出口，所述微波活化进料口与所述蓄热式辐射管旋转床热解炉的热解出料口相连。在本专利技术的一个实施例中，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉还设有高温油气出口，所述系统还包括燃烧室、余热锅炉和汽轮发电机；所述燃烧室用于处理高温油气，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旋转床热解炉的高温油气出口相连；所述余热锅炉用于回收高温烟气的热量，所述余热锅炉设有高温烟气入口、进水口和水蒸气出口，所述高温烟气入口与所述燃烧室的高温烟气出口相连；所述汽轮发电机用于给所述微波活化装置供电，所述汽轮发电机设有水蒸气入口和冷凝水出口，所述水蒸气入口与所述余热锅炉的水蒸气出口相连。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热解区的顶部。在本专利技术的一个实施例中，所述辐射管旋转床热解炉采用双螺旋出料机出料。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种利用上述系统制备生物质炭的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：准备长度为4-5cm的芦竹片；将可燃气、空气和所述芦竹片送入所述蓄热式辐射管旋转床热解炉中，先将所述芦竹片干燥，然后再进行热解；将热解得到的生物质炭送入所述微波活化装置中进行微波活化，制得生物质炭成品。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；将所述高温烟气与水进行换热，得到水蒸气；将所述水蒸气用于汽轮机发电，所述水蒸气变为冷凝水，将所述冷凝水回收后贮存；将产生的电能用于给所述微波活化装置供电。在本专利技术的一个实施例中，将所述蓄热式辐射管旋转床热解炉的干燥温度设置为100-150℃。在本专利技术的一个实施例中，将所述热解的温度设置为300-800℃，时间设置为30-60min。在本专利技术的一个实施例中，将所述微波活化的时间设置为30-45min。在本专利技术的一个实施例中，选用水分含量为30-50wt％的芦竹片作为原料。本专利技术利用汽轮机产生电能，供应微波活化装置活化芦竹生物质炭，增加芦竹生物质炭的吸附能力。此外，本专利技术将芦竹热解产生的高温油气燃烧，燃烧的高温烟气产过热蒸汽，进行汽轮机发电，回收能量，减少对外来能源的需求，起到了节能减排的效果。附图说明图1为本专利技术一实施例中一种利用芦竹制备生物质炭的系统的示意图。图2为本专利技术一实施例中一种利用芦竹制备生物质炭的工艺流程图。图中：100：芦竹破碎装置；101：芦竹入口；102：破碎芦竹出口；200：蓄热式辐射管旋转床热解炉；201：热解进料口；202：可燃气入口；203：空气入口；204：热解出料口；205：高温油气出口；300：微波炉；301：微波活化进料口；302：生物质炭出口；303：洗涤出料口；304：洗涤水出口；400：燃烧室；401：高温油气入口；402：空气入口；403：高温烟气出口；500：余热锅炉；501：高温烟气入口；502：进水口；503：水蒸气出口；600：汽轮发电机；601：水蒸气入口；602：冷凝水出口。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。本专利技术提供的利用芦竹制备生物质炭的系统包括热式辐射管旋转床热解炉和微波活化装置。本专利技术中，蓄热式辐射管旋转床热解炉用于热解芦竹。蓄热式辐射管旋转床热解炉的热效率高，能达到86％以上。蓄热式辐射管旋转床热解炉设有热解进料口、可燃气入口、空气入口和热解出料口。为了更好的热解芦竹，蓄热式辐射管旋转床热解炉设置有干燥区和热解区。在这种情况下，高温油气出口最好设置在热解区的顶部，以便更好的排出高温油气和中温烟气。为了使热解炭更好的排出蓄热式辐射管旋转床热解炉，蓄热式辐射管旋转床热解炉的热解出料口最好设置一出料装置，本专利技术中，该出料装置优选为双螺旋出料机。本专利技术采用微波活化装置活化制得的热解炭，以提高制得的生物质炭的吸附能力。微波活化装置设有微波活化进料口和生物质炭出口，微波活化进料口与蓄热式辐射管旋转床热解炉的热解出料口相连。微波场是一个变化频率极高的交变电场，在这种振荡强烈的电场中，一切极性基团都将迅速改变自己的方向而摆动，但因分子本身的热运动和相邻分子的相互作用及分子的惯性，使极性基团随电场变化的摆动受阻，从而在极性基团和分子之间产生巨大的能量。本专利技术采用微波活化装置优选为微波炉。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、余热锅炉和汽轮发电机。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，还能产生热量，用以制备微波活化装置所需的电。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旋转床热解炉的高温油气出口相连。余热锅炉用于回收高温烟气的热量，利用高温油气燃烧后产生的高温烟气的热量来制备水蒸气。余热锅炉设有高温烟气入口、进水口和水蒸气出口，高温烟气入口与燃烧室的高温烟气出口相连。汽轮发电机用于给微波活化装置供电，所用的水蒸气来自余热锅炉制备的水蒸气。汽轮发电机设有水蒸气入口和冷凝水出口，水蒸气入口与余热锅炉的水蒸气出口相连。此外，汽轮发电机与微波活化装置之间通过电线连接。本专利技术还提供一种利用上述系统制备生物质炭的方法，该方法包括如下步骤：准备长度为4-5cm的芦竹片；将可燃气、空气和所述芦竹片送入蓄热式辐射管旋转床热解炉中，先将芦竹片干燥，然后再进行热解；将热解得到的生物质炭送入微波活化装置中进行微波活化，制得生物质炭成品。为了便于设备处理，且综合考虑吸附剂的用途，原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用芦竹制备生物质炭的系统，其特征在于，所述系统包括蓄热式辐射管旋转床热解炉和微波活化装置；所述蓄热式辐射管旋转床热解炉用于热解芦竹，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉设有干燥区和热解区，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉设有热解进料口、可燃气入口、空气入口和热解出料口；所述微波活化装置用于活化制得的热解炭，所述微波活化装置设有微波活化进料口和生物质炭出口，所述微波活化进料口与所述蓄热式辐射管旋转床热解炉的热解出料口相连。

【技术特征摘要】
1.一种利用芦竹制备生物质炭的系统，其特征在于，所述系统包括蓄热式辐射管旋转床热解炉和微波活化装置；所述蓄热式辐射管旋转床热解炉用于热解芦竹，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉设有干燥区和热解区，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉设有热解进料口、可燃气入口、空气入口和热解出料口；所述微波活化装置用于活化制得的热解炭，所述微波活化装置设有微波活化进料口和生物质炭出口，所述微波活化进料口与所述蓄热式辐射管旋转床热解炉的热解出料口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蓄热式辐射管旋转床热解炉还设有高温油气出口，所述系统还包括燃烧室、余热锅炉和汽轮发电机；所述燃烧室用于处理高温油气，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旋转床热解炉的高温油气出口相连；所述余热锅炉用于回收高温烟气的热量，所述余热锅炉设有高温烟气入口、进水口和水蒸气出口，所述高温烟气入口与所述燃烧室的高温烟气出口相连；所述汽轮发电机用于给所述微波活化装置供电，所述汽轮发电机设有水蒸气入口和冷凝水出口，所述水蒸气入口与所述余热锅炉的水蒸气出口相连。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述高温油气出口设置在所述热解区的顶部。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠惠，巴玉鑫，肖磊，吴小飞，房凯，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