利用煤制备活性炭的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种利用煤制备活性炭的系统和方法。该系统包括：热解炉，其包括进料口、固料出口，用于热解原料煤，生成残炭；燃烧器，具有燃气入口和燃烧烟气出口，用于对原料煤进行加热，产生燃烧烟气；净化分离装置，其具有燃烧烟气入口和二氧化碳出口，燃烧烟气入口与燃烧烟气出口连接，用于对燃烧烟气进行净化、分离处理，得到二氧化碳；流化床，其具有固料入口、活化剂入口、废气出口和活性炭出口，固料入口与热解炉的固料出口连接，所述活化剂入口与所述净化分离装置的二氧化碳出口相连，用于对所述残炭进行活化，生成活性炭。本发明专利技术无需对现有的流化床进行改造，减少热损失，降低能耗，且提高热解炉产能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热解气化技术生产活性炭的
范围，具体而言，本专利技术涉及一种制备活性炭的系统和方法，特别是一种适合以煤为原料，通过热解气化制备活性炭的系统和方法。
技术介绍
活性炭是一种在水质处理、空气净化、溶剂回收及其它工业部门用途十分广泛的孔性碳吸附剂，特别是在废水处理中的应用加速了它的发展,估计世界年总产量已达50-60万吨，1983年我国活性炭的产量已达到3.5万吨，80多个品种。但是目前活性炭的生产工艺、生产设备还很落后，目前国内大部分煤质活性炭企业的生产工艺比较落后，主要通过单种煤来进行生产，产品质量对原料煤依靠严重。生产设备的生产能力普遍较小，自动化程度较低，不利于大规模、连续化生产。同时，由于活性炭生产对原料要求比较高，目前只有少数煤种能完全满足生产要求，因此，随着我国煤炭行业的整顿，煤炭资源集中化程度的提高，活性炭生产将会逐渐转移到少数大型活性炭生产企业，活性炭企业规模扩大，但生产企业将大幅度减少，从而改变目前这种市场竞争无序的状况。目前，国内外研究采用新的研磨技术结合化学洗涤法，可获得灰分为1％的精煤，但是成本相对较高，得不偿失。因此，有必要对活性炭的生产工艺进行研究，解决其对原料要求高、生产率低，生产成本高的问题。
技术实现思路
为解决上述活性炭的生产工艺、生产设备落后的问题，同时提高活性炭的生产效率，降低生产成本，本专利技术提供一种适合以煤为原料，通过热解气化制备活性炭的系统和方法。本专利技术提供了一种利用煤制备活性炭的系统，所述系统包括：热解炉，其包括进料口、多个热解油气出口、固料出口、反应室和设在所述反应室底部的可旋转盛放盘，所述热解炉用于热解原料煤，生成残炭；燃烧器，其位于所述反应室的上部和/或下部，所述燃烧器具有燃气入口和燃烧烟气出口，所述燃烧器用于对所述原料煤进行加热，产生燃烧烟气；净化分离装置，其具有燃烧烟气入口和二氧化碳出口，所述燃烧烟气入口与所述燃烧器的燃烧烟气出口连接，所述净化分离装置用于对所述燃烧烟气进行净化、分离处理，得到二氧化碳；流化床，其具有固料入口、活化剂入口、废气出口和活性炭出口，所述固料入口与所述热解炉的固料出口连接，所述活化剂入口与所述净化分离装置的二氧化碳出口相连，所述流化床用于对所述残炭进行活化，生成活性炭。进一步地，所述系统还包括热解油气接收装置，其具有热解油气入口和热解气出口，所述热解油气入口与所述热解炉的热解油气出口相连，所述热解气出口与所述燃烧器的燃气入口相连，所述热解油气接收装置用于将保温后的热解气通入所述燃烧器内进行燃烧。更进一步地，所述系统还包括加热器，其具有二氧化碳入口和活化剂出口，所述二氧化碳入口与所述净化分离装置的二氧化碳出口相连，所述活化剂出口与所述流化床的活化剂入口连接，所述加热器用于对所述二氧化碳进行加热。具体地，所述加热器为蓄热式加热器。更具体地，所述热解炉具有水封装置，所述热解炉的进料口具有两级阀门或螺旋密封装置。进一步地，所述系统还包括预处理装置，其与所述热解炉的进料口相连，所述预处理装置用于对所述原料煤进行破碎预处理。本专利技术还提供了一种利用上述系统制备活性炭的方法，该方法具有以下步骤：将原料煤送入所述热解炉，所述燃烧器对所述原料煤进行加热，产生燃烧烟气，原料煤热解，生成热解油气和残炭；用所述净化分离装置对所述燃烧烟气进行净化分离处理，得到二氧化碳；将所述残炭和二氧化碳分别送入所述流化床，利用所述二氧化碳对所述残炭进行活化，生成活性炭。进一步地，所述方法还包括以下步骤：将所述热解油气通入所述热解油气接收装置，所述热解油气接收装置对所述热解气进行保温，再将所述热解气通入所述燃烧器内进行燃烧。更进一步地，所述方法还包括以下步骤：将所述二氧化碳通入所述加热器，所述加热器对所述二氧化碳进行加热，然后再通入所述流化床。再进一步地，所述方法还包括以下步骤：对所述原料煤进行预处理，得到片状、块状和/或粉状的原料煤。本专利技术的有益效果在于：本专利技术所述的制备活性炭的系统及方法，无需对现有的流化床进行改造，能够解决制备活性炭前段热解过程中出现的管道堵塞、粉尘重、热解效果差等问题，并且解决了热解装置与制备活性炭装置同时连用时，能耗高、热量损失严重、制备活性炭品质差的问题。本专利技术采用颗粒热载体时，能够解决热解时在颗粒表面易结焦、颗粒分离困难、颗粒在床层间传递困难等问题。本专利技术利用物料制备活性炭的方法，减少热解过程中无机物带走大量热量，减少热损失和降低能耗，且提高热解炉产能，实现原料的充分热解，整个工艺简单，易操作，能够确保操作的稳定性。本专利技术实现了物料的减量化、无害化和资源化利用。本专利技术还可以有效降低热解炭中焦油含量，从而有利于后续流化床制备活性炭的操作，同时可以有效回收系统中的余热，从而实现余热的最大化利用。附图说明图1是本专利技术所述系统的示意简图。图2是本专利技术所述系统的整体示意图。图3是本专利技术所述方法的流程示意图。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。如图1所示，本专利技术所述的系统包括热解炉100，其包括进料口101、热解油气出口102、固料出口105，同时热解炉100还具有反应室和设在所述反应室底部的可旋转盛放盘，所述热解炉100用于热解原料煤，生成残炭。本专利技术所述的热解炉100还要具有水封装置，尤其是所述热解炉100的进料口101具有两级阀门或螺旋密封装置。这样设置可使得所述热解炉处于绝氧的环境，可以抑制原料热解时产生二噁英等有害气体。如图1所示，燃烧器500，其设置于位于热解炉100内，在所述的反应室的上部和/或下部，所述燃烧器具有燃气入口501和燃烧烟气出口502，所述燃烧器500用于对所述原料煤进行加热，产生燃烧烟气。燃烧器500对热解炉100的内部进行加热，使其达到原料煤热解的温度，从而对原料煤进行热解，生成残炭。燃烧器500在燃烧过程中，会产生大量的燃烧烟气，而原料煤热解时会产生大量的热解油气。另外，优选地，将热解炉100反应室的气氛与燃烧器500的气氛隔离，使二者互不影响，从而实现物料热解在绝氧气氛下进行，确保了热解气具有较高的热值，同时有效抑制了二噁英的产生。燃烧器500在热解炉100中沿水平方向间隔分布，并且每组燃烧器500可采用蓄热式辐射管，可独立控制操作，这样设置的好处在于可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控温，并且蓄热式辐射管可以通过在两端实现快速换向和蓄热式燃烧，可以保证热解炉100中温度场的均匀性，从而可以显著提高物料热解效率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本专利技术的热解炉100不需要设置预热单元和载体分离单元，可以极大简化热解和活化反应工艺流程，从而显著降低装置的故障率。如图1所示，净化分离装置600，其具有燃烧烟气入口601和二氧化碳出口602，所述燃烧烟气入口601与所述燃烧器500的燃烧烟气出口502连接，所述净化分离装置600用于对所述燃烧烟气进行净化、分离处理，得到二氧化碳。净化分离装置600先对燃烧烟气进行净化，净化后的烟气再进行二氧化碳和其他气体(主要含氮气)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用煤制备活性炭的系统，其特征在于，所述系统包括：热解炉，其包括进料口、多个热解油气出口、固料出口、反应室和设在所述反应室底部的可旋转盛放盘；燃烧器，其位于所述反应室的上部和/或下部，所述燃烧器具有燃气入口和燃烧烟气出口；净化分离装置，其具有燃烧烟气入口和二氧化碳出口，所述燃烧烟气入口与所述燃烧器的燃烧烟气出口连接；流化床，其具有固料入口和活化剂入口，所述固料入口与所述热解炉的固料出口连接，所述活化剂入口与所述净化分离装置的二氧化碳出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种利用煤制备活性炭的系统，其特征在于，所述系统包括：热解炉，其包括进料口、多个热解油气出口、固料出口、反应室和设在所述反应室底部的可旋转盛放盘；燃烧器，其位于所述反应室的上部和/或下部，所述燃烧器具有燃气入口和燃烧烟气出口；净化分离装置，其具有燃烧烟气入口和二氧化碳出口，所述燃烧烟气入口与所述燃烧器的燃烧烟气出口连接；流化床，其具有固料入口和活化剂入口，所述固料入口与所述热解炉的固料出口连接，所述活化剂入口与所述净化分离装置的二氧化碳出口相连。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括热解油气接收装置，所述热解油气接收装置具有热解油气入口和热解气出口，所述热解油气入口与所述热解炉的热解油气出口相连，所述热解气出口与所述燃烧器的燃气入口相连。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括加热器，其具有二氧化碳入口和活化剂出口，所述二氧化碳入口与所述净化分离装置的二氧化碳出口相连，所述活化剂出口与所述流化床的活化剂入口连接。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述加热器为蓄热式加热器。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热解炉具有水封...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小飞，巴玉鑫，肖磊，王惠惠，房凯，牛明杰，宋敏洁，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