一种热解炉和多段炉制备活性炭的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种热解炉和多段炉制备活性炭的系统及方法。该系统包括：预处理装置、热解炉、多段炉和缓冲罐；预处理装置的热解原料出口连接热解炉的热解原料入口，热解炉的残炭出口连接多段炉的残炭入口，热解炉的热解气出口连接缓冲罐的气体入口，缓冲罐的气体出口连接燃烧器的燃气入口；该方法为利用上述系统制备活性炭的方法。本发明专利技术的制备活性炭的系统和方法，解决了物料热解过程中粉尘重，管道堵塞的问题；系统能耗小，能源自给率高；不会产生有毒有害气体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于活性炭制备
，尤其涉及一种热解炉和多段炉制备活性炭的系统及方法。
技术介绍
活性炭是一种由含炭材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔。活性炭主要用于除去水中的污染物、脱色、过滤净化液体、气体，还用于对空气的净化处理、废气回收(如在化工行业里对气体“苯”的回收)、贵重金属的回收及提炼(比如对黄金的吸收)，室内空气中散发的污染气体甲醛、苯、氨、甲苯等挥发气体吸附作用较好。热解污泥产生的热解炭具有高度发达的孔隙结构和加多的表面负电荷，但是与活性炭的吸附能力相比差距甚远，作为活性炭使用，需要进一步活化。含碳物质包括生物质、垃圾、废旧轮胎、废旧有机物、有机污泥等，在现实生活中大部分上述含碳物质被丢弃，造成环境污染。然而，含碳的物质在几百摄氏度的温度下经过炭化，再活化可制备活性炭。目前制备活性炭的系统存在制备活性炭前段热解过程管道堵塞、粉尘重等问题，还存在制备活性炭装置能耗高、热量损失严重、制备活性炭品质差的问题，且在生产过程中会产生有毒有害气体。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种将热解炉和多段炉联合制备活性炭的系统及方法，在物料热解过程中没有管道堵塞、粉尘重的问题，也不会产生有毒有害气体，系统能耗小。本专利技术的目的之一是提供一种热解炉和多段炉制备活性炭的系统，包括：预处理装置、热解炉、多段炉和缓冲罐；所述预处理装置包括物料入口和热解原料出口；所述热解炉包括热解原料入口、残炭出口、热解气出口、燃烧器和可旋转的盛放盘，所述燃烧器包括燃气入口和烟气出口，所述燃烧器位于所述热解炉的上部，所述盛放盘位于所述热解炉的底部；所述多段炉包括残炭入口、气体入口和活性炭出口；所述缓冲罐包括气体入口和气体出口；所述预处理装置的热解原料出口连接所述热解炉的热解原料入口，所述热解炉的残炭出口连接所述多段炉的残炭入口，所述热解炉的热解气出口连接所述缓冲罐的气体入口，所述缓冲罐的气体出口连接所述燃烧器的燃气入口。缓冲罐用于储存热解炉产生的热解气。缓冲罐采用保温材料制成，具有保温功能，保证热解气不会液化，确保热解气进入燃烧器燃烧时为气态混合物，从而实现燃烧稳定性，不出现断气现象。将热解炉产生的热解气完全燃烧，大幅提高了系统的能源自给能力。优选的，所述预处理装置包括筛选机、磁选机和破碎机中的一项或多项。进一步的，本专利技术的系统还包括净化分离器，所述净化分离器包括烟气入口和二氧化碳出口；所述燃烧器的烟气出口连接所述净化分离器的烟气入口，所述净化分离器的二氧化碳出口连接所述多段炉的气体入口。进一步的，本专利技术的系统还包括加热器，所述加热器包括气体入口和气体出口，所述净化分离器的二氧化碳出口连接所述加热器的气体入口，所述加热器的气体出口连接所述多段炉的气体入口。本专利技术的另一目的是提供一种利用上述的系统制备活性炭的方法，包括以下步骤：A、将物料进行预处理，获得热解原料；B、将所述热解原料送入所述热解炉进行热解处理，获得残炭和热解气；C、将所述残炭送入所述多段炉进行活化，获得活性炭；D、将所述热解气送入所述缓冲罐保温，将保温后的热解气送入所述热解炉的燃烧器燃烧。作为本专利技术优选的方案，所述步骤A中的预处理包括：对物料进行筛选，获得有机物原料。优选的，所述步骤A中的预处理包括：对物料进行磁选，磁选出物料中的金属。进一步的，所述步骤A中的预处理包括：对物料进行破碎，获得热解原料。优选的，本专利技术的方法还包括步骤：将燃烧器产生的烟气进行净化，获得二氧化碳，将所述二氧化碳作为活化剂通入所述多段炉。优选的，本专利技术的方法还包括步骤：将净化得到的二氧化碳送入加热器进行加热，将加热后的二氧化碳送入所述多段炉。本专利技术热解炉和多段炉制备活性炭的系统及方法，解决了制备活性炭前段热解过程中管道堵塞、粉尘重、热解效果差的问题；解决了制备活性炭装置能耗高、热量损失严重、制备活性炭品质差的问题；整个工艺简单，易操作，能够确保操作的稳定性；将热解产生的热解气作为燃料供给燃烧器，实现热量自供。附图说明图1是本专利技术实施例的系统示意图；图2是专利技术实施例制备活性炭方法的流程图。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。专利技术人发现，通过采用内部设置蓄热式辐射管的物料热解炉与现有的多段炉直接进行联用制备活性炭，而无需对现有的多段炉进行改造，即可将物料热解炉中产生的热的残炭送至多段炉进行活化产生活性炭。如图1所示，本专利技术实施例提供一种热解炉和多段炉制备活性炭的系统，包括：预处理装置100、热解炉200、缓冲罐300、净化分离器400、加热器500和多段炉600。预处理装置100用于对送入的物料进行预处理，以获得满足热解所需的热解原料。预处理装置100包括物料入口101和热解原料出口102。预处理装置100可包括：筛选机、磁选机和破碎机中的一项或多项。筛选机对物料进行筛选，可以得到含有大量有机物的原料。磁选机用于磁选筛选后剩下有机物中的金属。破碎机用于将磁选后的有机物破碎成片状、块状和或粉状的热解原料。根据物料的不同，预处理装置可以选择筛选机、磁选机和破碎机中的一项或多项。热解炉200包括热解原料入口201、残炭出口202、热解油气出口203、燃烧器204和可旋转的盛放盘205。预处理装置的热解原料出口102连接热解炉的热解原料入口201。热解原料入口201设置在热解炉200的顶部。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，本专利技术实施例的热解炉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。多个热解油气出口203设置在热解炉200的顶部。根据热解油气的产量可以单独开启某个或多个热解油气出口，实现产油气过程中热解炉炉膛压力的稳定。整个热解炉采用水封，热解炉热解原料入口采用两级星型阀密封，确保整个炉膛内物料在无氧气氛下进行热解，同时使得热解气在整个炉膛内的停留时间超过3s，避免产生二噁英类物质。燃烧器204包括燃气入口206和烟气出口207。燃烧器204位于热解炉200的上部，以便对热解原料进行加热。热解油气出口203竖直方向上位于燃烧器204的上方。燃烧器204包括多个平行并且均匀分布的蓄热式辐射管。每个蓄热式辐射管内部燃烧气氛与所述热解炉炉膛内的热解气氛完全隔开，确保了热解油气具有较高的热值，同时有效抑制了有毒有害气体的产生。由于热解炉200中采用蓄热式辐射管为热解过程提供热源，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，并且该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，保证热解炉中温度场的均匀性，从而可以显著提高热解效率。盛放盘205位于热解炉200的底部。盛放盘205用于盛放热解原料，旋转的盛放盘可保证热解原料的均匀受热。热解原料在热解过程中，相对盛放盘静止不动，避免飞灰的产生。缓冲罐300包括气体入口301和气体出口302，热解炉热解气出口203连接缓冲罐气体入口301，缓冲罐气体出口302连接燃烧器燃气入口206。在热解气进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热解炉和多段炉制备活性炭的系统，其特征在于，包括：预处理装置、热解炉、多段炉和缓冲罐；所述预处理装置包括物料入口和热解原料出口；所述热解炉包括热解原料入口、残炭出口、热解气出口、燃烧器和可旋转的盛放盘，所述燃烧器包括燃气入口和烟气出口，所述燃烧器位于所述热解炉的上部，所述盛放盘位于所述热解炉的底部；所述多段炉包括残炭入口、气体入口和活性炭出口；所述缓冲罐包括气体入口和气体出口；所述预处理装置的热解原料出口连接所述的热解炉热解原料入口，所述热解炉的残炭出口连接所述多段炉的残炭入口，所述热解炉的热解气出口连接所述缓冲罐的气体入口，所述缓冲罐的气体出口连接所述燃烧器的燃气入口。

【技术特征摘要】
1.一种热解炉和多段炉制备活性炭的系统，其特征在于，包括：预处理装置、热解炉、多段炉和缓冲罐；所述预处理装置包括物料入口和热解原料出口；所述热解炉包括热解原料入口、残炭出口、热解气出口、燃烧器和可旋转的盛放盘，所述燃烧器包括燃气入口和烟气出口，所述燃烧器位于所述热解炉的上部，所述盛放盘位于所述热解炉的底部；所述多段炉包括残炭入口、气体入口和活性炭出口；所述缓冲罐包括气体入口和气体出口；所述预处理装置的热解原料出口连接所述的热解炉热解原料入口，所述热解炉的残炭出口连接所述多段炉的残炭入口，所述热解炉的热解气出口连接所述缓冲罐的气体入口，所述缓冲罐的气体出口连接所述燃烧器的燃气入口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理装置包括筛选机、磁选机和破碎机中的一项或多项。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括净化分离器，所述净化分离器包括烟气入口和二氧化碳出口；所述燃烧器的烟气出口连接所述净化分离器的烟气入口，所述净化分离器的二氧化碳出口连接所述多段炉的气体入口。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，进一步包括加热器，所述加热器包括气体入口和气体出...

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